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July 28, 2020 | International, Aerospace

F-35 Propulsion Upgrade Moves Forward Despite Uncertainty

Steve Trimble

Stabilizing the production system and securing a funded, long-term upgrade plan are now the main objectives for Pratt & Whitney's F135 propulsion system for the Lockheed Martin F-35.

Although first delivered for ground--testing 17 years ago, the F135 remains a lifeline in Pratt's combat aircraft engines portfolio for new-development funding. The U.S. military engines market is entering an era of transition with great uncertainty for the timing of the next major combat aircraft program.

  • Enhancement Package replaces “Growth Option”

  • New F-35 propulsion road map due in six months

The transition era begins with the likely pending delivery of Pratt's most secretive development project. In 2016, the U.S. Air Force named Pratt as one of seven major suppliers for the Northrop Grumman B-21 bomber. The Air Force also has set the first flight of the B-21 for around December 2021. That timing means Pratt is likely to have delivered the first engine for ground-testing. At some point within the next year, Pratt should be planning to deliver the first flight-worthy engine to Northrop's final assembly line in Palmdale, California, to support the Air Force's first B-21 flight schedule.

As the bomber engine development project winds down, the propulsion system for the next fighter aircraft continues to be developed, but without a clear schedule for transitioning to an operational system.

The Air Force Research Laboratory's Adaptive Engine Transition Program (AETP) is sponsoring a competition to develop an adaptive engine that can modulate the airflow into and around the core to improve fuel efficiency and increase range. The AETP competition is between Pratt's XA101 and GE's XA100 designs, with the first engines set to be delivered for ground-testing by the end of this year or early next year.

As 45,000-lb.-thrust-class engines, the first AETP designs are optimized for repowering the single-engine F-35, but the F-35 Joint Program Office (JPO) has established no requirement to replace the F135 for at least another five years. A follow-on effort within the AETP is developing a similar engine for a next-generation fighter, but neither the Air Force nor the Navy have committed to a schedule for transitioning the technology into an aircraft-development program. That leaves Pratt's F135 as the only feasible application for inserting new propulsion technology for a decade more.

After spending the last decade focused on completing development of the F-35 and upgrading the software, electronics and mission systems, the JPO is developing a road map to improve the propulsion system through 2035.

As the road map is being developed, program officials also are seeking to stabilize the engine production system. Pratt delivered about 600 F135s to Lockheed through the end of last year, including 150—or about 25%—in 2019 alone. The JPO signed a $7.3 billion contract with Pratt last year to deliver another 509 engines in 2020-22, or about 170 a year.

Although Pratt exceeded the delivery goal in 2019 by three engines, each shipment came an average of 10-15 days behind the schedule in the contract. The fan, low-pressure turbine and nozzle hardware drove the delivery delays, according to the Defense Department's latest annual Selected Acquisition Report on the F-35. Lockheed's production schedule allows more than two weeks before the engine is needed for the final assembly line, so Pratt's late deliveries did not hold up the overall F-35 schedule, says Matthew Bromberg, president of Pratt's Military Engines business.

F135 deliveries finally caught up to the contract delivery dates in the first quarter of this year, but the supply chain and productivity disruptions caused by the COVID-19 pandemic have set the program back. About five engines scheduled for delivery in the second quarter fell behind the contractual delivery date, Bromberg says. The pressure will grow as a loaded delivery schedule in the second half of the year adds pressure on deliveries, but Pratt's supply chain managers expect to be back within the contract dates in the first quarter of next year, he says.

The F-35 program's political nature also has caused program disruptions. The Defense Department's expulsion of Turkey from the F-35 program last year also banished the country's supply chain, which contributed 188 parts to the F135. In particular, Alp Aviation produces the Stage 2, 3, 4 and 5 integrally bladed rotors (IBR) for the F135.

As of early July, about 128 parts now made in Turkey are ready to transition to other suppliers, of which about 80% are based in the U.S., according to Bromberg. The new suppliers should be requalified to produce those parts in the first quarter of 2021 and ready to meet production rate targets for Lot 15 aircraft, which will begin deliveries in 2023.

“The overriding objective was to move with speed and diligence along the transition plan and ensure we are ready to be fully out of Turkey by about Lot 15,” Bromberg explains. “And we are on track for that.”

As Pratt transfers suppliers, the company also has to manage the effect on potential upgrade options. Alp Aviation, for example, had announced a research and development program to convert the finished titanium IBRs to a more resilient nickel material.

For several years, Pratt has sought to improve the performance of the F135 above the baseline level. In 2017, the company unveiled the Growth Option 1.0 upgrade, which is aimed at delivering modular improvements that would lead to a 5% or 6% fuel-burn improvement and a 6-10% increase in thrust across the flight envelope. The Marine Corps, in particular, was seeking additional thrust to increase payload mass for a vertical landing, but the proposed package did not go far enough to attract the JPO's interest.

“It missed the mark because we didn't focus our technologies on power and thermal management,” Bromberg says.

A year later, Pratt unveiled the Growth Option 2.0. In addition to providing more thrust at less fuel burn, the new package offered to generate more electrical power to support planned advances in the aircraft's electronics and sensors, with the ability to manage the additional heat without compromising the F-35's signature in the infrared spectrum.

Last fall, the JPO's propulsion management office teamed up with the Advanced Design Group at Naval Air Systems Command to analyze how planned F-35 mission systems upgrades will increase the load on the engine's thrust levels and power generation and thermal management capacity. In May, the JPO commissioned studies by Lockheed and Pratt to inform a 15-year technology-insertion road map for the propulsion system. The road map is due later this year or in early 2021, with the goal of informing the spending plan submitted with the Pentagon's fiscal 2023 budget request.

As the studies continue, a name change to Pratt's upgrade proposals reveals a fundamental shift in philosophy. Pratt's earlier “Growth Option” terminology is gone. The proposals are now called Engine Enhancement Packages (EEP). The goal of the rebranding is to show the upgrades no longer are optional for F-35 customers.

“As the engine provider and the [sustainment] provider, I'm very interested in keeping everything common,” Bromberg says. “The idea behind the Engine Enhancement Packages is they will migrate into the engines or upgrade over time. We don't have to do them all at once. The [digital engine controls] will understand which configuration. That allows us again to be seamless in production, where I would presumably cut over entirely, but also to upgrade fleets at regularly scheduled maintenance visits.”

Pratt has divided the capabilities from Growth Options 1 and 2 into a series of EEPs, with new capabilities packaged in increments of two years from 2025 to 2029.

“If you go all the way to the right, you get all the benefits of Growth Option 2, plus some that we've been able to create,” Bromberg says. “But if you need less than that and you're shorter on time or money, then you can take a subset of it.”

Meanwhile, the Air Force continues to fund AETP development as a potential F135 replacement. As the propulsion road map is finalized, the JPO will decide whether Pratt's F135 upgrade proposals support the requirement or if a new engine core is needed to support the F-35's thrust and power-generation needs over the long term.

Previously, Bromberg questioned the business case for reengining the F-35 by pointing out that a split fleet of F135- and AETP-powered jets erodes commonality and increases sustainment costs. Bromberg also noted it is not clear the third-stream technology required for the AETP can be accommodated within the roughly 4-ft.-dia. engine bay of the F-35B.

Now Bromberg says he is willing to support the JPO's decision if the road map determines a reengining is necessary. “If the road map indicates that they need significantly more out of the engine than the Engine Enhancement Packages can provide, we would be the first to say an AETP motor would be required,” Bromberg says. “But we think a lot of the AETP technologies will make those Engines Enhancement Packages viable.”

https://aviationweek.com/ad-week/f-35-propulsion-upgrade-moves-forward-despite-uncertainty

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Des promesses ont été faites pour lutter contre les changements climatiques, travailler à la «réconciliation» avec la population autochtone, élargir l'accès aux services de santé mentale, introduire un régime fédéral d'assurance-médicaments et aider la «classe moyenne» avec une modeste réduction des impôts et une augmentation du salaire minimum fédéral. Le but d'une telle posture progressiste a été révélé cette semaine par la performance de Trudeau au sommet du 70e anniversaire de l'OTAN à Londres. S'exprimant aux côtés du président américain Donald Trump, Trudeau s'est vanté que son gouvernement a déjà entrepris une augmentation de plus de 70 % des dépenses militaires d'ici 2026 et qu'il prévoit en faire davantage. Trudeau a ensuite annoncé mercredi que le Canada affectera six autres chasseurs à réaction et une frégate à la Force de haute disponibilité de l'OTAN, qui vise à faciliter la mobilisation de 30 bataillons terrestres, 30 escadrons aériens et 30 navires de combat dans un délai de 30 jours en cas de crise de guerre avec la Russie. Cela amène la contribution totale du Canada à 12 avions de chasse, une force opérationnelle expéditionnaire aérienne, un avion de patrouille maritime, trois frégates, un sous-marin, un bataillon d'infanterie mécanisée, un hôpital militaire et une section de lutte contre la contamination biologique, radiologique et nucléaire. Lors de l'annonce du nouveau déploiement, Trudeau a salué la participation de l'armée canadienne à une série d'interventions agressives menées par les États-Unis autour du monde. «Aujourd'hui, le Canada dirige des missions de l'OTAN en Lettonie, en Irak et des forces maritimes de l'OTAN en mer Méditerranée et dans la mer Noire, et il fait progresser le programme sur les Femmes, la paix et la sécurité», a-t-il déclaré. Dans une section du discours du Trône largement ignorée dans la couverture médiatique, intitulée «Positionner le Canada pour réussir dans un monde incertain», le gouvernement libéral a décrit sa politique étrangère militariste agressive. Derrière les invocations creuses de «démocratie», de «droits de l'homme» et du «droit international», le gouvernement s'est engagé à renforcer l'engagement du Canada envers l'OTAN et à «défendre l'ordre international fondé sur des règles lorsque cet ordre est remis en question, particulièrement lorsqu'il s'agit de questions de commerce ou de politique numérique». L'«ordre fondé sur des règles» est l'hégémonie mondiale de l'impérialisme américain, qui s'est maintenue depuis la Seconde Guerre mondiale gr'ce au déploiement impitoyable de forces militaires sur chaque continent. Le fait que les libéraux soient prêts à défendre cet ordre «particulièrement lorsqu'il s'agit de questions de commerce ou de politique numérique» est une attaque claire contre la Chine, montrant clairement que l'écrasante majorité de la bourgeoisie canadienne soutient la volonté de Washington d'isoler économiquement son concurrent stratégique et de se préparer au conflit militaire avec lui. Le programme de droite du nouveau gouvernement ne se limite pas aux questions de politique étrangère. L'engagement à chercher un «terrain d'entente» avec les autres partis politiques et les gouvernements provinciaux sert d'écran de fumée pour établir une étroite collaboration avec les forces de la droite dure, notamment les conservateurs unis de Jason Kenney en Alberta, les conservateurs de Doug Ford en Ontario, la Coalition Avenir Québec de François Legault et Scott Moe en Saskatchewan. Depuis les élections fédérales, le gouvernement Kenney a déposé un budget provincial contenant des réductions de dépenses publiques de plus de 10 % en termes réels et a exigé que les travailleurs du secteur public acceptent des réductions salariales allant de 2,5 à 5 %. Ford a imposé un plafond annuel de 1 % sur les augmentations de salaires et d'avantages sociaux d'un million de travailleurs du secteur public pour les trois prochaines années et se prépare à criminaliser les grèves des enseignants. Trudeau a récemment tenu une réunion de réconciliation avec Ford, et les deux politiciens se sont engagés à travailler ensemble. Cela faisait suite à une campagne électorale au cours de laquelle Trudeau et les libéraux, avec l'appui des syndicats, se sont présentés comme des opposants déterminés à Ford et à ses mesures d'austérité. Cela a permis aux libéraux de remporter 79 des 121 sièges de l'Ontario et de défendre leur position en tant que plus grand parti parlementaire. Fait significatif, la ministre responsable de superviser ces relations intergouvernementales est l'ancienne ministre des Affaires étrangères Chrystia Freeland. Principal faucon de guerre du premier mandat de Trudeau, Freeland s'est fait un nom en tant que critique véhémente de la Russie et en tant que partisane d'un partenariat militaire et stratégique plus approfondi avec les États-Unis. Dans son discours de lancement de la nouvelle politique de défense des libéraux en 2017, elle a affirmé que la «force dure», c'est-à-dire la guerre, faisait partie du passé du Canada et devait faire partie de son avenir. Dans le cadre de son rôle nouvellement élargi de vice-première ministre, Freeland communiquera avec Kenney et Moe dans le but manifeste d'écouter les intérêts de l'ouest. En réalité, cela signifie servir les demandes des grandes pétrolières pour des oléoducs vers les eaux navigables, l'expansion de l'exploration énergétique et l'intensification des attaques contre la classe ouvrière pour accroître les profits des entreprises. Freeland continuera également de jouer un rôle de premier plan dans la gestion des relations canado-américaines. Outre Freeland, une autre nomination importante au Cabinet est celle de Bill Blair au poste de ministre de la Sécurité publique. L'ancien chef de la police de Toronto est connu pour avoir dirigé la répression brutale contre les manifestations anti-G20 en 2010. Pendant le premier mandat des libéraux, il était responsable de la supervision de la sécurité frontalière et a donc joué un rôle de premier plan dans l'intégration du Canada à la chasse aux sorcières d'immigrants de Trump. Les premières actions du nouveau gouvernement Trudeau soulignent que, durant son deuxième mandat, il effectuera un nouveau virage à droite en matière de politique étrangère et intérieure et dépendra encore plus des syndicats et du NPD pour se présenter comme étant «progressiste». Le mois dernier, le gouvernement canadien a joué un rôle de soutien important dans le coup d'État de droite appuyé par les États-Unis qui a renversé le président bolivien Evo Morales. Le Canada a appuyé financièrement la mission de l'Organisation des États américains qui a déclaré nulle et non avenue l'élection présidentielle d'octobre, ouvrant la voie à la prise du pouvoir par les militaires et réprimant brutalement l'opposition populaire. Les libéraux ont également travaillé en étroite collaboration avec la bureaucratie syndicale en coulisse pour mettre fin à une grève d'une semaine des travailleurs du CN selon les conditions de l'entreprise. La ministre des Transports, Marie-Claude Bibeau, a effectivement lancé un ultimatum, affirmant que le gouvernement interviendrait pour mettre fin à la grève par voie législative. Un jour plus tard, le syndicat des Teamsters a mis fin à la grève et a refusé de divulguer toute information sur l'entente qu'il avait conclue. La bureaucratie syndicale a joué un rôle central dans la réélection de Trudeau. Au cours de l'été, les congrès annuels de la Fédération canadienne des enseignants et d'Unifor, deux des syndicats les plus influents du pays, se sont transformés en rassemblements de campagne électorale du Parti libéral. Au cours de la campagne, les syndicats ont continué de revendiquer frauduleusement que les libéraux constituaient une alternative «progressiste» à Andrew Scheer et à ses conservateurs. Le rôle du NPD est particulièrement trompeur. Le chef du NPD, Jagmeet Singh, a cherché mercredi à donner l'impression que son parti est en train de conclure un marché difficile en disant aux journalistes que Trudeau devra compter sur l'appui des conservateurs ou du Bloc québécois s'il ne veut pas faire de «progrès significatifs». Pourtant, Singh et le NPD ont passé toute la campagne électorale à pratiquement supplier les libéraux de former une coalition ou une sorte d'arrangement parlementaire pour établir un gouvernement «progressiste». Lorsque les libéraux ont été impliqués dans le coup d'État bolivien, Singh a publié une déclaration hypocrite qui évitait de critiquer directement le gouvernement Trudeau, notant simplement qu'ils devraient se concentrer sur la promotion de la «démocratie» dans le pays sud-américain. Singh a également rencontré Trudeau à la mi-novembre et a fait remarquer par la suite qu'il était sûr que les deux parties pourraient travailler ensemble. Fait révélateur, après avoir critiqué le discours du Trône de jeudi parce qu'il n'allait pas «assez loin», Singh a quand même laissé la porte grande ouverte pour que les députés néo-démocrates votent en sa faveur. La réalité est que même si Singh et le NPD critiquent parfois les libéraux, le gouvernement Trudeau comptera sur les sociaux-démocrates pour leur fournir la couverture de gauche dont ils ont tant besoin. Pour sa part, le NPD jouera le rôle qui lui a été attribué, en faisant fi des prétentions «progressistes» des libéraux et en leur apportant son soutien au besoin, y compris lors de votes parlementaires cruciaux. Cela renforcera la volonté des libéraux d'aller de l'avant avec des attaques sauvages contre la classe ouvrière partout au pays gr'ce à leur collaboration avec des gens comme Kenney et Ford, et alors qu'ils détournent des dizaines de milliards de dollars prévus pour répondre aux besoins sociaux dans le financement de nouvelles flottes d'avions de guerre et de cuirassés dont le gouvernement a besoin pour promouvoir les intérêts et ambitions impérialistes canadiens sur la scène internationale. https://www.wsws.org/fr/articles/2019/12/09/nglm-d09.html

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