Los problemas encontrados en el desarrollo del nuevo motor WS-15 significan que los primeros J-20 de la Fuerza Aérea del EPL no son tan furtivos a velocidades supersónicas.
China puso apresuradamente en servicio, antes de lo previsto a fines del año pasado, a su primer caza furtivo de quinta generación, el Chengdu J-20, equipandolo con motores de cuarta generación, temporalmente, frente a los crecientes desafíos de seguridad en la región, de acuerdo a lo publicado por South China Morning Post .
Esto significa que sus capacidades se verán severamente limitadas, afectando su maniobrabilidad y consumo de combustible, así como a su furtividad a velocidades supersónicas.
Sin decir cuántos cazas J-20 estan realmente operativos, la Fuerza Aérea del Ejército Popular de Liberación Popular confirmó el viernes pasado que el caza de quinta generación había ingresado al servicio de combate, lo que significa que esta listo para el combate.
Sin embargo, la aeronave estabequipada con motores inferiores diseñados para aviones de guerra de la generación anterior debido a “problemas críticos” con su motor previsto, el WS-15. Este turbofan de quinta generación sufrio una explosión en un ensayo en tierra en 2015, cuyas causas aun no han podido ser solucionadas por los ingenieros chinos , le dijeron al Post dos fuentes militares independientes.
“La explosión indicó que el WS-15 no es confiable, y hasta ahora no hay una solución fundamental para superar ese problema … es por eso que el J-20 está utilizando motores por ahora los motores WS-10B”.
El WS-10B es una versión modificada del motor WS-10 Taihang, que fue diseñado para los cazas de cuarta generación J-10 y J-11 del país. Dicho motor se basa en el nucleo del CFM56, del cual China compro dos ejemplares en los años 80.
La explosión fue confirmada por otra fuente cercana a los miltares, quien dijo que las razones por las que sucedió eran complicadas, y una de ellas era el control de calidad de sus alabes de turbina monocristalinos, el componente clave para un potente motor turbofan.
Se suponía que los alabes de turbina monocristalinos de nueva generación diseñados para el WS-15 podían soportar las mayores cargas mecánicas causadas por las significativamente más altas velocidades de rotación y las temperaturas extremadamente altas a las que se ven sometidos.
El ex presidente de la Corporación de la Industria de la Aviación de China (AVIC), Lin Zuoming, dijo el año pasado a los medios estatales que los alabes de turbina de tercera generación de China podrían soportar temperaturas de hasta 3.632 grados Fahrenheit (2.000 grados Celsius) en los motores WS-10, ampliando el motor su vida útil de 800 horas a 1.500 horas en comparación con los que utilizan los alabes de la generación anterior.
Sin embargo, la relación empuje-peso del motor original WS-10 era de solo 7.5, mientras que la del WS-10B alcanzó su máximo en alrededor de nueve. La relación empuje-peso del motor turbofan WS-15 Emei es mayor a 10, uno de los requisitos básicos para dar al J-20 la capacidad de “supercrucero”.
El supercrucero permite a los cazas furtivos como el F-22 Raptor de los EE. UU. volar a velocidades supersónicas sin usar postquemadores, lo que los hace más difíciles de detectar. El F-22 es impulsado por el motor a reacción más avanzado del mundo, el Pratt & Whitney F119.
Pero lograr un supercrucero requeriría que los alabes de turbina monocristalinos del motor WS-15 soporten temperaturas aún más extremas que las manejadas por el WS-10.
“Los técnicos chinos pueden produciralabes de turbina monocristalinos de alta calidad cuando se concentran en un único elemento específico”, dijo la segunda fuente militar. “Pero aún no han convertido esta avanzada tecnología en un producto estándar para la producción en masa”. Es un problema de cuello de botella que necesita más tiempo para ser superado después de innumerables experimentos y pruebas, basadas en experiencias occidentales “.
“Usar los motores WS-10B es solo una etapa temporal y conveniente del desarrollo del motor del J-20 … en el futuro, el avión puede usar otro motor nuevo, la versión del motor de rendimiento mejorado (IPE) del WS-10, el WS -10 IPE, hasta que el desarrollo del WS-15 sea concluido de manera exitosa “, dijo la primera fuente.
“Es vergonzoso cambiar los motores para el proyecto de un avión tan importante varias veces … solo por la falta de fiabilidad de los actuales motores WS-15. Es el problema central de larga data entre los aviones de cosecha propia “.
Es al menos la tercera vez que el J-20 ha cambiado de motor. En su primer vuelo, la aeronave fue impulsada por dos motores rusos AL-31, que son menos capaces que el WS-10B de China.
Rusia se ha negado a exportar sus motores más avanzados a China porque son la tecnología principal de su industria de aviación. Eso llevó a China a desarrollar una alternativa local, el WS-15, como parte de su impulso para producir uno de los aviones de combate más avanzados del mundo.
Pekín ha intensificado el desarrollo de sofisticados motores a reacción desde el cambio de siglo, con al menos 150 mil millones de yuanes (US$ 23.7 mil millones) invertidos entre 2010 y 2015, informaron fuentes militares al Posten en 2016.
La empresa estatal Aero Motores, una compañía formada en agosto de 2016 mediante la fusión de 24 filiales de AVIC con aproximadamente 10.000 empleados, ha liderado en los últimos años el desarrollo y la producción de motores de aviones y turbinas de gas en China. Una de las antiguas filiales de AVIC, el Instituo de Investigación de Aeromotores Shenyang, desarrolló los WS-10 y WS-15.
La Televisión Central de China alardeó el año pasado de que el rendimiento de la WS-15 había coincidido con el del F119, con un documental emitido en mayo que afirmaba que los motores WS-15 serían ampliamente utilizados en el J-20 hacia el 2020.
Eso convertiría a China en el tercer país en tener un caza de quinta generación, después de EE. UU. y Rusia. Justin Bronk, investigador especializado en poder aéreo de combate en el Royal United Services Institute, dijo a Business Insider que el diseño del J-20 le dio “mayor alcance, más capacidad interna de combustible y mayor capacidad interna de armas” que sus contrapartes estadounidenses. el F-22 y el F-35, y eso significaba que representaba una amenaza real para las fuerzas estadounidenses en el Pacífico.
Sin embargo, los analistas militares dijeron que era demasiado pronto para tales pronósticos porque el subdesarrollado motor WS-15 aún no era tan sofisticado como el F119, que tiene una vida útil de más de 4.000 horas.
El prototipo del primer avión de combate de quinta generación de Rusia, el Su-57, se elevo al aire por primera vez en enero de 2010, pero su vuelo inaugural impulsado por el nuevo motor Izdelie 30, que fue especialmente diseñado para él, solo tuvo lugar el mes pasado. El nuevo motor permitirá que el Su-57 logre una velocidad de supercrucero y vuele constantemente a 1.242 mph (2.000 km/h), pero aún enfrenta muchos ensayos, con el sitio web Russia Beyond diciendo que no estaría montado en el Su-57 antes de 2019 o 2020.
El proyecto WS-15 de China comenzó en la década de 1990, con el primer prototipo entregado en 2004 y la primera prueba de tierra exitosa realizada en 2015, dijo Antony Wong Dong, un observador militar con sede en Macao.
“China tardó 11 años en probar el WS-15 después de que se creó su prototipo”, dijo Wong. “Es muy normal tomar de tres a ocho años para un mayor desarrollo.
“Y sigue siendo un logro significativo para China desarrollar el WS-10B como una solución provisional para el J-20. La base de tecnología de motores de aviones avanzados de China es muy débil porque su investigación y desarrollo comenzó varias décadas más tarde que sus contrapartes occidentales “.
Los estadounidenses Pratt & Whitney y General Electric pasaron más de 12 años desarrollando prototipos del motor F119 en la década de 1980, seguidos de otros 14 años de pruebas después del vuelo inaugural del motor, instalado en un F-22, en septiembre de 1997.
Los EE. UU. también comenzaron a desarrollar el caza furtivo polivalente F-35 en la década de 1990, con el primer escuadrón, utilizando motores Pratt & Whitney F135, un derivado del F119, uniéndose a la USAF en 2016.
Estados Unidos comenzó a desplegar F-35 en sus bases militares en la región Asia-Pacífico, y 12 llegaron a la base aérea de Kadena en Japón en noviembre. Corea del Sur ha dicho que planea recibir 40 F-35 este año.
Informes anteriores indicaron que la Fuerza de Autodefensa Marítima de Japón también estaba considerando comprar la versión de VTOL, el F-35B, para sus dos nuevos porta helicopteros Clase Izumo de 25.000 toneladas. Eso empujó a Pekín a poner el J-20 en servicio tan pronto como sea posible, dijeron fuentes militares.
Andrei Chang, editor en jefe de Kanwa Asian Defense, con sede en Canadá , dijo que el J-20 podría necesitar al menos ocho años para mejorar el rendimiento del motor, pero aún era el avión de combate más capaz de la Fuerza Aérea del EPL cuando se trataba de contrarrestar al F-22.
“El J-20 es más avanzado que los cazas de cuarta generación de China debido a su furtividad”, escribió en la última edición de la revista, y agregó que también podría transportar una mayor cantidad de misiles aire-aire más avanzados.
Chang dijo que no esperaba que China pusiera el J-20 en producción en masa hasta que el proyecto WS-15 estuviera cerrado, pero la capacitación de los pilotos del J-20 había estado en marcha por un tiempo. Dijo que la Fuerza Aérea del Ejército Popular de Liberación había desplegado cazas J-20 en la Base de Entrenamiento y Pruebas de Dingxin en la provincia de Gansu, donde el caza furtivo y otros aviones de guerra se habían utilizado para estudiar contramedidas contra el F-22 y el F-35.
El comentarista militar con sede en Hong Kong Liang Guoliang dijo que era una necesidad “muy urgente” para China desarrollar un caza furtivo basado en portaaviones basado en el J-20 debido a que el entorno de seguridad regional era cada vez más desafiante.
“El F-35B de EE. UU. es mucho más poderoso que el caza actual de portaaviones de China, el J-15”, dijo Liang. “En caso de una guerra, la capacidad de combate de un portaaviones Izumo japonés podría llegar a la de un portaaviones chino si cada barco está equipado con entre cinco y seis F-35B, el cual es equivalente a 10 J-15. “
Pero, advirtió, tomaría al menos una década convertir un avión de caza con base en tierra como el J-20 en un avión basado en portaaviones debido a las amplias modificaciones requeridas, y agregó que Estados Unidos había estado desarrollando aviones basados en portaaviones desde la década de 1930, mientras que China acaba de comenzar a hacerlo este siglo.
El J-15 basado en portaaviones de China se basa en el Su-33 ruso, una variante del caza Su-27 de cuarta generación.
“China debería apurarse; el liderazgo central debería tomar una decisión tan pronto como sea posible “, dijo Liang.
China ha realizado un largo y costoso proceso desde la década del 60′ hasta la fecha para convertirse en autosuficiente en materia de defensa. Ha utilizado todos los medios a su disposición, desde ingeniería reversiva, compra de desarrollos avanzados como el del Laví (que dio sus frutos en el J-10), fabricación bajo licencia de aviones y motores, espionaje industrial, sobornos, copias sin licencia, intentos de cooperación internacional (como el FC-17), etc. De esa manera ha avanzado hasta los más altos niveles tecnológicos en casi todas las ramas de la defensa, desde armas de mano hasta misiles nucleares intercontinentales, pasando por tanques de guerra, avuones de combate y buques de guerra, desde lanchas rápidas hasta portaaviones, además de todos los sectores de la electrónica. Pero es en el sector aeronáutico en el que ha encontrado los mayores obstáculos a la hora de evaluar los avances. Es que es éste el sector más sensible de la tecnología, con dificultades solo comparables a los motores nucleares para submarinos y los sistemas de lanzamiento submarino de misiles balísticos. Incluso en la carrera de militarización del espacio China ha alcanzado niveles comparables al resto del mundo. Baste recordar el satélite que China destruyó en el espacio con un arma de energía cinética en 2007… Pero los aviones de combate avanzados suponen desafíos tecnológicos realmente complejos. Realizar una célula con tecnología furtiva desde todos los ángulos de observación, con estructuras complejas para desviar las ondas de radiofrecuencia y que además cumpla con las demandas de velocidad, maniobras en altos ángulos de ataque y alcance, que admita los valores de ingesta de flujo de aire adecuado para los motores, y la expulsión del aire caliente difuminado con la menor pérdida de empuje y la menor firma infrarroja posible, más la utilización de pinturas absorbentes, entre otros factores es algo realmente difícil de lograr… Pero es la más fácil de las tareas… Hay un sector más complejo y extremadamente dependiente de las tecnologías, y es el de los motores adecuados para propulsar un avión de combate avanzado. La cooperación y el acercamiento de China y Rusia en los últimos años ha dado sus frutos en muchos sectores, inclido el nuclear; pero en la cuestión de los motores Rusia ha sido reacia a entregar sus más avanzadas tecnologías y esto le está costando a China realiza grandes esfuerzos de investigación e inversión para lograr avances que la sitúen al mismo nivel de Rusia y EE.UU. Los problemas térmicos, de flujo de compresión de baja y alta presión y tecnología de materiales monocristalinos de polialeaciones súper secretas (en componentes y tratamientos), van a llevar un tiempo adicional para dotar al J20 de los motores autóctonos que necesita. Porque una cosa es lograr un prototipo y otro distinto la producción en serie de un material confiable y con una vida útil económicamente viable.