Panowie pod wpływem Waszych pseudo eksperckich wypowiedzi w wątku o tragedii smoleńskiej z którymi oczywiście całkowicie się zgadzam
moja wena została wzbudzona i musiała znaleźć ujście. Oto wynik.
Rozwój chińskich dwuprzepływowych silników odrzutowych dla lotnictwa wojskowego
Chińskie silniki odrzutowe dla samolotów bojowych – temat gorący. Roi się od spekulacji, a sami Chińczycy wcale nie chcą pomóc w rozwikłaniu wszystkich zagadek. Opinie o nich są skrajnie różne. Od zachwytu i przekonaniu o uniezależnieniu się od pomocy technologicznej Rosjan do negowania chińskich osiągnięć. Poniżej trochę informacji.
Współcześnie w Chinach, podobnie jak w innych krajach rozwija się przede wszystkim silniki dwuprzepływowe, które są oznaczane indeksem WS – WoSan. Choć ze względu na zacofanie chińskiego przemysłu lotniczego pracuje się również nad silnikami jednoprzepływowymi jak WP-14C Kunlun 3 (Dla samolotu J-8T), gdzie WP oznacza WoPen. Prawdopodobnie głównym ośrodkiem badawczym jest 606 Instytut Konstrukcji Silników z Szenjang, oraz instytut nr 624. Najprawdopodobniej istnieją jeszcze inne przyzakładowe biura konstrukcyjne przy czterech znanych ośrodkach produkcyjnych w Guizhou (Liyang Aero-Engine Corporation - LYAC), Szenjang (Liming Aero-Engine Manufacturing Corporation - LMAC), Czanghzou (Xi'an Aero-Engine Corporation XAC), Czengdu (Chengdu Engine Company – CEC).
Pierwsze prace nad silnikami dwuprzepływowymi podjęto w latach sześćdziesiątych w ramach prac nad lekkim myśliwcem J-9 mającym w założeniu przewyższać parametrami produkowany „półlicencyjnie” MiG-21F-13. Silnik otrzymał oznaczenie WS-6 i miał zapewne wiele rozwiązań z WP-7 – kopii R-11F-300. W 1966 roku wyprodukowano serię próbną. O niskim poziomie technicznym silnika świadczy rozbieżność uzyskiwanych wartości ciągu – z dopalaniem od 12460 do 14100 kG, maksymalny od 7270 do 8500 kG. Wiąże się to nie tylko, z jakością i brakiem materiałów, ale również z niedopracowaniem skomplikowanych regulatorów, które są mózgiem każdego silnika odrzutowego. Silnik posiadał konstrukcję dwuwałową w układzie 3º SPR NC+11º SPR WC+ 2º TWC + 2º TNC. Komora spalania typu rurowego.
WS-6
W 1970 roku w związku z zawirowaniami politycznymi Chinach i zmianą priorytetów zbudowano bezdopalaczową wersję WS-6A przeznaczoną dla samolotu transportowego z jednostopniowym wentylatorem przed sprężarką niskiego ciśnienia (SPR NC), przez co wzrosło masowe natężenie przepływu i stosunek dwuprzepływowości. Wyprodukowano jedynie trzy egzemplarze, po czym program zawieszono. Przy tej jednostce proszę zwrócić uwagę na jej podobieństwo do CFM-56.
WS-6A
W 1980 roku instytut nr 606 opracował kolejną wersję silnika WS-6G (G – Gai, zmodernizowany) z trzystopniową SPR NC o większej prędkości obrotowej, zwiększono również temperaturę gazów na wlocie do turbiny. WS-6G był lżejszy od WS-6 o 100 kg, ciąg wzrósł o 13.2%, a obciążenie jednostkowe ciągu zmniejszyło się o 18.9%. Prace nad silnikiem zakończono dopiero w 1990 roku osiągając jednostkowe obciążenie ciągu równe 7. Niewątpliwie to oraz wysokie zużycie paliwa, a także niewielki resurs sprawiały, że silnik nie nadawał się do praktycznego użycia. Wygląd zewnętrzny silnika WS-6G mocno przypomina R-29, a układ pędni wysokiego ciśnienia jest taki sam. Być może to pozostałość po otrzymanym w latach siedemdziesiątych z Egiptu MiG-23MS.
WS-6G
Kolejnym silnikiem stanowiącym krok naprzód był Xian WS-9 Qinling. Jest to licencja silnika Rolls Royce RB.168 Mk 202 Spey o ciągu maksymalnym 5500 kG i 9300 kG z dopalaniem. Silnik został przeznaczony dla samolotu uderzeniowego Xian JH-7/FBC-1 „Latający Leopard”. Silnik posiada następujący układ 5º SPR NC + 12º SPR WC+2º TWC+2º TNC.
Xian WS-9 Qinling
Jego wersją rozwojową jest Xian WS-15 Qinling - 2, zwany również WS-9-2. Silnik jest rozwijany od 1998 roku i posiada ciąg z dopalaniem około 9700 kG. Według Ta Kung Pao – wiodącego inżyniera programu silnik odpowiada parametrami francuskiemu SNECMA M-53P-2 (6500/9700 kG). Do nazwy WS-15 wrócę później, ponieważ w tym miejscu pojawiają się dezinformacje dotyczące samolotu J-20.
Xian WS-15 Qinling - 2
Kolejnym jest WS-12A, który należy do klasy silników o ciągu do 100 kN (RD-33/F404/M88/EJ200). Według niektórych danych ciąg z dopalaniem wynosi 8150 kG. Prace nad silnikiem zawieszono podobno ze względu na priorytet WS-10 Taihang. Moim zdaniem jest to nieprawda.
WS-12A
Zapewne WS-12 okazał się na tyle nieudany, że silnikiem rozwijanym od 2000 roku w Guizhou jest WS-13 Taishan. Został certyfikowany w 2007 roku, a produkcja rozpoczęła się w 2009 r (choć jeszcze w 2005 r. wydano 238 mln $ ba zakup 100 RD-93). Istnieją dwie wersje WS-13 o ciągu 5200/8800 kG i WS-13A z ciągiem na dopalaniu 10200 kG. Powstał dla zastąpienia rosyjskich Klimow RD-93 zamówionych na początku lat dziewięćdziesiątych i montowanych w myśliwcach J-17/FC-1. RD-93 różni się, od RD-33 przesunięciem skrzynki napędów na górnej części korpusu silnika, co dostosowuje go do montażu w kadłubie J-17. WS-13 to kopia RD-93, przy czym producent poza większym ciągiem chwali się pewnymi zmianami takimi jak: resurs zwiększony do 2200 h i systemem sterowania FADEC. W WS-13 temperatura na wlocie do turbiny wynosi 1650ºK w stosunku do 1680ºK w RD-93, co niezbyt dobrze świadczy o Chińczykach. Dla polepszenia parametrów zmieniono stosunek dwuprzepływowości z 0.49:1 do 0.57:1. Porównując WS-13, którego produkcja rozpoczęła się niedawno do nowej produkcji Klimowa, to ustępuje on RD-33 resursem (4000 h), bez wątpienia lepszym FADEC na bazie BARK 42/93, systemami kontroli i monitorowania IDK 42/93 (których WS-13 zapewne w ogóle nie posiada).
WS-13
Budzącym największe emocje chińskim silnikiem jest WS-10A Taihang. Ze względu na różnorodność i całkowite nieprawdopodobieństwo pochodzenia z jednej linii rozwojowej silników oznaczanych WS-10/FWS-10 jest to źródło licznych spekulacji. Taihang to niezwykle ciekawa mozaika konstrukcyjna cudzych osiągnięć, będąca amerykańsko – rosyjską hybrydą.
Chińczycy poszukując dostępu do nowoczesnych technologii były ograniczane embargami, które sprytnie potrafili ominąć. W 1982 roku "Aviation & Space Technology Week" poinformował o zamówieniu przez nich dwóch egzemplarzy silników CFM-56-2 dla dokonania analizy możliwości modernizacji sprzętu linii lotniczych. Silniki zostały dostarczone, a na późniejsze pytania o ich losy stwierdzili, że zostały zniszczone w pożarze. Gazogenerator silnika CFM-56-2 jest zaadoptowany z silnika F101-GE-102 z bombowca B-1B, a jego gorąca część jest stosowana również w silnikach rodziny F110. Prace koncepcyjne (a w zasadzie sondowanie możliwości uzyskania technologii) rozpoczęto w 1980 roku. W 1986 r. umiłowany wódz Deng Xiaoping zatwierdził plan rozwoju, a prace nad WS-10 rozpoczęły się na dobre w 1987 r. Założeniem było uzyskanie ciągu 13500 kG i obciążenia jednostkowego ciągu 7,5:1 (kG/kg), czyli silnika odpowiadającego jak najbardziej F110. W 1989 roku zamówiono trzy najważniejsze elementy gazogeneratora: siedmiostopniową SPR WC, chłodzoną powietrzem, krótką komorę spalania typu pierścieniowego i oraz turbinę WC. Projekt wstępny ukończono w 1991 r. a produkcję serii próbnej rozpoczęto w 1992 roku. Z dużym prawdopodobieństwem można powiedzieć, że WS-10 serii próbnej bardzo znacznie się różnił od tego, co oglądamy dziś na zdjęciach, a sam silnik nie nadawał się do użycia. Problemy z WS-10 były nie do rozwiązania przy ówczesnych możliwościach. Dotyczy to najbardziej obciążonych części silnika (gazogeneratora), który uległ zmianom. Nastąpiło to dzięki zmianom politycznym mającym miejsce na przełomie lat 80/90. Można było nawiązać kontakty z rosyjskimi specjalistami, a zakupienie w 1992 roku partii Su-27 umożliwiło Chińczykom kolejną kradzież technologii. Co dalej się działo z Taihangiem? Tutaj zaczyna się labirynt niewiadomych, a żadne mi znane materiały nie wyjaśniają nic w tej materii. Zacznijmy od pewnego wydarzenia. W 2004, czyli jedenaście lat po zbudowaniu prototypu, doszło do poważnej awarii próbnego WS-10 zabudowanego na samolocie Su-27 (warto zwrócić uwagę, że Su-27/J-11 świetnie nadają się na platformę badawczą ze względu na szerokie rozstawienie gondol silnikowych). Doszło do zniszczenia jednej z podpór (łożyska). Samolot wylądował na jednym pracującym silniku. Podobno to wydarzenie spowodowało duże perturbacje i zagrożenie programu. W tym miejscu pojawia się zagadka – WS-10 na Su-27? Silnik z dolnym położeniem agregatów, o zupełnie innych wymiarach i rozmieszczeniu węzłów mocujących niż AL-31F? Wróćmy do 1992 roku i dostawy Su-27 i problemów z pierwszą serią WS-10. Wiadomo, że Chińczycy weszli po pewnym czasie w posiadanie technologii remontu AL-31F, co pozwoliło im na „pożyczenie” wielu rozwiązań dla WS-10. Doprowadziło to do powstania nowej linii rozwojowej silników, a silniki montowane na J-11B to wcale nie WS-10. W ten sposób powstała hybryda z pędnią od WS-10, automatyką i armaturą AL-31F. Otrzymała ona nazwę FWS-10. Co więcej nie pasują one do oryginalnych Su-27 ze względu na inną średnicę wlotu - 950 mm (1180 mm w AL-31F). FWS-10 to być może próba ratowania dzieła instytutu 606 przed partyjnymi zakusami na likwidację programu. Konkludując ten wątek dla oryginalnych Su-27 nadal zamawiane są w Rosji AL-31F, dla J-11B produkowane są FWS-10, przy czym istnieją dwie linie rozwojowe chińskich silników WS-10: przypominający F110 i FWS-10 zbliżony do AL-31F. Przy czym ten ostatni jest używany operacyjnie dopiero od 2007 roku, a w jednym z wywiadów szef chińskiego przemysłu lotniczego Lin Zuoming stwierdził problemy z FWS-10 na J-11B. Na koniec omawiania tego silnika zaznaczę, że chińczycy nigdy nie mówią o FWS-10, a tylko WS-10, jakby się wstydzili lub to ukrywali.
FWS-10 i AL-31F
Wracając do oryginalnego WS-10. Jego konstrukcja z dolnym położeniem skrzynki napędów ma umożliwiać jego zabudowę w kadłubie J-10, gdzie oryginalnie znajdują się AL-31FN z takową konfiguracją. Jednak WS-10 nie ma na J-10. Po pierwsze trzeba by poważnie przebudować strukturę siłową tylnej części kadłuba, po drugie końcówkę wlotu powietrza. Poza tym silniki WS-10 mają mniejszy resurs od AL-31F – jak donosiła prasa w 2009 r. - 30 h w stosunku 400 h do pierwszego remontu w AL-31F. I w ten sposób nowy J-10B z wlotem powietrza typu DSI, będącym albo nową wersją lub samolotem eksperymentalnym dla J-20 poleciał z…AL-31F 4 serii. O ile wierzyć danym Chińczykom nie udał o się osiągnąć zakładanego ciągu 13500 kG, gdyż WS-10 ma 12800 kG. W 2008 r. na Airshow w Zhuhai pokazano nową odmianę WS-10A, która posiada sterowanie FADEC (nowe rozwiązania skrzętnie zasłonięto roślinami doniczkowymi) i podwyższony ciąg do 13450 kG (inne źródła: 13200 kG). Mimo to dopiero w 2010 roku ogłoszono sukces prób WS-10A. Kolejną wersją jest WS-10B z dyszą o zmiennym wektorze ciągu. Dokładnie nie wiadomo, kiedy był opracowywany i czy z sukcesem. Prawdopodobnie jest starszy od WS-10A, a rozwiązania czerpie z AL-31FP. Ciąg z dopalaniem wynosi podobno 13800 kG. Ostatnią wspominaną wersją jest WS-10G. Prawdopodobnie to te silniki napędzają drugi prototyp J-20. Charakteryzują się dyszą zrobioną na modłę stealth z ząbkowanymi krawędziami. Ciąg z dopalaniem wynosi 15800 kG. Warto zauważyć, że pierwszy prototyp J-20 był wyposażony …w silniki AL-31F 4 serii, a nie np. WS-10A.
Silniki wywodzące się z gazogeneratora CFM-56-2 nie mają szczęścia. Praktycznie w linii używane są tylko FWS-10, będące po potężnym zastrzyku radzieckiej technologii, a ich eksploatacja nie jest bezproblemowa. Natomiast „czysta linia” WS-10 praktycznie nie zaistniała w praktycznym użyciu mimo, że w tym roku od rozpoczęcia prac minie 20 lat! Warto jeszcze zauważyć, że coraz to wyższe ciągi silnika odbywają się poprzez zwiększenie możliwości dopalacza. Nie widać zmian w pędni. Świadczy to o tym, że ciąg maksymalny pozostaje na stałym niskim poziomie. Skutkuje to tym, że wyposażone weń samoloty nie osiągną naddźwiękowej prędkości przelotowej bez użycia dopalacza, co dyskwalifikuje WS-10. Silnik piątej generacji musi mieć ciąg bez dopalania wynoszący około 10000 kG, a z dopalaniem rzędu 16000 – 18000 kG, a obciążenie ciągu 10:1. Przyszłość tej jednostki jest niejasna, gdyż pracuje się nad zupełnie inną konstrukcją…
Jak wspominałem wrócę do silnika WS-15, a w zasadzie tego, co pod tym indeksem się kryje. Jest mało prawdopodobne, aby stary Xian WS-15 Qinling 2 był tym samym, co Shenyang WS-15. Silnik ten jest podobno intensywnie rozwijany i nawet towarzysze wręczają sobie zań nagrody. Prototyp miał osiągnąć ciąg na dopalaniu 16500 kG, a celem jest 18350 kG, obciążenie ciągu ma wynosić 10:1. Jedyna fotografia modelu trzymanego w rękach przez nagrodzonych sugeruje coś bardzo wymownego – czyżby wraz planami prototypu MiG 1.44, Chińczycy kupili prototypy AL-41F izd. 20?! Pasuje do J-20 jak ulał. Co ciekawe można znaleźć informację, że WS-15 ma sześciostopniową sprężarkę wykonaną w technologii BLISK, czego nawet w F119-PW-100 nie ma. Poza tym ma mieć nowoczesną komorę spalania z chłodzeniem międzypanelowym (floatwall combustion chamber), jednostopniową turbinę wysokiego ciśnienia z łopatkami zrobionymi na bazie monokryształu DD6 (ten stop to podobno chiński low cost) z dyskiem zrobionym w technologii metalurgii proszków na bazie FGH96. Kto chce niech wierzy…
Model WS-15
Następny silnik, jaki omówię to WS-18 będący kopią silnika D-30KP2. Silnik napędza chińskie Iły-76, a jego konstrukcja pochodzi z wczesnych lat sześćdziesiątych. WS-18 ma napędzać kopię Tu-16, czyli H-6K. Być może to będzie deska ratunku w razie niepowodzenia ambitnego programu WS-15. Mogą pójść drogą Rosjan i dodać nowy moduł niskiego ciśnienia, dopalacz uzyskując….D-30F-6 jak w MiG-31.
WS-18
Pozostaje jeszcze wymienić projekt CJ2000/GD30. Podobno wykonano już kilka gazogeneratorów. Silnik ma mieć małe obciążenie ciągu, masowe natężenie przepływu 30kg/s, temperaturę na wlocie do turbiny 1900ºK i jest kopiowany z jakiejś odmiany F404.
A teraz inne fakty. Silniki z Rosji płyną szerokim strumieniem. W 2010 złożyli zatwierdzoną prośbę o sprzedaż 250 silników AL-31FN izd. 39 serii 3 z ciągiem 13500 kG i większym resursem, cyfrowym sterowaniem i innymi unowocześnieniami. Gazogenerator tego silnika to w praktyce AL-31FM1. Latem 2010 delegacja z Chin złożyła zapytanie w MMPP Salut w sprawie możliwości zakupu AL-31FN z gazogeneratorem od AL-31FM2, osiągający z dopalaniem 14000 kG, a w listopadzie złożyli zapytanie handlowe w NPO Saturn na AL-41F1S (izd.117S). Z tego co wiem kupić im się nie udało. W międzyczasie zamawiają w oddzielnych transzach rozmaite część gazogeneratora różnych wersji AL-31 rzekomo w celu remontu posiadanych silników. Są to części takie jak łopatki turbin, sprężarek, dyski wirników – których w czasie remontu się nie wymienia…Roczna wartość dostaw wynosi 100 mln. $. Z zakupionych części mają pewne szanse złożyć SPR NC i WC podobną do tej z AL-31FM1 izd. 99, serii 42 i uzyskać ciąg 9000/15500 kG. Kupują również skrzynki agregatów samolotowych dostosowane do napędzania mocniejszych pomp hydraulicznych, które bez wątpienia mają zasilać instalacje pokładowe nowego myśliwca a także mocniejsze turbostartery będące w stanie uruchomić silnik z nowymi agregatami. Chińczycy chcą kupować również nowe wersje AL-31F z blokami sterowania FADEC i rozbudowanymi systemami monitoringu i sterowania opartymi o Ethernet i standard ARINC-429.
Jedynym w miarę nowoczesnym, aczkolwiek zawodnym silnikiem, jaki udało się Chińczykom wprowadzić do eksploatacji to FMS-10. Przedstawiona sytuacja niezbyt dobrze wróży nowym konstrukcjom tego państwa. Widać dużą ilość raczej celowych dezinformacji lub wesołej twórczości internautów. Jest duży napływ danych o gwałtownym rozwoju chińskich konstrukcji, lecz im bardziej zagłębiamy się w zagadnienie, sytuacja wygląda coraz żałośniej.
Pozdro - Wasz Czesio 
