Po co Chińczykom Su-57?
Chiny naprawdę chcą być krajem – przykładem dla wszystkich. Silny, stabilny i szanowany. A do tego brakuje całkiem sporo: armii, flota i przemysł. I we wszystkich trzech obszarach Chińczycy pracują tak, jak przystało na komunistów. Czyli o przełomie.
Oczywiście po tym, jak Chiny pokazały swój stosunek do demokracji w stylu zachodnim, czyli w 1989 roku na placu Tiananmen, Zachód wcale nie był chętny do dzielenia się z ChRL nie tylko technologiami wojskowymi, zakazano także technologii podwójnego zastosowania. Generalnie śruby są dokręcone maksymalnie, ale Chiny pod przewodnictwem lidera nie poddają się i nadal pracują nad wynajdowaniem nowych przydatnych technologii i osiągnięć naukowych.
Lub, jak wszyscy wiedzą, pozyskuje technologię wszelkimi dostępnymi środkami, nie cierpiąc wcale przy wyborze metod ze względu na sumienie.
Dziś, kontynuując poprzedni temat silników piątej generacji, porozmawiamy o tym, że Chińczycy są bardzo zainteresowani naszymi osiągnięciami w dziedzinie samolotów piątej generacji. A ściślej mówiąc, są to silniki do tych samolotów.
Zatrzymywać się. Mówisz, że PLA ma samoloty piątej generacji. Chengdu J-20.
Tak, samolot naprawdę nie jest zły, ma przyzwoity potencjał, ale... Nie ma silnika jutra.
Jeśli pamiętacie, pierwsze egzemplarze Chengdu J-20 latały na rosyjskich AL-31FN. Wtedy wydaje się (nie jest to potwierdzone przez nas), że zostały one zastąpione przez AL-31F-M2. Po 2016 roku Chińczycy aktywnie polowali i chętnie kupowali wycofane z eksploatacji silniki tych modeli.
Następny był WS-10S, który był bardzo podobny do AL-31, ale miał nieco większą moc - 142 kN w porównaniu do 137 kN. W 2017 roku Chiny zaczęły stosować w tych silnikach własne łopatki turbin wykonane z nadstopów renu i niklu. Krok oczywiście robi wrażenie, ale okres między przeglądami wyniósł tylko 500 godzin, co w porównaniu z silnikami rosyjskimi i amerykańskimi, dla których liczba ta jest trzykrotnie większa, wcale nie wygląda.
Do 2023 roku do służby miał wejść silnik WS-15 z kontrolowanym wektorowaniem ciągu i mocą 181 kN w dopalaczu. Wystąpiły jednak opóźnienia w silniku i loty, jeśli w ogóle występowały, nie były reklamowane.
Dlatego wiele krajów regionu oraz tych, które nie mają budżetu na samoloty amerykańskie czy rosyjskie, rozważa propozycje z ChRL. A niektórzy ludzie kupują chińskie samoloty, bo to naprawdę niezłe samochody. Z wyjątkiem silników. Przykładowo jakiś czas temu Indonezja poważnie przyjrzała się chińskim samolotom, ale ostatecznie zdecydowała się na Su-30MK2. Właśnie ze względu na silniki, ponieważ Chiny nie były w stanie spełnić warunków, które zakładały dostarczenie własnego samolotu z własną awioniką, ale rosyjskimi silnikami.
Zatem rosyjskie silniki turboodrzutowe rzeczywiście są w kręgu zainteresowań Chin. Przynajmniej do czasu, gdy opanują produkcję równie niezawodnych i mocnych silników.
Jak już wspomniano, rozwój nowoczesności lotnictwo - To przede wszystkim rozwój silników. Silnik nie tylko unosi samolot nad ziemię i przyspiesza go, ale teraz także wyznacza kierunek lotu, dostarcza do układów energię elektryczną i płyn hydrauliczny pod określonym ciśnieniem.
Dlatego jeśli mówimy poważnie o rozwoju lotnictwa, musimy zrozumieć, że bez rozwoju silników jest to po prostu niemożliwe. Jest to dobrze rozumiane także w Chinach. Ale dziś jest tam trudna sytuacja: z jednej strony instytuty badawcze i biura projektowe pracują nad nowymi modelami, z drugiej przemysł nie jest w stanie za nimi nadążyć. Wiele powiedziano o niedoborze metali ziem rzadkich i braku w Chinach wykwalifikowanych specjalistów w dziedzinie rozwoju stopów.
A same fabryki nie są zbyt piękne. Przemysł lotniczy obsługują zakłady metalurgiczne w Szanghaju i Anszan, które są w stanie dostarczyć niezbędne stopy. Jeżeli jednak w grę wchodzą maleńkie ilości za te same ostrza, właściwsze byłoby skorzystanie z usług małych prywatnych przedsiębiorstw, jednak ta opcja nie odpowiada zwolennikom zachowania tajemnicy w czołówce branży.
Dziś chińscy inżynierowie próbują rozwiązać problemy z silnikiem za pomocą starego sojusznika, tytanu. Jednak tytan ze względu na swoje możliwości temperaturowe nie pozwala na znaczny wzrost temperatury mieszaniny przed generatorem gazu. Być może dałoby się zastosować takie rozwiązanie, jak natryskiwanie materiałów ceramicznych na łopatki sprężarki wysokociśnieniowej, a następnie ich wypalanie, ale i w tym zakresie chińscy inżynierowie nie osiągnęli znaczącego sukcesu. Natomiast ceramiczna powłoka tytanowych ostrzy może podnieść temperaturę na wlocie HPC o około 100-150 K.
Innym rozwiązaniem jest stworzenie stopu tytanu i renu. Ren jest materiałem bardzo ogniotrwałym, który przed badaniem wysokociśnieniowym może zapewnić t=1 – 900 K. Dlaczego ren, a nie, powiedzmy, wolfram? Tyle, że w prowincji Hengxi, niedaleko miasta Xi’an, gdzie znajduje się wiele przedsiębiorstw produkujących samoloty, niedawno odkryto duże złoża renu.
Jak mawiają nasi sąsiedzi: „Mamy to, co mamy”. Dlatego chińscy inżynierowie mają przed sobą dużo pracy, aby stworzyć nowe stopy lekkie, które nie boją się wysokich temperatur.
Kolejna rzecz, którą Chińczycy chętnie pożyczyliby w jakikolwiek sposób. Naprawdę potrzebny jest nowy układ zapłonowy do silników, który zapewniłby uruchomienie silnika w czasie lotu, a także uchroniłby inżynierów przed czymś takim, jak spalanie nadmiaru paliwa w komorze z efektem eksplozji.
Ogólnie rzecz biorąc, bardzo przydatny byłby zapłon plazmowy rosyjskiego AL-41F1.
Może razem?
Chińskie media podały, że NPO Saturn i UMPO (Ufa Engine Production Association), które pracują nad silnikiem piątej generacji pod oznaczeniem Product-30, przeżywają znaczne trudności finansowe. Oczywiście ogólnie rzecz biorąc dotyczy to również UAC, jako głównej siedziby rosyjskiego przemysłu lotniczego.
Argument dowodowy jest następujący: Chińczycy posiadają informację, że przedprodukcyjna wersja Produktu 30 lata już na laboratoryjnym samolocie T-50-7. W sumie do testów wyprodukowano wstępną serię 10 sztuk. Dla porównania do testów silnika AL-31 wzięto 68 silników. Jeśli UMPO i Saturn nie wyprodukują do testów serii silników, które będą przynajmniej w przybliżeniu podobne do swoich poprzedników, wówczas rosyjscy producenci samolotów będą mieli problemy.
To ciekawa uwaga, nie warta jeszcze komentarza. Ma prawo do życia, ale można podać inne wyjaśnienia takiego podejścia, jak produkcja małej serii silników do testów.
Ogólnie rzecz biorąc, chińscy inżynierowie znają serię tych silników.
AL-31F – montowany na Su-30MKK.
AL-41F1S - na Su-35SK.
Oba myśliwce od dawna służą w Siłach Powietrznych PLA (zwłaszcza Su-30MKK) i oczywiście silniki do nich zostały zakupione w ramach odrębnych kontraktów w celu zastąpienia tych, które wygasły.
Oczywiście chińscy specjaliści przeprowadzili niepełny demontaż silników w celach informacyjnych.
Była dla nich bardzo nieprzyjemna niespodzianka: okres między przeglądami silnika AL-41F1S wynosi 1500 godzin, a całkowity zasób to 3 godzin, ale jeśli wymienisz stopnie HPC i inne elementy, żywotność można wydłużyć o kolejne 000 godziny. Szkoda (dla Chińczyków), ale ich silniki nie są jeszcze w stanie zapewnić przynajmniej połowy tego zasobu.
Chińscy inżynierowie uważają, że w dopalaczu AL-41F1S wytwarza ciąg 14 000 kgf, ale to nie jest limit, a w sytuacjach awaryjnych silnik może wytworzyć ciąg do 18 000 kg, czyli istnieje pewna rezerwa na modernizację. Dlatego nowe materiały ceramiczne w „gorącej” części i nowy układ zapłonowy sprawiają, że perspektywa staje się bardziej znacząca.
Generalnie Chińczycy przywiązują dużą wagę do pracy z temperaturą, a droga ich rosyjskich kolegów jest dla nich jasna i interesująca. Silnik AL-31FP miał t=1 tys. w HPC, AL-665F miał już 41 tys., a AL-1F828S około 41 tys. Oznacza to, że istnieje ciągły postęp, który można osiągnąć dzięki nowym materiałom.
A oto szczyt chińskiego przemysłu lotniczego, J-20.
Zdecydowana większość tych myśliwców lata na rosyjskich AL-31F. W samolotach wyprodukowanych po 2019 roku zastosowano WS-10, który jest mocniejszy, ale krótkotrwały. Stąd chęć Chin do nabycia AL-41F1S do swoich samolotów, a w przyszłości tego samego AL-41F1, który nadal jest „Produktem 30”, wygląda całkiem normalnie.
Dlaczego Chińczycy potrzebują AL-41F1, jest jasne: zmodyfikować J-20A, który powinien stać się „dalszy, wyższy i szybszy”, dla czego krajowe silniki wyraźnie nie wystarczą.
Prośby sąsiadów są po prostu niesamowite. Według minimalnych szacunków PLA chciałaby zakupić około 330 silników AL-41F1S. Oraz obliczenia istniejących i tych w budowie J-20, po dwa silniki na samolot.
To jest, wiesz, IMPREZA. Tutaj oczywiście będą bardzo długie negocjacje, bo Chińczycy tacy nie będą, jeśli nie będą próbowali nagiąć naszego przemysłu lotniczego na rabaty na taką ilość. Ale tak naprawdę jest to bardzo trudna decyzja, która pokazuje, o ile lepsze są nasze silniki od chińskich.
Ale są problemy.
A głównym problemem nie jest cena, głównym problemem jest niezdolność rosyjskich fabryk do realizacji takiego zamówienia. Tutaj musisz zrozumieć, że ten sam UMPO nie zrezygnuje ze wszystkich zamówień, aby zadowolić Chińczyków. Ale 330 silników to za mało na kilka miesięcy pracy, rozumiesz. To bardzo długoterminowy kontrakt. Ale oprócz chińskiego zamówienia UMPO musi budować silniki dla rosyjskich sił powietrzno-kosmicznych, a zamówienia składają także inne kraje.
Tutaj kryje się sprytny ruch: składając tak ogromne zamówienie dla swoich Sił Powietrznych, Chińczycy próbują opóźnić zawarcie podobnego kontraktu między rosyjskimi producentami a indyjskimi siłami powietrznymi. Hindusi wcale nie są głupcami i też chcą zmodernizować swoje Su-30MKI. Samoloty te napędzane są silnikiem AL-31FP, silnikiem bardziej zaawansowanym niż ten w samolotach chińskich ze względu na odchylany wektor ciągu, aczkolwiek tylko w płaszczyźnie pionowej.
W zasadzie zainstalowanie AL-41F1S zamiast AL-31FP da bardzo dobry wynik pod względem zwrotności i mocy, więc można zrozumieć aspiracje Hindusów: Su-30MKI nie jest dziś najnowocześniejszym i najbardziej wydajnym samolotem , ale nie wysyłaj ich na złom, zwłaszcza, że są trwałe jak wiele innych modeli?
Ogólnie rzecz biorąc, przebiegły plan strony chińskiej zakłada maksymalne osłabienie indyjskich sił powietrznych, pozostawiając je bez nowoczesnych silników. Ale to tylko jeden z elementów sukcesu.
Po drugie, Chińczycy wyposażając swoje samoloty w rosyjskie silniki, będą w stanie dość łatwo doprowadzić do stanu technicznego WS-15, który na razie nie chce być ukończony.
WS-15 to obiecujący projekt, realizowany w myśl schematu „zrobiłem z tego, co miałem”. A przy wszystkich zaletach silnika samochód ma wady: nie wytwarza mocy 15 000 kgf, ponieważ układ zapłonowy jest całkowicie przestarzały. Z tego samego powodu nie można uruchomić silnika, jeśli utknie w locie lub zostanie wyłączony. Reaguje bardzo słabo na przegrzanie, ponownie z powodu przestarzałego schematu odlewania komponentów w proszku i nie jest szczególnie niezawodny przy dużych prędkościach obrotowych. Cóż, monokrystaliczne ostrza DD6 drugiej generacji z wewnętrznym chłodzeniem cieczą nie są wyznacznikiem nowoczesnego samolotu.
Ogólnie rzecz biorąc, jasne jest, że aby J-20 stał się pełnoprawnym samolotem piątej generacji, potrzebuje również pełnoprawnego silnika piątej generacji. AL-41F1S nim nie jest, to wciąż 4++, ale WS-15 to jeszcze mniejszy silnik piątej generacji.
Jednak zakup AL-41F1S w takich ilościach z pewnością popchnie Siły Powietrzne PLA do przodu, a eksploatacja rosyjskich silników umożliwi doprowadzenie WS-15 do stanu. Nawet poprzez całkowity demontaż i bezpośrednie kopiowanie wszystkich elementów rosyjskiego silnika.
A plazmowy układ zapłonowy, zapewniający beztlenowy rozruch silnika w locie, to w zasadzie wisienka na torcie, nad którą Chińczycy oblizują wargi już od bardzo dawna.
I tu też warto pamiętać, że apetyt towarzyszy jedzeniu w tym sensie, że Siły Powietrzne PLA są uzbrojone w kilkaset samolotów wyposażonych w silniki WS-10 o różnych modyfikacjach, mowa tu o J-11DG i J-16, które prześledzić ich pochodzenie od Su-27, co oznacza, że AL-41F1S dość łatwo się tam zakorzeni. A dla J-11, który jest pod tym względem szczerze słaby, będzie to bardzo godna modernizacja, a J-16, którego nie można nazwać starym, otrzyma jeszcze więcej możliwości.
Cóż, oczywiście Chińczycy są bardzo zainteresowani kolejnym etapem, AL-41F1.
Specjaliści PLA uważają, że rosyjscy inżynierowie będą w stanie ustabilizować ciąg na poziomie około 11 000 kgf w trybie przelotowym i 18 000 kgf w dopalaczu. Aby jednak potwierdzić żywotność na poziomie 5 godzin, zdaniem ekspertów PLA, trzeba będzie zmniejszyć moc dopalacza do poziomu 000 16 kgf. Ale nawet w tym przypadku, zdaniem chińskich inżynierów, moc AL-000F41 będzie o około 1% większa niż moc AL-20F, która jest używana w samolotach Sił Powietrznych PLA.
Tak czy inaczej gra jest warta świeczki.
Jednak nie wszystko w rosyjskich silnikach odpowiada Chińczykom. Z uśmiechem przeczytałem na łamach Gazety Codziennej PLA taką „zdrową” krytykę rosyjskich silników, że dobrodusznie się uśmiałem.
Okazuje się, że głównym problemem rosyjskich silników jest niewystarczająca żywotność i krótkie okresy międzyremontowe! To jest to, co rozumiem, to jest patriotyzm! To, że chińskie silniki nie są w stanie wyprodukować nawet jednej trzeciej rosyjskich, jest drobnostką, bo PLA płaci za swoje silniki w juanach, a za rosyjskie w dolarach.
Ale nie ma co robić, Chińczycy będą musieli poczekać, bo po prostu nie ma innych opcji i nie można się ich spodziewać. Albo AL-41F1S i raz AL-41F1, czyli nasz WS-15.
W Chinach wierzy się, że dalsza droga rozwoju rosyjskich silników (i niestety nie ma dla nich innych), wyrażona w modelu zapowiadanym jako AL-41F2, doprowadzi do stworzenia silnika trójprzewodowego. Dzięki temu będzie bardziej ekonomiczny w trybie przelotowym i zmniejszy obraz temperatury całego samolotu, ponieważ w wyniku oczyszczenia trzeciego obwodu temperatura spalin spadnie.
Ponadto pojawiła się informacja, że rosyjscy inżynierowie postanowili wdrożyć w nowym silniku pomysł wlotów powietrza w kształcie litery S. Z jednej strony znacznie spowolni to przepływ powietrza do silnika, z drugiej strony całkowicie ukryje łopatki, które dobrze odbijają sygnał radarowy.
Silnik będzie oczywiście wyposażony w zapłon plazmowy, co umożliwi uruchomienie silnika na wysokościach do 5 metrów.
I ostatnią rzeczą są dwupłaszczyznowe wektory odchylenia ciągu. Istnieją informacje, że kąt odchylenia wektora wyniesie 40-60 stopni, co w zupełności wystarczy, aby zapewnić samolotowi super zwrotność.
Idealny silnik? Z punktu widzenia specjalistów PLA tak. I tylko jedna rzecz psuje obraz: ten silnik jest rozwijany w Rosji, a nie w Chinach.
Niestety, chińskie silniki, pomimo całej krytyki rosyjskich (często niesprawiedliwej), nie są z nimi porównywalne. Głównie w kwestiach zasobów. Jeszcze w zeszłym roku chińscy inżynierowie szczerze przyznali, co wielu zdumiało, że ich mechanizmy odchylania wektora ciągu w WS-15 mają maksymalną żywotność 50 godzin. Dysza odchyla się w pionie o nie więcej niż 17 stopni i w poziomie o nie więcej niż 15 stopni.
Rosyjskie mechanizmy odchylania wektora ciągu wytrzymują 150-200 godzin. A kąt odchylenia naszych silników jest większy, co by było, gdyby najnowocześniejszy WS-15 sprawdzał się pod tym względem jak nasz AL-31FP i nic więcej. I oczywiście, pomimo tego, że Chińczycy skopiowali swoje silniki z naszych, wcale nie są one wymienne. Inne jednostki sterujące, inne oprogramowanie.
Głównym problemem jest to, że w Chinach nie ma wymaganej liczby inżynierów-projektantów specjalnie zajmujących się sprzętem high-tech i nie ma gdzie ich przeszkolić. Z wyjątkiem Rosji. Tak, jest szansa poszukać na Ukrainie pozostałości kadry inżynieryjnej, być może jeszcze trochę tam zostało, ale problem z wyjazdem jest porównywalny z problemem Chin. W każdym razie szkolenie personelu zajmie lata, co absolutnie nie leży w interesie Chin. Oznacza to, że będziemy musieli szukać i zwabiać specjalistów na bok. Smutne jest to, że nie ma zbyt wielu stron.
A strona, którą jest Zachód, nic nie da Chinom. Choć nie jest to specjalnie konieczne, bo gdy Chińczycy próbowali skopiować amerykańskie silniki do swojego Xian H-6, okazało się, że znacznie łatwiej zamiast kopiować JT8D od Pratt-Whitneya, kupić rosyjski D-30KP-2 od Pratt-Whitneya. Ił- 76. Tak, D-30KP-2, delikatnie mówiąc, nie był podobny do AM-3, „rodzimych” silników Tu-16/Xian H-6, ale Chińczycy całkowicie przerobili przedziały swojego samolotu dla te silniki bez żadnych problemów. I choć D-30KP-2 w ogóle nie były przystosowane do Tu-16, to skoro partia tak stwierdziła, to wszystko będzie latać. To są Chiny...
A przy okazji, historia z D-30KP-2 może służyć jako przykład tego, jak nawet wielkie pragnienie zostaje zniweczone przez niemożność.
Pod koniec ubiegłego wieku chińscy wojskowi odpowiedzialni za naprawę sprzętu (Departament Uzbrojenia i Sprzętu Sił Powietrznych ChALW) doszli do wniosku, że utrzymanie D-30KP w Rosji jest bardzo drogie. A proces ten zajmuje dużo czasu. Naturalnie pojawiło się pytanie o naprawę silników w Chinach po otrzymaniu odpowiednich zezwoleń i dokumentacji.
Chengdu Engine Corporation (420. Fabryka Silników Lotniczych) wysłała w 1998 roku propozycję do dowództwa Sił Powietrznych PLA o przekazanie mu procedur częściowej lub całkowitej naprawy i konserwacji na lotnisku dwóch silników D-30KP-2. Proces studiowania D-30KP-2 przez chińskich specjalistów trwał ponad dwa lata. W 2000 roku Chiny rozpoczęły szereg negocjacji i konsultacji w sprawie silników ze stroną rosyjską.
W rezultacie powstał WS-18, chińska kopia D-30KP-2. Zaczęto go instalować na samolocie transportowym Xian Y-20 i bombowcu H-6K. Wszystko było piękne i patriotyczne, ale...
W 2009 roku dowiedziała się o kontrakcie na dostawę dużej partii D-30KP-2 do Chin, a w latach 2009-2020 Chiny otrzymały z Rosji 436 silników D-30KP-2. Oto cała sytuacja aż do juana. WS-18 jest nasz, ale lepiej latać na rosyjskim D-30KP-2.
I tak z prawie każdym chińskim silnikiem. Podobną historię można znaleźć o każdym.
Teraz w chińskiej prasie specjalistycznej często można znaleźć stwierdzenia na ten temat, że Siły Powietrzne PLA nie będą już kupować D-30KP-2. I wcale nie dlatego, że WS-18 jest lepszy, nie. Tyle, że teraz Chińczycy, patrząc na D-30KP-3 Burlak, wydzielają sok żołądkowy.
D-30KP-3 "Burlak" - D-2000KP-30, głęboko zmodernizowany w latach 2-tych w NPO Saturn. Posiada nowy wentylator, współczynnik obejścia zwiększony ponad 1,5 razy, ciąg zwiększony o 1 tonę (13 000 kgf) i zużycie paliwa zmniejszone o 11%. Piosenka, nie silnik!
Oczywiście specjaliści z Instytutu Badawczego Silników 624 w Chengdu oraz specjaliści z tej samej Fabryki Silników 420 zrobią wszystko, aby opanować chociaż naprawę tego silnika, nie mówiąc już o montażu własnej wersji.
Jednak nie jest to tak proste, jak się wydaje. Silnik samolotu to, przepraszam, nie jest iPhone do kopiowania.
Dlatego żaden kraj na świecie nie jest tak zainteresowany rozwojem rosyjskiego przemysłu lotniczego jak Chiny. Chiny nie mają dokąd pójść: Europa i Stany Zjednoczone nie będą się spieszyć z przetargiem na dostawę Chinom sprzętu wojskowego, jak to ma miejsce co roku w Indiach. Chiny muszą samodzielnie wydostać się z każdej sytuacji. Dlatego posiadanie za przyjaciół takiego sąsiada jak Rosja jest bardzo korzystne.
Rzeczywiście, Chiny nie potrzebują Su-57. Nauczyli się budować samoloty, ale ich skuteczność to inna kwestia. Ale rosyjski samolot jest interesujący ze względu na swój silnik. Silnik jest sercem samolotu, a stworzenie samolotu piątej generacji w oparciu o trzeci silnik – nie, to tak nie zadziała. Dlatego współpraca wojskowa będzie przedmiotem zainteresowania Chin przez długi czas.
informacja