بعد تجهيز الطائرة المقاتلة J -20 بمحرك توربوفان 10C وإدراكها للإنتاج الوطني ، عندما يتم تجهيزها بمحرك WS15 ، ستصبح محط أنظار الجميع. آخر الأخبار هي أن WS -15 تم إنتاجه بكميات كبيرة ، وأن J -20 على وشك تحقيق الإنتاج الضخم في حالة كاملة.
صورة
في القمة الصينية الثالثة للاستثمار في الطيران والمسابقة السابعة لمسابقة الابتكار وريادة الأعمال في مجال الطيران التي عقدت مؤخرًا ، قدم الفنيون أخبارًا مثيرة تفيد بأن WS -15 قد تجاوز الصعوبات التقنية وحقق الإنتاج الضخم. لا توجد بالفعل مشاكل فنية في الدخول في سلسلة الإنتاج في حالة كاملة قبل عام 2025.
[الاستثناء من الولايات المتحدة هو الأقوى]
محرك WS -15 هو محرك توربوفان عسكري من الجيل الرابع طورته الصين. مستواها التقني يمكن مقارنته مباشرة بمحرك المروحة التوربينية F الأمريكية -119. هذا الأخير هو محرك الطائرة النفاثة F -22 بقوة دفع تقترب من 17 طنًا. بفضل الدفع القوي للمحرك ، حققت الطائرة المقاتلة -22 قدرة طيران أسرع من الصوت ، كما تم تحسين فعاليتها القتالية بشكل كبير.
صورة
-22 مقاتلة بمحرك F -119
يأتي الأداء القوي لمحرك F -119 من التقنيات والمواد والعمليات المتقدمة التي يستخدمها ، بما في ذلك ديناميكيات السوائل الحسابية ثلاثية الأبعاد ، والمواد البلورية الأحادية ، وأقراص التوربينات المتكاملة ، وسبائك التيتانيوم عالية القوة المثبطة للهب ، و جيل جديد من السبائك الفائقة المساحيق وتقنيات التصنيع المتقدمة والحرفية وما إلى ذلك.
نظرًا لاعتماد سلسلة من التقنيات المتقدمة ، فقد تم تحسين أداء محرك F -119 بشكل كبير. المثال الأكثر وضوحًا هو أن درجة الحرارة أمام التوربين تصل إلى 1900 كلفن ، وهو ما يقرب من 300 كلفن أعلى من درجة حرارة محرك F -110. يمكن القول أن هذا المؤشر قد اقترب من المادة وحدود العملية الباردة. يأتي دفع المحركات الحديثة من الطاقة المتولدة عن التمدد الحراري للهواء ، وبالتالي فإن قوة دفع المحرك مرتبطة بشكل إيجابي بفرق درجة الحرارة بين السحب والعادم. بالنسبة للمحركات الهوائية الحديثة ، فإن الطريقة المباشرة لزيادة قوة الدفع هي زيادة درجة الحرارة قبل التوربين. في ظل ظروف دفع معين للحارق اللاحق ، فإن زيادة درجة الحرارة قبل التوربين سيساعد على زيادة الدفع بدون احتراق لاحق ، وهو أحد الشروط المهمة للمقاتل لامتلاك قدرة تفوق سرعة الصوت.
[من الصعب جدًا اللحاق بـ F119 ، بل إنها تثير الشكوك]
نظرًا للتكنولوجيا بالغة الصعوبة التي يتميز بها محرك المروحة التوربينية F -119 ، فقد استغرقت الولايات المتحدة ما يقرب من 20 عامًا لتطويرها بنجاح وتحقيق الإنتاج الضخم.
لذلك ، عندما قررنا قياس أداء WS -15 مقابل محرك F -119 المروحي ، أثار ذلك جدلاً في الصناعة. ولكن بعد المناقشة ، لا يمكن للفنيين ضمان أداء WS -15 إلا من خلال قياس الأداء مقابل F -119 ، بحيث يمكن لـ J -20 الحصول على القدرة على الرحلات الأسرع من الصوت وتحقيق هدف التنافس مع F {{ 5}} طائرات مقاتلة.
من أجل تحقيق هذا الهدف ، بذلت جبهة المحركات الهوائية في الصين جهودًا شاقة وأجرت أبحاثًا طويلة الأجل. بأخذ السبائك الفائقة المشوهة كمثال ، يستخدم محرك المروحة التوربينية F -119 ما يصل إلى 40 بالمائة من سبائك التيتانيوم ودرجة حرارة تشغيله 600 درجة. تبلغ نسبة سبائك التيتانيوم المروحية المحلية -10 حوالي 20 بالمائة فقط ، ودرجة حرارة العمل قريبة من 500 درجة. هناك فجوة كبيرة بين الاثنين. من خلال العمل الجاد ، طور الفنيون في الوحدات ذات الصلة جيلًا جديدًا من السبائك الفائقة المحلية المشوهة ، والتي تم تطبيقها بنجاح على WS -15 ، مما يمهد الطريق لـ WS -15 لتتجاوز F -119 .
[J -20 يحقق دورية خارقة ويمكنه "الرد بالمثل مع F -22"]
بعد تثبيت الطائرة المقاتلة J -20 بمحرك WS -15 ، ستتمتع بإمكانية الرحلات الأسرع من الصوت ، والآن تمتلك الطائرة المقاتلة -22 فقط هذه الإمكانية.
صورة
يمكن أن تكتسب الرحلات الأسرع من الصوت دون الحاجة إلى احتراق طويل الأمد مزايا تكتيكية ضخمة
نظرًا لأن نظام إلكترونيات الطائرات المقاتلة -20 يتفوق على المقاتلة -22 ، على سبيل المثال ، فإن المقاتلة -20 مزودة بنظام فتحة بصرية موزعة وقدرتها على اكتشاف أهداف التخفي أفضل من F -22. إذا كان لديها القدرة على الرحلات البحرية الأسرع من الصوت ، فستكون لها ميزة في القتال الجوي.
من أجل التعاون مع ترقية الأداء ، قام J -20 أيضًا بتحسين التصميم. على سبيل المثال ، أضافت قمرة القيادة الخاصة بها انتفاخًا واضحًا لملء منطقة الضغط السلبي للرحلة ، وبالتالي تقليل مقاومة الطيران ، خاصة المقاومة تحت السرعات فوق الصوتية والسرعات العابرة. بعد هذه التحسينات ، تم تحسين قدرة الرحلات الأسرع من الصوت في J -20 بشكل فعال ، مما أدى إلى زيادة تحسين أداء الطائرة في ظل ظروف تفوق سرعة الصوت.
صورة
مقارنة بـ F -22 في التسعينيات ، يتمتع J -20 بميزة متأخرة في الأنظمة الإلكترونية
[تطور الطيران المحلي في مراحله الأولى ، مما يؤذن بتفتح مائة زهرة]
من وجهة النظر الحالية ، فإن التطوير الناجح لـ WS -15 لا يحقق التجميع الكامل للطائرات المقاتلة -20 فحسب ، بل يحقق أيضًا سلسلة من الإنجازات التقنية التي يمكن استخدامها لتحسين المحركات الحالية و يمهد الطريق لتطوير الجيل القادم من أنظمة الدفع عالية الأداء.
يُذكر أن محركات المروحة التوربينية 10 و 20 التوربينية المروحية تستخدم تقنية التوربينات المضادة للدوران ، والتي تعد إحدى خصائص محركات الجيل الرابع المروحية. انخفاض طول ووزن عمود الدوران بسبب محاذاة التوربينات ، مما يقلل من وزن المحرك. من وجهة النظر هذه ، فإن المستوى التقني لمحركات المروحة التوربينية 10 والمحركات التوربينية 20 أفضل من المستوى التقني لمحركات F -110 و CMF -56.
فيما يتعلق بنظام الدفع عالي الأداء من الجيل التالي ، فإنه يتمتع بقوة دفع أكبر ونسبة دفع إلى وزن أعلى ، ولديه متطلبات أعلى للتصميم والمواد والتصنيع والحرفية. يمكننا الاستمرار في التطوير على أساس مشروع WS -15 وتوفير جيل جديد من الظروف المواتية لتطوير أنظمة الدفع عالية الأداء.
في المستقبل ، ستعمل AECC أيضًا على تحسين WS -15 مع نتائج تطوير جيل جديد من المحركات. من ناحية ، يمكن تحسين محرك WS -15 ، ومن ناحية أخرى ، يمكن أيضًا التحقق من تقنية المحرك الجديد.
يتكهن العالم الخارجي بأن المقاتلة الصينية من الجيل السادس قد تستمر في اتباع أفكار تطوير J -20 ، واستخدام محرك WS -15 أولاً أو نسخة محسنة لاختبار تصميم الطائرة ، وحتى استخدام تحسين محرك WS -15 في المرحلة المبكرة. بهذه الطريقة ، يمكن شراء الوقت لتطوير محرك الجيل الخامس. بعد نضوج محرك الجيل الخامس ، سيتم تجهيز مقاتلة الجيل السادس لجعلها تعمل بكامل طاقتها. وقف البحث والتطوير لجيل جديد من الطائرات المقاتلة بين الصين والولايات المتحدة على نفس خط البداية لأول مرة ، وتم تسوية الفجوة التكنولوجية أخيرًا بشكل أساسي.
