El gran avión de combate de China: una evaluación técnica

por Bill Sweetman

La industria de los aviones de China celebró el cumpleaños de Mao Zedong con estilo, presentando tres desarrollos de aviones que comprenderán una familia de sistemas de guerra aérea para la década de 2030 y más allá. Uno, de Shenyang, parece un demostrador para un avión del tamaño de un caza con sigilo de próxima generación, posiblemente compatible con portaaviones. También era nuevo una variante de advertencia y control en el aire del avión Xi’an Y-20, el último en una línea incomparable de la vigilancia del aire.

El debutante más espectacular, haciendo su primer vuelo el 26 de diciembre fue de Chengdu Aircraft Industry Group: un avión de combate sigiloso que varios comentaristas anónimos en Internet chino identifican como el J-36. Es el avión de combate más grande diseñado y desarrollado en China, y el segundo más grande para volar en cualquier lugar en 35 años.

El J-36 (si ese es realmente su nombre) está diseñado para combinar el rendimiento supersónico con el sigilo todo aspecto. Ese es también el objetivo del programa de dominio aéreo de próxima generación de EE. UU., actualmente estancado por cuestiones de presupuesto y política (un segundo artículo de esta serie analizará los roles del J-36).

Puede haber más. Los comentaristas de Internet chinos anónimos con mejores registros de precisión que otros dicen que los recién llegados son parte de un "conjunto de té" de una guerra aérea y que aún no hemos visto la "tetera", el bombardero de sigilo H-20 de hace mucho tiempo; esto probablemente será un análogo al Northrop Grumman B-21. No obstante, el J-36 solo ha dado a los observadores suficientes para masticar.

Su revelación siguió el patrón como la aparición del caza J-20 exactamente 14 años antes. No se han publicado oficialmente detalles, y es poco probable que ninguno lo sea pronto, pero un prototipo para el diseño voló a la luz del día desde un aeródromo en un área urbana densa, y el gobierno chino permitió que se publicaran imágenes.

El avión fue perseguido por un J-20B de dos asientos, dando una buena indicación de su tamaño. Es más largo que el J-20, alrededor de 23 metros, y su ala de doble delta se extiende aproximadamente 19 metros, con alrededor de 200 metros cuadrados de área de ala (el área de ala del F-22 es de 78 metros cuadrados). Como comenté sobre el diseño del Tempest del programa de aviones de combate global, los deltas grandes y moderadamente barridos pueden acomodar mucho combustible y son muy útiles si el diseñador está buscando el largo alcance.

Las unidades de tren de aterrizaje principales con ruedas en tándem apuntan a un avión grande, ya que las unidades de una sola rueda, neumática y freno son inadecuadas en pesos superiores a aproximadamente 35 toneladas. La bahía principal de armas, de aproximadamente 7,6 metros de largo, y las bahías laterales complementarias para armas más pequeñas también sugieren un tamaño considerable. Un peso de despegue de 55 toneladas es una suposición razonable, dos tercios más que el J-20 y en comparación con un estimado de 82 toneladas para el Northrop Grumman B-21.

La forma de planta del J-36 habla inequívocamente de sigilo y velocidad supersónica. Es una versión modificada del Hopeless Diamond, el primer disparo de Lockheed Skunk Works en lo furtivo todo aspecto, que obtuvo ese nombre porque no se podía hacer volar con la tecnología de los años 70. Otra variación en la forma de planta se probó en 2003 con el demostrador de aviones de combate no tripulado X-47A Pegasus de Northrop Grumman, que voló. Una vez.

En el J-36, el diamante se estira en un doble delta para reducir la resistencia transónica y supersónica. Tiene una torcedura de vanguardia, un cambio en el ángulo de barrido. Eso no es ideal desde el punto de vista de la sección transversal del radar, pero, como lo han demostrado los diseños de flujo de arranque de Northrop Grumman, se puede vivir. Hay un borde ininterrumpido y una línea de chino alrededor del avión, y todas las aberturas del sensor están dentro de él (no es el caso con el J-20 y otros cazas). Esa es la base del sigilo todo aspecto.

No hay superficies de cola verticales ni superficies de control visibles que no sean los bordes de arrastre del ala, con cinco paneles en movimiento en cada lado y una detrás de cada motor; dichas superficies se llaman "elevones" (es posible que haya efectores de control de vuelo que aún no hemos visto, como los paneles con incrustaciones en la superficie superior del ala). Las líneas de bisagra de superficies de borde de arrastre parecen estar cubiertas por pieles flexibles. El par exterior de superficies se divide horizontalmente para formar ruderos de freno, como en el B-2 y B-21, y estaban completamente abiertos en todas las imágenes del primer vuelo.

Los elevones han proporcionado de manera confiable el control de tono y balanceo desde la década de 1950, pero dispensar con la cola vertical es un desafío, y más aún con un avión supersónico. El J-36 puede confiar en sus ruderos de freno cuando no está cerca de un enemigo. Pero, para el sigilo en una zona de amenazas, deberá mantenerlos cerrados y usar efectos aerodinámicos y propulsivos para mantener el final puntiagudo al frente, lo que nos lleva a otra característica casi única.

J-36 tiene tres motores, uno al lado del otro en la parte trasera del ancho cuerpo central. Las entradas de forma de careto similar al F-22, con labios barridos e inclinados, debajo del borde de ataque del ala, suministran a los motores izquierdo y derecho, y el motor central es alimentado por una entrada supersónica sin divergas sobre el cuerpo.

Los tres escapes del motor están por delante y por encima del borde posterior, que comprende lo que parece ser paneles articulantes. El refuerzo de recalentamiento de turbofán completo impondría cargas terrestres y acústicas temibles en la estructura del borde posterior (las trincheras en la parte trasera del Northrop YF-23 en el que sus escapes de los motores no soportaron el medio ambiente tan bien como se esperaba). Esto tiende a respaldar la idea de que los motores de J-36 no son imposibles para aceleración transónica.

Algunos comentaristas han sugerido que el J-36 tiene tres motores porque China no tiene un diseño de motor lo suficientemente grande como para alimentarlo en una instalación gemela. Esto no parece probable. Incluso si sus motores disponibles estuvieran entregando solo dos tercios del empuje requerido para un avión de doble motor del tamaño de una producción, podría construir un demostrador de escala lineal del 80 por ciento con dos tercios del área húmeda, y sería más fácil de desarrollar y más representativo de la configuración final.

Tiene que haber una buena razón para justificar la complejidad adicional. Una posibilidad es que los dos motores externos proporcionen suficiente empuje para el vuelo subsónico, mientras operan a pleno empuje y eficiencia máxima, y ​​el tercero se encuentra para un crucero supersónico.

Una variación de este tema sería tener un motor central optimizado para la vuelo supersónico, que entregaría algunas de las ventajas de un motor de ciclo variable sin su complejidad y riesgo (puedo escuchar a los logísticos gritando, a 12.000 km) pero en una configuración que podría equiparse más tarde con un VCE.

Un ex diseñador de aviones de combate sugiere que la disposición de TriJet podría estar influenciada por las consideraciones de estabilidad y control, lo que permite la vectorización simétrica de empuje en el tono con un motor inoperativo.

Las aletas del borde posterior proporcionarían vectorización de empuje en el tono cuando se usan simétricamente y en el rollo con el escape de los motores externos desviados asimétricamente (mientras se usa el motor central para el tono). Es completamente posible que el control fluídico (inyectar el aire de la corriente de ventilador asimétricamente en la boquilla) pueda usarse en el eje de guiñada.

Tres motores en la clase de empuje de 22.000 lb (10.000 kg o 100 kilonewtones) deberían ser suficientes para hacer del J-36 un supercrucero, una aeronave que puede volar supersónicamente sin usar la post combustión. Sus ángulos de barrido apuntan a hacer esto en Mach 1.8 a Mach 2.0 (1900 km/h a 2200 km/h, dependiendo de la altitud). La clave no es tanto lograr suficiente empuje estático, sino construir el motor para resistir las altas temperaturas a la salida de su compresor. La tecnología de motor de China se ha dirigido en esta dirección.

¿Agilidad? La alta maniobrabilidad es oposición a la combinación de cruceros y rango supersónicos, el F-22 es deficiente en este último, porque exige grandes fuerzas de control y un alto empuje instalado (y el peso que trae). La física es una limitación: los controles de vanguardia del J-36 y los sistemas de vectores de empuje deben proporcionar toda la fuerza de control para la aeronave, sin asistencia por estabilizadores verticales, canards o dispositivos de recuperación de tono como las extensiones del Sukhoi Su-57.

En cuanto a la necesidad de maniobrabilidad por parte de un avión sigiloso supersónico que empaca una carga de armas pesadas y sensores de largo alcance, se refiere al lector a la clásica película corta, Bambi conoce a Godzilla.

Aprenderemos más sobre el J-36, ya que sigue el patrón del J-20 a través de una fase de prueba previa y prueba de servicio. Hay otros rompecabezas sobre el diseño: ventanas de sensores electroópticos aparentemente grandes a ambos lados de la nariz, y un dosel teñido de oscuro que no sería legal en muchos estados de EE. UU. Pero una cosa se puede decir con firmeza: aquellos que acusan al ingeniero jefe de Chengdu Yang Wei y otros diseñadores chinos de ser copistas deben tomar asiento.

Bill Sweetman es un veterano y galardonado periodista y ejecutivo de la industria aeroespacial. Es el autor de Trillion Dollar Trainwreck: cómo el F-35 vacía la Fuerza Aérea de los Estados Unidos.

Fuente: aspistrategist.org.au