Historia zmagań Chińczyków z silnikami odrzutowymi jest bardzo ciekawa. Pokazuje, jak trudne do opanowania są najbardziej zaawansowane technologie, a do takich należą właśnie tajniki konstrukcji silników odrzutowych. Nie wystarczy wiedzieć, jak działają, nie wystarczy znać wszystkich wymiarów, nie wystarczy nawet rozłożyć jeden z nich na części pierwsze i przebadać.
Owszem, można potem wszystko skopiować po swojemu i złożyć w całość tak, aby zadziałało. Okazuje się jednak wówczas, że działa jakoś gorzej i szybko się psuje, czyniąc całość bezużyteczną. Silniki odrzutowe to nie telefon czy choćby pociąg. Wymagania są niezwykle wyśrubowane, bo nikt nie chce samolotu z często psującymi się silnikami, które na dodatek nie dają mu dość mocy.
Pokrętna droga z amerykańskich bombowców
Sztandarowym przykładem są silniki dla myśliwców. To najbardziej wymagający napęd dla samolotów wojskowych. Muszą być kompaktowe, a do tego dawać bardzo dużą moc. Zdecydowana większość chińskich myśliwców jest napędzana dzisiaj różnymi wersjami silnika pochodzenia radzieckiego - Saturn AL-31, zaprojektowanego na przełomie lat 70. i 80. dla nowego wówczas myśliwca Su-27. Pierwsze trafiły do Chin na początku lat 90. z zakupionymi Su-27.
Silnik AL-31. Przez wycięte w obudowie fragmenty widać między innymi łopatki turbiny. Duże elementy na górnej przedniej części silnika to układ sterowania jego pracą Fot. Witalij Kuźmin/Wikipedia CC BY SA 4.0
Prace nad swoim silnikiem dla samolotów myśliwskich Chińczycy zaczęli jednak wcześniej, jeszcze w połowie lat 80. Otrzymał on oznaczenie WS-10 i nazwę własną Taihang (łańcuch górski w centralnych Chinach). Jego rozwojem zajmuje się państwowa korporacja Shenyang. U podstaw konstrukcji są, jakżeby inaczej, rozwiązania bezprawnie skopiowane z zachodniego silnika CFM56, produkowanego przez konsorcjum amerykańskiego koncernu General Electric oraz francuskiego Safran. Chiny kupiły je wraz z samolotami pasażerskimi Boeing 737 w połowie lat 80.
Choć CFM56 to co do zasady silniki turbowentylatorowe (w dużym uproszczeniu pracują na niższych obrotach) przeznaczone dla latających wolniej od dźwięku samolotów pasażerskich czy wojskowych latających cystern, to ich centralny fragment pochodzi z opracowanego przez GE stricte wojskowego silnika F101. Jest on używany w bombowcach B-1, a na jego bazie powstał mniejszy silniki F110 będący jednym z najpowszechniej stosowanych w lotnictwie wojskowym USA - napędza/napędzał myśliwce F-14 i F-16. Dodatkowo niektóre wersje eksportowe F-15. Początkowo Waszyngton nie wyraził zgody na eksport tych technologii do Francji, jednak po rozmowach na najwyższym szczeblu z Francuzami decyzję zmieniono, pod warunkiem, że produkcja centralnej części silników pozostanie w USA.
Silnik CFM56. Duża szeroka część z przodu to wentylator i jego obudowa, charakterystyczny element powszechnych na rynku cywilnym silników turbowentylatorowych. Nie nadają się do myśliwców osiągających prędkości naddźwiękowe Fot. Blervis/Wikipedia CC BY-SA 4.0
Teraz owa centralna część (nazywana po angielsku "core") jest podstawą chińskich silników WS-10. Problem w tym, że nie wystarczy wymontować jej z cywilnych silników, rozłożyć na części pierwsze i przebadać. Trzeba to jeszcze wyprodukować w swoich zakładach, dbając o zachowanie wyśrubowanych parametrów samych materiałów (odporność na temperatury, wibracje i przeciążania) oraz obudować różnymi brakującymi elementami jak system kierowania, paliwowy, dopalacz i sama obudowa. Z tym Chińczycy zmagają się od dekad. Choć teraz mają w swoim kraju łatwo dostępne najlepsze cywilne silniki zachodnie i wojskowe rosyjskie, które mogą do woli w tajemnicy badać.
Chińczycy twierdzą, że wreszcie jest dobrze
W wyemitowanym pod koniec lutego w państwowej telewizji reportażu padły stwierdzenia, że WS-10 wreszcie ma wymagane osiągi i rozpoczęła się masowa produkcja. Na ile to prawda, nie wiadomo. Tak jak większość chińskich programów wojskowych, prace nad WS-10 są otoczone tajemnicą. Do wiadomości publicznej przedostają się szczątkowe informacje i trudno je oddzielić od propagandy.
Pierwszy raz WS-10 został zaprezentowany publicznie dopiero w 2008 roku. Ponad dwie dekady po rozpoczęciu prac. Oficjalnie twierdzono, że ma już podobne osiągi do AL-31. Potem okazało się jednak, że jest znacznie bardziej zawodny i tak naprawdę ma wyraźnie gorsze możliwości - jest cięższy i osiąga mniejszą moc. Na bazie WS-10 zostało opracowanych kilka mniejszych i większych wariantów do różnych samolotów bojowych. Wszystkie są jednak tak samo problematyczne.
Najpoważniejszym problemem trapiącym Chińczyków ma być opanowanie produkcji łopatek turbin. To kluczowy element silników odrzutowych - muszą obracać się z wielkimi prędkościami znosząc bardzo duże obciążenia, do tego być maksymalnie lekkie oraz odporne na wysokie temperatury. Nie bez powodu tajniki produkcji łopatek turbin to jedne z najbardziej strzeżonych tajemnic przemysłowych świata. Nie tylko one są jednak wyzwaniem. Trzeba jeszcze potrafić wspomniane wcześniej różne dodatkowe systemy. Te i wiele innych elementów wymaga wielkiej wiedzy i doświadczenia, których nie można nabyć z roku na rok po prostu kopiując obce rozwiązania.
Widać to nawet po Rosjanach, którym nie można odmówić doświadczenia w produkcji samolotów odrzutowych. Jednak kiedy przyszło do stworzenia w XXI wieku nowoczesnego samolotu pasażerskiego, oni też musieli sięgnąć po technologie zachodnie a opracowanie nowego silnika dla myśliwca piątej generacji Su-57 napotyka na wielkie problemy i ma wieloletnie opóźnienie.
Dla znacznie bardziej zacofanych w tej dziedzinie Chińczyków opanowanie tajników produkcji silników odrzutowych stało się jednym z najważniejszych zadań zadekretowanych w minionej dekadzie przez rząd centralny w Pekinie w ramach programu "Made in China 2025". Oznaczało to inwestowanie w tą dziedzinę ogromnych funduszy.
Pomimo tego Chińczycy nadal sprowadzają rosyjskie silniki. Musieli nawet kupić w 2015 roku 24 nowe myśliwce Su-35, choć tak naprawdę chodziło im o napędzające je zmodernizowane silniki AL-31 oznaczone AL-41. Rosjanie nie chcieli ich sprzedać samych, wiedząc jakie są tak naprawdę intencje Chińczyków. Wymusili więc znacznie bardziej kosztowny zakup całych maszyn, aby jakoś zrekompensować sobie spodziewane kopiowanie rozwiązań zawartych w AL-41.
Teraz Chińczycy twierdzą, że WS-10 wreszcie osiągnął zadowalające parametry. Na ile to prawda, jak zawsze nie sposób wiarygodnie stwierdzić. Dowodem będzie pojawienie się zdjęć i nagrań chińskich myśliwców powszechnie w nie wyposażonych.
Myśliwiec Chengdu J-10. Teoretycznie chiński, faktycznie bazujący na rozwiązaniach opracowanych na potrzeby nie zrealizowanego izraelskiego myśliwca Lawi będących rozwinięciem amerykańskiego F-16. Do tego rosyjski silnik Fot. Mxiong/Wikipedia CC BY-SA 3.0
Nie tylko wojsko ma problemy
Podobne problemy trapią chiński cywilny program lotniczy. Chiny od 2008 roku pracują nad swoim średnim samolotem pasażerskim Comac C919, który miałby konkurować z najpopularniejszymi maszynami Airbusa i Boeinga - A320 oraz B737. W teorii chiński samolot w praktyce jest składakiem podzespołów produkowanych przez firmy zachodnie. Na przykład napędzać go mają silniki ponownie od konsorcjum CFM - CFM International Leap.
Pierwszy prototyp C919 wzbił się w powietrze w 2017 roku. Do dzisiaj istnieje już sześć a pierwsza dostawa do klienta ma rzekomo mieć miejsce w 2021 roku, choć to bardzo wątpliwe. Ostatnie doniesienia mówią między innymi o problemie z obudową silników - chińscy inżynierowie mieli popełnić błąd w obliczeniach i wysłać złe dane do CFM, w efekcie czego obudowy mają być za słabe. Program C919 jest trapiony przez całe morze podobnych problemów, od niespodziewanych wibracji, przez pęknięcia struktur kadłuba po politykę. Waszyngton w ramach wojny handlowej z Chinami ma na przykład obecnie rozważać zakazanie eksportu silników CFM Leap i elektroniki Honeywell, choć prezydent Donald Trump sygnalizował, że osobiście jest temu przeciwny.
Jeden z prototypów samolotu Comac C919 Fot. Ken Chen/Wikipedia CC BY-SA 4.0
Istotą problemów Chińczyków jest to, że wiedza teoretyczna jak coś działa i jest skonstruowane nie daje automatycznie wiedzy jak to praktycznie wykonać. Tutaj do głosu dochodzą dekady doświadczeń zachodnich koncernów, które wbrew pozorom nie pozbywają się całej swojej wiedzy i nie sprzedają jej Chinom. Wiele kluczowych rozwiązań jest pilnie strzeżonych a pewnych rzeczy po prostu nie sposób skopiować - choćby kultury i organizacji pracy istotnie wpływających na jakość produktu.
Naiwnością byłoby jednak zakładać, że Chińczycy są w jakiś sposób "gorsi" i nie są w stanie nadrobić tych zaległości. Kwestia czasu i zainwestowanych środków. Zwłaszcza, że nie mają oporów przed kradzieżą zachodniej własności intelektualnej, a pogoń za Zachodem traktują bardzo ambicjonalnie.
