Il turbofan Shenyang WS-10 - 涡扇-10, nome in codice Taihang

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Lo Shenyang WS-10 (cinese:涡扇-10; pinyin: Wōshàn-10; lett. 'turbofan-10'), nome in codice Taihang, è un motore turbofan progettato e costruito dalla Repubblica Popolare Cinese.

I media cinesi hanno riferito che 266 motori sono stati già prodotti dal 2010 al 2012 per il programma J-11. Stime non ufficiali collocano la produzione a più di 300 unità entro maggio 2015. 

Descrizione

Il WS-10A è pubblicizzato come un motore con 120-140 kilonewton (27.000-31.000 lbf) di spinta.  Utilizza il controllo digitale del motore con piena autorità (FADEC).

Sviluppo

Pochi sanno che il WS-10 è un derivato dal francese CFM56 con l'esperienza maturata dal progetto turbofan Woshan WS-6, che venne abbandonato all'inizio degli anni '80. Secondo quanto riferito, il progetto WS-10 risulta essere stato avviato da Deng Xiaoping nel 1986 per produrre un motore paragonabile al turbofan russo Saturn AL-31. Il lavoro venne affidato allo Shenyang Aeroengine Research Institute (606 Institute) della Aviation Industry Corporation of China (AVIC). Il WS-10 potrebbe essere stato basato sul nucleo del CFM-56II (a sua volta basato sul General Electric F101). La Cina acquisì due CFM-56II negli anni '80 prima dell'embargo sulle armi da parte donne nazioni occidentali. I modelli di produzione iniziale hanno sofferto problemi di qualità dall'uso diretto dei primi sistemi di controllo dell’AL-31. Inoltre, la russa Salyut rifiutò di vendere il codice sorgente, costringendo la Cina a dedicare quasi 20 anni allo sviluppo dei propri codici in modo indipendente. 

Il WS-10A, mirato a 130 kilonewton (29.000 lbf) di spinta, era già in fase di sviluppo nel 2002.  Una prima versione volò su un J-8 II nel 2002.  Nel 2004, fonti russe che hanno familiarità con il progetto hanno segnalato problemi di spinta;  nel 2005 hanno segnalato problemi di riduzione del peso dei compressori primari e secondari, oltre ai noti problemi nel soddisfare i requisiti di spinta.  I test del motore sul J-11 erano già iniziati nel 2004, e i test utilizzando un motore sul J-11 sono stati ultimati già nel 2002. 

Un motore WS-10A a grandezza naturale è stato visto per la prima volta alla China International Aviation & Aerospace Exhibition del 2008.

Nel 2009, i media occidentali affermano che il WS-10A si era già avvicinato alle prestazioni dell’AL-31 impiegando molto più tempo dell'AL-31 nel sviluppare la spinta massima. Inoltre, secondo quanto riferito, il motore ha generato solo 110-125 kilonewton (25.000-28.000 lbf) di spinta. Nell'aprile 2009, Lin Zuoming  [ zh ] , capo dell'AVIC, ha riferito che la qualità del motore era oramai insoddisfacente. Nel 2010 l'affidabilità generale era ancora scarsa; il WS-10A durava soltanto 30 ore, mentre l'AL-31 aveva bisogno di essere rimesso a nuovo dopo 400 ore. I problemi di qualità riscontrati con il WS-10A riflettevano all’epoca lo stato dell'industria aerospaziale cinese. L'AVIC ha avviato uno sforzo generale per migliorare il controllo della qualità in tutta la sua catena di produzione nel 2011. 

Il WS-10A è maturato abbastanza dopo il 2009 per alimentare il velivolo J-11B Block 02. Problemi di produzione o prestazioni potrebbero aver impedito al WS-10A di alimentare il J-10B.  Nel 2018, i media statali cinesi hanno riportato un aumento della durata del motore da 800 a 1.500 ore a causa della maggiore resistenza al calore delle nuove pale delle turbine mono-cristalline di terza generazione. 

Nel marzo 2020, i media statali cinesi hanno pubblicato un video che mostrava un J-10C alimentato da WS-10B; i contrassegni degli aerei suggeriscono che faceva parte del quarto lotto di J-10C per il PLAAF. 

A gennaio 2021, gli ingegneri cinesi consideravano il WS-10C buono quanto l'AL-31F, con il WS-10C preso di mira come motore provvisorio sostitutivo per il J-20. 

WS-20 (WS-188)

Lo Shenyang WS-20 (WS-188) è un motore ad alto bypass che secondo quanto riferito produce 13,8 tonn di spinta.  Si ritiene che sia basato sul nucleo del WS-10A.  Lo Shenyang WS-20 è stato visto per la prima volta nel gennaio 2014 mentre veniva testato su un Il-76 , e si ritiene che sia destinato all'aereo da trasporto strategico Y-20.

Ugelli vettoriali di spinta

Un testbed J-10B alimentato da un WS-10 con ugelli vettoriali di spinta (TVC) - chiamato "WS-10B-3" è stato svelato ai media alla China International Aviation & Aerospace Exhibition 2018.  L'ugello TVC utilizza petali in movimento assistiti da attuatore, concettualmente simile all'ugello di scarico a vettorizzazione assiale (AVEN) della General Electric e all'ugello a fascio di equilibrio pitch-yaw (PYBBN) di Pratt & Whitney. 

Varianti:

• WS-10 - variante base
• WS-10A – variante migliorata con FADEC;  pubblicizzato per avere 120-140 kilonewton (27.000-31.000 lbf) di spinta 
• WS-10B – variante migliorata con maggiore affidabilità e spinta; basato sul WS-10A 
• WS-10B-3 – Variante TVC 
• WS-10C - Variante "aggiornata" con piume di scarico a dente di sega più furtive e spinta migliorata di 142 kilonewton (32.000 lbf ). 
• WS-10G - variante del vettore di spinta che genera 152-155 kilonewton (34.000-35.000 lbf) di spinta durante i test; destinato al Chengdu J-20 
• WS-20 – derivato ad alto bypass per il trasporto Y-20; 138 kilonewton (31.000 lb f ) di spinta
• QD70 - Motore a turbina a gas di classe 7MW sviluppato da WS-10 per applicazioni industriali e navali.

Applicazioni:

WS-10

Shenyang J-8 II (prova).

WS-10A

Chengdu J-10 B (prova) 

Shenyang J-11 B 

Shenyang J-15 

Shenyang J-16 

WS-10B

Chengdu J-10C 

Chengdu J-20 ( aereo di produzione iniziale a bassa velocità ) 

WS-10B-3

Chengdu J-10B (dimostratore) 

Chengdu J-20B (prototipo) 

WS-10C

Chengdu J-20A (2019-oggi)

Specifiche (WS-10A)

Caratteristiche generali:

• Tipo: Turbofan munito di postcombustione
• Lunghezza:
• Diametro:
• Peso a secco:
• Componenti
• Compressore:
• Combustori: anulari
• Prestazioni
• Spinta massima: 120-140 kilonewton (27.000-31.000 lbf) 
• Rapporto spinta-peso: 7,5.

(Fonti delle notizie: Web, Google, Wikipedia, You Tube)