Il General Electric GE9X è un turbofan ad alto bypass

Il General Electric GE9X è un turbofan ad alto bypass sviluppato da GE Aviation esclusivamente per il Boeing 777X. Ha funzionato per la prima volta a terra nell'aprile 2016 ed ha volato per la prima volta il 13 marzo 2018; ha alimentato il primo volo del 777-9 all'inizio del 2020. Ha ricevuto il certificato di tipo FAA il 25 settembre. Derivato dal General Electric GE90 con una ventola più grande, materiali avanzati come CMC e rapporti di compressione e bypass più elevati, dovrebbe migliorare l'efficienza del carburante del 10% rispetto al suo predecessore. È valutato per 110.000 lbf (490 kN) di spinta.

Sviluppo

Nel febbraio 2012, GE ha annunciato studi su un derivato più efficiente, soprannominato GE9X, per alimentare entrambe le varianti -8/9 del nuovo Boeing 777X. Doveva presentare lo stesso diametro della ventola da 128 pollici (325 cm) del GE90-115B con una spinta ridotta di 15.800 lbf (70 kN) fino a una nuova valutazione di 99.500 lbf (443 kN) per motore. Il motore -8X doveva essere ridotto a 88.000 lbf (390 kN).

Nel 2013, il diametro della ventola è stato aumentato da 3,5 pollici (9 cm) a 132 pollici (335 cm). Nel 2014, la spinta è stata leggermente aumentata da 102.000 a 105.000 lbf (da 450 a 470 kN) e il diametro della ventola a 133,5 pollici (339 cm). Il primo motore doveva essere testato a terra nel 2016, con i test di volo che avrebbero avuto inizio nel 2017 e la certificazione avvenuta nel 2018. A causa dei ritardi, il primo test di volo si è verificato nel marzo 2018, con certificazione prevista per la fine del 2019.

Test a terra

Il primo motore da testare (FETT) ha completato la sua prima prova di funzionamento nell'aprile 2016. Con 375 cicli e 335 ore di test, ha convalidato la sua architettura (come un sistema, al contrario di una raccolta di moduli) per le prestazioni aerodinamiche, sistema meccanico verifica e validazione riscaldamento aerotermico.

Il GE9X ha superato i test di congelamento nell'inverno 2017. Il FETT è stato finalmente utilizzato per 50 punti di prova a basse temperature come nebbia al suolo o condizioni di ghiaccio naturale, piccole modifiche includevano il ritocco di parti utilizzando la produzione additiva per diversi perni, utilizzato entro un mese; la certificazione e la valutazione della glassa si concluderanno nell'inverno 2017-2018 a Winnipeg, Manitoba.

Una volta completati i test per simulare le condizioni di alta quota, il GE9X dovrebbe essere privo di ghiaccio cristallino (glassa del nucleo) che era un problema per il GEnx. Questo è ora meglio compreso così come il ghiaccio brina tradizionale. I miglioramenti sviluppati per il GEnx sono stati gli sportelli delle valvole di bypass variabile: il flusso d'aria è migliorato dal modo in cui si aprono verso l'interno nel percorso del flusso tra il booster e il compressore ad alta pressione, espellendo naturalmente il ghiaccio e la sabbia per impedire loro di entrare nel nucleo.

Piccole modifiche tra FETT e il secondo motore da testare (SETT) sono fondamentali per raggiungere i suoi obiettivi di efficienza: nella gola tra l'uscita della turbina HP nell'ingresso della turbina LP, il punto di schiacciamento della turbina viene modificato per impostare la linea di funzionamento del compressore, turbina e una ventola da 134,5 pollici (342 cm). Le pale all'estremità posteriore del compressore HP a 11 stadi sono alte poco più di 1 pollice (25 mm). Il gioco della punta dell'estremità anteriore del compressore HP è stato modificato in quanto il compressore è stato messo a punto sin dai primi test all'inizio del 2013. Il SETT sembra soddisfare i punti di progettazione della funzione di flusso e dell'operatività. I suoi test sono iniziati il 16 maggio 2017 a Peebles, Ohio, 13 mesi dopo FETT; è il primo ad essere costruito secondo lo standard di produzione finalizzato per la certificazione. Durante le condizioni di prova estreme per il test FAA a blocco di 150 ore, i bracci della leva dell'attuatore a palette statore variabile (VSV) si sono guastati e la loro riprogettazione ha portato a un ritardo di 3 mesi. A maggio 2018 si sono aggiunti altri quattro motori di prova.

Il programma di certificazione è iniziato a maggio 2017. Altri otto motori di prova saranno coinvolti nella campagna di certificazione, più uno per la certificazione ETOPS configurato con una gondola Boeing. Un nucleo che verrà eseguito a Evendale, Ohio, cella di prova in quota per test aeromeccanici e vibratori e test dei motori 003, 004 e 007 verrà assemblato per essere completato nel 2017, con il quarto motore da testare a terra nel terzo trimestre prima di volare sul banco di prova nel corso dell'anno da Victorville, in California. Dall'inizio del 2018 verranno consegnati otto motori di conformità più un paio di ricambi per i quattro velivoli 777-9 per i test di volo. La sua certificazione di tipoè previsto per il quarto trimestre del 2018.

Il 10 novembre 2017, ha raggiunto una spinta record di 134.300 lbf (597 kN) a Peebles, un nuovo Guinness World Record che ha battuto il record GE90-115B di 127.900 lbf (569 kN) stabilito nel 2002. A quel punto, cinque motori erano stati provati. Il secondo motore supererà il test FAA a blocchi di 150 ore ai suoi limiti operativi, funzionando alle condizioni della linea rossa tripla: velocità massima della ventola, velocità massima del nucleo e temperatura massima dei gas di scarico. Il terzo motore è a Peebles, mentre il quinto verrà inviato a Winnipeg per i test di congelamento a partire dalla fine del 2017 mentre altri tre motori sono attualmente in fase di assemblaggio. I motori 777X iniziali per i test di volo saranno spediti nel 2018 per un volo 777-9 iniziale all'inizio del 2019. Un quarto dei test di certificazione è stato effettuato entro maggio 2018: aeromeccanica di ghiaccio, vento laterale, ingresso, ventola e booster, aeromeccanica della turbina HP e rilevamento termico.

Test di volo

Poiché è più grande del GE90, per i test lo monta solo il 747-400 con piloni più grandi e pneumatici più grandi e non il precedente banco di prova -100 GE, e il motore testato è inclinato di 5° in più rispetto al CF6 originale. Boeing ha costruito un grande pilone appositamente progettato per il banco di prova. Sospeso su un montante da 19 piedi (580 cm), il quarto motore del programma è stato montato a novembre per iniziare i test di volo alla fine del 2017. La ventola da 134 pollici (340 cm) è racchiusa in una ventola da 174 pollici (440 cm), con un'altezza da terra di 0,46 m. Pesa 40.000 libbre (18 t) con il suo pilone personalizzato e il rinforzo alare, rispetto alle 17.000 libbre (7,7 t) del CF6-80C2 e il suo pilone.

Nel febbraio 2018, il primo volo del GE9X è stato ritardato da problemi scoperti nei bracci di leva delle pale dello statore variabile HPC (VSV). Questi devono essere modificati per il motore di produzione, ma non influiranno sul suo flusso. Anche una routine A Check ha scoperto la corrosione della cassa della ventola e i limiti dei profili alari delle turbine HP sui motori CF6 del banco di prova 747. Ha volato per la prima volta il 13 marzo con il design precedente del braccio di leva esterno VSV. All'inizio di maggio, la prima fase di due test di volo si è conclusa dopo 18 voli e 110 ore: dopo aver controllato l'aereo e i sistemi, è stato esplorato l'inviluppo ad alta quota del GE9X e le sue prestazioni di crociera valutate, la seconda fase è programmata per iniziare nel terzo trimestre.

Entro ottobre 2018, metà della certificazione è stata completata e vengono utilizzati otto prototipi, principalmente a Peebles, Ohio: il numero 1 verrà conservato; il blade-out sarà deliberatamente separato dal mozzo del # 2 al decollo; dopo il test a terra con vento trasversale , il n. 3 verrà utilizzato per il test ciclico e di carico del gruppo a cascata dell'invertitore di spinta; l'aereo # 4 esplorerà più bordi dell'inviluppo di volo come le basse altitudini per i test di volo di certificazione da novembre a marzo; # 5 metterà alla prova la resistenza sbilanciata per controllare i livelli di vibrazione, prima della certificazione ETOPS; # 6 supererà i test di ingestionepiù tardi nel 2018; dopo i test di sovratemperatura della turbina LP, # 7 sosterrà una seconda campagna di formazione di ghiaccio a Winnipeg, Manitoba; Il numero 8 sarà preparato entro metà ottobre per il test di resistenza FAA 150 h a tre linee rosse. Otto motori conformi, più due ricambi, dovrebbero essere installati da novembre a Everett, Washington, sul primo 777-9, per completare la maggior parte dei suoi test di volo nel 2019 ed entrare in servizio nel 2020.

Una seconda fase, di 18 voli, è iniziata il 10 dicembre per valutare il software e le prestazioni elevate fino al primo trimestre del 2019 prima della certificazione FAA dello stesso anno. A quel punto, sono stati completati i test di ingestione d'acqua, surriscaldamento e vento laterale, prima di fuoriuscita della lama, grandine, ingestione di uccelli e test di blocco o resistenza. I test di volo hanno sede a Victorville, in California, e si estendono a Seattle, Colorado Springs, Colorado, Fairbanks, Alaska e Yuma, Arizona.

Entro il 4 gennaio 2019 sono stati completati otto voli di prova e 55 ore di autonomia. Alla fine di gennaio, la cassa e il montante del telaio della turbina posteriore sono stati danneggiati durante il test di fuoriuscita delle pale e i componenti interessati sono stati rivisti. All'inizio di maggio, la campagna di test di volo è stata completata dopo 320 ore, incentrata sul consumo di carburante da crociera ad alta quota. Un'anomalia del compressore è stata rilevata in un test di pre-consegna del motore mentre i primi motori sono stati installati sul prototipo 777X. I motori dovrebbero essere modificati in uno standard di configurazione certificabile finale prima del volo inaugurale, ritardato dopo il 26 giugno previsto in precedenza. Il problema è meccanico e non aerodinamico, non influisce sulle prestazioni o sulla configurazione del motore, ed è nella parte anteriore dell'alto a 11 stadi - compressore di pressione. Prima della certificazione, i test finali includono un test di blocco completo della durata, che sostituisce il solito test "triple redline" alle massime temperature, pressioni e velocità, poiché i moderni motori con rapporto di bypass elevato non possono raggiungere tutte le condizioni massime vicino al livello del mare. È probabile che la riprogettazione dello statore del compressore ad alta pressione spinga la certificazione del motore in autunno, ritardando il primo volo del 777X fino al 2020.

Il 25 gennaio 2020, il GE9X ha effettuato il suo primo volo sul 777X, volando per 3 ore e 52 minuti, prima di atterrare al Boeing Field. Il 28 settembre GE ha annunciato il suo certificato di tipo FAA, poiché otto motori di prova hanno registrato 8.000 cicli e 5.000 ore di funzionamento. L' approvazione ETOPS dovrebbe richiedere 3.000 cicli di prove a terra, da completare per l'introduzione del servizio.

Design

Il GE9X dovrebbe aumentare l'efficienza del carburante del 10% rispetto al GE90. Il suo rapporto di pressione totale di 61: 1 dovrebbe aiutare a fornire un consumo di carburante specifico (TSFC) inferiore del 5% rispetto all'XWB-97 con costi di manutenzione paragonabili al GE90-115B. La spinta iniziale di 105.000 lbf (470 kN) sarà seguita dalle varianti declassate da 102.000 e 93.000 lbf (450 e 410 kN). GE ha investito più di 2 miliardi di dollari per il suo sviluppo. La sua navicella è larga 4.700 mm.

La maggior parte dell'aumento di efficienza deriva dalla migliore efficienza di propulsione della ventola con rapporto di bypass più elevato. Il rapporto di bypass è previsto per 10: 1. Il diametro della ventola è di 134 pollici (340 cm). Ha solo 16 pale, mentre il GE90 ne ha 22 e il GEnx ne ha 18. Ciò rende il motore più leggero e consente alla ventola a bassa pressione (LP) e al booster di girare più velocemente per adattarsi meglio alla sua velocità con la turbina LP. Le pale della ventola sono dotate di bordi di entrata in acciaio e bordi di uscita in fibra di vetro per assorbire meglio gli impatti degli uccelli con maggiore flessibilità rispetto alla fibra di carbonio. Composito in fibra di carbonio di quarta generazione i materiali, che costituiscono la maggior parte delle pale del ventilatore, le rendono più leggere, più sottili, più resistenti e più efficienti. Anche l’uso di una custodia per ventola in composito ridurrà il peso.

Il compressore ad alta pressione (HP) è fino al 2% più efficiente. Poiché la ventola GE90 da 129,5 pollici (329 cm) lasciava poco spazio per migliorare il rapporto di bypass, GE ha cercato un'efficienza aggiuntiva aumentando il rapporto di pressione complessivo da 40 a 60, concentrandosi sull'aumento del rapporto del nucleo ad alta pressione da 19: Da 1 a 27: 1 utilizzando 11 stadi del compressore invece di 9 o 10, e un combustore a doppia anulare pre-turbolenza (TAPS) di terza generazione al posto del precedente doppio combustore anulare. In grado di resistere a temperature più elevate, i compositi a matrice ceramica (CMC) vengono utilizzati in due camicie del combustore, due ugelli e la protezione dalla copertura della turbina CFM International LEAP stage 2. Le CMC non vengono utilizzate per le pale della turbina del primo stadio, che devono sopportare calore estremo e forze centrifughe. Si tratta di miglioramenti pianificati per la prossima iterazione della tecnologia del motore.

HP turbina di primo stadio shroud, la turbina HP di primo e secondo stadio ugelli e i interne ed esterne combustori rivestimenti sono realizzati CMC, componenti solo statiche, operando a 500° F (260° C) più caldo di nichel leghe con alcuni raffreddamento. Le CMC hanno il doppio della forza e un terzo del peso del metallo. Il compressore è progettato con aerodinamica 3D e le sue prime cinque fasi sono blisk, disco a lame combinato. Il combustore è a combustione magra per una maggiore efficienza e un margine di NOx del 30% su CAEP / 8. Il compressore e la turbina ad alta pressione sono realizzati in polvere di metallo. I profili alari della turbina a bassa pressione realizzati in alluminuro di titanio (TiAl) sono più resistenti, più leggeri e più durevoli rispetto alle parti a base di nichel. La stampa 3D viene utilizzata per produrre parti che altrimenti sarebbe impossibile realizzare utilizzando i processi di produzione tradizionali. Le CMC necessitano del 20% in meno di raffreddamento.

ENGLISH

The General Electric GE9X is a high-bypass turbofan developed by GE Aviation exclusively for the Boeing 777X. It first ran on ground in April 2016 and first flew on March 13, 2018; it powered the 777-9's maiden flight in early 2020. It received its FAA type certificate on September 25. Derived from the General Electric GE90 with a larger fan, advanced materials like CMCs, and higher bypass and compression ratios, it should improve fuel efficiency by 10% over its predecessor. It is rated for 110,000 lbf (490 kN) of thrust.

Development

In February 2012, GE announced studies on a more efficient derivative, dubbed the GE9X, to power both the -8/9 variants of the new Boeing 777X. It was to feature the same 128 in (325 cm) fan diameter as the GE90-115B with thrust decreased by 15,800 lbf (70 kN) to a new rating of 99,500 lbf (443 kN) per engine. The -8X engine was to be derated to 88,000 lbf (390 kN).

In 2013, the diameter of the fan was increased by 3.5 in (9 cm) to 132 in (335 cm). In 2014, thrust was increased slightly from 102,000 to 105,000 lbf (450 to 470 kN) and fan diameter to 133.5 in (339 cm). The first engine was expected to be ground-tested in 2016, with flight testing to begin in 2017 and certification happening in 2018. Because of the delays, the first flight test occurred in March 2018, with certification expected in late 2019.

Ground testing

The first engine to test (FETT) completed its first test run in April 2016. With 375 cycles and 335 test hours, validated its architecture (as a system, as opposed to a collection of modules) for aerodynamic performance, mechanical system verification and aerothermal heating validation.

The GE9X went through icing tests in Winter 2017. The FETT was finally used for 50 cold weather test points such as ground fog or natural icing conditions, minor modifications included tweaking parts using additive manufacturing for several pivots, used within a month; icing certification and evaluation will be finished in the 2017-2018 winter at Winnipeg, Manitoba.

With testing completed to simulate high-altitude conditions, the GE9X should be free of ice crystal icing (core icing) which was an issue for the GEnx. This is now better understood as well as traditional rime ice. The improvements developed for the GEnx were the variable bypass valve doors: airflow is improved by the way they open inward into the flow path between the booster and high-pressure compressor, naturally ejecting the ice and sand to prevent them from entering the core.

Minor tweaks between FETT and second engine to test (SETT) are pivotal to hit its efficiency goals: in the throat between the HP turbine outlet into the LP turbine inlet, the turbine's pinch point is altered to set the operating line of the compressor, turbine and 134.5 in (342 cm) fan. Blades at the back end of the 11-stage HP compressor are just over 1 in (25 mm) high. The HP compressor front end tip clearance was modified as the compressor was fine-tuned since initial tests in early 2013. The SETT seems to meet flow function and operability design points. Its testing started on May 16, 2017, at Peebles, Ohio, 13 months after FETT; it is the first to be built to the finalized production standard for certification.[11] During extreme test conditions for the FAA 150 hr block test, the variable stator vane (VSV) actuator lever arms failed and their redesign led to a 3–month delay. It was joined by four more test engines by May 2018.

The certification program began in May 2017. Eight other test engines will be involved in the certification campaign, plus one for ETOPS certification configured with a Boeing nacelle. A core that will run in the Evendale, Ohio, altitude test cell for aeromechanical and vibratory testing and test engines 003, 004, and 007 are being assembled to be completed in 2017, with the fourth engine to be ground-tested in the third quarter before flying on the testbed later in the year from Victorville, California. From early 2018 eight compliance engines plus a pair of spares will be delivered for the four 777-9 flight-test aircraft. Its type certification is planned for the fourth quarter of 2018.

On November 10, 2017, it reached a record thrust of 134,300 lbf (597 kN) in Peebles, a new Guinness World Record breaking the GE90-115B 127,900 lbf (569 kN) record set in 2002. By then, five engines had been test run. The second engine will pass the FAA 150 hr block test at its operational limits, running at triple red-line conditions: maximum fan speed, maximum core speed, and maximum exhaust gas temperature. The third engine is in Peebles, while the fifth will travel to Winnipeg for icing tests starting by end of 2017 while three other engines are currently under assembly. The initial 777X flight-test engines will be shipped in 2018 for an initial 777-9 flight in early 2019. A quarter of the certification testing was done by May 2018: icing, crosswind, inlet, fan and booster aeromechanics, HP turbine aeromechanics and thermal survey.

Flight testing

As it is larger than the GE90, for testing it fits only the 747-400 with larger main gear struts and bigger tires and not the previous -100 GE testbed, and the tested engine is tilted 5° more than the original CF6. Boeing built a large, specially designed pylon for the testbed. Suspended on a 19 ft (580 cm) strut, the fourth engine of the program has been mounted in November to begin flight testing at the end of 2017. The 134 in (340 cm) fan is encased in a 174 in (440 cm) nacelle, with 1.5 ft (0.46 m) of ground clearance. It weighs 40,000 lb (18 t) with its custom pylon and wing strengthening, compared to 17,000 lb (7.7 t) for the CF6-80C2s and its pylon.

In February 2018, the GE9X's first flight was delayed by problems discovered in the HPC variable stator vanes (VSV) lever arms. These are to be changed for the production engine, but will not affect its flow. Also a routine A Check discovered fan-case corrosion and HP turbine airfoils limits on the 747 testbed's CF6 engines. It first flew on March 13 with the previous design of the VSV external lever arm. In early May, the first flight test phase of two was wrapped up after 18 flights and 110 hours: after checking the aircraft and systems, the GE9X high-altitude envelope was explored and its cruise performance evaluated, the second phase is scheduled to begin in the third quarter.

By October 2018, half of the certification was completed, and eight prototypes are used, mostly in Peebles, Ohio: #1 will be stored; the blade-out will be deliberately separated from the hub of #2 at takeoff power; after crosswind ground testing, #3 will be used for cyclic and load testing of the thrust reverser cascade assembly; the airborne #4 will explore more edges of the flight envelope like low altitudes for certification flight-tests from November through March; #5 will test unbalanced endurance to check vibration levels, before ETOPS certification; #6 will pass ingestion tests later in 2018; after LP turbine over-temperature tests, #7 will endure a second icing campaign in Winnipeg, Manitoba; #8 will be prepared by mid-October for the triple redline FAA 150 h endurance test. Eight compliance engines, plus two spares, are expected from November in Everett, Washington, to be installed on the first 777-9, to complete most of its flight tests in 2019 and enter service in 2020.

A second phase, of 18 flights, began on December 10 to evaluate the software and hot-and-high performance until the first quarter of 2019 before its FAA certification the same year. By then, water ingestion, overheating and crosswinds tests were completed, before blade-out, hailstone, bird ingestion and block or endurance testing. Flight tests are based in Victorville, California, and stretch to Seattle, Colorado Springs, Colorado, Fairbanks, Alaska, and Yuma, Arizona.

By January 4, 2019, eight test flights and 55 h of run time were completed. At the end of January, the case and rear turbine frame strut were damaged during the blade out test and affected components are revised. In early May, the flight test campaign was completed after 320 hours, focused on high-altitude cruise fuel burn. A compressor anomaly was detected in an engine pre-delivery test while the first engines were installed on the 777X prototype. The engines should be modified to a final certifiable configuration standard before the maiden flight, delayed after the previously expected June 26. The issue is mechanical and not aerodynamic, not affecting performance or engine configuration, and is at the front of the 11-stage high-pressure compressor. Before certification, final tests include a full durability block test, replacing the usual "triple redline" test at maximum temperatures, pressures and speeds, as modern high-bypass ratio engines cannot achieve all maximum conditions near sea level. The high-pressure compressor stator redesign is likely to push engine certification into autumn, delaying the 777X first flight until 2020.

On January 25, 2020, the GE9X had its first flight on the 777X, flying for 3 hours and 52 minutes, before landing at Boeing Field. On September 28, GE announced its FAA type certificate, as eight test engines logged 8,000 cycles and 5,000h of operations. ETOPS approval should need 3,000 ground-test cycles, to be completed for service introduction.

Design

The GE9X should increase fuel efficiency by 10% over the GE90. Its 61:1 overall pressure ratio should help provide a 5% lower thrust specific fuel consumption (TSFC) than the XWB-97 with maintenance costs comparable to the GE90-115B. The initial thrust of 105,000 lbf (470 kN) will be followed by 102,000 and 93,000 lbf (450 and 410 kN) derated variants. GE invested more than $2 billion for its development. Its nacelle is 184 in (4,700 mm) wide.

Most efficiency increase comes from the better propulsion efficiency of the higher-bypass-ratio fan. The bypass ratio is planned for 10:1. The fan diameter is 134 in (340 cm). It has only 16 blades, whereas the GE90 has 22 and the GEnx has 18. This makes the engine lighter, and allows the low pressure (LP) fan and booster to spin faster to better match its speed with the LP turbine. The fan blades feature steel leading edges and glass-fibre trailing edges to better absorb bird impacts with more flexibility than carbon fiber. Fourth generation carbon fiber composite materials, comprising the bulk of the fan blades, make them lighter, thinner, stronger, and more efficient. Using a composite fan case will also reduce weight.

The high pressure (HP) compressor is up to 2% more efficient. As the 129.5 in (329 cm) GE90 fan left little room to improve the bypass ratio, GE looked for additional efficiency by upping the overall pressure ratio from 40 to 60, focusing on boosting the high-pressure core's ratio from 19:1 to 27:1 by using 11 compressor stages instead of 9 or 10, and a third-generation, twin-annular pre-swirl (TAPS) combustor instead of the previous dual annular combustor. Able to endure hotter temperatures, ceramic matrix composites (CMC) are used in two combustor liners, two nozzles, and the shroud up from the CFM International LEAP stage 2 turbine shroud. CMCs are not used for the first-stage turbine blades, which have to endure extreme heat and centrifugal forces. These are improvements planned for the next iteration of engine technology.

The first-stage HP turbine shroud, the first- and second-stage HP turbine nozzles and the inner and outer combustor linings are made from CMCs, only static components, operating 500°F (260°C) hotter than nickel alloys with some cooling. CMCs have twice the strength and one-third the weight of metal. The compressor is designed with 3D aerodynamics and its first five stages are blisks, combined bladed-disk. The combustor is lean burning for greater efficiency and 30% NOx margin to CAEP/8. The compressor and high pressure turbine are made from powdered metal. The low-pressure turbine airfoils made of titanium aluminide (TiAl) are stronger, lighter, and more durable than nickel-based parts. 3D printing is used to manufacture parts that would otherwise be impossible to make using traditional manufacturing processes. CMCs need 20% less cooling.

(Web, Google, Wikipedia, You Tube)

 

UN PRESUNTO KILLER DI PORTAEREI: il Dong-Feng 21 (DF-21; codice NATO CSS-5 - Dong-Feng (in cinese: 東風; lett. ’Vento dell'Est')

Il Dong-Feng 21 (DF-21; nome in codice NATO CSS-5 - Dong-Feng (cinese semplificato:东风; cinese tradizionale: 東風; lett. ’Vento dell'Est') è un razzo a combustibile solido a due stadi, missile balistico a testata singola a medio raggio (MRBM) della serie Dong Feng sviluppato dalla China Changfeng Mechanics and Electronics Technology Academy. Lo sviluppo è iniziato alla fine degli anni '60 ed è stato completato intorno al 1985-86, ma il missile non è stato schierato fino al 1991. È stato sviluppato per essere lanciato dal sottomarino JL-1, ed è il primo missile terrestre a combustibile solido in dotazione operativa della Cina. Il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti nel 2008 ha stimato che la Cina avesse 60-80 missili e 60 lanciatori; circa 10-11 missili possono essere costruiti ogni anno.

Sviluppato originariamente come arma strategica, le successive varianti del DF-21 furono progettate per missioni nucleari e convenzionali. Si ritiene in grado di trasportare testate ad alto esplosivo e sottomunizione, nonché una testata nucleare da 300 kt. L'ultimo DF-21D sarebbe stato il primo missile balistico anti-nave (ASBM) al mondo. Il DF-21 è stato anche sviluppato come vettore di armi anti-satellite / anti-missile con capacità spaziali.

Sebbene il lanciatore stesso sia mobile per ridurre la vulnerabilità, un'unità di lancio effettiva richiede veicoli di supporto in grado di coprire un'area di 300 × 300 metri, rendendo difficile spostarsi rapidamente ed è quindi più facile da rilevare. Inoltre, il lanciatore non è fatto per viaggiare fuoristrada e richiede un terreno solido al momento del lancio per prevenire danni da backblast e detriti dovuti al lancio duro, limitando le sue posizioni di fuoco a strade e piattaforme di lancio prestabilite.

DF-21 / A / C (CSS-5 Mod-1/2/3)

La variante base DF-21 ha una portata di oltre 1.770 km, ed un carico utile di 600 kg (1.300 lb) costituito da una singola testata nucleare da 500 kt, con un errore circolare stimato probabile (CEP) di 300 ~ 400 m; questa versione non è entrata in servizio operativo. Il DF-21A è operativo dal 1996 ed ha migliorato la precisione con una CEP stimata di 100 ~ 300 m. Si dice che questa versione abbia un'autonomia simile di oltre 1.770 km, con una portata estesa a 2.150 km (1.340 mi).

Rivelato nel 2006, il DF-21C è una versione a guida terminale che ha una portata massima ritenuta di circa 1.700 km (1.100 mi) ed una precisione stimata di 50 ~ 100 m. Il missile era la prima versione a doppia capacità, in grado di essere armato con una testata nucleare o convenzionale. Nel 2010, il DF-21C è stato schierato nella Cina centro-occidentale.

DF-21D (CSS-5 Mod-4) Missile balistico anti-nave

Sviluppo

E’ un missile balistico anti-nave che ha una portata massima superiore a 1.450 chilometri (900 mi; 780 nmi), secondo il National Air and Space Intelligence Center degli Stati Uniti. L'Intelligence Center non credeva che fosse stato implementato nel 2009. Si ritiene che il sistema di guida sia ancora in un processo evolutivo con l'aggiunta di UAV e satelliti.  È stato notato che ha difficoltà con i sistemi di alimentazione interni e perde precisione durante il tempo di volo.

Il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti ha dichiarato nel 2010 che la Cina ha sviluppato e raggiunto la capacità operativa iniziale (IOC) di un missile balistico anti-nave ipersonico armato in modo convenzionale  basato sul DF-21. Questo è il primo ASBM e sistema d'arma in grado di prendere di mira un gruppo d'attacco di portaerei in movimento da lanciatori mobili terrestri a lungo raggio.  Si pensa che il DF-21D impieghi veicoli di rientro manovrabili (MaRV) con un sistema di guida terminale. Potrebbe essere stato testato nel 2005-2006 e il lancio dei satelliti Jianbing-5 / YaoGan-1 e Jianbing-6 / YaoGan-2 che offrono informazioni di targeting da radar e imaging visive. Gli aggiornamenti migliorano la capacità della Cina di impedirebbero alle portaerei statunitensi di operare nello Stretto di Taiwan.  Alcuni hanno anche suggerito che la Cina potrebbe sviluppare un DF-21D con più veicoli di rientro.

Guida e navigazione

La Cina ha recentemente lanciato una serie di satelliti per supportare i suoi sforzi ASBM:

• Satellite elettro-ottico Yaogan -VII - 9 dicembre 2009
• Satellite radar ad apertura sintetica Yaogan-VIII - 14 dicembre 2009
• Costellazione Yaogan-IX Naval Ocean Surveillance System (NOSS) (3 satelliti in formazione) - 5 marzo 2010. 
• Costellazione Yaogan-XVI Naval Ocean Surveillance System (NOSS) - 25 novembre 2012
• Si dice che la Cina stia lavorando a un radar oltre l'orizzonte per localizzare gli obiettivi dell'ASBM. Un apparente test del missile è stato effettuato contro un obiettivo nel deserto del Gobi nel gennaio 2013.

Veicolo di rientro

Il veicolo di rientro DF-21D sembra avere somiglianze con il RV del missile americano Pershing II, ritirato dal servizio nel 1988. Il RV del Pershing II pesava 1.400 libbre (640 kg) ed era dotato di quattro alette di controllo per eseguire un 25 -G pull-up dopo essere rientrati nell'atmosfera, viaggiando a Mach 8 e poi planando a 30 nmi (35 mi; 56 km) fino al bersaglio per lanciarsi in un attacco terminale. I manuali di addestramento dell’Us Army sul missile sono disponibili su Internet e la letteratura pubblica open source lo descrive ampiamente; il DF-21 ha una portata e un carico utile comparabili. Sebbene si sia fatto molto allo scopo di infliggere danni da parte del missile DF-21D esclusivamente utilizzando l'energia cinetica, l'Australian Strategic Policy Institute ha calcolato che l'energia di un RV inerte da 500 kg (1.100 lb) che impatta a Mach 6 aveva un'energia simile alla potenza cinetica ed esplosiva combinata del missile anti-nave subsonico americano Harpoon, che è un quarto dell'energia del missile supersonico russo Kh-22 da 12.800 lb (5.800 kg) che viaggia a Mach 4 con una testata da 2.200 libbre (1.000 kg).

Impatto sulla guerra navale

Nel 2009, l' istituto navale degli Stati Uniti ha dichiarato che una testata del genere sarebbe abbastanza grande da distruggere una portaerei in un colpo solo e che "attualmente ... non esiste nessuna difesa contro di essa" …in teoria. La Marina degli Stati Uniti ha risposto spostando la sua attenzione da una forza di blocco ravvicinata di navi in acque poco profonde per tornare alla costruzione di cacciatorpediniere per la difesa di missili balistici in acque profonde.  Gli Stati Uniti hanno anche assegnato la maggior parte delle loro navi capaci di difesa contro i missili balistici al Pacifico; hanno anche esteso il programma BMD a tutti i cacciatorpediniere Aegis ed aumentato l'approvvigionamento di missili SM-3 BMD. Gli Stati Uniti hanno anche una vasta rete ottimizzata per il tracciamento dei lanci di missili balistici che può fornire ai gruppi di portaerei un avvertimento sufficiente per allontanarsi dall'area bersaglio mentre il missile è in volo. Le difese cinetiche contro il DF-21D sarebbero difficili. Il principale intercettore missilistico balistico della Marina, l'SM-3, non sarebbe efficace poiché è progettato per intercettare i missili nella fase di rientro dallo spazio, quindi dovrebbe essere lanciato quasi immediatamente per colpire prima del rientro o da una nave Aegis posizionato sotto la sua traiettoria di volo. L' SM-2 Block 4 può intercettare i missili che rientrano nell'atmosfera, ma la testata eseguirà manovre ad alto numero di G che potrebbero complicare l'intercettazione. Anche l’Us Navy ha iniziato a schierare l' SM-6 di gran lunga più capace. L'SM-6 è progettato per intercettare i missili balistici in fase terminale.

Alla fine del 2013, un rapporto di analisi militare russo del DF-21D ha concluso che l'unico modo per contrastarlo con successo sarebbe attraverso contromisure elettroniche. Le intercettazioni convenzionali di obiettivi ad alta velocità hanno funzionato in passato, con il rapporto russo che citava l' intercettazione del 2008 di un satellite malfunzionante da parte di un incrociatore statunitense, ma in quella situazione la nave da guerra aveva una conoscenza approfondita della sua posizione e traiettoria. Contro un attacco a Mach 10 da parte del DF-21D senza conoscere il punto di lancio del missile, l'unico modo per sfuggire alla Marina degli Stati Uniti sarebbe attraverso contromisure elettroniche.

L'uso di tale missile, secondo alcuni esperti, porterebbe potenzialmente a scambi nucleari, corse agli armamenti regionali con India e Giappone ed alla fine del Trattato INF tra gli Stati Uniti e la Russia.

Scetticismo

L'emergere del DF-21D ha portato alcuni analisti a sostenere che i missili "carrier killer" hanno reso obsoleto l'uso americano delle portaerei, poiché sono troppo vulnerabili di fronte alla nuova arma e non valgono la spesa. I leader militari della Marina e dell'Aeronautica degli Stati Uniti, tuttavia, non vedono come un "punto di svolta" il conteggio completo delle portaerei.

In primo luogo, il missile potrebbe non essere in grado di distruggere da solo il suo bersaglio, poiché si ritiene che la testata sia sufficiente solo per incapacitare una portaerei rendendola incapace di condurre operazioni di volo. 

In secondo luogo, c'è il problema di trovare il suo obiettivo. Il DF-21D ha un raggio stimato tra 1.035 e 1.726 mi (da 899 a 1.500 nmi; da 1.666 a 2.778 km), quindi un gruppo di portaerei dovrebbe essere localizzato con altri mezzi prima del lancio. I radar oltre l'orizzonte non possono individuare la posizione esatta di un vettore e dovrebbero essere utilizzati insieme ai satelliti di ricognizione cinesi. Sebbene aerei da ricognizione e sottomarini possano essere utilizzati anche per cercare la portaerei, sono vulnerabili alle difese del gruppo di battaglia della portaerei.

Infine, sebbene il DF-21D abbia sensori radar e ottici per il tracciamento, non è stato ancora testato contro un bersaglio di una nave che si muove in mare fino a 55 km / h (30 nodi; 34 mph), per non parlare di quelli che utilizzano ECM e ECCM. La "kill chain" del missile richiede l'elaborazione e l'aggiornamento costante dei dettagli sulla posizione di un vettore, la preparazione del lancio, le informazioni di programmazione e il fuoco. Il concetto di battaglia AirSea dell'esercito americano prevede l'interruzione di tali catene di attacchi.  Alcuni analisti statunitensi ritengono che il DF-21D non voli più velocemente di Mach 5.

Il DF-21D potrebbe anche non essere veloce come teorizzato. Mentre i missili balistici rientrano nell'atmosfera a velocità comprese tra Mach 8-15 a un'altitudine di 50 km (160.000 piedi), l'aumento della resistenza dell'aria nella regione più densa di bassa atmosfera riduce la velocità terminale a circa Mach 2 a 3-5 km (9.800-16.400 ft). Non può acquisire il suo bersaglio fino a questo punto a causa del blocco della ionizzazione, lasciando un tempo relativamente breve per cercare effettivamente una nave. Ciò potrebbe consentire al bersaglio di lasciare l'area se il missile viene rilevato abbastanza presto prima che attivi i suoi sensori terminali, e la velocità più bassa al rientro lo rende vulnerabile agli intercettori missilistici.

Aspetti e schieramenti

Il missile è stato mostrato al pubblico durante la parata a Pechino per celebrare i 70 anni dalla fine della seconda guerra mondiale il 3 settembre 2015.  Un video della parata mostra i missili contrassegnati come DF-21D.

Il 26 agosto 2020, insieme a un DF-26B, un DF-21D è stato lanciato in un'area del Mar Cinese Meridionale tra Hainan e le Isole Paracel, un giorno dopo che la Cina ricordò che un aereo spia americano U-2 è entrato in un no- fly zone senza il suo permesso durante un'esercitazione navale cinese nel Mare di Bohai al largo della sua costa settentrionale  ed è arrivata mentre Washington inseriva nella lista nera 24 compagnie cinesi e prendeva di mira individui che secondo lui facevano parte delle attività di costruzione e militari nel Mar Cinese Meridionale. I funzionari statunitensi successivamente hanno valutato che il People's Liberation Army Rocket Force (PLARF) aveva lanciato in totale quattro missili balistici a medio raggio.  I test missilistici hanno attirato critiche da Giappone, Pentagono e Taiwan.

DF-26

Il DF-26 è un miglioramento del DF-21 con portata aumentata a oltre 5.000 km (3.100 mi). La sua esistenza è stata confermata a metà degli anni 2010, ma era già in servizio da diversi anni.

Il 26 agosto 2020, un DF-26B è stato lanciato dalla provincia del Qinghai in un'area tra Hainan e le isole Paracel in risposta a un aereo ricognitore spia U-2 statunitense che entrava in una zona di interdizione al volo durante un'esercitazione navale cinese a fuoco vivo il giorno prima.

CH-AS-X-13

Versione missilistica balistica lanciata dall'aria del DF-21 trasportato da H-6K.  Il missile con portata di 3.000 km dovrebbe essere dispiegato nel 2025.

Acquisto da parte dell’Arabia Saudita

Nel gennaio 2014, Newsweek ha rivelato che l' Arabia Saudita aveva acquistato segretamente una serie di missili balistici a medio raggio DF-21 nel 2007. Hanno anche confermato che la CIA statunitense aveva permesso che l'accordo andasse in porto fintanto che i missili fossero stati modificati per non essere in grado di trasportare testate nucleari. L'Arabia Saudita aveva precedentemente acquisito segretamente missili balistici cinesi DF-3A nel 1988, cosa che è stata rivelata pubblicamente. Sebbene il DF-3 abbia una portata più ampia, è stato progettato per trasportare un carico utile nucleare, e quindi aveva una scarsa precisione (0,6-2,4 miglia (1000–4000 m) CEP) se usato con una testata convenzionale. Sarebbe utile solo contro obiettivi di grandi aree come città e basi militari. Questo li ha resi inutili durante la Guerra del Golfo per la rappresaglia contro gli attacchi missilistici iracheni Scud, poiché causerebbero vittime civili di massa e non sarebbero efficaci quanto gli attacchi aerei della coalizione in corso. Dopo la guerra, i sauditi e la CIA hanno lavorato insieme per consentire di nascosto l'acquisto di DF-21 cinesi. Il DF-21 è alimentato da combustibile solido anziché liquido come il DF-3, quindi ci vuole meno tempo per prepararsi al lancio. È preciso fino a 30 metri CEP, permettendogli di attaccare obiettivi specifici come complessi o palazzi. I sauditi non sono noti per possedere lanciatori mobili, ma potrebbero utilizzare gli stessi 12 lanciatori originariamente acquistati con i DF-3. Il numero di missili DF-21 acquistati è sconosciuto. Newsweek ipotizza che i dettagli dell'accordo reso pubblico faccia parte della deterrenza saudita contro l' Iran.  Nel settembre 2014, l'Arabia Saudita ha acquistato missili balistici CSS-5 dalla Cina per difendere la Mecca e Medina, ha detto il dottor Anwar Eshki, un generale in pensione delle forze armate saudite. L’Arabia Saudita ha intensificato in modo significativo il suo programma di missili balistici con l'aiuto della Cina secondo le informazioni degli Stati Uniti. 

ENGLISH

The Dong-Feng 21 (DF-21; NATO reporting name CSS-5 - Dong-Feng (simplified Chinese: 东风; traditional Chinese: 東風; lit.: 'East Wind') is a two-stage, solid-fuel rocket, single-warhead medium-range ballistic missile (MRBM) in the Dong Feng series developed by China Changfeng Mechanics and Electronics Technology Academy. Development started in the late 1960s and was completed around 1985–86, but it was not deployed until 1991. It was developed from the submarine-launched JL-1 missile, and is China's first solid-fuel land-based missile. The U.S. Department of Defense in 2008 estimated that China had 60-80 missiles and 60 launchers; approximately 10-11 missiles can be built annually.

Originally developed as a strategic weapon, the DF-21's later variants were designed for both nuclear and conventional missions. It is thought able to carry a high explosive and submunition warheads, as well as a nuclear warhead of 300 kt. The latest DF-21D was said to be the world's first anti-ship ballistic missile (ASBM). The DF-21 has also been developed into a space-capable anti-satellite weapon/anti-missile weapon carrier.

Though the launcher itself is mobile to reduce vulnerability, an actual launch unit requires support vehicles that can cover a 300×300-meter area, making it hard to move quickly and easier to detect. Also, the launcher is not made to travel off-road and requires solid ground when firing to prevent backblast and debris damage due to the hard launch, restricting its firing locations to roads and pre-made launch pads.

DF-21/A/C (CSS-5 Mod-1/2/3)

The basic variant DF-21 had a range of 1,770+ km, and a payload of 600 kg (1,300 lb) consisting of a single 500 kt nuclear warhead, with an estimated circular error probable (CEP) of 300~400 m; this version did not enter operational service. The DF-21A was operational by 1996 and has improved accuracy with an estimated CEP of 100~300 m. This version is reported to have a similar 1,770+ km range, with a potential extended range of 2,150 km (1,340 mi).

Revealed in 2006, the DF-21C is a terminally guided version that has a maximum range believed to be about 1,700 km (1,100 mi) and accuracy estimated to be 50~100m. The missile was the first dual-capable version, able to be armed with either a nuclear or conventional warhead. In 2010, the DF-21C was being deployed in central Western China.

DF-21D (CSS-5 Mod-4) Anti-ship ballistic missile

Development

This is an anti-ship ballistic missile that has a maximum range exceeding 1,450 kilometres (900 mi; 780 nmi), according to the U.S. National Air and Space Intelligence Center. The Intelligence Center did not believe it was deployed in 2009. The guidance system is thought to be still in an evolutionary process as more UAVs and satellites are added. It has been noted to have difficulties with internal power systems and loses accuracy over flight time.

The US Department of Defense stated in 2010 that China has developed and reached initial operating capability (IOC) of a conventionally armed high hypersonic land-based anti-ship ballistic missile based on the DF-21. This is the first ASBM and weapon system capable of targeting a moving aircraft carrier strike group from long-range, land-based mobile launchers. The DF-21D is thought to employ maneuverable reentry vehicles (MaRVs) with a terminal guidance system. It may have been tested in 2005–6, and the launch of the Jianbing-5/YaoGan-1 and Jianbing-6/YaoGan-2 satellites offering targeting information from radar and visual imaging respectively. The upgrades enhance China's ability to prevent US carriers from operating in the Taiwan Strait. Some have also suggested China could develop a DF-21D with multiple reentry vehicles.

Guidance and navigation:

• China has recently launched a series of satellites to support its ASBM efforts:
• Yaogan-VII electro-optical satellite - 9 December 2009
• Yaogan-VIII synthetic aperture radar satellite - 14 December 2009
• Yaogan-IX Naval Ocean Surveillance System (NOSS) constellation (3 satellites in formation) - 5 March 2010.
• Yaogan-XVI Naval Ocean Surveillance System (NOSS) constellation - 25 November 2012
• China is reported to be working on an over-the-horizon radar to locate the targets for the ASBM. An apparent test of the missile was made against a target in the Gobi desert in January 2013.

Re-entry vehicle

The DF-21D re-entry vehicle appears to bear similarities to the American Pershing II missile's RV, which was withdrawn from service in 1988. The Pershing II's RV weighed 1,400 lb (640 kg) and was fitted with four control fins to perform a 25-G pull-up after reentering the atmosphere, traveling at Mach 8 and then gliding 30 nmi (35 mi; 56 km) to the target to pitch into a terminal dive. Army training manuals about the missile are available on the internet and public open-source literature extensively describes it; the DF-21 has a comparable range and payload. Though much is made of the DF-21D's damage infliction ability based solely on velocity and kinetic energy, the Australian Strategic Policy Institute has calculated that the energy of an inert 500 kg (1,100 lb) RV impacting at Mach 6 had similar energy to the combined kinetic and explosive power of the American subsonic Harpoon anti-ship missile, which is one-quarter the energy of the Russian supersonic 12,800 lb (5,800 kg) Kh-22 missile traveling at Mach 4 with a 2,200 lb (1,000 kg) warhead.

Impact on naval warfare

In 2009, the United States Naval Institute stated that such a warhead would be large enough to destroy an aircraft carrier in one hit and that there was "currently ... no defense against it" if it worked as theorized. The United States Navy has responded by switching its focus from a close blockade force of shallow water vessels to return to building deep water ballistic missile defense destroyers. The United States has also assigned most of its ballistic missile defense capable ships to the Pacific, extended the BMD program to all Aegis destroyers and increased procurement of SM-3 BMD missiles. The United States also has a large network optimized for tracking ballistic missile launches which may give carrier groups sufficient warning in order to move away from the target area while the missile is in flight. Kinetic defenses against the DF-21D would be difficult. The Navy's primary ballistic missile interceptor, the SM-3, would not be effective since it is designed to intercept missiles in the mid-course phase in space, so it would have to be launched almost immediately to hit before reentry or from an Aegis ship positioned under its flight path. The SM-2 Block 4 can intercept missiles reentering the atmosphere, but the warhead will be performing high-G maneuvers that may complicate interception. The US Navy has also began deploying the vastly more capable SM-6. The SM-6 is designed to intercept ballistic missiles in the terminal phase.

In late 2013, a Russian Military Analysis report of the DF-21D concluded that the only way to successfully counter it would be through electronic countermeasures. Conventional interceptions of high-speed objectives have worked in the past, with the Russian report citing the 2008 interception of a malfunctioning satellite by a U.S. cruiser, but in that situation the warship had extensive knowledge of its location and trajectory. Against an attack from the Mach 10 DF-21D without knowing the missile's launch point, the U.S. Navy's only way to evade it would be through electronic countermeasures.

Use of such missile has been said by some experts to potentially lead to nuclear exchange, regional arms races with India and Japan, and the end of the INF Treaty between the United States and the Soviet Union, to which the People's Republic of China is not a party.

Skepticism

The emergence of the DF-21D has some analysts claiming that the "carrier killer" missiles have rendered the American use of aircraft carriers obsolete, as they are too vulnerable in the face of the new weapon and not worth the expense. Military leaders in the U.S. Navy and Air Force, however, do not see it as a "game changer" to completely count carriers out.

First, the missile may not be able to single-handedly destroy its target, as the warhead is believed to only be enough to inflict a "mission kill" that makes a carrier unable to conduct flight operations.

Secondly, there is the problem of finding its target. The DF-21D has a range estimated between 1,035 to 1,726 mi (899 to 1,500 nmi; 1,666 to 2,778 km), so a carrier battle group would need to be located through other means before launching. Over-the-horizon radars cannot pinpoint a carrier's exact location, and would have to be used in conjunction with Chinese recon satellites. Though recon aircraft and submarines could also be used to look for the carrier, they are vulnerable to the carrier battle group's defenses.

Finally, although the DF-21D has radar and optical sensors for tracking, it has not yet been tested against a ship target moving at-sea at up to 55 km/h (30 kn; 34 mph), let alone ones using clutter and countermeasures. The missile's "kill chain" requires processing and constantly updating a carrier's location details, preparing the launch, programming information and firing. The U.S. military's AirSea Battle concept involves disrupting such kill chains. Some U.S. analysts believe that the DF-21D does not fly any faster than Mach 5.

The DF-21D may also not be as fast as theorized. While ballistic missiles reenter the atmosphere at speeds between Mach 8-15 at an altitude of 50 km (160,000 ft), increasing air resistance in the denser low-atmosphere region reduces terminal speed to around Mach 2 at 3–5 km (9,800–16,400 ft). It cannot acquire its target until this point due to ionization blockage, leaving a relatively short time to actually search for a ship. This could enable the target to leave the area if the missile is detected soon enough before it engages its terminal sensors, and the slower speed upon reentry leaves it vulnerable to missile interceptors.

Appearances and deployments

The missile was shown to the public during the parade in Beijing celebrating 70 years since the end of World War II on September 3, 2015. A parade video shows missiles marked as DF-21D.

On 26 August 2020, along with a DF-26B, a DF-21D was launched into an area of the South China Sea between Hainan and the Paracel Islands, one day after China said that an American U-2 spy plane entered a no-fly zone without its permission during a Chinese live-fire naval drill in Bohai Sea off its north coast and came as Washington blacklisted 24 Chinese companies and targeted individuals it said were part of construction and military activities in the South China Sea. US officials subsequently assessed that the People's Liberation Army Rocket Force (PLARF) had fired four medium-range ballistic missiles in total. The missile tests drew criticism from Japan, the Pentagon and Taiwan.

DF-26

The DF-26 is an enhancement of the DF-21 with range increased to more than 5,000 km (3,100 mi). Its existence was confirmed in the mid-2010s but it had already been in service for several years.

On 26 August 2020, a DF-26B was fired from Qinghai province into an area between Hainan and the Paracel Islands as a response to a U.S. U-2 spy plane entering into a no-fly zone during a Chinese live-fire naval drill the day earlier.

CH-AS-X-13

Air-launched ballistic missile version of DF-21 carried by H-6K. The 3000 km range missile is scheduled for deployment in 2025.

Saudi Arabian purchase

In January 2014, Newsweek revealed that Saudi Arabia had secretly bought a number of DF-21 medium-range ballistic missiles in 2007. They also said that the American CIA had allowed the deal to go through as long as the missiles were modified to not be able to carry nuclear warheads. Saudi Arabia had previously secretly acquired Chinese DF-3A ballistic missiles in 1988, which was publicly revealed. While the DF-3 has a longer range, it was designed to carry a nuclear payload, and so had poor accuracy (0.6-2.4 miles (1000–4000 m) CEP) if used with a conventional warhead. It would only be useful against large area targets like cities and military bases. This made them useless during the Gulf War for retaliating against Iraqi Scud missile attacks, as they would cause mass civilian casualties and would not be as effective as the ongoing coalition air attacks. After the war, the Saudis and the CIA worked together to covertly allow the purchase of Chinese DF-21s. The DF-21 is solid-fueled instead of liquid-fueled like the DF-3, so it takes less time to prepare for launch. It is accurate to 30 meters CEP, allowing it to attack specific targets like compounds or palaces. The Saudis are not known to possess mobile launchers, but may use the same 12 launchers originally bought with the DF-3s. The number of DF-21 missiles that were bought is unknown. Newsweek speculates that details of the deal being made public is part of Saudi deterrence against Iran. In Sep 2014, Saudi Arabia purchased CSS-5s ballistic missiles from China to defend Mecca and Medina, said Dr. Anwar Eshki, a retired major general in the Saudi armed forces. Saudi significantly escalated its ballistic missile program with help from China according to US intel.

(Web, Google, Wikipedia, You Tube)

 

ROYAL NAVY: Combat Management System BAE Systems “INTeACT”

Combat Management System BAE Systems “INTeACT”

Tale società britannica è l'unico fornitore e integratore di Combat Management Systems (CMS) per la flotta di superficie e sottomarina della Royal Navy e utilizza una ricca eredità di 30 anni nella progettazione, sviluppo, integrazione e supporto di sistemi di combattimento navale e sistemi di gestione del combattimento. Incorporando sistemi di controllo delle armi e una capacità Datalink, i prodotti mission-critical Combat Management System supportano: 

• la pianificazione, 
• la compilazione di immagini tattiche, 
• il processo decisionale 
• e il controllo delle armi.

Questi sistemi di Comando e controllo informatici sono utilizzati anche per una varietà di operazioni non di combattimento, incluso il coordinamento delle risorse nella raccolta di informazioni e nell'assistenza umanitaria, sia in modo indipendente che come parte di coalizioni multinazionali.

Basandosi su oltre tre decenni di successi e innovazione, nel novembre 2018 la società britannica ha svelato nuovi nomi per la prossima generazione di soluzioni per sistemi di combattimento navale e sistemi di gestione del combattimento. Rispecchiando le generazioni interconnesse di tecnologia innovativa dei propri sistemi di combattimento, le capacità integrate ed interoperabili e l'utilizzo a livello internazionale, è stato scelto il nome “INTeGEN”; ispirati dal ruolo attivo e interattivo al centro dei propri sistemi di combattimento INTeGEN, hanno adottato il nome “INTeACT”.

L’INTeACT Combat Management System utilizza tecnologie all'avanguardia per fornire una superiorità delle informazioni senza rivali.

L'utilizzo di un'architettura di sistemi aperti INTeACT consentirà alle marine militari occidentali di implementare rapidamente nuove tecnologie e migliorare le capacità delle unità navali, assicurandosi che siano preparate per le minacce in rapida evoluzione.

Completamente scalabile a qualsiasi tipo di piattaforma per l'utilizzo in tutti i tipi di ruoli e operazioni, INTeACT si baserà sui sistemi DNA in uso sulle fregate Type 23 e sui Landing Platform Docks (LPD) della Royal Navy più i sistemi CMS-1 utilizzati sulle navi pattuglia offshore (OPV), cacciatorpediniere di type 45 e sulle portaerei classe Queen Elizabeth II.

BAE Systems definisce il suo piano futuristico per i sistemi di combattimento navale

La società BAE Systems ha una visione per le future navi della Royal Navy in cui tastiere e mouse verranno sostituiti con schermi intelligenti giganti abilitati ai gesti ed i dati tattici potenziati dall'intelligenza artificiale verranno trasmessi tramite occhiali a realtà aumentata. Una nuova architettura di sistemi aperti aiuterà a integrare queste nuove tecnologie, ma non sarà economica; l'azienda sta investendo 20 milioni di sterline nei prossimi cinque anni.

Un'animazione video sorride al personale della sala operativa navale che analizza le informazioni tattiche elaborate dai sistemi di intelligenza artificiale e visualizzate su enormi display led intelligenti con cui interagiscono utilizzando i gesti delle mani. 

Sul ponte, un ufficiale di guardia di plancia scansiona l'orizzonte attraverso un auricolare di realtà aumentata (AR) e, quando vede una nave sconosciuta e ostile, subito le informazioni sull’obiettivo vengono visualizzate nella C.O.C. Usando la sua conoscenza e intuizione, usa il clicker che ha in mano per etichettarlo come non una minaccia e si accende in verde.

Potrebbe essere una scena di Star Trek Discovery, ma è così che la BAE Systems prevede che le operazioni verranno svolte sulle unità da combattimento della Royal Navy del prossimo futuro. Il direttore della tecnologia di BAE Systems, Dave Short, spiega i fattori che stanno dietro all'investimento quinquennale dell'azienda da 20 milioni di sterline: "20 milioni di sterline sono una quantità significativa di denaro", afferma. “Ci sono molti modi in cui investiamo in tecnologia; bisogna garantire competitività agli utenti, assicurandoci di avere quel vantaggio competitivo sul campo di battaglia. Si tratta anche di investimenti associati al modo in cui produciamo i nostri prodotti, assicurandoci di fare tutto il possibile per renderci più accessibili mentre sviluppiamo i nostri prodotti e le nostre capacità, soprattutto quando sviluppiamo una nuova generazione di prodotti".

Integrazione di sensori navali e sistemi d’arma

Il responsabile della tecnologia per i sistemi di combattimento Frank Cotton descrive i sistemi di combattimento come "la raccolta di frammenti appiccicosi su una nave" e, più formalmente, tutti i sensori su una nave, inclusi radar, sonar e altri sistemi di rilevamento elettronico. "Tutti raccolgono informazioni, che sono importanti per la squadra di comando che usa la nave come capacità di combattimento", dice. “All'altra estremità di quella catena, c'è una serie di effettori: 

• armi,
• missili, 
• cannoni, 
• sistemi ECM-ECCM di guerra elettronica, 

che sono tutti lì per disabilitare o distruggere le minacce che la nave viene inviata a contrastare ed annientare. 

La BAE Systems progetta e costruisce alcune di quelle apparecchiature per poi integrarle a bordo delle unità navali in un insieme funzionante".

Il ruolo di Cotton si concentra sull'infrastruttura condivisa necessaria per gestire i dati prodotti e utilizzati da tali sistemi e sul sistema di gestione del combattimento (CMS), che BAE Systems ha recentemente ribattezzato INTeACT. "Questo è il cervello del sistema di combattimento", dice Cotton. "Prende tutti i dati dei sensori e li compila in un'immagine tattica - una rappresentazione del mondo reale che viene rappresentato sulle mappe agli operatori; successivamente gli operatori possono prendere le decisioni di cui hanno bisogno su come usare le armi in dotazione alla nave, se ne hanno necessità”.

I tre principali requisiti della Royal Navy per i sistemi di combattimento

La Royal Navy ha delineato una serie di requisiti per i suoi sistemi di combattimento: 

• introdurre un'architettura aperta, 
• apportare miglioramenti digitali 
• e affrontare nuove minacce.

I sistemi aperti risolveranno il problema che, attraverso una combinazione di processi normativi, di sicurezza e incentrati sulla sicurezza; possono essere necessari più di 18 mesi per ottenere una nuova capacità a bordo di una nuova unità navale militare. La BAE Systems vuole definire un sistema di base per introdurre nuove funzionalità che funzionino come l'App Store di Apple. Consentirà il download di pacchetti pre-approvati sui sistemi di combattimento in modo rapido e semplice, riducendo i costi di supporto per tutta la vita. Sul fronte digitale, BAE Systems propone di utilizzare queste piattaforme aperte per fornire pacchetti di intelligenza artificiale in grado di elaborare la grande quantità di dati prodotti dai sistemi di combattimento. Ciò solleverà gli operatori da parte del loro carico di lavoro e centralizzerà i dati, rendendoli disponibili a tutti sulla nave e in sede.

"Stiamo arrivando a un punto in cui la tecnologia è in grado di fare molto di più di quello che la Royal Navy ha oggi, e sono davvero entusiasti di averla sulle navi prima o poi."

Cotton dice che le nuove minacce che devono affrontare le navi della Royal Navy provengono da due estremità della scala: 

• quelli che sono più economici e più abbondanti come gli sciami di quadricotteri con esplosivi legati al fondo; 
• e, all'altra estremità della scala, costosi missili di fascia alta che stanno diventando più veloci e più agili.

"I modi per affrontarli sono l'introduzione di capacità autonome e il supporto di funzioni a livello di forza", afferma Cotton. "Questo è il codice per gli elementi di una flotta che interoperano molto più di quanto abbiano fatto in passato.” E questo ci porta alle scene di visualizzazione interattiva in stile Minority Report. "Questa è l'opinione della marina britannica su dove vogliono portare un sistema di combattimento". “Su di una nave da guerra, tutto accade nella sala operativa. In generale, sono sicuri da usare, sono molto sicuri, svolgono le funzioni per cui sono stati specificati ma non gridano “moderni". “Stiamo arrivando a un punto in cui la tecnologia è in grado di fare molto di più di quanto la Royal Navy abbia oggi, e loro sono davvero entusiasti di averla sulle navi prima o poi. Affrontando questa sfida, stiamo esaminando tutti i nuovi metodi di interazione uomo-computer che possiamo offrire. 

Quindi: 

• realtà virtuale, 
• AR, 
• controllo touch, 
• attivazione vocale con controllo gestuale sono tutti tipi di tecnologie che stiamo esplorando.

La realtà aumentata e la sala operativa del futuro

Mentre questa futuristica sala operativa sarà all'orizzonte tra più di cinque anni, l'AR potrebbe trovare la sua strada a bordo in appena 18 mesi. 

La BAE Systems utilizza l'ufficiale di guardia di plancia - il cui ruolo nel mantenere la nave al sicuro è rimasto praticamente invariato per secoli - come caso d'uso. Anche sulla nave più moderna, l'ufficiale guarda fuori dalla plancia vetrata della nave dal ponte e riscontra via radio con la sala operativa i dati dei sensori di bordo con ciò che si può vedere esternamente.

"Abbiamo chiesto cosa sarebbe successo se avessimo migliorato l'attrezzatura di cui dispone l'ufficiale di guardia del ponte", afferma Cotton. "Piuttosto che dargli solo un auricolare per le comunicazioni, diamogli un set di occhiali leggeri per realtà aumentata, in modo che quando guarda fuori un oggetto del mondo reale può usare i suoi occhiali e un clicker portatile per interagire direttamente con il sistema di gestione del combattimento”. "Anche sulla nave più moderna, l'ufficiale guarda fuori dal dal ponte della plancia e controlla via radio con la sala operativa se ciò che i sensori dicono che la nave è là fuori corrisponde a ciò che è in vista."

La BAE Systems ammette che ci sono alcuni problemi che deve affrontare con la tecnologia commerciale standard che sta utilizzando; Microsoft Hololens è stata sviluppata pensando ai giocatori piuttosto che ai marinai. La luce solare intensa può rendere il display poco visibile e non è abbastanza resistente per funzionare in un ambiente militare ostile e con mare mosso; gli occhiali possono portare a pensare che ciò che stanno guardando sia in un posto diverso da quello che l'operatore può effettivamente vedere.

La società prevede di risolvere questi problemi incrociando l'Hololens con l'elmetto Striker II sviluppato per l'aereo Typhoon, che offre al pilota una visualizzazione head-up dei dati di consapevolezza situazionale per creare un auricolare leggero ma militarizzato.

E gli elementi della stanza delle operazioni di fantascienza potrebbero essere a bordo prima di quanto pensabile.

“Possiamo iniziare a introdurre alcuni di questi elementi in servizio gradualmente”, afferma il sig. Cotton.

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Combat Management System "INTeACT"

It is the sole supplier and integrator of Combat Management Systems (CMS) for the UK Royal Navy's surface and submarine fleet.

The company uses a rich 30-year heritage in the design, development, integration and support of naval combat and combat management systems. Incorporating weapon control systems and a Datalink capability, the mission-critical Combat Management System products support: 

• planning, 
• the compilation of tactical images, 
• the decision-making process 
• and arms control.

 

These command and control systems are also used for a variety of non-combat operations, including the coordination of resources in intelligence gathering and humanitarian assistance, both independently and as part of multinational coalitions.

Building on over three decades of success and innovation, in November 2018 the UK company unveiled new names for the next generation of solutions for naval combat and combat management systems. Reflecting the interconnected generations of innovative technology of its combat systems, integrated and interoperable capabilities and international use, the name "INTeGEN" was chosen; inspired by the active and interactive role at the heart of its INTeGEN combat systems, they adopted the name "INTeACT".

The INTeACT Combat Management System will use state-of-the-art technology to provide unrivalled information superiority.

The use of an INTeACT open systems architecture will enable navies to rapidly implement new technologies and improve ships' capabilities, ensuring that they are prepared for rapidly evolving threats.

Fully scalable to any type of platform for use in all types of roles and operations, INTeACT will be based on the DNA (2) systems in use by the Royal Navy's Type 23 frigates and Landing Platform Docks (LPDs) plus the CMS-1 systems used on offshore patrol vessels (OPVs), Type 45 destroyers and Queen Elizabeth II class aircraft carriers.

BAE Systems sets out its futuristic plan for naval combat systems

BAE Systems has a vision for future Royal Navy ships where keyboards and mice are replaced with giant, gesture-enabled smart screens, and AI-enhanced tactical data is relayed via augmented reality goggles. A new open systems architecture will help integrate these new technologies, but it won’t come cheap; the company is investing £20m over the next five years.

A video animation portrays smiling naval operations room personnel analysing tactical information processed by AI systems and displayed on huge, smart glass displays with which they interact using hand gestures. On the bridge, a bridge watch officer scans the horizon through an augmented reality (AR) headset, and as she sees an unknown vessel, ops room information about it appears on the lens. Using her knowledge and insight she uses the clicker in her hand to label it not a threat and it lights up green.

Put a Star Fleet badge on the sailors and it could be a scene from Star Trek Discovery, but this is how BAE Systems foresees operations being carried out on near-future Royal Navy combat vessels. BAE Systems technology director Dave Short explains the drivers behind the company’s five-year, £20m investment.

“£20m is a significant amount of money,” he says. “There are a number of ways in which we invest in our technology; it’s about ensuring we offer competitiveness for our customers, ensuring we’ve got that competitive edge on the battlefield. It’s also about investments associated with the way in which we produce our products, making sure we do everything we can to make ourselves as affordable as possible as we develop our products and capabilities, especially as we develop a new generation of products.”

Integrating ship sensors and weapon systems

Head of technology for combat systems Frank Cotton describes combat systems as “the collection of sticky-out bits on a ship”, and, more formally, all the sensors on a ship, including radars, sonar and other electronic sensing systems.

“They all collect information, which is important to the command team who use the ship as a fighting capability,” he says. “On the other end of that chain, there’s a set of effectors – weapons – missiles, guns, electronic warfare type systems, which are all there to disable or destroy the threats the ship is sent to counter. What we do at BAE Systems is provide some of that equipment – those sticky-out bits – and then integrate them on board the ship into a functioning whole.”
Cotton’s role focusses on the shared infrastructure needed to handle the data those systems produce and use, and the combat management system (CMS), which BAE Systems recently rebranded as INTeACT.

“This is the brain of the combat system,” says Cotton. “It takes all that sensor data and compiles it into a tactical picture – a representation of the real world that they display on maps to operators – and then the operators can make the decisions they need to around how to use the weapons on the ship if they need to.”

The Royal Navy’s top three requirements for combat systems

Cotton says the Royal Navy has outlined a set of three requirements for where it wants its combat systems to go: introducing open architecture, making digital improvements and dealing with new threats.

Open systems will address the problem that, through a combination of regulatory, safety, security-focussed processes, it can take 18 months plus to get a new capability on board a ship. BAE Systems wants to define a baseline system to introduce new capability that works like Apple’s App Store. It will enable the download of pre-approved packages onto the combat systems readily and easily, reducing through-life support costs.

On the digital front, BAE Systems proposes using these open platforms to deliver AI packages that can process the vast amount of data that combat systems produce. This will relieve the operators of some of their workload and centralise the data, making it available to everyone on the ship and at headquarters.

“We’re getting to a point where technology is able to do an awful lot more than the Royal Navy have today, and they are really keen to have it on ships sooner or later.”

Cotton says the new threats facing Royal Navy ships come from two ends of the scale; those that are cheaper and more plentiful – such as swarms of quadcopters with explosives strapped to the bottom – and, at the other end of the scale, expensive high-end missiles that are getting faster and more agile.

“Ways of addressing these are the introduction of autonomous capabilities and supporting force-level functions,” says Cotton. “That’s code for elements of a fleet interoperating much more than they have done in the past.”

And that brings us to the Minority Report-style interactive display scenes.

“That’s the navy’s view of where they want to take a combat system,” says Cotton. “On a naval warship, it all happens in the operations room. By and large, they are safe to operate, they’re very secure, they perform the functions they’ve been specified to perform but they don’t scream ‘modern’.

“We’re getting to a point where technology is able to do an awful lot more than the Royal Navy have today, and they are really keen to have it on ships sooner or later. Addressing that challenge, we’re looking at all the new human-computer interaction methods we can bring. So virtual reality, AR, touch control, gesture control voice activation are all types of technologies that we’re exploring.”

Augmented reality and the ops room of the future

While this futuristic ops room is more than five years over the horizon, AR could find its way on board in as few as 18 months. BAE Systems is using the bridge watch officer – whose role in keeping the ship safe has remained practically unchanged for centuries – as a use case. Even on the most modern ship, the officer looks out of the window of the ship from the bridge and checks via radio with the ops room whether what the sensors tell the ship is out there matches what is on view.

“We asked what would happen if we enhanced the equipment that the bridge watch officer has,” says Cotton. “Rather than just giving him a headset with comms on it, let’s give him a set of lightweight augmented reality glasses, so that when he looks out of the window at a real-world object, instead asking the operators whether the inflatable boat or a fishing vessel he’s seeing are friendly or hostile, he can use his glasses and a hand-held clicker to interact with the combat management system directly.”

"Even on the most modern ship, the officer looks out of the window of the ship from the bridge and checks via radio with the ops room whether what the sensors tell the ship is out there matches what is on view."

BAE Systems admits there are some issues it needs to address with the commercial off-the-shelf technology it is using, the Microsoft Hololens, which was developed with gamers rather than sailors in mind.  Bright sunlight may render the display invisible, it is not ruggedised to operate in a harsh military environment, and a rough sea may lead to the glasses thinking what they’re looking at is in a different place to what the operator can actually see.

The company plans to solve these problems by crossing the Hololens with the Striker II helmet it developed for the Typhoon aircraft, which gives the pilot a heads-up display of the situational awareness data to create a lightweight but militarised headset.

And elements of the sci-fi ops room could be on board sooner rather than later.

Cotton says: “The conversation with the navy is how quickly do you want to move to that kind of operations room in the future? It won’t be in the next five years, but we can start to introduce some of those elements into service gradually.”

(Web, Google, Naval-technology, Wikipedia, You Tube)