Por Richard FISHER – SHANGAI
No debe haber duda de que la mayor ambición de la industria aeroespacial de China es competir a nivel mundial con los principales fabricantes de aviones como Boeing y Airbus, y después competir en el técnicamente riguroso mercado comercial de los grandes turbofan de alto bypass (HBT: high bypass turbofan).
Mientras que abundan las lagunas de datos debido al secretismo generalizado de China, cada vez es más claro que las ambiciones de China están siendo acompañadas por una amplia inversión en ambas tecnologías, la de fuselajes y motores comerciales. Al mismo tiempo, se está llevando a cabo, con un éxito desconocido, la racionalización potencialmente radical del sector motriz para impulsar la innovación y la competitividad.
A medida que China se acerca a la finalización de su primer aeronave comercial de pasillo unico, el Comac C919 de 150 asientos, ya ha comenzado el desarrollo de su fuselaje ancho de 300 asientos, llamado C929. Si el presidente de Rusia, Vladimir Putin, se sale con la suya, el avión de fuselaje ancho conjunto Chino-Ruso estaría listo en torno la 2025, seguido de un motor desarrollado conjuntamente.
El desarrollo de turbofan comerciales modernos de China estará a la zaga de sus nuevos aviones comerciales, pero quizás no por mucho. El Comac C919 puede empezar a volar con el CFM International LEAP-1C en 2016, pero podría tener el AVIC Comercial Aircraft Engine Corporation (ACAE) CJ-1000A para el año 2022. El C929 también se iniciará con un motor occidental, pero podría recibir el CJ-2000 en el 2030.
Una razón de este retraso es que desde mediados de la década de 1980, la principal prioridad de China ha sido el desarrollo de turbofan modernos para aviones de combate. El desarrollo chino de modernos HBT ha sido derivado de este esfuerzo, aunque a principios de la última década parecen haber ganado una prioridad política de manera constante. Esto, a su vez, fue estimulado a finales de 1990 por la decisión de proceder con el desarrollo del avión de transporte de carga pesada y a continuación con los aviones comerciales competitivos.
En los últimos años, el líder chino, el secretario general del Partido Comunista Xi Jinping, ha adoptado el mantra de la política del “sueño chino”, que incluye la eventual condición de superpotencia mundial, pero también ha comprendido que sus ambiciones aeroespaciales están en problemas por la falta de lo que ellos denominan como el “corazón de China”, o los motores de aviación modernos.
La dependencia actual de China de los motores occidentales es casi total. En un nota de prensa de abril de 2015 sobre sus 30 años de actividad en China, CFM International señaló que China había ordenado 3.900 turbofan CFM56 y Leap para propulsar 1.950 aviones de fuselaje angosto Boeing y Airbus. La flota de aviones de fuselaje ancho de China se basa casi por completo en General Electric, Pratt & Whitney, Engine Alliance y Rolls-Royce.
A partir de junio de 2015, se cuenta con más de 500 pedidos por el Comac C919, principalmente para clientes chinos. Inicialmente estos serán propulsados por el CFM Leap-1C, pero están programados para utilizar un motor de China a mediados de la década de 2020.
China no sólo quiere romper el monopolio extranjero sobre su propio mercado de los motores; también insinúa que ha puesto la mira en las eventuales ventas al exterior.
En la Cumbre de Tecnología Aeroespacial de Propulsión de China en mayo 2015, se informó de que China puede requerir hasta 10.000 motores turbofan en los próximos 20 años, por un valor US$ 98 mil millones. En la cumbre anterior en el 2014, ACAE ofreció sus propias proyecciones del mercado global de motores. Durante los próximos 20 años, ACAE proyecta un requisito mundial de 20.555 motores para aviones de fuselaje ancho, 45.777 para fuselajes angostos y 7840 para los aviones regionales.
La búsqueda de China para modernos HBT se puede dividir en tres fases. En primer lugar, China utilizó su colección establecida de empresas de aviación controladas por el Estado, además de los institutos de investigación, bajo el liderazgo de la Corporación de las Industrias de Aviación de China (AVIC), cuyas organizaciones predecesoras datan de 1951. Hasta hace poco, las preocupaciones de diseño y fabricación de turbofans habian sido típicamente subordinadas a los fabricantes de aeronaves.
Como tal, el Grupo de Aero Motores Shenyang Liming de AVIC produce motores diseñados por el Instituto de Investigación y Diseño de Motores AVIC Shenyang para los aviones de la la Corporación de Aeronaves Shenyang (SAC). El Grupo de Aero Motores Xian AVIC hizo motores para la Corporación de Aeronaves Xian (XAC). El Grupo de Motores AVIC Chengdu hizo motores diseñados por el Instituto de Investigación de Turbinas a Gas AVIC Chengdu para la Corporación de Aeronaves Chengdu (CAC).
Aunque tal redundancia adecuadaa las prioridades de la guerra de guerrillas de la era de Mao Zedong, ha impedido el desarrollo de las modernas empresas integradas capaces de diseñar, producir y desarrollar tecnología.
Sin embargo, este modelo ha dado algunos nuevos turbofans. Tal vez el más impresionante desempeño de este modelo de diseño y producción distribuido ha sido el Grupo de Aero Motores Shenyang-Liming. A finales de 1960 desarrolló prototipos de un turbofan de alto bypass, derivado del turbofan para cazas WS-6, para un nuevo avión de transporte, siendo ambos cancelados por Mao.
Desde mediados de la década de 1980 y con los comienzos del programa de motor Shenyang-Liming WS-10A Taihang destinado a cazas (WS es la abreviatura de woshan – literalmente, “turbofan”), ha habido un esfuerzo asociado para desarrollar derivados HBT y turbinas navales. Shenyang Liming estuvo fuertemente influenciada por el uso de General Electric de un núcleo de motor común para una familia de motores, explotando el nucleo de los primeros turbofan CFM56, de los que China obtuvo algunos a mediados de la década de 1980, para ayudar a diseñar el núcleo del Taihang.
Hoy en día, el Shenyang-Liming WS-20 de 24,000 – 26,000 lb (107 – 116kN) de empuje – quizas redesignado recientemente WS-118 – es el único HBT autóctono de China en vuelo hoy en día. Se ha visto en un banco de pruebas volante de motores Ilyushin Il-76 ruso desde principios de 2013. Galleon Consulting de Shanghai informó que la producción comenzaría en 2015, pero esto probablemente se ha retrasado. Se espera que el WS-20 de 24.000 libras de empuje sustituya al turbofan Soloviev D-30KP-2 utilizado actualmente por el transporte militar pesado XAC Y-20. Los informes chinos indican que puede haber un WS-20 de 32.000 libras de empuje en desarrollo.
Cuando se reveló en una exposición de Shanghai en noviembre de 2009, varios informes chinos señalaron que el “SF-A” de 26.000 libras de empuje , era la versión civil/comercial del WS-20.
Las pocas imágenes disponibles del SF-A y WS-20 muestran que el fan principal de alta derivación en cada uno tiene alabes de cuerda relativamente estrecha. Los alabes también están conectados con los snubbers de apoyo a media envergadura. Estos fueron utilizados por los HBT occidentales a principios de la década de 1960 para compensar la debilidad en estas hojas más grandes.
En mayo de 2013, Galleon Consulting informó que el SF-A podría comenzar su producción en el 2016, pero otros informes desde finales de 2013 acotan que las pruebas ya estaban en marcha y la producción podría no comenzar hasta 2017 o 2018. Estos informes también señalan que para el 2008, la evaluación del SF-A demostro que este tenía un rendimiento insuficiente para los futuros aviones chinos. Pero, a la espera del futuro desarrollo, podrían aún ser utilizados en su estado actual.
¿Aeronaves Ejecutivas?
Galleon también informó que en 2015, Shenyang-Liming estaría produciendo el turbofan de 2.000 libras Jiuzhai de doble eje, destinado a aviones comerciales ligeros. Sin embargo, esto no se puede confirmar. Jiuzhai se asocia generalmente con el jet de pasajeros ligero Cirrus SF50 Vision. la Industria de Aviación General de la Aviación China, una división de AVIC, compró a la empresa Cirrus en 2011.
Según Galleon, el Grupo de Aero Motores AVIC-Guizhou Liyang esta por empezar a producir el turbofan medio HBT WS-12C de 16.000 libras de empuje en 2015, pero esto no se pudo confirmar. Está destinado a propulsar al avión de pasajeros regional Comac ARJ-21, que en la actualidad utiliza el turbofan General Electric CF34-10A de 15.400 libras de empuje. El WS-12C es probable que se derive del turbofan Minjiang de 6.400 libras de empuje, revelado como un producto del Grupo de Aero Motores Chengdu en la exhibición aérea de Zhuhai 2008.
Las preocupaciones aéreas y motrices de Guizhou y Chengdu parecen haberlas llevado a desarrollar una cooperación más profunda. Tal vez a finales de 1990, el Grupo de Aero Motores Chengdu comenzó un programa para co-producir o copiar el D-30KP-2, conocido como WS-18A de 24.000 libras de empuje. Galleon informa que el WS-18A, que al parecer propulsara a los mas grandes aviones de transporte Y-20 y al bombardero medio Xian H-6K, comenzó su producción en 2009. Podría entrar en servicio “comercial” si el Y-20 fuera a ser comprado por una línea aérea comercial.
FASE DOS
Parece que después de 2005, el descontento político con la capacidad de desarrollar y producir modernos turbofan comerciales llevó a una segunda etapa en el desarrollo del HBT en China: la reforma dentro AVIC para impulsar mejores resultados.
En enero de 2009 se decidió que AVIC aumentaría el enfoque institucional en los motores comerciales mediante la creación de la unidad ACAE como una compañía de motores “integrada”. Las publicaciones de ACAE afirma que es “responsable del diseño, I + D, montaje, pruebas, ventas y servicio, desarrollo de tecnología y consultoría de tecnología de motores de aviones comerciales en China”.
ACAE ha establecido sus nuevas instalaciones de diseño, I + D, desarrollo de tecnología y consultoría en el área de Minhang, en Shanghai. Se está construyendo un nuevo gran centro de producción y prueba en la zona de Shanghai-Pudong-Lingang.
Sin embargo, el alto perfil de la revelación de una maqueta a media escala del turbofan CJ-1000A de la ACAE en junio de 2011, alrededor de 2.5 años después de la fundación de ACAE, sugiere al menos que ACAE puede haber dependido de las empresas ya establecidas, como Shenyang y Xian, para el trabajo inicial de diseño. También puede haber adoptado el, según los informes, más avanzado SF-B.
La página web de ACAE indica que busca regular el asesoramiento de otras organizaciones de diseño de motores ya establecidas, la producción y el desarrollo; de hecho, enumera nueve organizaciones que contribuyeron a un seminario organizado por ACAE en abril de 2015 sobre la gestión de la configuración de proyecto para su turbofan demostrador CJ-1000AX.
Desde el 2012 hasta el 2014, se ha publicado información sobre la familia de turbofans CJ-1000 de forma gradual y limitada. En 2012, la Consultora Lucintel de Irving, Texas reveló que el CJ-1000 incluye tres versiones iniciales: el demostrador CJ-1000AX que produciría 12.8 tn de empuje al despegue; el modelo de producción temprana CJ-1000A que producirá hasta 14 tn de empuje; y el CJ-1000B, una versión de alcance extendido que produciría unas 13.4 tn de empuje.
En la cumbre de propulsión de mayo de 2014, Ni Jingang, un experto de alto nivel de ACAE para el diseño e I+D que trabajó con Safran de China 1997 a 2.010, informo sobre las metas proyectadas para la familia CJ-1000. El demostrador CJ-1000AX estaría terminado en 2018, dos años después de lo informado anteriormente. Para el 2022 el CJ-1000A equiparía al C919 y el CJ-1000B le seguiría en 2026. Se espera que la certificación tipo se produzca entre 2022 y 2026.
Dado al retraso demostrado por el CJ-1000AX, las proyecciones para la producción y certificación también pueden resultar optimistsa.
Si bien no se refiere al CJ-1000, un folleto de ACAE sobre su programas de motores entregado durante la exhibición aérea de Zhuhai 2012 enumeraba las potenciales mejoras tecnológicas del CJ-1000. Estas pueden incluir: alabes de fan principales huecos y con flecha, curvados y de cuerda ancha;alabes de aleación metálica monocristalina con “avanzada tecnología de refrigeración” para la turbina de alta presión; alabes curvados en flecha para el compresor de alta presión; cámaras de combustión individuales compactas y anulares ; más el control digital del motor de autoridad total (FADEC) y “diagnóstico avanzado de fallas del motor”.
Los informes del 2011 indican que una futura versión del CJ-1000 podría tener un empuje de 44 mil libras (19.960 kg), pero en la Cumbre de Galleon 2014, Ni Jingang también reveló que se está desarrollando el nuevo “CJ-2000” para el futuro avión de fuselaje ancho. No reveló su empuje proyectado, pero dado que el avión de fuselaje ancho se encuentra en la clase 250 a 300 asientos, es plausible una estimación 50.000-60.000 lb (24.950 – 27.215 kg). Ni, sin embargo, dijo que los estudios de las tecnologías del CJ-2000 deben ser completados para el año 2020, con un motor de prueba completo para el año 2022 y la certificación completa entre 2025 y 2030.
Durante una conferencia de prensa en el salón aeronáutico de París en junio de 2015, un representante de la empresa rusa United Aircraft Corporation indicó que un programa de desarrollo del motor conjunto entre China y Rusia era posible para la propuesta conjunta de una aeronave de fuselaje ancho Chino-Ruso. Otras fuentes rusas en la feria indicaron que el Aviadvigatel PD-14 de 28.000 libras (12.700 Kg) de empuje, podría servir como base para un más potente turbofan.
En la cumbre de 2014, Ni se refirió también a un “CJ-500” destinado a aviones regionales más pequeños, pero no dio detalles adicionales.
FASE TRES
Una tercera fase en el desarrollo de turbofans avanzadas de China podría emerger de la decisión del 2014 para formar una nueva empresa dedicada a motores con las empresas e institutos distribuidos por el conglomerado AVIC. Los primeros indicios de que se había tomado una decisión de este tipo incluyen el anuncio de septiembre 2014 de contratación laboral para una nueva empresa llamada “Holdings de Motores AVIC Ltd”, también conocido como la “Compañía de Motores AVIC”.
Según los informes chinos, Motores AVIC reunirá de 25 a 27 unidades relacionadas con motores y de 80.000 a 85.000 empleados. El sitio web de AVIC lo describe como “principalmente dedicado a los motores de las aeronaves militares y civiles, la transmisión de helicópteros, sistemas de energía secundarios, turbinas de gas y otros derivados de desarrollo de productos, fabricación, comercialización y servicios de oficina”.
La decisión de ir más allá de la reforma desde dentro, al igual que con ACAE, hacia la reestructuración por mayor puede reflejar la preocupación de que la nueva familia de motores, incluso el ACAE CJ-1000 puede estar continuamente detrás de los turbofan occidentales. Sin embargo, lo que no se sabe es cómo se moverá Motores Avic para lograr nuevas eficiencias, tal vez manteniendo cierta competencia interna o quizá buscando mucha mayor especialización entre empresas subordinadas.
Pero este esfuerzo para formar un sector motriz de clase mundial podría recibir una financiación sustancial, con informes chinos que indican que hasta unos CNY 2 billones (US$ 322 mil millones) se podría gastar en este sector durante los próximos 20 años.
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