WS-10 (エンジン)

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渦扇-10(中国語: 涡扇-10、ウーシャン(wō shàn)-10、略称WS-10)は、中国が開発したターボファンエンジンである。コードネームは太行。2012年の時点で266機あまりが生産されている[1]

開発[編集]

WS-10のルーツはJ-9向けに開発が始められ、1980年代に放棄されたWS-6にある[2]

WS-10の開発は1985年(正式には1987年)に瀋陽航空エンジン研究所英語版(606研究所)と中国航空工業集団公司(AVIC)の合同で始められた。中核となるエンジンコアは1982年にアメリカより入手したCFM56-3をベースに開発した(CFM56は、B-1に搭載されたゼネラル・エレクトリック F101に基づくものである)。しかし、こうしてできたWS-10は性能が不足していることが判明したため、搭載しての運用は行われず、改良型の開発が行われることとなった。

1990年代後半からは、Su-27のAL-31Fエンジンを参考に開発を加速した[3]。改良型のWS-10Aは2001年に完成し、6月にJ-11の右エンジンを換装した機体(J-11W)が初飛行に成功した。空中試験ではそれまでの地上試験では見つからなかった問題が多く明らかとなった。特に、CFM56のものをベースとしたエンジンの推力制御装置は問題であったため、既に実績が有り、信頼性も高いAL-31Fの機械式制御装置がコピー搭載された[3]

2002年からは、完全デジタル式の推力制御システム(FADEC)を搭載した試作型が、J-8IIテストベッド機(058号機)に搭載されて試験を開始した[3]

2003年12月、J-11のエンジンを2基ともWS-10Aに換装した機体が初飛行した[4]

2004年7月20日、WS-10Aを2基を搭載したJ-11(13号機)が試験飛行中にトラブルで片発停止となり、緊急着陸した[3]

2005年5月11日、制式採用に向けた試験が開始され、2005年12月28日に完了した[3][4]。これを受け2006年、WS-10Aの量産が決定したことが報じられた[4]

2007年1月に公表されたJ-10のパイロットである李存宝のインタビューによると、WS-10AにはAL-31と同じ推力に達するまでの時間が遅いという重大な欠陥があり、性能も十分に発揮していないためJ-10には搭載されないことが判明した。

2008年、WS-10Aの実物が中国国際航空宇宙博覧会で初めて公開された[5]

2009年4月2日、AVIC(中国航空工業集団公司)のディレクターである林左鳴が明らかにしたところによると、WS-10Aの生産ラインにおける品質管理手順での問題を抱えているとのことで、まだこのエンジンの品質は満足できるものではなく、これらの問題を解決することこそが最重要課題であるとした[6]。また、低い品質、低い信頼性に加え元となったロシア製のエンジンが400時間以上の持続耐久性を持つのに比べWS-10Aは30時間ほどでしかないとした[7]。しかし、全体的な状況は2009年末までに解決された。

2010年の中国空軍の報告によれば、中国空軍高級将校はWS-10Aの性能に十分満足しており、瀋陽にWS-10Aの生産能力を増加するよう命じた[8]

2011年、WS-10AはJ-11Bブロック 2に搭載するのに十分であることが証明された[9]。またAVICは、生産ライン全体での品質管理を改善するための取り組みを開始した[10]

2012年、寿命について中国がAL-31F用に独自に開発した寿命延長技術(中国側はこの寿命延長技術によりロシア製AL-31Fエンジンの使用寿命を900時間から1,500時間まで延長することに成功したとしている)と類似の技術を採用し改善したことが報じられた[11]。この技術についてはウクライナの5719工場からの支援が取り沙汰されている[12]

2013年後半、改良されたWS-10Aは性能と成熟度において新たなレベルに達したとされ、全体の飛行試験プログラムを通じてJ-16に搭載されていること、WS-10を搭載したJ-16がIOC(初期作戦能力)を獲得しようとしていること、初期低率量産に入っていることが報告された[13]

2015年5月には改良型がJ-11Dに搭載され初飛行している。この改良型はAL-31F-M1に近い性能を備えているとされ、2014年の中国国際航空宇宙博覧会のパネルでは12-14トンの推力を有するとされた[12]

設計・性能[編集]

WS-10AはAL-31Fに匹敵する推力と7.5の推力重量比を有しており、7段の高圧圧縮機、空気噴射噴霧器及びエアフィルム冷却ブレードを有する短いアニュラー型燃焼機で構成されている。WS-10Aは中国で初めてニッケル系の単結晶タービンブレードを使用したエンジンであり、それにより高い推力と入り口温度を実現した。ノズルはコンバージェンス・ダイバージェンス・ノズルを採用しており、AL-31FPなどと似た非対称推力偏向ノズルも試験中であると報告されている[14]。なお、ノズル形状については確認されているだけでも4種類存在する[3]。エンジン制御は機械式であったが、2002年からFADECの試験が開始され、より発展したバージョンが2012年の中国国際航空宇宙博覧会で明らかとなった[15]。その後FADECは、改良型WS-10に導入された模様である[3]。性能に関して中国メディアはエンジンブレードやタービンの改良、FADEC技術の導入により改良型WS-10は、AL-31F-M1に近い性能を備えているとしている[3]

信頼性[編集]

WS-10Aは、初期は信頼性が低く機体に搭載出来るレベルではなかったが、改良により解消しつつある。2009年には、WS-10Aを搭載したJ-11Bが部隊運用されている写真が見られる様になったことから、この頃には同エンジンの信頼性に関する問題が一定の解決を見たものと推測される。生産面でも、加熱部分の改良や生産技術面での厳格化により、性能は安定化してきており、信頼性と稼働率の面でAL-31Fを次第に追い上げている[3]。それもあってか、2014年中に生産されたJ-11B/BSは全ての機体がWS-10Aを搭載しており[16]、配備が開始されたJ-16も同様にすべてがWS-10Aを搭載している。しかし、単発のJ-10や艦上戦闘機であるJ-15の遼寧での運用機にWS-10A系エンジンの搭載が見送られ続けられ、依然としてAL-31Fエンジンを搭載している点から、未だAL-31F系に比べると信頼性の面で遜色が有るとされている[17][3]

派生型[編集]

[18]

WS-10
初期型。推力126 kN (28,300 lbf)。
WS-10A
推力132 kN (29,700 lbf)。
WS-10B
推力135 kN (30,300 lbf)。
WS-10C
推力100 kN (22,500 lbf)。
WS-10D
推力120 kN (27,000 lbf)。
WS-10G
改良型。推力155 kN (34,800 lbf)。推力偏向機構を有する[19]
WS-10H
WS-10Aの推力増強・改良型でJ-11BS、J-15に搭載される[20]

WS-20[編集]

WS-10のコアをベースに開発されている高バイパス型。推力は12トンで、搭載機としてはY-20輸送機C919旅客機を想定している[21]

搭載機[編集]

情報源[22][23]

仕様 (WS-10A)[編集]

一般的特性

  • 形式: アフターバーナー付きターボファン
  • 全長:
  • 直径: 950 mm (37.4 in) 内径
  • 乾燥重量: 1,630 kg (366 lbf)

構成要素

  • 圧縮機: ファン3枚9段軸流圧縮機
  • 燃焼器: アニュラ型
  • タービン: 1段高圧・2段低圧

性能

  • 推力: 132 kN (29,700 lbf) アフターバーナー時
  • バイパス比: 0.78:1
  • 空気流量: 124.7キログラム (275 lb)/s
  • タービン入口温度: 1750 K(1477°C(2691°F))
  • 推力重量比: 7.5~8:1[24][25]、9.5(WS-10G)[19]
  • オーバーホール間隔: 規定では500時間だが、実際には200~300時間とされる[26]
  • 運用寿命: 1,500時間[27]


関連項目[編集]

脚注[編集]

  1. ^ 美称中国3年生产266台WS-10A
  2. ^ LM WS10A Tai Hang (China), Aero-engines - Turbofan
  3. ^ a b c d e f g h i j 谁持长剑倚太行:FWS-10A“太行”涡扇发动机
  4. ^ a b c 云里发财:中国最新一批太行发动机成功
  5. ^ This is the real face of Taihang (WS-10) Turbofan Engine!
  6. ^ Chinese AVIC Top Head admits the Poor Quality of Jet Engine. China Defense Mashup (2009-04-02). Retrieved on 2012-08-28.
  7. ^ "Military strength is eluding China."
  8. ^ 中国空军对WS10A发动机表示满意:开始大量生产
  9. ^ Rupprecht, Andreas (December 2011). “China's 'Flanker' gains momentum. Shenyang J-11 update.”. Combat Aircraft Monthly 12 (12): 40–42. 
  10. ^ Jet Engine Development in China: Indigenous high-performance turbofans are a final step toward fully independent fighter production
  11. ^ 外媒:2-3年内歼-20发动机将获令人惊奇突破图(4)
  12. ^ a b ANALYSIS: Can China break the military aircraft engine bottleneck?
  13. ^ 歼16交付在即:发动机是太行
  14. ^ Fisher, Richard (2005年9月12日). “Chinese Dimensions of the 2005 Moscow Aerospace Show”. United States: International Assessment and Strategy Center. 2010年5月29日閲覧。
  15. ^ ANALYSIS: Can China break the military aircraft engine bottleneck?
  16. ^ 漢和防務評論 4月号
  17. ^ 単発機のJ-10や海上を飛行する艦上戦闘機のエンジンにはより高い信頼性が求められるため
  18. ^ P.8 航空动力(600893):航空发动机整合平台登陆A股,合理价格6.3-7.6元
  19. ^ a b October Surprises In Chinese Aerospace
  20. ^ China Expands ‘Flanker’ Family
  21. ^ CHINA AEROSPACE PROPULSION TECHNOLOGY SUMMIT
  22. ^ Overseas media: Chinese naval J-11s spotted in the open”. Global Times. 2014年7月1日閲覧。
  23. ^ Siva Govindasamy. “China and Russia agree J-10 powerplant contract”. Flightglobal. 2014年7月1日閲覧。
  24. ^ Richard D. Fisher (2008). China's Military Modernization: Building for Regional and Global Reach. Greenwood Publishing Group. pp. 108–. ISBN 978-0-275-99486-0. http://books.google.com/books?id=dccE7YOi-54C&pg=PA108 2012年8月28日閲覧。. 
  25. ^ 涡扇10研发人员:中美发动机差距不到10年
  26. ^ 漢和防務評論2014年4月号
  27. ^ 专家:中美发动机差距不到10年 太行大量装3款军机

外部リンク[編集]