Chiny zgłosiły przełomową innowację, która może zrewolucjonizować technologię lotniczą: konstrukcję inspirowaną skórą rekina osadzoną w silniku turbowentylatorowym.

Według chińskich twierdzeń rozwiązanie to obiecuje znacznie zmniejszyć opór powietrza i zwiększyć wydajność silnika, potencjalnie wysuwając Chiny na czołową pozycję w rozwoju silników nowej generacji.

Nowo wprowadzona struktura „skóry rekina”, starannie wykonana z wytrzymałego, dużego stopu tytanu w drodze precyzyjnego druku 3D, została okrzyknięta przez chińskich badaczy rewolucją w aerodynamice.

Według South China Morning Post (SCMP) ta najnowocześniejsza technologia może zmniejszyć opór powietrza nawet o 10%, co oznacza znaczny krok naprzód w zakresie osiągów silnika.

Centralnym punktem tego przełomowego przedsięwzięcia jest element silnika zwany obudową pośrednią. Ten kluczowy element, o średnicy przekraczającej metr, zawiera starannie zaprojektowane bioniczne rowki, z których każdy ma głębokość od 15 do 35 mikrometrów – czyli jest cieńszy niż ludzki włos.

Tradycyjnie wyprodukowanie tak dużego elementu z twardego stopu z taką precyzją na drukarce 3D było nieosiągalne. Naukowcom udało się jednak pokonać to ogromne wyzwanie dzięki zaawansowanym technikom druku 3D i komercyjnemu oprogramowaniu.

Osłona pośrednia, krytyczny element konstrukcyjny nośny silników lotniczych, odgrywa kluczową rolę, łącząc różne elementy silnika i przenosząc ciąg na kadłub samolotu.

Pomimo smukłego profilu – mierzącego zaledwie 3 mm w najcieńszym miejscu – obudowa charakteryzuje się niezwykłą wytrzymałością, zdolną wytrzymać obciążenia przekraczające 10 ton.

Testy laboratoryjne potwierdziły, że prototyp chińskiego zespołu spełnia rygorystyczne wymagania mechaniczne i osiąga 25% redukcję masy w porównaniu z tradycyjnymi odlewami, nie naruszając przy tym integralności strukturalnej.

Ten przełom niesie ze sobą ogromne nadzieje dla przemysłu lotniczego, zwiastując nową erę lżejszych i bardziej wydajnych konstrukcji silników.

W raporcie dodano, że badacze przewidują przyszłość, w której wydrążone łopatki wentylatora, uwolnione od konwencjonalnych ograniczeń konstrukcyjnych, będą mogły zawierać zaawansowane szkielety wewnętrzne i struktury kratowe, znacznie zwiększając odporność na uderzenia.

Innowacje gotowe zbliżyć Chiny do USA?

W chińskim raporcie wierzy się, że ten innowacyjny skok może sprawić, że Pekin będzie w stanie dogonić Stany Zjednoczone i ich sojuszników, a nawet potencjalnie je przewyższyć, w zakresie rozwoju nowoczesnych silników, czyli dziedziny, w której Chiny pozostawały w tyle w przeszłości.

Przez lata chińskie samoloty wojskowe w dużym stopniu opierały się na silnikach odrzutowych importowanych z Rosji, które często borykały się z problemami z niezawodnością i kiepskimi osiągami.

Zależność ta skłoniła Chiny do zwiększenia inwestycji w rozwój rodzimych silników. Włączenie w 2016 r. poprawy wydajności silników odrzutowych do 13. planu pięcioletniego Chin stanowiło punkt zwrotny i podkreślił strategiczne znaczenie rozwoju przemysłu lotniczego.

Od tego czasu wysiłki Chin przyniosły owoce. Kraj rozpoczął wyposażanie swoich najlepszych myśliwców Stealth J-20 w produkowane w kraju silniki Woshan-15 (涡扇-15 lub WS-15) „Emei” produkowane w Xi’an.

Postęp ten nie pozostał niezauważony na arenie międzynarodowej. John R. Sneden, dyrektor ds. napędów w Centrum Zarządzania Cyklem Życia Sił Powietrznych Stanów Zjednoczonych, potwierdził znaczące inwestycje Chin w technologie napędowe i ostrzegł, że Stany Zjednoczone tracą przewagę napędową na rzecz Chin.

Choć możliwości technologiczne Pekinu w zakresie rozwoju silników być może nie dorównują Stanom Zjednoczonym, chińskie media twierdzą, że ta najnowsza technologia ze skóry rekina może zapewnić Chinom konkurencyjną pozycję. Następna generacja silników wymaga zmniejszonego zużycia paliwa w celu zwiększenia ciągu, co stwarza wiele wyzwań.

Postęp Chin nastąpił, gdy Stany Zjednoczone ponownie oceniły swoje podejście do silników myśliwskich nowej generacji. Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych ogłosiły niedawno plany rezygnacji z programu adaptacyjnej zmiany silników (AETP) na rzecz modernizacji istniejących silników, podkreślając wyzwania stojące przed rozwojem nowych układów napędowych.

W rozmowie z EurAsian Times Patricia Marins, brazylijska ekspertka ds. obronności, zauważyła: „To ma sens. Odrzutowce wojskowe współpracują częściej z silnikami turboodrzutowymi, a nie z turbowentylatorami, które są częściej stosowane w lotnictwie komercyjnym.

Marins uznaje jednak potencjał transformacyjny tej zmiany technologicznej, szczególnie podkreślając jej rewolucyjne konsekwencje dla rakiet manewrujących i bezzałogowych statków powietrznych (dronów).

Niemniej jednak chińska technologia skór rekinów stanowi istotny postęp. Chociaż rozwój ten nie jest bezpośrednio powiązany, podobne innowacje są badane na całym świecie.

Na przykład na początku 2022 r. w Boeingu 747 400 Lufthansa Group zastosowano AeroSHARK, błonopodobną powłokę o żebrowanej teksturze, zaprojektowaną w celu zmniejszenia tarcia i poprawy efektywności paliwowej. Celem zastosowania biomimikry jest zmniejszenie zużycia paliwa i emisji gazów cieplarnianych, co odzwierciedla zaangażowanie branży lotniczej w zrównoważony rozwój środowiska.

Dlatego najnowszy przełom w Chinach może znacząco wpłynąć na przyszłość lotnictwa, oferując drogę do bardziej wydajnych i przyjaznych dla środowiska konstrukcji silników. Dzięki ciągłym inwestycjom i innowacjom Pekin ma dobrą pozycję, aby rzucić wyzwanie dominacji tradycyjnych liderów branży lotniczej, takich jak USA.