quarta-feira, 18 de julho de 2018

CHENGDU J-20 BLACK EAGLE. A aguia chinesa de 5º geração!

FICHA TÉCNICA (VERSÃO DEFINITIVA COM MOTORES WS-15)
Velocidade de cruzeiro: Mach 1,5 (1830 km/h - super cruzeiro).
Velocidade máxima: Mach 2,2 (2700 km/h).
Razão de subida: 18288 m/min.
Potência: 1,19.
Carga de asa: 80,62 lb².
Fator de carga: 9 Gs.
Taxa de giro instantâneo: 30º/s (estimado).
Razão de rolamento: 240º/s (estimado).
Teto de Serviço: 18000 m.
Raio de ação/alcance: 2200 km.
Alcance do radar: AESA Type 1475 com 200 km contra um alvo de 5m²
Empuxo: 2 motores turbofan Xian WS-15 com 18347,81 kgf de empuxo com pós combustor.
DIMENSÕES
Comprimento: 20 m
Envergadura: 13 m
Altura: 4,45 m
Peso vazio: 19391 kg (vazio).
Combustível Interno: 11340 kg.
ARMAMENTO
Ar Ar: Mísseis PL10E, PL-12, PL-21
Ar Superfície: Bomba guiada LS-6 guiada por GPS.

DESCRIÇÃO
Por Ironhead
Antes de começar a descrever o avião de combate  J-20, tenho que enfatizar que os dados informados neste artigo não são oficiais e a maioria dos dados são estimados. Todas as fontes pesquisadas apresentam diferença de valores de forma que os dados informados neste artigo passaram por uma avaliação pessoal minha, que já tenho algum conhecimento sobre aviação militar dado aos anos de pesquisas desde o período do antigo blog Campo de Batalha, do qual publicava. Dito isso, vamos para a descrição do J-20 Black Eagle.

Quase um ano após a apresentação do primeiro caça de 5º geração não americano, o Sukhoi PAK FA T-50, hoje designado como Su-57 Frazor, desenvolvido na Rússia, começaram a “pipocar” fotos de baixa qualidade, provavelmente tiradas de um celular, de um novo caça que estava em testes de pista em uma base chinesa. Nesta época já se tinha rumores do desenvolvimento chinês de uma aeronave de combate de nova geração cuja identificação, não oficial, era "JXX". Lembro que era o mês de dezembro de 2010, e estas fotos mostravam uma aeronave negra bastante grande, do mesmo tamanho que os caças Sukhoi Su-27/30 Flankers, que a China usa em sua força aérea. Depois de alguns dias, mais fotos e de melhor qualidade foram sendo apresentadas e estava claro que os chineses tinham se superado mais uma vez e estavam com seu protótipo do programa JXX, apresentando desenho de baixa reflexão ao radar, com vários pontos de semelhança com os caças de 5º geração norte americanos, pronto para iniciar os testes de voo. O modelo, que foi desenvolvido pela empresa AVIC Chengdu Aircraft Design Institute, foi designado oficialmente como J-20 e seu primeiro voo foi feito em 11 de janeiro de 2011.

Acima: Aqui temos uma das primeiras imagens, ainda com pouca resolução do J-20. Esta foto foi tirada em 2010 e já deixava claro se tratar de uma aeronave stealth e de grande porte. Alguns analistas chegaram a conjecturar sobre o J-20 ser uma aeronave de interdição, como um Tornado IDS ou um F-15E Strike Eagle por causa de suas dimensões.
Uma analise do desenho do J-20 mostra uma incoerência interessante com relação a o objetivo do modelo que é ser uma aeronave furtiva. O J-20 apresenta varias linhas típicas de um caça stealth, mas o uso da superfície de controle canard com diedro positivo, e sem a característica configuração de paralelismo entre os ângulos de ataque e de fuga das superfícies de controle, comuns nos caças stealth norte americanos e que também são encontrados no Su-57 Frazor coloca uma duvida sobre o quanto é eficaz a capacidade de redução de RCS (Seção Reta Radar) empregado no projeto do J-20. Não estou, de forma alguma, negando que a aeronave não tenha baixo RCS. Certamente que seu RCS é bem menor que a de um caça de 4º geração e é evidente que os chineses estudaram muito bem dados do projeto do F-35 e do F-22 nesse projeto e é certo que fizeram um bom trabalho para minimizar bem o reflexo radar. Existe especulação de que os chineses usaram e abusaram do uso de material RAM no canard para diminuir a reflexão que esta superfície possa causar.
Acima: Projetado para ser o primeiro avião de combate furtivo chinês, o J-20 tem alguns traços que lembram os seus análogos norte americanos F-22 e F-35.
A China tem mostrado uma grande vontade em manter o máximo de independência em sua industria militar. Porém, a Rússia tem sido de grande ajuda para a aquisição de tecnologia pelos chineses em seus projetos. Aos poucos, os chineses tem ganho know how em todos os  aspectos da engenharia aeroespacial. Desde a celula da aeronave, seus sensores e armamentos, até mesmo os motores (estes últimos, de maior dificuldade técnica de ser desenvolvido, tanto que o J-20 usa interinamente um motor de projeto russo (mas montado na China).
O protótipo inicial do J-20 voou com motor russo Lyulka-Saturn AL-31F-M2, o mesmo usado nos caças Su-30, Su-34 e os Su-27 SM (versão modernizada) e que entregam 12500 kgf de empuxo quando usando o pós combustor. Posteriormente, os J-20 subsequente receberam um segundo modelo de motor, o WS-10A , ainda mais potente que o modelo russo original, atingindo 13154 kgf com pós combustor ligado permitindo uma sensível melhora nos números de performance.
Acima: Um dos primeiros protótipos do J-20 acelerando com o pós combustor de seus motores interinos WS-10A. Mesmo sendo menos potente que o motor que está sendo desenvolvido para ser o motor definitivo, o J-20 mostrou um desempenho formidável com ele.
O motor definitivo do J-20, no entanto, será o WS-15, um motor da categoria de potência do motor Pratt & Whitney F-135, usado no caça furtivo norte americano F-35, já descrito no WARFARE Blog. O WS-15 vai trazer um aumento significativo de potência, algo em torno de 17300 kgf de empuxo com uso do pós combustor. Este motor permitirá, também, aeronave atingir velocidades de super cruzeiro  (velocidade supersônica por longos períodos sem uso do pós combustor), estimado por mim em Mach 1,5 (1830 km/h), enquanto que a velocidade máxima estará na casa do Mach 2,2 (2700 km/h). A relação peso/ potência, do J-20 quando estiver com essa nova motorização vai exceder a unidade, o deixando com 1,19,  (considerando a aeronave apenas com combustível interno e desarmada), o que é comparável ao F-22 Raptor, nesse aspecto.
As entradas de ar do motor instaladas no J-20 mostram que elas usam o conceito DVI (Divertless Supersonic Inlet), que são aquelas pequenas protuberâncias nas entradas de ar, que produzem um efeito de redução no RCS do avião tornando o mais difícil de detectar, além de otimizar o fluxo de ar que alimenta os motores em velocidades maiores, eliminando perturbações no fluxo de ar em velocidades supersônicas que entra pelas entradas de ar da aeronave.
Acima: O motor WS-15 mostrado nesta foto está em testes atualmente. Este motor deverá ter uma potência comparável ao do motor F-135 que equipa o caça F-35 norte americano.
O J-20, embora tenha sido projetado para ser, antes de qualquer coisa, uma aeronave difícil de ser detectada por radares, tem em sua configuração aerodinâmica o claro objetivo de ser uma aeronave de alto desempenho em manobrabilidade, com forte foco na capacidade de curva. A instabilidade natural da aeronave, com seu centro de gravidade deslocado, somado a um sistema de controle de voo eletrônico FBW (Fly By Wire) e a superfícies de controle de voo canards ativos, deixam isso bem evidente. Uma rápida demonstração de voo aberta ao público ocorrida em novembro de 2016, ficou claro a excelente capacidade de giro que a aeronave é capaz de executar. Embora números de desempenho não tenham sido informados oficialmente, estimo que a taxa de giro instantânea seja de 30º/seg, o que o posiciona na mesma faixa de desempenho dos delta canards europeus, famosos por se destacar neste aspecto do desempenho de voo.
Acima: A agilidade do J-20 ficou demonstrada em sua primeira e breve apresentação pública no Zhuhai air show, na China.
Quando olhamos para o J-20 no solo, principalmente perto de pessoas ou outras aeronaves, seu tamanho chama atenção. O J-20, com seus 20 metros de comprimento, tem quase o mesmo comprimento de um Su-35S (outra aeronave enorme) e sua capacidade de combustível interna é estimada em 11340 kg, equivalente ao do Su-35S também. Se levarmos em conta esse dado, ao fato de o J-20 transportar armamento internamente quando estiver operando com sua furtividade otimizada, seu coeficiente aerodinâmico também será beneficiado, permitindo a aeronave atingir um alcance elevado, acima dos 2000 km. Além disso, a aeronave conta com um sistema de reabastecimento em voo através de uma sonda retrátil que se estende para fora da fuselagem no momento de reabastecer. Quando a sonda está estendida, a aeronave se torna mais fácil de ser detectada por sistemas de radares inimigos.
Acima: Aqui temos uma rara foto da sonda de reabastecimento em voo do J-20 estendida.
O J-20 está equipado com um radar AESA (Varredura eletrônica Ativa) Type 1475 cuja antena é composta por 1856 TRMs (módulo de transmissão e recepção) que funcionam como "mini radares" transmitindo feixes de energia e recebendo seus ecos de forma continua e em todo o seu cone de varredura. O alcance é estimado em 220 km contra alvos com RCS de 5m² (do tamanho de um caça MIG-29). Esse tipo de radar, usado por muitos dos modernos caças ocidentais e russos, permite o engajamento de alvos múltiplos simultaneamente (pelo menos 4 alvos), usando mísseis guiados por radar ativo, além de poder rastrear dezenas de alvos simultaneamente.
Outro sensor usado pelo J-20 é o sistema de detecção passiva A-Star EORD-31 IRST, com seu desenho facetado, junto com o sistema de designação de alvos EOTS-89 que lembra muito o sistema EOTS usado no caça norte americano F-35. Este sistema permite o rastreio de alvos de forma passiva (sem emitir nenhuma assinatura eletrônica que pudesse revelar a presença do J-20). O sistema chinês tem alcance informado pela fabricante, a Beijing A-Star Science and Technology, de 110 km contra um F-22 Raptor.
Há quatros janelas em forma de diamante montadas na fuselagem do J-20 do qual não se sabe ao certo sua funcionalidade, porém, acredita-se ser um sistema de abertura eletro-óptica similar ao encontrado no F-35, que permite que o piloto enxergue envolta da aeronave com imagens capturadas e projetadas na viseira de seu capacete.
Acima: O radar Type  1475 que foi instalado no J-20 é do tipo de varredura eletrônica ativa (AESA), permitindo o engajamento de alvos múltiplos simultaneamente com varredura aérea e terrestre ao mesmo tempo.
O J-20 transporta seus armamentos em 3 compartimentos de armas, sendo um principal sob a fuselagem e os outros dois posicionados em cada lado da aeronave, próximo da entrada de ar dos motores. Os dados oficiais sobre a capacidade de armamento não é informada, e minha estimativa é que esteja na casa dos 6000 kg. O arsenal é essencialmente ar ar. A exceção é a família de bombas  LS-6 guiadas por GPS, que possuem de pequeno ou médio porte e que podem ser transportados em seu compartimento ventral de armas.
O míssil ar ar de curto alcance PL-10E, o mais avançado míssil do tipo fabricado na China, é o principal armamento de curto alcance do J-20. Com um design que lembra levemente excelente míssil europeu Iris-T, o PL-10E é montado nos compartimentos laterais internos de armas do J-20, que pode transportar um míssil em cada. o míssil tem alcance estimado em cerca de 20 km e seu sistema de guiagem é infravermelho que opera integrado com o capacete HMD do piloto permitindo o engajamento da aeronave inimiga em altos ângulos "off boresight" (fora do angulo de visada da aeronave), onde o piloto apenas olha para o alvo e o designa para o míssil através do visor do capacete. O angulo de engajamento do sensor é um dado secreto, mas provavelmente está entre 60º e 90º. O míssil tem vetoração de empuxo, que lhe permite manobrar agressivamente contra um alvo, dificultando qualquer manobras evasiva que o alvo possa tentar para escapar de ser atingido.
Acima: O míssil PL-10E representa a solução chinesa para o combate de curto alcance moderno. Com diâmetro pequeno, ele é compatível com os compartimentos internos laterais do J-20 e tem seu sensor de busca integrado na mira montada no capacete do piloto (HMD) e possui grande capacidade de manobra e de engajamento fora da linha de visada (Off Boresight).
Para combate aéreo além do alcance visual (BVR - beyond-visual-range), o J-20 pode empregar o  míssil PL-12 que se assemelha ao míssil norte americano AIM-120 AMRAAM. Esta arma foi projetada desde o início como um míssil de médio alcance com radar ativo e com pequenas superfícies de controle de voo, que facilitam seu uso no compartimento interno ventral do J-20. Seu alcance é de cerca de 80 km. O compartimento ventral do J-20 comporta 4 mísseis PL-12, dando uma capacidade um pouco menor que a do F-22 Raptor que transporta 6 misseis na mesma posição.
Os chineses estão mantendo suas equipes de pesquisa e desenvolvimento a pleno trabalho e atualmente se encontram em desenvolvimento dois mísseis BVR que superam o PL-12 que equipa a aeronave hoje. Um desses mísseis é designado PL-15 e tem uma configuração de propulsão que usa um motor de impulso duplo que lhe permite um maior alcance que o PL-12, podendo chegar a 100 km, sendo que seu sistema de guiagem será o radar ativo como na maioria dos mísseis modernos do tipo, porém, com maior capacidade de operar em ambientes onde haja interferência de sistemas de guerra eletrônica que dificultam a eficácia deste tipo de armamento. O outro projeto, conhecido por PL-21 trata de um míssil de longo alcance que usa a propulsão RAMJET,  já empregado no moderníssimo míssil europeu Meteor. Seu alcance é estimado entre 150 e 200 km. Este míssil terá dimensões maiores que o PL-12 e o PL-15, o que poderá impactar na quantidade de mísseis transportados pelo J-20 dado a restrições dimensionais do compartimento de armas.
Acima: Aqui podemos ver em detalhe o compartimento ventral de armas do J-20. Ele transporte 4 mísseis de médio alcance PL-12, e futuramente o PL-15.
O J-20 foi uma grande surpresa para o mundo. Os chineses apresentaram uma aeronave de 5º geração cujo desenvolvimento pode ser considerado relativamente rápido. O J-20 vai permitir a China impor uma forte negação de espaço aéreo em que empregar esta aeronave que através de uso de sistema de intercambio de dados data link, e sua baixa assinatura de radar tornarão o teatro de operações muito perigoso, promovendo uma dissuasão contra potenciais adversários. Atualmente a China emprega 28 aeronaves  J-20 em IOC (Initial operational capability) e vai desenvolver a aeronave até poder declarar ela plenamente operacional (FOC - full operational capability) e colocar novas encomendas.
Acima: O J-20 pode usar 4 tanques de combustível externamente, sob as asas.  Essa configuração,no entanto, só deve ser usada para deslocamentos de longo alcance.








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10 comentários:

  1. O fato do J-20 ter sido desenvolvido de forma relativamente rápida pode ser atribuída à espionagem chinesa em relação aos projetos de tecnologia stealth dos Estados Unidos? o nível de furtividade desse caça chinês é inferior ou semelhante aos similares americanos? Forte abraço,Carlos e parabéns pela matéria.

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    1. Obrigado Emerson! O nível de furtividade do J-20 é inferior ao dos caças norte americanos. os próprios chineses tem essa consciência e não assumem o contrário. Porém, você está absolutamente certo sobre a espionagem chinesa. Ela é agressiva e foi muito eficaz. Há traços claros do F-22 e do F-35 nesse projeto.
      Abraços

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    2. Desde Kosovo o conceito de furtividade foi mudado, como deveríamos tratar este conceito já que já a um bom tempo existem meios e técnicas de se detectar este tipo de aeronaves? Acredito que no futuro próximo haverão aeronaves de baixo perfil de RCS e "Alvos Aéreos Tripulados" que são a aeronaves com pouco ou nenhuma redução do RCS. Em resumo, ou o combate termina BVR quando temos uma aeronave com baixo RCS contra uma "Convencional" ou entramos em "Dog Fight" quanto teremos duas aeronaves Furtivas se enfrentando.

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  2. Ótima matéria Carlos parabéns !

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    1. Junculos, agradeço muito! É muito bom ter esse feddback positivo dos leitores!
      Abraços

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  3. Me recordo o que era a defesa da China, nos anos 80, eu tinha uma coleção "Guia de armas" onde retratava as principais força de defesa do mundo e a da China era algo realmente deplorável, com literalmente os restos da URRS, é admirável o esforço e o investimentos, feitos no setor de defesa, alguns podem criticar a qualidade e os problemas técnicos do matéria Chinês, mas são sem duvida um bom exemplo para ser seguido!

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    1. Perfeito jean! Também comprei essa coleção nos anos 80 e lembro bem o quanto eram mal equipados. Hoje eles são uma das 3 maiores potencias militares do planeta.

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  4. Roubando dados foi muito fácil, queria ver começar esse projeto do zero.
    Mas, os EUA não estão preocupados, com certeza eles já devem estar projetando aeronaves melhores que o F35 e F22.
    Basta ver que alguns congressistas americanos querem reativar a linha de montagem do F22, e alto escalão da USAF não demonstra muito interesse.

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    1. O mérito dos chineses está justamente em empreender projetos como esse cientes de suas limitações e sem ''reinventar a roda'', usando a espionagem como uma ferramenta estratégica. Não há demérito nisso.
      Os americanos podem se gabar pelo pioneirismo nesse ramo e os concorrentes que se virem pra fazer algo parecido; o fato é que russos e chineses 'se viraram', inclusive contrariando as expectativas do ocidente nessa tecnologia, a meu ver.

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  5. AMIGO VC DEVERIA TER UM CCANAL NO YOUTUBE

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