Le futur AWACS embarqué pour porte-avions

Récemment sont parues sur les sites chinois des vues d’artistes de ce que pourrait être le futur AWACS embarqué sur les porte-avions chinois :

l'AWACS chinois ? notez les hélices contra-rotatives

l’AWACS chinois ? notez les hélices contra-rotatives

2015      juillet : le programme de développement de l’AWACS embarqué a au moins franchi l’étape de pré-étude, selon un  article de la municipalité d’Anshun. Son développement est piloté par l’Institut 603 à Xi’an, du groupe AVIC, le même bureau d’études que le chasseur-bombardier JH-7 ou encore l’avion de transport Y-20. (voir Hu Jianxing)

une autre vue d'artiste

une autre vue d’artiste

On apprenait en juillet 2015 que le programme de développement de l’AWACS embarqué a au moins franchi l’étape de pré-étude, selon un  article émanant de la municipalité d’Anshun. Son développement est piloté par l’Institut 603 à Xi’an, du groupe AVIC, dont la dénomination officielle est désormais First Aircraft Institute of AVIC ; il est destiné à la conception d’appareils civils et militaires de taille moyenne ou grande (attaque au sol, bombardiers, avions civils, avions de transport, avions spéciaux) ; il concevra notamment le Y-7, le JH-7, le Xiaoying-500, le KJ-1.

Petite rétrospective de l’AWACS embarqué

2005, le Vice Premier Wu Bangguo devant une maquette d'AWACS embarqué

2005, le Vice Premier Wu Bangguo devant une maquette d’AWACS embarqué

En avril 2005, une photo publiée montre le Vice-Premier Wu Bangguo en visite à l’Institut 603 : une maquette ressemblant au Grumann S-2 Tracker  avec un rotodome et une grande entrée de refroidissement au dessus du fuselage, deux turbopropulseurs à hélices 6 pales laisse préfigurer le développement d’un AEW/AWACS basé sur un porte-avions ( Richard Fisher, Jr., 2005 : « A Turning Point for China’s Aircraft Carrier Ambitions »).

Pour être utilisable sur un porte-avion, les ailes doivent être repliables et l’empennage et le fuselage plus petit que ceux du Y-7. On pense à l’époque que le radar est une version plus petite de celui du KJ-2000 avec trois antennes AESA dans le rotodome fixe fournissant une couverture de 360°,  sans doute développé par le Nanjing Research Institute of Electronic Technology  (CETC 14th Institute).

 

En 2009, un article d’un magazine de la China’s Northwestern University montre des études en souffleries de l’appareil à décollage court bipoutre russe Sukhoi S-80 modifié en version AWACS avec soit un rotodome, soit un carénage à la manière des KJ-200 ; on sait que depuis 2006, plusieurs pays dont la Chine s’étaient montrés interessés par cet appareil (Air International, August 2006: « Pre-series Su-80GP First Flight ») et que des contacts avaient été pris pour la création d’une co-entreprise pour l’assemblage en Chine de cet appareil. Il n’y aura pas de suite.

Essais en soufflerie du Su-80 en différentes configurations AWACS

Essais en soufflerie du Su-80 en différentes configurations AWACS

AWACS dans une centre d'éducation de la Défense nationale

AWACS dans une centre d’éducation de la Défense nationale

 

En janvier 2009, apparaissent trois photos d’un AWACS aéroporté dans un « centre d’éducation  de la défense nationale récemment construit » et qui ressemblerait à un E-2 dans ses premières versions (avec seulement deux dérives verticales au lieu de quatre dans les versions récentes).

 

 

 

AWACS en vol (authenticité non vérifiable)

AWACS en vol (authenticité non vérifiable)

Des rumeurs de septembre 2010 font état d’un prototype construit par l’Institut 603 et la Xian Aircraft Company – XAC (Usine 172) en test au CFTE (Chinese Flight Test Evaluation) à Yanliang et doté de 4 dérives verticales et en avril 2011 apparaissent les premières photos.

 

 

AWACS Y-7

Version AWACS de l’avion de transport Y-7

En janvier 2012, dans une interview accordée magazine « Weapon’s Knowledge 兵器知识 », le vice-concepteur en chef du radar du ZDK-03, Cao Chen, annonce que le premier AWACS embarqué chinois pourrait être développé à partir d’un Y-7, confirmant les rumeurs qui circulaient jusqu’alors. Il ajoute que les composantes du radar (microprocesseurs, amplificateurs…) ainsi que les logiciels de traitement de données sont tous d’origine chinoise.

Il est probable que le Y-7 a été utilisé comme plate-forme de test pour le développement du radar et n’a sans doute pas été envisagé comme plateforme directement utilisable sur le Liaoning, la hauteur au sol avec la dérive étant de 8,85m alors que celle du Northrop Grumman E-2 Hawkeye avec son empennage typique n’est que de 5,58m.

Les modifications qui seront apportées à l’Y-7 afin de l’adapter aux spécificités des porte-avions aboutira à un démonstrateur , le JZY-01.

A noter le l’Institut 38 du CETC aurait envisagé une version du Y-7 avec un radar poutre AESA « Balance Beam »

Y-7 "Balance Beam" sur le site de l'Institut 38 du CETC

Y-7 « Balance Beam » sur le site de l’Institut 38 du CETC

Le JZY-01 – démonstrateur d’AWACS embarqué

La première apparition sur Google Earth d’un AWACS embarqué date du 6 octobre 2011 ; depuis cette date l’appareil a changé plusieurs fois de place de stationnement. On distingue nettement l’empennage caractéristique du JZY-01.

Le démonstrateur JZY-01

Le démonstrateur JZY-01

Empennage du JZY-01

JZY-01 - vision d'artiste

Vue d’artiste du JZY-01

Empennage du JZY-01

JZY-01 - Yanliang

Le JZY-01 à Yanliang

Essais en soufflerie du JZY-01

Essais en soufflerie du JZY-01

 

Le JZY-01 est un démonstrateur AWACS aéroporté : Jiàn 舰 (ship) Zài 载 (on board) Yùjǐngjī 预警机(AWACS)  ; son rôle principal  serait d’assurer une surveillance aérienne et de surface et de coordonner l’offensive et la  défense des  aéroportés et embarqués du porte-avions. Il dérive d’une structure de Y7 avec un empennage arrière complétement refondu (4 dérives verticales ) la manière du E-2), le radar sous dôme placé plus en arrière des ailes que sur le Y-7 modifié dont il a été question plus haut.

 

 

 

Hélice JL-4-6 en matériaux composites

Hélice JL-4-6 en matériaux composites

 

Les turbopropulseurs sont probablement des WJ-6C ou dérivés avec des hélices 6-pales de type JL-4-6.  Le WJ-6C  – 涡桨-6  – est produit par la Zhuzhou Southern Power Company ( 中国南方航空工业(集团)有限公司 – SAIC – Usine 331) ; il développe 3800kW, 5100hp, est destiné aux Y-8, Y-9 et aux premières versions du JL-600 (AG-600) ; il est en production depuis 2006 ; les hélices hexapales en matériaux composites sont sans doute produites par la Baoding Propeller Manufacturing Plant (usine 550)

 

 

 

Selon le site cjdby.net, l’avion embarqué  JZY-01 aurait effectué son premier vol en 2012.

 

Peu d’informations ont filtré depuis ; des maquettes de porte-avions (CV-16 Liaoning, CV-17, etc.) montrent souvent un ou plusieurs AWACS sur le pont et si on oublie les fantaisies (du style deux KJ-200 sur le pont !!) on trouve des confirmations de la structure générale de l’AWACS embarqué : sur une maquette du Liaoning exposée en novembre 2012, on voir clairement un avion AEW&C/AWACS :

AWACS maquette or

Une petite aide extérieure…

Le 14 mars 2014, un major de la ROCAF ainsi qu’un propriétaire de club karaoké sont inculpés pour divulgation de secrets militaire à la République Populaire de Chine. Le major Hao Chih-hsiung (郝志雄), en poste sur une base aérienne du Comté de Pingtung aurait vendu des informations sur les avions  d’alerte précoce de type E-2K entre novembre 2010 et Juin 2013. Il aurait touché entre 8800 et 11200 euros. le 29 avril, il est condamné à 20 ans de prison par le procureur de Kaohsiung.

Et si  on innovait !

Parallèlement au développement d’avions assez classiques et à l’adoption de solution peu risquées qui viennent d’être évoquées, les Chinois font une grande promotion de l’innovation et encouragent des équipes universitaires ou d’instituts de recherche existants à produire des solutions innovantes.

  • en 2014 a été organisée la « Imagine Cup » Sixth National Future Aircraft Design Competition “创新杯”第六届全国未来飞行器 设计大赛 ; ce concours est organisé par le Département Armement de la PLAAF, AVIC et la Chinese Society of Aeronautics avec le support du magazine Aerospace  Knowledge et du Chengdu Aircraft Design Institute. Dans la catéforie professionnelle, trois premiers prix sont décernés dont un au First Aeronautical Institute de Xi’an (603 Institute) pour un UAV AWACS embarqué de grande endurance (舰载长航时无人预警机) par une équipe comprenant Wang Qi, Yan Dong, Zhang Yujie, Yang Jialong ; l’appareil est baptisé Albatros – 信天翁 Xìntiānwēng
    l'Albatros - un UAV AWACS à décollage vertical

    l’Albatros – un UAV AWACS à décollage vertical

  • La Chine a exposé un certain nombre de concepts d’UAV lors de l’International UAV Innovation Grand Prix pendant le salon Zhuhai Airshow en 2012, l’un deux est un appareil muni de trois rotors mobiles et doté d’un rotodome pour une fonction AWACS :
Zhuhai 2012

Concept innovant d’UAV AWACS (2012)

  • un autre concept dévoilé sur le site de la Beijing University of Aeronautics and Astronautics  est typiquement destiné à être utilisé depuis un porte-avions ou un porte-hélicoptère comme plateforme AWACS : le tiān shào 天哨  (Sky Whistle) abrégé en anglais   :EUA(E : early warning,U : unmanned,A : modèle initial)
AWACS EAU

Concept de la BUAA

Le site source n’étant plus accessible, je joins la description en chinois pour les personnes interessées.

1. 名称和代号

名称:天哨。

代号:EUA(英文代号,E表示预警,U表示无人,A表示初始型号A)。

2. 任务描述

舰载预警机是空中力量的重要 组成部分,在现代信息战、电子战中发挥着愈加重要的作用。现代战争是体系与体系之间的对抗,利用先进的信息技术将各种作战平台(飞机、军舰、潜艇等)整合 在一起,构建起一个极具威力并且反映迅速的活力体系。舰载预警机是这个高效率武器体系的核心。  当今世界,只有美国成功研制了E-2系列舰载预警机。美军在海湾战争、科索沃冲突、伊拉克战争中,广泛使用该型飞机,有效地发挥了整体作战效能,确保了战场的主动性。  受限于E-2飞机的续航性能,美国海军现役航母的预警中队需要配备5架E-2飞机,才能保证全天候24小时不间断监控预警。因此,未来战争需要一种续航性能更佳的舰载预警机,以提高舰队的作战效率。 2013年,美军的X-47舰载作战无人机成功在航母上完成了弹射起飞、着舰拦阻试验,这预示着未来将进入无人机作战的崭新时代。无人舰载预警机是时代发展的需要。

鉴于上述背景需求,这里制定了舰载长航时无人预警机设计方案。该型飞机可以从航母上起飞,也可以从陆基机场飞,飞到指定空域对设定区域进行侦察,或者在航母周围600公里空域跟随航母巡航,对特定区域内的空中、地面和海面目标进行侦察、预警探测,将预警信息传回航母或陆上指挥中心,指挥中心根据情况指挥战斗机起飞,一次起飞工作时间约为3个星期。主要作战任务包括:空中预警、水面监视、引导打击与防御、电子侦察与对抗、通信中继、空域管理等。

3. 外形设计

气动外形基本设计思想为,采用多旋翼的多层次、多角度组合,实现气动效率和操纵效率的最优化。

4. 总体布局

EUA飞机总体布置如图3所示。大体上可分为三个旋翼、机头和机身三个部分。单个旋翼上安装有三套带电力驱动装置的小螺旋桨,每片上均安装有折叠机构,可使得桨叶折叠,缩小停机时所占空间,停机状态如图4所示。机头提供与机身、旋翼连接的接口,并可驱动三个旋翼绕各自的安装轴线旋转,使旋翼的迎角发生变化,机头随旋翼一起旋转。机身上安装有四片舵面以及可伸缩的起落架。机头和机身之间没有驱动关系,因此基本不存在直升机的反扭矩问题。

空中飞行时,旋翼靠大桨上的小螺旋桨旋转产生拉力而旋转。旋翼和机身之间的摩擦力会产生使得机身旋转的力矩,该力矩可以通过轻微的倾转机身上的舵面来平衡。

5. 工作模式

EUA飞机分侦察模式和预警模式两种工作状态: 侦察模式下,EUA飞机关闭主动雷达,只开启被动雷达、侦察相机等耗能低的设备,故整机功耗较低,此种工作模式可长时间工作。

预警模式下,EUA飞机开启主动雷达,耗能较高。在阳光充足的情况下,可以一直开启预警工作状态,而在没有阳光、蓄电池满电量的情况下,则只可提供5个小时预警工作状态。

当机上电量消耗至一定程度后,将自动转入侦察模式。而当机上电量恢复至一定程度后,则可以选择开启预警模式。

6. 动力装置

EUA飞机飞行所需的能源来自于安装在大桨叶表面的太阳能电池,同时机内设有蓄电池,在白天飞行时,太阳能电池为驱动小螺旋桨的电机供电,同时对蓄电池充电蓄能,到夜晚时,飞机靠蓄电池继续飞行。EUA飞机正常飞行高度为12000m,在此高度上不存在云层遮挡太阳的情况,太阳能是稳定可靠的。

目前太阳能电池转化效率最高约为25%,而“太阳动力”(Solar Impulse)载人太阳能飞机已经实现昼夜飞行。随着太阳能电池转化效率、蓄电池储能密度、光伏技术以及电机转化效率等技术的不断提高,EUA飞机靠太阳能提供飞行以及机载设备的耗能是可实现的。

EUA飞机动力装置为驱动小桨叶的电机,每架飞机装备9台电机。  起飞姿态下,通过控制9个小螺旋桨的升力大小来实现姿态控制。 旋翼旋转的阶段,通过控制大桨倾斜角和小螺旋桨的拉力来控制飞机竖直方向的运动,通过偏转舵面来控制飞机在水平面内的运动方向,同时,舵面的偏转还兼顾对机身旋转的控制。当然这些控制之间并非独立的,而是存在耦合关系,故需通过姿态控制单元综合控制。

7. 起降方式

EUA飞机起降方式为垂直起降。图5显示EUA飞机在甲板上准备起飞时,即将打开折叠翼。起降阶段,由于靠近舰面,气流条件复杂,机身上的舵面不能起到有效的控制作用。此时,EUA飞机通过改变大桨偏转角度,使得小螺旋桨旋转时只产生向上的拉力,而大桨并不旋转,如图6所示。此阶段,依靠差动控制9个小螺旋桨的转速和桨距来实现对飞机姿态的控制。

当EUA飞机以此姿态上升至一定高度后,逐渐将大桨叶倾转,使得旋翼部分旋转起来。旋翼部分旋转起来后会产生升力,此时小螺旋桨的功能由提供整机的升力逐渐转为克服旋翼旋转时的阻力,其所需功率大幅下降。当大桨叶倾转至一定角度时,其升阻比可达到最高值,此时即为EUA飞机的巡航姿态。图7显示了该起飞阶段的具体过程。

降落过程为起飞过程的反过程,飞行操控原理基本相同,不再赘述。

8. 操纵系统

通过飞控系统的姿态控制单元对小螺旋桨桨距和转速、大桨倾斜角以及舵面偏角的综合控制来实现EUA飞机的操纵。

9. 技术数据

a) 几何尺寸:

机身直径           2.3 m

大旋翼直径      21 m

折叠后直径      9.0 m

小旋翼直径      2.2m

机高      3.5 m

b) 动力:9台靠电力驱动的螺旋桨;

c) 重量:全机总重9吨,不携带燃油,重量不发生变化。

10. 性能数据

根据所提出的任务目标,分析和计算出本方案可达到的主要性能指标如下:

a) 飞行速度:

最大平飞速度                 0.3 Ma

巡航速度           0.2 Ma

最小平飞速度                 0(悬停)

最大爬升率      50m/s

b) 飞行高度: 实用升限 :15000 m ; 巡航高度 :13500 m

c) 航程和航时:  由于机上能源靠太阳能提供,飞机不存在燃油不足的情况,限制飞机航程和航时的因素只有机上设备的可靠性。依据机上设备的复杂程度,初步估计飞机的航时为3个星期,航程为13万公里。

11. 总结

综上分析,EUA舰载长航时无人预警机的设计特点包括:

a) 无人驾驶,适合全天候预警任务,使预警任务常态化,提高作战效率;

b) 气动布局高效,飞行所需耗能低;

c) 以太阳能为能量来源,无需补给,滞空时间长;

d) 采用旋翼布局,有助于飞机的垂直起降和全角度预警;

e) 利用折叠翼设计,有利于减小飞机停放所占空间。

 

à suivre

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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Envisager le futur sans oublier le passé, étudier le passé pour comprendre le futur. C'est de cette façon que je tente d'aborder l'aéronautique chinoise, avec honnêteté et sans parti pris.

Latest comments
  • Toujours dépuis mon potable, Limite d’essais avec le mot de passe atteinte. On verra cela demain…

    C’est juste pour indiqué que j’ai mit l’article en référence sur l’article du Wikipedia sur le Lianing, Il faudra que je le mette sur les historiques du programme de porte-avions chinois dans les articles idoines.

  • Je n’arrive plus à me connecter mon PC, problème de mot de passe, alors que depuis mon portable, c’est bon.

    Sait t’on si ce Super Frelon a déjà la mer ? Vu la capacité d’emport de l’engin et sa large cabine, le radar doit être plus puissant que, au minimum, les premières versions embarqué par les Sea King britanniques.

  • Je signale donc des projets d’hélicoptères AEW dont les rumeurs cours depuis au moins depuis 2012. A l’époque, on parlé du Ka-31 mais il semble bien que le Super Frelon Z-8 soit le plus près d’entrée en service dans cette version vu les photos d’un prototype sorti fin 2015. Peut-être pour équipé les gros LHD Type 075 ?

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