El J-20 emplea dos turbofanes de baja derivación con poscombustión. China pasó de AL-31 a WS-10C y ensaya WS-15 para supercrucero y toberas vectoriales.
Arquitectura del sistema propulsor y transición de AL-31 a WS-10C
El J-20, apodado “F-22 Challenger”, utiliza una planta motriz con dos turbofanes de poscombustión y baja derivación. China aplicó una sustitución escalonada: los primeros ejemplares montaron motores rusos AL-31, los aparatos posteriores pasaron a motores nacionales WS-10C, y aparecieron prototipos y bancos de prueba con WS-15 de mayor empuje. El Departamento de Defensa de Estados Unidos describió mejoras con toberas de empuje vectorial y supercrucero mediante la instalación de WS-15 de potencia superior.
El esquema propulsor del J-20 integra dos turbofanes con compresores de varias etapas, cámara anular de combustión y turbinas de alta y baja presión. La poscombustión inyecta combustible en la corriente de escape para lograr picos de empuje en despegues, ascensos y combate. El FADEC regula régimen, relación combustible-aire y geometría de álabes para optimizar respuesta y consumo. La propulsión opera coordinada con entradas con protuberancia y conductos en “S” que reducen exposición del compresor.
Los primeros J-20 de producción utilizaron variantes del turbofán AL-31 mientras China avanzaba hacia un motor propio. Los análisis técnicos y los reportes especializados reflejaron la transición desde esos AL-31 a unidades en serie con WS-10C de fabricación nacional. También aparecieron rasgos externos como pétalos de escape aserrados, recurso destinado a reducir la firma radar e infrarroja del sector posterior y a desalinear superficies reflectantes en el entorno de las toberas.
El WS-10C pasó a ser la solución intermedia de la flota operativa. Fuentes chinas destacaron su FADEC, un poscombustor mejorado y una potencia superior a la de los AL-31. Ese conjunto de características permitió a brigadas aéreas sustituir de forma gradual los motores importados por equipos nacionales en J-20 y J-10, con algunos AL-31 aún en servicio. Esta sustitución obedece a una política industrial que reduce dependencias externas y homogeneiza la logística de mantenimiento.
Puntos clave sobre propulsión, cronología y mejoras previstas
- Dos turbofanes de baja derivación con poscombustión y FADEC en el J-20.
- Transición de motores: AL-31 iniciales y WS-10C como estándar en serie.
- Primer vuelo con dos WS-15 el 29 de junio de 2023 en Chengdu.
- Empuje estimado del WS-15 en torno a 180 kN y supercrucero.
- Informe del Pentágono 2024 prevé toberas vectoriales y supercrucero.
WS-15 como motor objetivo: ensayos, capacidades y efectos previstos
El WS-15, también denominado “Emei”, figura como motor objetivo del programa. En 2023, publicaciones aeronáuticas independientes documentaron el primer vuelo de un J-20 de pruebas con dos WS-15 a partir de imágenes de un aparato con imprimación que despegó de instalaciones de Chengdu el 29 de junio. Ese hecho indicó una fase avanzada del programa de ensayos y estableció un hito dentro de la evolución de la propulsión del “F-22 Challenger”.
Las mismas fuentes describieron el WS-15 como un turbofán con empuje máximo estimado en torno a 180 kN, dato que permite el supercrucero sostenido y que proporciona mayor margen eléctrico y térmico para los sistemas de a bordo. Esa capacidad sitúa a la nueva planta como clave para perfiles de alta velocidad sin poscombustión y para alimentar sensores, computación y equipos de guerra electrónica del avión del programa.
Los documentos oficiales estadounidenses no confirmaron la entrada en servicio del WS-15 en unidades operativas, aunque registraron que la Fuerza Aérea del Ejército Popular de Liberación preparaba la integración de toberas vectoriales y la obtención del supercrucero mediante motores indígenas de mayor empuje. Esa formulación situó al WS-15 como elemento principal de la mejora del J-20 a corto y medio plazo, junto con cambios para aumentar la carga interna de misiles en baja observabilidad.
Desde el punto de vista funcional, el paso del WS-10C al WS-15 no modificó el ciclo básico del motor, pero produjo tres efectos: incremento del empuje específico en seco para mantener velocidad supersónica sin poscombustión, mejora de la eficiencia térmica gracias a materiales avanzados y recubrimientos cerámicos, y aumento de capacidad de generación eléctrica para sensores, computación y guerra electrónica. Informes técnicos describieron inversiones en superaleaciones, fabricación aditiva y palas monocristal en la industria china.
Interacción toberas-firma, vectorización y reorganización en AECC
El diseño de las toberas del J-20 muestra la interacción entre propulsión y reducción de firmas. Los pétalos aserrados del WS-10C, identificables en imágenes, desalinean superficies reflectantes y favorecen la mezcla de gases con el flujo para rebajar la firma infrarroja. Los reportes sobre prototipos con WS-15 describieron toberas de nueva geometría y señalaron que, en células observadas en 2023, no apareció empuje vectorial activo, aunque la integración podría aparecer en una iteración posterior del programa.
El empuje vectorial figura entre las mejoras previstas para el J-20. El informe anual al Congreso de 2024 lo enumeró junto con el aumento de la dotación interna de misiles y la obtención del supercrucero con el WS-15. En términos técnicos, la vectorización se implementa mediante toberas móviles que desvían el chorro y generan momentos de cabeceo, alabeo o guiñada, lo cual reduce dependencia de timón y elevadores a altas incidencias y mejora autoridad de control.
El control y la monitorización de los motores del J-20 dependen de sistemas electrónicos que registran parámetros de vibración, temperaturas, ciclos y márgenes del compresor para sostener la fiabilidad de un aparato de quinta generación. El FADEC del WS-10C, citado por medios chinos, sirve de base para mantenimiento condicionado por estado y para gestión de transitorios en maniobra y vuelo en formación. El paso hacia WS-15 añade margen eléctrico y térmico para radar, enlaces y autoprotección.
En 2016, Pekín integró en la corporación Aero Engine (AECC) decenas de fábricas e institutos dispersos para acelerar el desarrollo de motores, coordinar materiales de alta temperatura y cerrar brechas críticas. Un estudio del China Aerospace Studies Institute detalló esa reorganización y el enfoque en tecnologías de doble uso. La cronología reciente confirmó J-20 operativos con WS-10C y una línea de mejora centrada en WS-15, y vuelo de prueba con dos WS-15 el 29 de junio.