El motor AL-41F1 del Su-57 presenta deficiencias en fiabilidad, vida útil limitada y retos logísticos, mientras el Izdeliye 30 enfrenta retrasos.
Deficiencias en la fiabilidad del motor AL-41F1 del Su-57
El Sukhoi Su-57 Felon, diseñado como un caza furtivo de quinta generación, depende del motor AL-41F1 (también conocido como Izdeliye 117), una variante mejorada del AL-31F utilizado en cazas como el Su-27 y Su-35. Este motor, desarrollado por NPO Saturn, es un turbofan de doble flujo con postcombustión que produce un empuje seco de 88.3 kN y 142.2 kN con postcombustión, alcanzando hasta 147.1 kN en modo de emergencia. Sin embargo, la fiabilidad del AL-41F1 ha sido cuestionada desde sus primeras pruebas. En 2011, durante el salón aeronáutico MAKS-2011, un Su-57 sufrió un fallo de compresor que obligó a abortar un despegue, evidenciando problemas en la estabilidad termodinámica bajo condiciones de alta carga. Este incidente, reportado ampliamente, señaló deficiencias en el diseño del compresor de alta presión, incapaz de manejar flujos de aire a altas temperaturas y presiones sin riesgo de sobrecalentamiento o vibraciones excesivas.
El AL-41F1 incorpora un compresor de nueve etapas de alta presión y un ventilador de cuatro etapas, con un sistema de control digital de autoridad total (FADEC). A pesar de estas mejoras respecto al AL-31F, los materiales utilizados en las palas de la turbina y el compresor, principalmente aleaciones de níquel, presentan limitaciones en resistencia a temperaturas extremas. Informes técnicos indican que las aleaciones no alcanzan la durabilidad de las superaleaciones monocristalinas empleadas en motores occidentales como el Pratt & Whitney F119. Esto provoca una mayor propensión a microfisuras y fatiga térmica, especialmente durante maniobras que requieren uso prolongado del postcombustor. Además, el sistema de vectorización de empuje, aunque mejora la maniobrabilidad, añade complejidad mecánica, incrementando el riesgo de fallos en los actuadores hidráulicos y las boquillas.
La fiabilidad del motor se ve ulteriormente comprometida por la integración con el sistema de control de vuelo del Su-57. Aunque el FADEC permite ajustes en tiempo real, las pruebas iniciales, como las realizadas entre 2014 y 2019, revelaron problemas de sincronización entre el motor y los sistemas de aviónica, causando fluctuaciones de potencia durante maniobras de alta demanda. Estos problemas, identificados en la fase de ensayos preliminares PI-1 y PI-2, retrasaron las pruebas estatales hasta 2016, según reportes de la industria rusa.
El peso del motor, aproximadamente 1,600 kg, también plantea desafíos. Aunque es un 10% más ligero que el AL-31F gracias al uso de un 80% de componentes nuevos, sigue siendo más pesado que motores occidentales como el F119 (1,360 kg), lo que afecta la relación empuje-peso del Su-57, calculada en 7.45:1 en empuje seco y 11.5:1 con postcombustión. Esta desventaja limita la capacidad de supercrucero sostenido, un requisito clave para cazas de quinta generación, ya que el AL-41F1 solo permite velocidades supersónicas sin postcombustión en condiciones óptimas, alcanzando aproximadamente Mach 1.3.
Datos clave sobre el motor AL-41F1 del Su-57
- Empuje: 88.3 kN seco, 142.2 kN con postcombustión, 147.1 kN en emergencia.
- Peso: Aproximadamente 1,600 kg, 10% más ligero que el AL-31F.
- Vida útil asignada: 4,000 horas, con un MTBO de 1,000-1,500 horas.
- Problemas reportados: Fallo de compresor en MAKS-2011, vibraciones en maniobras de alta carga.
- Materiales: Aleaciones de níquel, sin superaleaciones monocristalinas avanzadas.
Limitaciones en la vida útil y comparación con motores occidentales
La vida útil del AL-41F1 es un punto crítico. Con una duración asignada de 4,000 horas y un intervalo entre overhaul (MTBO) de 1,000 a 1,500 horas, el motor queda rezagado frente a motores occidentales como el Pratt & Whitney F119 del F-22 Raptor o el F135 del F-35. El F119, por ejemplo, tiene una vida útil estimada de 8,000 horas y un MTBO de 2,000 horas, gracias al uso de superaleaciones monocristalinas y revestimientos cerámicos que resisten mejor las temperaturas extremas. Estas diferencias se deben a limitaciones en la metalurgia rusa, que no ha alcanzado los avances en materiales compuestos y recubrimientos térmicos de sus contrapartes occidentales.
El EJ200 del Eurofighter Typhoon, otro referente, ofrece una vida útil de 6,000 horas y un MTBO de 1,800 horas, con un diseño que reduce el desgaste mediante un menor número de etapas en el compresor (seis frente a nueve en el AL-41F1). Esta simplicidad, combinada con materiales avanzados, permite una mayor fiabilidad en ciclos de operación prolongados. En contraste, el AL-41F1 sufre un desgaste acelerado en las palas de la turbina debido a la exposición a temperaturas superiores a 1,500 °C en el postcombustor, lo que reduce su vida útil efectiva en operaciones de combate intensivas.
La comparación termodinámica también revela desventajas. El AL-41F1 tiene una relación de compresión de 26:1, inferior al F119 (35:1), lo que limita su eficiencia en la conversión de energía térmica en empuje. Además, su consumo específico de combustible es un 9% superior al de motores occidentales, según datos de Rostec, lo que reduce la autonomía del Su-57 en misiones de largo alcance. Estos factores, combinados con una menor resistencia a la fatiga térmica, hacen que el AL-41F1 sea menos competitivo en términos de durabilidad y eficiencia operativa.
En términos logísticos, el AL-41F1 requiere revisiones frecuentes debido a su MTBO reducido, lo que incrementa los costos operativos. Mientras que un F119 puede operar durante 2,000 horas antes de necesitar un overhaul, el AL-41F1 exige intervenciones cada 1,000-1,500 horas, lo que implica una mayor carga para las bases de mantenimiento rusas, especialmente en despliegues prolongados. Este aspecto es particularmente relevante dado el limitado número de Su-57 en servicio, estimado en 20 unidades hasta 2023, lo que dificulta la rotación de aeronaves para mantenimiento.
Retrasos en el desarrollo del Izdeliye 30 y desafíos logísticos
El Izdeliye 30, redesignado como AL-51F1, fue concebido como el motor definitivo para el Su-57M, una variante mejorada del caza. Este turbofan de doble flujo, con un empuje estimado de 107.9 kN seco y 166.8 kN con postcombustión, promete una relación empuje-peso un 19% superior, un 6.4% más de empuje específico y un 9% menos de consumo de combustible que el AL-41F1. Incorpora guías de entrada de fibra de vidrio, boquillas serradas para reducir la firma radar e infrarroja, y un diseño con menos etapas (tres en el ventilador y cinco en el compresor de alta presión) para mejorar la eficiencia termodinámica.
Sin embargo, el desarrollo del Izdeliye 30 ha enfrentado retrasos significativos. Iniciado en 2011, con pruebas de banco en 2014 y el primer vuelo en un prototipo Su-57 (T-50-2) en diciembre de 2017, el motor no alcanzó la madurez esperada para su entrada en servicio en 2020, como se planeó originalmente. Las pruebas de vuelo han sido lentas, y en 2023, Rostec confirmó que el motor aún necesitaba completar ensayos estatales.
La introducción del AL-51F1 se pospuso a mediados de la década de 2020, con entregas iniciales programadas para 2024 en nuevos Su-57, según fuentes de la industria rusa. Este retraso se atribuye a problemas en la optimización del compresor de alta presión y la integración de las boquillas de vectorización bidimensional, que requieren ajustes para minimizar la firma radar sin comprometer el empuje.
En diciembre de 2024, se probaron boquillas de vectorización bidimensional en el prototipo T-50-2, un avance significativo para mejorar la furtividad trasera del Su-57. Sin embargo, la complejidad de estas boquillas, que utilizan flaps serrados y sistemas de refrigeración avanzados, ha complicado la producción en masa. Informes de 2024 indican que el AL-51F1 no se instalará en los Su-57 ya en servicio, debido a incompatibilidades estructurales y costos elevados, lo que limita su adopción a nuevas unidades de producción.
Los desafíos logísticos del AL-41F1 y el futuro AL-51F1 son considerables. La complejidad del AL-41F1, con su red de tuberías externas y sistemas de vectorización, requiere personal altamente capacit