FLUG REVUE Januar 1978:

US-Kampfflugzeuge für das Jahr 2000

General David C. Jones, Chief of Staff der US Air Force, ist der Meinung, die Hauptfrage, die auf die Streitkräfte der westlichen Allianz zukommt, sei: "Wie lange können wir in einem Krieg kämpfen?" In einer großen Auseinandersetzung mit der UdSSR wird die Verschleißrate sehr hoch sein. Die zahlenmäßige Überlegenheit der Kräfte der Sowjetunion und des Warschauer Paktes - verglichen mit der der Streitkräfte der NATO - scheint dem Gegner einen entscheidenden Vorteil in die Hand zu geben. Aber die Kampfflugzeug-Waffensysteme fortschrittlicher Technologie, die derzeit in den Forschungsstätten und in der Industrie der USA entwickelt werden, könnten den Unterschied zwischen Überleben und Vernichtung bedeuten.

Fighter-Design

Vor vier Jahren noch verneinten offizielle Stellen in den USA eine Bedrohung durch den Osten und vertraten den Standpunkt, die überlegene Technologie des Westens gleiche den zahlenmäßigen Vorteil des Ostens aus. Mittlerweile hat die Sowjetunion in einigen - nicht in allen - Kategorien sowohl in der Anzahl als auch in der Qualität der taktischen und strategischen Waffen gleichgezogen. Um die dadurch gesunkenen Überlebens-Chancen der NATO wieder anzuheben, arbeiten die USA hoffentlich zusammen mit ihren Verbündeten - hart daran, die nächste Generation von Kampfflugzeug-Waffensystemen zu entwickeln.

Welche Technologie wird nun für diese neue Generation benötigt? Wie sehen die Projekte aus, die schon erste Schatten ihrer äußeren Gestalt und ihrer Merkmale auf das bemannte taktische System für den Zeitraum von 1980 bis ins Jahr 2000 werfen? FLUG REVUE + flugwelt stellt in diesem Artikel die wahrscheinliche Konfiguration und die Leistungsdaten der zukünftigen Flugzeuge dar.

Seit seiner Berufung zum Chief of Staff der US Air Force, die seiner Tätigkeit als Commander-in-Chief der US Air Force in Europa folgte, leitet Gen. Jones eine Air Force Task Force, um Schwächen in der sowjetischen Doktrin, in ihrer Planung, ihrer Taktik und in ihrem Training herauszufinden. Es ist seine Absicht, Stärken und Schwächen des Gegners zu identifizieren, was für die NATO von größtem Nutzen sein könnte. Die Entwicklung der zukünftigen Kampfsysteme der USA basiert auf dieser sicheren Analyse. Sie bringt ferner die NATO-Planung zum Ausdruck, konventionelle Streitkräfte einzusetzen, um einer konventionellen Bedrohung zu begegnen und so die Wahrscheinlichkeit eines nuklearen Waffeneinsatzes zu verringern. Die Task Force konzentriert sich natürlich auf das Gebiet Mitteleuropas, da anzunehmen ist, daß sich im Ernstfall hier der Haupt-Konflikt mit der Sowjetunion und ihren Verbündeten abspielt.

Fighter-Design

Gen. Jones' Task Force setzte den frühestmöglichen Zeitplan zur Entwicklung von Kampfflugzeugen in den USA-und bei den Alliierten - fest: Unterschall-V/STOL-Flugzeuge bis 1985; verschiedene Versionen der McDonnell Douglas F-15, Grumsman F-14 und der Fairchild A-10 bis 1985; steuerbare Raketen bis 1985; V/STOL-Überschall-Kampfflugzeuge bis 1990 und fortschrittliche Jagdbomber bis 1990.

All diese Flugzeuge und Waffen zielen ab auf eng begrenzte Luftüberlegenheit durch erhöhte lokale Aufklärung sowie durch wesentlich gesteigerte Geschwindigkeit und Waffeneffizienz. Sie erfordern einen hohen Grad an Entwicklungsintegration bezüglich des Rumpfes, des Antriebssystems und der Waffen. Zukünftige Entwicklungen dürfen nur geringe Kosten verursachen, um den ständig steigenden Kosten entgegenzuwirken. Unkonventionelle Waffen, wie z. B. die auf Laserbasis, könnten eventuell zu größeren Abweichungen von herkömmlichen Projekten führen.

Alle Bemühungen bei der Definition und Planung zukünftiger Militärflugzeuge müssen Interoperabilität und Standardisierung zum frühestmöglichen Zeitpunkt bezüglich einer internationalen Zwei-Wege-Partnerschaft erlauben. Darauf bestehen auch die US Air Force und die NASA. Diese Philosophie ist einer der Grundpfeiler amerikanischer Politik, wie FLUG REVUE + flugwelt mehrfach von höchsten offiziellen Stellen des Außenministeriums, des Verteidigungsministeriums, der Air Force und der NASA während verschiedener Konferenzen in Washington erfuhr.

Multinationale Zusammenarbeit

Bis jetzt wurden zwei internationale Partnerschaften gebildet, um fortschrittliche Kampfflugzeuge zu entwickeln, die sowohl die Forderungen der USA als auch die der Verbündeten für die neunziger Jahre erfüllen könnten. Die McDonnell Douglas Corporation und Messerschmitt-Bölkow-Blohm tauschen nach einem formellen Übereinkommen schon seit zwei Jahren Daten aus. Beide arbeiten an der Entwicklung eines Flugzeugs, das Ende dieses Jahrhunderts in Dienst gestellt werden könnte.

Die British Aerospace Corporation und die Grumman Aerospace Corporation haben gemeinsam vorbereitende Entwicklungen bezüglich eines Kampfflugzeugs der nächsten Generation finanziert, die eventuell durch das britische Verteidigungsministerium unterstützt werden. Das Grumman-Team arbeitet dabei auf dem Gebiet der Entwicklung von Verbund-Werkstoffen, während BAC die Windkanalversuche eines fortschrittlichen VTOL-Flugzeugs durchführt.

Diese Projekte sind Teil eines Entwicklungstrends für transatlantische Partnerschaft und Zusammenarbeit, um deren Kapazitäten aufzuteilen und ohne einen der Beteiligten zu übervorteilen. Sie spiegele ferner den festen Entschluß der USA wider, einige Verteidigungsarbeiten nach Europa zu vergeben, "um die Zweiweg-Straße zu begehen", wie General Steinhoff und General Jones sich gegenseitig und ihren Stäben versichern. Da aber beide Projekte auf die Entwicklung eines multinationalen europäischen Kampfflugzeugs ausgerichtet sind, müssen die Partner-Nationen sich über das Indienststellungs-Datum und die taktischen Forderungen einigen. Sowohl Großbritannien als auch Frankreich haben existierende Programme für neue Flugzeuge, und die Bundesrepublik führt ferner Studien bezüglich einer Kampfflugzeug-Definition durch, um die derzeitige RF-4E/F-4F und die kommende Panavia Tornado abzulösen. Großbritannien wünscht die Indienststellung eines neuen Flugzeugs bis spätestens Ende der achtziger Jahre, während die Bundesrepublik eine Maschine für Mitte der neunziger Jahre benötigt.

Es wächst die Überzeugung, daß die künftigen multinationalen Kampfflugzeuge zwar "gemeinsam, aber nicht identisch" sein müssen, sagte dazu Peter B. Oram, Präsident von Grumman International.

AFTI

Ganz offensichtlich wird die neue Generation von Kampfflugzeugen sich wesentlich anders handhaben lassen und erheblich effektivere Leistungen bringen als heutige Hochleistungs-Jäger. Wie diese neuen Fighter aussehen werden und wie sie kämpfen werden, darauf deuten die heutigen Hauptentwicklungen in den USA hin. Die US Air Force und die NASA arbeiten bei der Kampfflugzeug-Entwicklung Hand in Hand, indem sie die Arbeiten aus ihren jeweiligen Entwicklungsstätten herausnahmen und sie im Advanced Fighter Technology Integration Program (AFTI = fortschrittliche Kampfflugzeug-Technologie-Integration) im Air Farce Flight Dynamics Laborary (AFDL) der Aeronautical Systems Division auf der Wright-Patterson AFB in Ohio zusammenfaßten.

AFTI ist ein fortlaufendes Programm, das sich aus den Abschnitten AFTI Tech Set 1, 2 und 3 zusammensetzt. Hauptaufgabe des AFTI ist es, die Technologien zu definieren und zu demonstrieren, die Unter- und Überschall-Manöver verbessern helfen, die Zielauffassungs- und Abschuß-Kapazitäten im Luft-Luft- und Luft-Boden-Kampf erhöhen und die Überlebens-Chancen der Maschine vergrößern können. Es ist nicht beabsichtigt, bei AFTI vor 1980 einen Hardware-Status zu erreichen.

Die ersten Hardware-Verträge wurden mit McDonnell Douglas bezüglich der Modifikation der F-15 und mit General Dynamics bezüglich Abänderungen der F-16 gemacht. Diese AFTI 15/16-Technologie-Demonstratoren werden unter anderem von der AFTI entwickelte Technologien für erhöhte Überlebens-Wahrscheinlichkeit und für dasVerschießen von Luft-Luft- und Luft-Boden-Waffen aufweisen.

Die zu erprobenden Technologien schließen Fly-by-wire (FBW)-Primärflugsteuerungen mit ein. (Dabei handelt es sich um ein geschlossenes Informations-Kreissystem, das kontinuierlich Daten von Bewegungs-Sensoren im Flugzeug ins Cockpit überträgt und elektrische Steuersignale zu den Kontroll-Servo-Aktuatoren schickt.) FBW benutzt digitale Flugkontrolldaten und DAIS (Digital Avionics Information System)-Angaben, ein System, das vom AFDL entwickelt wurde. DIAS beinhaltet ein zentrales "Nervensystem", das Multiplex Bus genannt wird und durch das alle Meldungen von und zu den verschiedenen Computern fließen, die die Untersysteme des Flugzeugs, wie z. B. die Flugkontrolle, die Feuer-Kontrolle, die Navigation oder die ECM überwachen.

Das FBW enthält ferner neue Technologien des CCV-Bereichs, die einem instabilen Fluggerät künstliche Stabilität verleihen. Sie ermöglichen es Piloten, die Maschine mit der gleichen Leichtigkeit zu fliegen, wie das mit stabilen Konstruktionen möglich ist.

Die CCV-Technik ist ein bedeutender Schlüssel für Kampfflugzeuge der Zukunft. Sie verhilft zu bedeutenden Steigerungen über das gesamte Flugprofil - in allen Geschwindigkeitsbereichen und unter allen Flugbedingungen. Eine Reihe von CCV-Konzepten wurde mit einer modifizierten YF-16 auf der Edwards AFB in Kalifornien im Rahmen des AFDL CCV Advanced Development Program getestet.

Andere Technologie-Bereiche, die eine gewaltige Steigerung der Kampfkraft künftiger Flugzeuge versprechen, sind das PFPC (Precision Flight Path Control = Präzisions-Flugweg-Kontrolle) und das MEC (Maneuver Enhancement Control = Kontrolle bei erhöhten Manövern). Diese Techniken stützen sich auf direkte Seiten- und Hubkraft-Einwirkung, wodurch das Flugzeug in die Lage versetzt wird, sich in eine Richtung auszurichten und seine Waffen in eine andere zu feuern.

Die Maschine kann ihren Flugweg lateral oder vertikal verändern, ohne eine Drehung um diejeweilige Achse vornehmen zu müssen. Dies geschieht ohne jede Beschleunigung. Natürlich würde ein mit PFPC ausgerüstetes Flugzeug ein nur schwer zu erfassendes Ziel für den Gegner und dessen Boden-Luft-Raketen sein. Bei Angriffs-Flügen könnte sich die Maschine auf das Luft- oder Bodenziel ausrichten und den Rumpf über lange Zeit in Richtung auf das Ziel einstellen, auch wenn der Flugweg durch ein Manöver geändert werden müßte. MEC erhöht die Reaktionsgeschwindigkeit um alle drei Achsen, indem es konventionelle und direkte Krafteinwirkungskontrollen miteinander verbindet.

Tech Set 1

AFTI Tech Set 1 befaßt sich sowohl mit dem Ausrichten, Steuern und mit der Translation als auch mit der Integration der Feuer- und Flugkotrolle und mit der Flug-Antriebs-Koppelung. Es sollen ein Flügel mit variablem Einstellwinkel und ferner einer mit variabler Krümmung getestet werden, um den Auftrieb und die Roll-Kontrolle zu verbessern. Weiter Technologien, die in einem Testgerät erforscht werden sollen, sind neue aerodynamische und strukturelle Entwicklungen - einschließlich der Anwendung von Verbundwerkstoffen und Metall-Laminar-Materialien, von superkritischen Profilen oder solchen mit "schräger" Oberseite. Ferner kommt ein fortschrittliches Cockpit für hohe g-Belastungen zur Anwendung. Tech Set 1 wird mit der F-15 und der F-16 Anfang der achtziger Jahre zu ersten Tests führen.

Tech Set 2

Das AFTI Tech Set 2 bezieht die Firmen Boeing Aerospace Co., General Dynamics Corp. und Grumman Aerospace Corp. mit ein. Die drei Hersteller beabsichtigen, sechs verschiedene Konfigurationen zu erstellen, einschließlich einer General Dynamics F-111-Testmaschine. Zum Teil ist Tech Set 2 eine Erweiterung des gemeinsamen Air Force/NASA-Programms, das unter der Abkürzung TACT (Transonic Aircraft Technology = Flugzeugtechnologie für den transsonischen Bereich) läuft. Diese Tests untersuchen superkritische Flächenentwürfe an einer umgebauten F-111, war zu einer völlig neuen Entwicklung mit der Bezeichnung "Mission Adaptive Wing" (MAW) führen könnte.

Die MAW-Technologie sorgt für eine Verschiebung der Schockwellen-Formationen am Flugzeug und reduziert so den Luftwiderstand und das Schütteln. Dies wiederum erhöht die Reichweite, bringt eine bessere Treibstoffausnutzung und erlaubt es dem Piloten, mit einer höheren transsonischen Geschwindigkeit zu fliegen, ohne in den aerodynamischen Überschallbereich zu kommen. TACT, das nun AFTI-111 genannt wird, untersucht die Möglichkeiten einer Anpassung der Flächen-Profilformen, um zu speziellen Flugformen und Einsatzforderungen zu kommen.

Eine ideale Tragfläche müßte veränderliche Konturen und eine glatte Oberfläche aufweisen, ohne jede zusätzliche Hochauftriebshilfen, wie z. B. Vorflügel, Doppelspaltlandeklappen usw. Solch ein idealer Flügel würde eine starke Krümmung für den niedrigen und mittleren Unterschallbereich haben und sich für den Überschallflug zu einer symmetrischen Form ändern lassen. Das AFTI-111-Programm schlägt vor, einen Flügel mit einer flexiblen Beplankung zu versehen, die mechanisch in ihrer Form verändert werden kann.

Im Tech Set 2 von AFTI-111 soll erprobt werden, wie der Pilot die Fläche im Flug verstellen kann und ob dies automatisch zu geschehen hat oder durch den Piloten selbst. Die MAW-Technologie des Tech Set 2 soll zu aktiven Flugsteuerungs-Techniken führen. Darin sind verringerte statische Stabilität, Manöverbelastungs-Kontrolle, Böenreduzierung und direkte Auftriebskontrolle enthalten.

Eine weitere technische Innovation ist die 2-D-Nozzle (2-D = zweidimensional). Diese Austrittsdüse kann den Schubstrahl aus der Längsachse des Flugzeugs ablenken. Das erhöht den Auftrieb, verkürzt die Start- und Landestrecke, führt zu größerer Kampf-Manövrierbarkeit und steigert so die Überlebenschancen des Flugzeugs. Schon 1978 sollen eine F-15 und eine F-111 mit einer solchen 2-D-Nozzle ausgerüstet und getestet werden.

Tech Set 3

Die Ergebnisse aus AFTI Tech Set 1 und 2 sollen in Tech Set 3 für aeromechanische Technologie zusammengefaßt werden, das zu einem echten Kampfflugzeug mit fortschrittlicher und hoher Effizienz führen wird. Die Bezeichnung dieser Maschine ist. AFTI "X". Ihre endgültige Form könnte eine Modifikation derzeitiger Flugzeuge sein, aber auch ein neuer 1:1-Demonstrator oder ein ferngesteuertes Gerät ähnlich dem gemeinsamen Air Force/NASA-Entwurf HiMAT (Highly Maneuverable Aircraft Technology = Technologie für extrem manövrierbare Flugzeuge).

HiMAT

HiMAT wird das erste Fluggerät sein, das die vorher beschriebenen Technologien beinhaltet. Unter einem gemeinsamen Air Force/ NASA-Kontrakt fertigt die Rockwell International Los Angeles Divislon zwei extrem manövrierbare, ferngesteueite Versuchsgeräte. Die Hauptaufgabe dieses HiMAT-Programms ist die Steigerung der transsonischen Manövrierbarkeit bei zukünftigen Kampfflugzeugen der USA. Das 1542 kg schwere Gerät, das von einem General Electric J85-21-Triebwerk mit Nachbrenner angetrieben wird, soll 1978 von einem Boeing B-52-Trägerflugzeug aus in 13 700 m über dem Dryden Flight Research Center der NASA auf Edwards AFB in Kalifornien gestartet werden. Während des Fluges sollen bei Mach 0,9 in 7600 m über längere Zeit gehaltene 8-g-Kurven und bei Mach 1,2 in ca. 10 000 m noch 6-g-Turns erreicht werden. HiMAT-Programm entstand in einem gemeinsamen DOD/NASA-Komitee für aeronautische und astronautische Koordination. Die Studie beschäftigt sich mit den substantiellen Verbesserungen, die für einen fortschrittlichen Fighter der achtziger Jahre benötigt werden. Rockwells HiMAT ist daher ein exaktes Modell des Kampfflugzeugs der nächsten Generation. Es umschließt fortschrittliche aerodynamische Strukturen, Antriebsformen und Flugsteuerungstechniken - alle in einem System zusammengefaßt.

Bei ständig aufrechterhaltenen Belastungsfaktoren in ca. 10 000 m Höhe und bei Geschwindigkeiten um Mach 0,9 kann HiMAT direkt mit bis zu 1 g steigen und Seitwärtsbeschleunigungen bis zu 0,4 g erzielen. Das Gerät ist in Modulbauweise gefertigt, um die jeweils zu testenden Teile problemlos austauschen zu können. Dies bezieht sich auf die Strahlenaustritts-Module, den Lufteinlauf, die Außenflügel, die Flügel- und Canard-Vorderkante, den Canard selbst, die Flächenspitzen-Fins, die Seitenruder und die Meßboom-Anordnung. Die Quer- und Höhenruder und das Landegestell können schnell ausgewechselt und gegen neu konstruierte Teile ausgetauscht werden. Der modulare Triebwerkseinbau erlaubt den Austausch des Nachbrenners und des Auslasses. Es sollen pfeilförmige planare Flächenprofile, Flügel mit variablem Einstellwinkel und Schwenkflügel getestet werden.

Die Daten dieser Flugversuche werden in den Differential Maneuvering Simulator (DMS) im NASA Langley Research Center eingegeben, um sie bei der Konstruktion des Kampfflugzeugs der nächsten Generation heranziehen zu können. HiMAT wurde entworfen, um eine Brücke vom Windkanal-Modell zum sehr teuren 1:1-Prototypen zu schlagen. Die Ersparnis von Geld und die mögliche Rettung von Menschenleben sind beeindruckend, wenn man übliche bemannte Prototypen zum Vergleich heranzieht.

ADCA

Das US Air Force Flight Dynamics Laboratory (FDL) arbeitet mit der Grumman Aerospace Corporation zusammen, um das ADCA (Advanced Design Composite Aircraft = Fortschrittlicher Entwurf für ein Flugzeug aus Verbundwgrkstoffen) zu entwickeln. ADCA ist ein fast ganz aus Komposit-Materialien gefertigtes Überschall-Flugzeug der Zukunft. Es wurde entworfen, um zu Zielen tief im Hinterland des Gegners vordringen zu können. Grummans Studie zeigte, daß etwa 75 Prozent eines solchen Flugzeugs aus Graphit-Epoxy-Materialien herzustellen seien, was die Produktionskosten im Vergleich zu schwereren Metall-Maschinen um ca. 21 Prozent und den Treibstoff-Verbrauch um etwa 30 Prozent senken würde
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V/STOL

Die Air Force hat in ihrem FDL und in der Aeronautical Systems Division (ASD) drei V/STOL-Versuche mit der Klärung der Bedingungen, mit der Klärung der Bedingungen, unter denen V/STOL-Flugzeuge ab 1990 bei der Air Force eingesetzt werden könnten. Die V/STOL-Entwicklung hat in den USA seit 1960 einen langen Weg hinter sich gebracht.

Die US Air Force tauschte bei den V/STOL-Arbeiten Techniken mit Frankreich und der Bundesrepublik aus. Von 1965 bis 1968 beteiligte sie sich nach einem V/STOL-Technologie-Übereinkommen zwischen den USA und der Bundesrepublik an Entwicklungs-Studien für einen gemeinsamen V/STOL-Fighter. Ein Schwerpunkt bei der V/STOL-Planung liegt in Europa. Das Benutzen kurzer oder sehr kurzer Startbahnen und die Möglichkeit der Kampfflugzeuge, diese schnell anzufliegen oder zu verlassen, werden dazu beitragen, die Flexibilität der europäischen Verteidigung aufrechtzuerhalten. Längere Startbahnen setzen eine größere Zahl von Flugzeugen den gegnerischen Luft-Boden- und den Bodenwaffen aus. Die nächste Generation von V/STOL-Kampfflugzeugen muß so konstruiert sein, daß sie tatsächlich von den Warschauer-Pakt-Streitkräften unentdeckt bleiben.

Die Forderungen an einen V/STOL-Kampfeinsatz umfassen Angriff, Abfangjagd, Aufklärung, Jagdschutz, Luftüberlegenheits-Jagd, U-Boot-Bekämpfung und Erdkampfunterstützung. Das ASD sagt, V/STOL-Fighter müßten Schnellstart- und hohe Einsatzfähigkeiten aufweisen, genaue Allwetter-Navigation und -Zielauffassung ermöglichen, hohe Geschwindigkeiten und hohe hohe Zuladung sowie schnelle Um- und Wiederaufrüstung garantieren. Sie müßten hohe Überlebenschancen haben, zuverlässig sein und verschiedene Waffen tragen können, wie z. B. Bomben, Raketen, Kanonen und Lenkwaffen. Ferner Dürften sie nur ein geringes Infrarot-Bild ergeben, müßten mit einem Head-up Display ausgerüstet sein, extrem manövrierbar sein, ein Fly-by-wire-System haben und eine niedrige Radar-Rückstrahlfläche besitzen, um nur einige Faktoren zu nennen.

Die Air Force erklärt dazu: "Ein solches V/STOL-Flugzeug muß sehr billig und einfach aufgebaut sein und in der Lage sein, voll in dem sehr stark verteidigten Raum Zentraleuropa eingesetzt zu werden." Die Air Force versucht schon seit langer Zeit - zum Teil mit Partnerländern -, ein V/STOL-Kampfflugzeug zu entwickeln. Die Liste der Projekte schließt die Entwürfe Ryan X-13, P.1127, der der Prototyp des Harrier war, Lockheed XV-4A, Bell D-188A (XV-109)- ein Entwurf, der in der Bundesrepublik zur VJ-101C und später zur VAK-191 B führte - und die Ryan XV-4B ein.

Ein derzeitiges Navy-Projekt, das Anlaß zur Hoffnung gibt, ist die XFV-12A der Rockwell Columbus Division.

ATS

Das AFDL hat mit McDonnell Douglas, Grumman Aerospace und Boeing Aerospace Studien-Verträge für die technische Ausarbeitung und Integration eines ATS-Projektes abgeschlossen (ATS = Air-to-Surface Threats = Luft-Boden-Bedrohung). Während des 15 Monate dauernden Programms wollen die beteiligten Firmen Technologien und Einsatz-Kapazitäten für ein fortschrittliches Kampfflugzeug der neunziger Jahre erarbeiten, mit denen es Angriffen durch Abwehrwaffen, taktische und Jagdflugzeuge und durch Ziele auf dem Gefechtsfeld besser widerstehen kann.

Hypersonische Versuchsflugzeuge

Das AFDL entwickelt in Zusammenarbeit mit der NASA auch Versuchsflugzeuge mit der Bezeichnung NHFRF (National Hypersonic Flight Research Facility = nationale hypersonische Flugversuche).
Text: Norman Lynn Fotos: Werkbilder

Letzte Änderung: 2. Januar 2003

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