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F R 2 - 1 9 7 8 |
RFB FANTRAINERTrotz sehr schlechten Wetters gab der Fantrainer AWI-2 am 14. 12. 77 in Mönchengladbach sein Debüt: Testpilot Göbbels führte den in der Tarnfarbe der Bundeswehr gespritzten ersten Prototyp des AWI-2 so bravourös unter der niedrigen Wolkendecke und bei geringen Sichtweiten vor, daß die anwesenden Fachleute von Luftwaffe, Marine und der Presse sichtlich beeindruckt waren. Erstaunlich, was der Testpilot nach erst wenigen Teststunden Erfahrung mit der Maschine an guten Eigenschaften bei geringer Lärmentwicklung demonstrieren konnte.Als Vertreter des Auftraggebers (Bundesministerium der Verteidigung) war Brigadegeneral Kannegiesser mit einem Stab von Offizieren und Fachreferenten erschienen, um auch den technischen Aufbau des in der Herstellung befindlichen zweiten Prototyps in Augenschein zu nehmen. Der Entschluss des Verteidigungsministeriums, ein solches Projekt zu finanzieren und der mit großem Know-how aufwartenden deutschen Flugzeugindustrie einen Auftrag für zwei Prototypen zu erteilen, war klug. Er kam gerade noch zur rechten Zeit, denn der Ersatz der viersitzigen Piaggio durch ein wesentlich leistungsfähigeres und vielseitigeres, auch zum Training geeignetes Flugzeug ist hochaktuell. Nicht weniger lobenswert ist die Durchführung des Auftrages mit vergleichsweise bescheidenen finanziellen Mitteln, dafür aber großem Engagement und dem Einsatz von umfangreichem Fachwissen für ein so komplexes, unkonventionelles Konzept. Ein völlig neues Konzept Weil man sich in Mönchengladbach schon vor etwa zwei Jahrzehnten Gedanken darüber gemacht hatte, mit welchen Methoden und Techniken man im Flugzeugbau noch deutliche Fortschritte machen könnte, ohne die Kosten für die Entwicklung eines völlig neuen Konzepts zu stark anwachsen zu lassen, gelang es nach gründlicher Erprobung der Systemkomponenten, zunächst den Fanliner (Test in FR 1/78) und nun den Fantrainer vorzustellen. Immerhin hatte man schon 1960 damit begonnen, umgebaute Segelflugzeuge mit Mantelstromantrieb zu versehen und ein über viele Jahre dauerndes, stetig fortschreitendes Erprobungsprogramm durchzuziehen. Hinter der Entwurfsphilosophie für den modernen Fantrainer stand die Forderung nach der Verfügbarkeit einer Trainingsmaschine mit den Eigenschaften eines Strahlflugzeuges, verbunden mit den geringeren Kosten eines Propellerflugzeuges. Diese Forderung, die in den militärischen Stäben der ganzen Welt heute mehr oder weniger stark vertreten wird, ergab sich aus der Tatsache der enorm gestiegenen Kosten für die ersten etwa 100 Flugstunden, für die man sowohl Propeller- als auch Strahlflugzeuge halten muß. Aus diesem Grund wurden in vielen Ländern spezielle Trainingsflugzeuge entwickelt, die freilich im Gesamtkonzept nur wenig technische Neuerungen boten, obwohl sie gegenüber den älteren Typen hinsichtlich Vielseitigkeit und Leistungsspektrum überlegen waren. Um einen deutlichen Schritt weiterzugehen, entwickelte RFB den Fantrainer, der durch weitgehende Berücksichtigung der Modulbauweise einen unerreicht großen Bereich von Eigenschaften und Leistungen abdecken kann. Die Möglichkeit des Einbaues von Triebwerken der verschiedensten Konstruktion vom Hub- über den Kreiskolbenmotor bis hin zur Gasturbine - und der große Bereich der installierbaren Leistung von 300 bis 600 PS (225 kW bis 450 kW) ohne irgendwelche Strukturverstärkungen zeigt deutlich den großen Fortschritt im Konzept. Sehr kompakte Auslegung Durch das Mantelstromtriebwerk mit seiner Massenkonzentration im Bereich des Schwerpunktes ist das möglich geworden. Darüber hinaus erzeugt die hinter die Flügelhinterkante verlegte, ummantelte Rotorebene eine ungestörte, saubere Umströmung des gesamten Vorderrumpfes und günstige Druckverhältnisse am Flügel-Rumpf-Übergang. Da die Resultierende der Schubkraft außerdem durch den Bereich des Schwerpunktes verläuft, entstehen jetähnliche Flugeigenschaften, zu denen auch der Wegfall von Lastigkeitsänderungen selbst bei starken Leistungsänderungen gehört. Die verstellbaren Rotorblätter unterstreichen diese Charakteristik, und die beiderseits am Rotormantel angebrachten Luftbremsen machen dies noch deutlicher. Irgendwelche Drehmomente entstehen durch den Antrieb nicht - auch nicht beim Start. Insgesamt macht die Maschine einen sehr kompakten Eindruck, obwohl für die beiden Sitze unerwartet viel Platz vorhanden ist. Die Verglasung der tief heruntergezogenen Haube ist großflächig und bietet auch nach vorn ausgezeichnete Sichtverhältnisse. Die Sicht in einmotorigen Trainern mit Propellerantrieb kann da überhaupt nicht mehr mithalten - allenfalls noch Trainer mit Strahltriebwerken. Der Fantrainer bringt hier sicherlich maximale Werte. Gute Detailkonstruktion Interessant ist aber nicht nur das Gesamtkonzept, sondern auch die Konstruktion im Detail. Man hat sich viel Mühe gegeben, um die Wartung und Kontrolle erheblich zu erleichtern, auch wenn es sich um die Durchführung größerer Arbeiten bei Überholungen handelt. Auffallend ist zunächst die Gemischtbauweise. Während der Rumpf mit dem gesamten Leitwerk aus Leichtmetall gefertigt ist, besteht der Flügel mit Holm, Fowlerklappen und Querrudern aus GFK/KFK. Die Schlauchbauweise in Längsrichtung macht seine Schale sehr beulfest und den leicht vorgepfeilten Mitteldeckerflügel steif. Die Flügelhälften sind jeweils mit zwei Hauptbolzen mit den zwei groß dimensionierten Holmbrücken des Rumpfes verbunden und verfügen über je zwei integrierte Nasentanks, während Raum für je einen dritten im Außenbereich bereits vorgesehen ist. Der Rumpf ist eine Zentralrahmen-Konstruktion aus Leichtmetall mit einem an drei Punkten angeschlossen, kreuzförmigen Leitwerksträger. Seine strukturelle Festigkeit hat er bei einer Bauchlandung auf der Asphaltbahn bereits bewiesen: Obwohl dabei die MaschiA B@`D~_ a@QW%2De ptE "#?=C0Zb5SC^)[;% fZljZ d-5[ZUK>rZRD@\ UN_Ԭv9fȡ @( A`۾}}nģq-/c:AX_mT.+[._V:N'BʢƬL H0K!νS/Z wId"ab ` ;,0; &0}~m湬( @+Jʺ+"*;ҮB9vYe,k(/3*(Ah̆M@!@0\HnPQ㘢Q'}FjFcht der strukturellen Festigkeit des Rumpfes. Interessant ist der weit nach vorn reichende, mit zwei starken Streben abgefangene Längsträger, der die um 360 Grad schwenkbare Bugradeinheit, die Sitze, die Instrumententräger und die Steuerung trägt. Schon in der Produktion wird bei bester Zugänglichkeit zu allen Teilen des vollkommen offen liegenden Zentralrahmens und Längsträgers alles installiert, was zu Steuerung, Instrumentierung, Triebwerk und Fahrwerk gehört, während getrennt davon die gesamte Rumpfschale mit der Verglasung und den beiden Klapphauben aus GFK/KFK gefertigt wird. Erst zum Schluß wird dieser Teil aufgesetzt und so befestigt, daß er relativ einfach bei großen Überholungen wieder demontiert werden kann. Fahrwerk in Modulbauweise Das Einziehfahrwerk in Modulbauweise wird elektrohydraulisch betätigt, kann bei Ausfall dieser Einheit mit einer Handpumpe und außerdem durch Eigengewicht notausgefahren werden. Das Bugrad läßt sich mit einem Handzug mechanisch verriegeln. Die Modulbauweise erlaubt den vollkommenen Austausch der kompletten Bug- oder Haupteinheit bei bester Zugänglichkeit innerhalb von Minuten. Der Konstrukteur Gomolzik demonstrierte das am zweiten Prototyp in eindrucksvoller Weise. Die Federung erfolgt durch gummigelagerte Hohldrehstäbe durch Torsion und Biegung. Die hohlen Federelemente tragen innen die voll geschützten Hydraulikleitungen für die Scheibenbremsen. In der Mitte des kräftigen Zentralrahmenkörpers mit seinem Verband der beiden Holmbrücken ist das Triebwerk eingebaut. Im Fall des ersten Prototyps AWI-2, der gleichzeitig als "Technologieträger für ein zweisitziges Mehrzweckflugzeug" bezeichnet wird, treiben zwei gekuppelte Wankelmotoren über ein KHD-Sammelgetriebe eine bis zum Umkehrschub verstellbare Mantelschraube. Jede dieser Zweischeiben-Kreiskolbenmaschinen EA 871-L von Audi/NSU/RFB verfügt über je einen Freilauf zum Getriebe, so daß die Sicherheit eines zweimotorigen Flugzeuges - aber mit dem Vorteil des Zentralschubs - gegeben ist. Jeder Motor gibt 150 PS ab, so daß bei voller Leistung 300 PS (entsprechend 220 kW) am siebenblättrigen Rotor zur Verfügung stehen. Auf der Antriebswelle des Rotors sitzt ein Gebläserad, das bis zu 70% der nötigen Kühlluft durchsetzt, so daß die in den Flügelnasen an der Wurzel eingebauten Kühler für die beiden Motoren auch am Boden die Temperaturen halten können. Die Fanschraube ist eine Entwicklung von Dowty-Rotol, die über eine motorunabhängige Öldruckeinheit für den Verstellmechanismus verfügt. Selbst bei totalem Ausfall der Triebwerke könnte eine Verstellung durch den Propellerhebel erfolgen, da die Druckpumpe über den im Fahrtwind drehenden Rotor angetrieben wird. Bei Umkehrstellung für Operationen am Boden sind maximal 40% Schubleistung verfügbar. Um die Strömungsverhältnisse auch bei geringen Fluggeschwindigkeiten und bei Schräganblasung an der Stirnseite des Mantelrings ungestört zu halten, ist ein selbsttätig vorfahrender Nasenring aufgesetzt, der ähnlich wie ein Vorflügel wirkt. Beim Überschreiten von 200 km/h fährt er automatisch ein, so daß empfohlen wird, nicht längere Zeit im Bereich von 195 bis 205 km/h zu operieren. Beide Triebwerke und die Fahrwerkeinheiten können innerhalb kürzester Zeit für die Wartung freigelegt werden und sind auch schnell auszubauen. Das gleiche gilt für die Wartung und den Ausbau des Rotors und seines Mantels mit den Bremsklappen. Auf überdurchschnittlich günstige Wartungs- und Überholungsbedingungen mit dem Austausch ganzer Aggregate wurde größter Wert gelegt, um die Einsatzzeiten hoch zu halten und damit die Rentabilität und Wirtschaftlichkeit zu steigern. Cockpit: gute Gestaltung Bei einer Sitzprobe im ersten Sitz des Cockpits offenbarte sich erstklassige Übersicht und gute Gestaltung der verschiedenen Panels und Seitenkonsolen, obwohl die Instrumentierung noch provisorisch war und teilweise reine Testinstallationen untergebracht werden mußten. Die Sitze sind in der Höhe verstellbar und besitzen Wannen sowohl für Sitz- als auch Rückenfallschirme. Auch die Seitensteuerpedale sind im Flug verstellbar. Die Rotorblattstellung muß beim Prototyp noch mit der Hand bedient werden, denn es ist noch kein Constant Speed-Regler eingebaut. Die Gruppierung der Leistungshebel auf der linken Konsole ist handgerecht und trägt hinter den beiden Mixern die zwei Gashebel mit den integrierten Anlasserknöpfen für das jeweilige Triebwerk. Aus Gewohnheitsgründen haben sie eine Rechts-Links-Bezeichnung, obwohl die beiden Wankelmotoren übereinander installiert sind. Da beide Triebwerke als ein Aggregat auf eine Mantelschraube wirken, wird nur die Drehzahl des Rotors angezeigt. Der Schalter der Landeklappen liegt über den Leistungshebeln in einem Block mit dem Schalter für die Betätigung der Bremsklappen. Dieser Schalter ist federbelastet, so daß die Bremsklappen beim Loslassen wieder in Nullstellung an den Mantelring zurückschwenken. Ein Annunciator Panel mit 20 Positionen und weitere 14 Warnlampen einschließlich Master Caution und Fire helfen, die Systeme zu überwachen und den Piloten zu warnen. Schließich ist der Knüppelgriff Standard, wie in allen Jets der Bundeswehr. Insgesamt ist die Auslegung des Cockpits derjenigen des Alpha Jet ähnlich. Anpassungen an andere Typen, wie F-16 oder Tornado, sind jederzeit durchführbar. Die Möglichkeit, junge Piloten mit kostensparenden Methoden im Flug auf das vorgesehene spätere Einsatzmuster vorzubereiten, gehört mit zu den wichtigsten Punkten der Entwurfsphilosophie für dieses moderne Konzept eines militärischen Trainingsflugzeuges. Mehr noch als in der zivilen Fliegerei hat in den Luftwaffen das Strahlflugzeug die Propellermaschinen verdrängt. Dennoch wird die Pilotenausbildung aus Kostengründen mit Propellerflugzeugen begonnen, um anschließend auf Strahlflugzeugen fortgeführt zu werden, so daß es an der Zeit war, neue Konzepte zu erarbeiten. Die Ausbildung bis zum Umsteigen auf das endgültige Einsatzmuster müßte noch wirtschaftlicher auf einem einzigen Flugzeugtyp erfolgen, der aber wirtschaftlicher und wesentlich vielseitiger und anpassungsfähiger an spätere Einsatzflugzeuge sein müßte, als das bisher der Fall war. Moderne Hochleistungsflugzeuge sind in den letzten Jahren derartig teuer geworden - und zwar sowohl in der Beschaffung als auch im Betrieb -, daß man eine erhebliche Reduzierung der jährlichen Trainingszeit für fertig ausgebildete Piloten erwarten muß. Hier könnte eine Maschine wie der Fantrainer wenigstens in der Ausbildungsphase kostensparend eingesetzt werden, denn er bietet die Eigenschaften eines Strahlflugzeuges zu den Kosten eines Propellerflugzeuges mit der Möglichkeit, auch den Waffeneinsatz zu trainieren. Allerdings scheint mir, daß hier die Auslegung des zweiten Prototyps, der ATI-2, noch erheblich günstiger ist. Nicht nur, daß die Verfügbarkeit eines stärkeren Wankel-Doppeltriebwerks noch für mindestens ein Jahr ungewiß ist, könnte hier entscheidend sein. Es ist vielmehr die Tatsache, daß bei dieser ATI-2, deren Erstflug für April/Mai 1978 erwartet wird, der ummantelte Rotor durch eine in der Bundeswehr bereits zugelassene Gasturbine angetrieben wird. Hierbei handelt es sich um die Allison 250-C-20 B mit maximal 420 PS und etwa 370 PS Wellenvergleichsleistung im Reiseflug. Sie hat als Hubschrauberturbine bereits eine günstige Auslegung beim Einsatz in geringeren Flughöhen, würde also auch bezüglich des Verbrauchs zum Fantrainer passen. Ihr Kraftstoffverbrauch liegt fast im Bereich desjenigen mit dem Wankel-Doppelaggregat, wenn 2500 m Flughöhe und 300 km/h Marschgeschwindigkeit eingehalten werden. Zudem hat die Turbine ein ungefähr um 220 kg geringeres Einbaugewicht und kann mit normalem Jet-Kraftstoff betrieben werden. Der um etwa 100 Liter größere Tankraum im Außenflügel würde das Tankvolumen auf mindestens 410 Liter erhöhen - also ausschließlich internal. Wegen der sehrgeringen Abmessungen des Triebwerks wird ein zusätzlicher großer Stauraum unter diesem zur Verfügung stehen. Als geschätzter Preis für eine Serienmaschine mit dem Wankelantrieb wurden $ 260 000 genannt. Eine Gasturbine würde leistungssteigernd wirken Man kann sich vorstellen, daß sich die Turbinenversion aufgrund der vielen Vorteile besonders zum Einsatz eignen wird, auch wenn der fünffache Preis des Triebwerks die Beschaffung teurer macht. Gegenüber dem AWI-2 wird von dem ATI-2 aber bei gleichem maximalem Fluggewicht eine um 55% bessere Steigleistung und eine um 25% größere Höchstgeschwindigkeit erwartet. Dagegen wird die maximale Reichweite und Flugdauer nur um etwa 10 bis 15% absinken. Logistische und andere, rein militärische Aspekte sprechen ebenfalls mehr für die Version ATI-2. Man darf auf den Erstflug im Frühjahr 1978 gespannt sein. Wir hoffen, bis dahin einen Testbericht der AWI-2 bringen zu können. Text: Dieter Schmitt
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