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Eine neue Generation leichter Uberschall-Kampfflugzeuge?

PIRANHA

Junge Ingenieure, Physiker, Elektroniker, Militärpiloten und Offiziere der Wartungs- und Unterhaltsorganisation der schweizerischen Flugwaffe haben in zweijähriger Gemeinschaftsarbeit unter Leitung von Dr. Ing. Georges Bridel, Zürich, die Kampfflugzeug-Studie Piranha durchgearbeitet.

Unter Anwendung moderner Technik in Auslegung und Ausrüstung erwarten die Piranha-„Väter" gegenüber bestehenden Baumustern wesentlich verbesserte Flug- und Waffenleistungen, die durch Windkanalversuche und durch Flüge mit gesteuertem Freiflugmodell ihre erste Bestätigung gefunden haben.

Ausgehend von der Tatsache, daß die Ausrüstung der Luftstreitkräfte mit modernem Fluggerät für Kleinstaaten immer problematischer wird, ist die interessante und vielleicht wegweisende Projektstudie Piranha entstanden. Die laufende Verteuerung des Flugmaterials und dessen Bewaffnung läßt die Flottengrößen derart zusammenschrumpfen, daß ihre Leistungsfähigkeit im Kampfeinsatz fraglich wird.

Bekanntlich stellen wertvolle Flugzeuge - auf wenigen Stützpunkten verteilt - erstrangige Ziele dar. So dürfte es einem starken Gegner nicht allzu schwer fallen, den Flugbetrieb auf diesen Flugplätzen durch kombinierte Luftangriffe und Sabotageaktionen zu unterbinden. Damit wird aber deutlich, daß der Überlebensfaktor einer Flotte mit Hochleistungsflugzeugen am Boden entscheidend ist und daß die Frage, ob die Überlebenswahrscheinlichkeit in der Luft Werte um 0,95 oder 0,97 erreicht, praktisch vernachlässigt werden kann.

Hinzu kommt, daß die Kampftaktik im Verlauf des Gefechts den Verhältnissen angepaßt wird, wogegen die Flexibilität der Bodentruppen mit ihren festen Anlagen - die flugplatzeigene Fliegerabwehr inbegriffen - nur geringe Möglichkeiten offenläßt. Der Überlebensfaktor einer nur kleinen Flotte am Boden ist derart von der Kampfweise des Gegners abhängig, daß er kaum annähernd genau vorausbestimmt werden kann.

Eine kleine Flotte von Hochleistungsflugzeugen dürfte daher nur in einer Situation genügen, bei der noch nicht mit gegnerischen Reaktionen auf die eigenen Stützpunkte zu rechnen ist, also für reine Luftpolizeiaufgaben, die in der Schweiz beispielsweise unter dem Begriff Neutralitätsschutz bekannt sind. In diesem Fall ist die Einsatzleistung der Flugwaffe der Rechnung eher zugänglich, weil diese mit Unterstützung eines sehr leistungsfähigen Frühwarn- und Jägerleitsystems geflogen werden.

Eine kleine Flotte von Hochleistungsflugzeugen dürfte aus den genannten Gründen daher für eine länger dauernde Kampfführung kaum genügen. Im Gegensatz dazu würde eine größere Flotte von Leichtkampfflugzeugen - weitgehend dezentralisiert auf einer größeren Zahl von Flugplätzen verteilt - in der Lage sein, den Abwehrkampf mit dem Heer längere Zeit zu führen.

Hinzu kommt, daß die gesamte Flotte an Kampfflugzeugen, einschließlich Mannschaften und Ausrüstungen für Wartung und Reparatur, unter Fels und Beton in Bereitschaft gehalten wird. Verwundbar sind die Start- und Landebahnen, die Rollstraßen und natürlich die dazu gehörigen Anlagen außerhalb der Deckungen, die durch bereitgestellte Spezialisten der Flugplatz-Bodentruppen unterhalten und nach Zerstörungen innerhalb nützlicher Frist instandgestellt werden müssen. Es liegt dabei auf der Hand, daß nur eine einigermaßen homogene Flotte den Anforderungen für die Bereitschaft einer möglichst großen Zahl der vorhandenen Kampfflugzeuge genügen kann. Das heißt: Typenvielfalt verursacht einen zu großen Aufwand für die Ausbildung des fliegenden- und Bodenpersonals für Bereitstellung, Munitionierung, Unterhalt und Reparatur.

Konzept für eine neue Generation

Die Projektverfasser sehen einerseits einen Zwang zur Vereinheitlichung des Fluggeräts. Andererseits müßte ein neues Kampfflugzeug in möglichst vielen Varianten gebaut werden. Das heißt: Das Flugzeug sollte bei gleichbleibender Grundausrüstung für Luft- und Erdkampf, Aufklärung, elektronische Kriegführung und Einsatztraining verwendet werden können. Die Beschaffung einer Typenreihe müßte sich über längere Zeiträume erstrecken, während welcher der Grundtyp verbessert und verschiedene Varianten eingeführt werden können. Der Kern des Problems liegt dann nach Meinung der Projektgruppe in der Frage, welche Aufgaben diesen Flugzeugen zu übertragen seien. Diese Rahmenbedingungen weisen auf das Bedürfnis nach einem kleinen, in größerer Zahl beschaffbaren Leichtkampfflugzeug hin, wobei auf Allwetter-Interzeption und Allwetter-Tiefangriff (auch aus Kostengründen) bewußt verzichtet wird. Die Projektverfasser erklären:
  • Ein kleines, leichtes Kampfflugzeug sei generell billiger als ein Flugzeug mit größeren Abmessungen und Gewichten.
  • Neue, hochwertige Waffen erhöhen den Wert der im Kampf eingesetzten Flugzeuge; die Zuladung könne reduziert werden.
  • Ein kleines Flugzeug biete auch in taktischer Hinsicht große Vorteile.
  • Die heutige Luft- und Raumfahrttechnik erlaube es, die Nachteile früherer Leichtjäger zu vermindern oder zu beseitigen. Neue Zweistromtriebwerke verbessern die Reichweite; der hohe Stand der Miniaturisierungstechnik reduziere Volumenbedarf und Gewicht der gesamten Ausrüstung.
Als Grundlage für das Projekt Piranha wird ein Kriegsschauplatz betrachtet, der durch den Einsatz starker mechanisierter Verbände gekennzeichnet ist, die durch Fliegerabwehr und Jäger geschützt und durch leistungsfähige Erdkampfflugzeuge unterstützt werden. Diese Betrachtung ließe sich in zunehmendem Maß auch auf Gebiete außerhalb Europas übertragen. Die Auslegung dieses neuen Luftkampfmittels würde sich daher auf folgende Einsatzarten beschränken:
  • Klarwetter-Luftverteidigung,
  • Tiefflugangriff in Frontnähe und hinter der Front, vornehmlich bei Sichtbedingungen,
  • Aufklärung und elektronische Kampfführung und
  • Einsatztraining.
Allwetterfähigkeit wäre an sich wünschenswert, meinen die Mitglieder der Projektgruppe. Sie setze jedoch leistungsfähige Radareinrichtungen und Radarlenkwaffen voraus, die zur Zeit groß und schwer seien (Sparrow-Folgemuster) und bereits bei mittleren Kampfflugzeugen die Flugleistungen durch vermehrten aerodynamischen Widerstand beträchtlich herabsetzten. Gleiches gelte für eine leistungsfähige Radareinrichtung an Bord.

Das Konzept eines Klarwetter-Kampfflugzeugs für untere bis mittlere Flughöhen rechtfertige die Tendenz in Richtung geringerer Abmessungen und niedrigeren Kampfgewichts. Gleichlaufend dazu würden Ausrüstung und Kampfverfahren einfacher und die Beschaffungskosten je Kampfeinheit niedriger. Weiter sei in Rechnung zu stellen, daß Angriffsverfahren für Allwettereinsatz (Zielauffindung mit FLIR, also kein schneller Anflug), die eingesetzten fliegenden Verbände gerade durch Allwetter-Fliegerabwehr vermehrter Gefährdung aussetzen, was wiederum zusätzliche elektronische Gegenmaßnahmen erfordern würde. Für das Gros dieser Flotte wären demnach Sichtflug-Angriffsverfahren ausreichend, womit auch der Ausrüstungskatalog eingeschränkt und eine Arbeitsüberlastung der Besatzungen nicht zu erwarten wäre. Ein vollwertiger Einsatz von Miliz-Piloten (für schweizerische Verhältnisse) im Luft- und Erdkampf wäre sichergestellt.

Nun laufe aber die Auslegung für die Doppelrolle - Luft- und Erdkampf - unweigerlich auf ein Überschallflugzeug hinaus. Diese Konfiguration begünstige den Tiefflug im transsonischen Flugbereich, was einem entscheidenden Vorteil in bezug auf die Bedrohung durch Fliegerabwehr und Jäger gleichkomme - ein Beispiel dafür, daß sich die Anforderungen bezüglich. Erd- und Luftkampf in wesentlichen Aspekten nicht widersprächen.

Hochwertige Bewaffnung

Eine hochwertige Bewaffnung sei prinzipiell anzustreben und im Rahmen der Möglichkeiten der modernen Waffentechnik und der verbesserten Fliegerabwehr vorzusehen.

Für den Luftkampf: Hochleistungskanone, Kurzstrecken-Luft-Luft-Lenkwaffen sowie Mittelstrecken-Lenkwaffen für Angriffe aus möglichst großen Winkelbereichen.

Für den Erdkampf: Hochleistungskanone, Luft-Boden-Lenkwaffen, TV-, Infrarot- oder Lasergelenkte Waffen, Streubomben, gebremste Bomben und herkömmliche Bomben.

Für Aufklärung und elektronische Kampfmaßnahmen könne eine reduzierte aktive Ausrüstung eingeplant werden.

Einsatzverfahren

Die Sicherung einer örtlich und zeitlich begrenzten Luftüberlegenheit könne nur durch eine möglichst große Zahl von Waffenträgern im Kampfgebiet versucht werden, womit eine Sättigung der gegnerischen Luftverteidigung erreicht werden müsse. Der Einsatz könne von boden- oder luftgesteuerten Radarstationen aus erfolgen. Die geringen Abmessungen des Flugzeugs vermindern dabei die Entdeckungswahrscheinlichkeit wie auch die Chance, bei Kanonenbeschuß getroffen zu werden.

Abb. 3 zeigt einen Vergleich konventioneller Tiefangriffe mit den Angriffsverfahren beim Einsatz mit modernen Waffen. Ebenso sind die Wirkungsbereiche einiger typischer Fliegerabwehrwaffen dargestellt. Moderne Bomben und die neue Hochleistungskanone KCA würden bei sehr flachen Angriffswinkeln eingesetzt, wobei das Flugzeug ausgedehnte Totzonen der Fliegerabwehr durchfliege. Luft-Boden-Lenkwaffen würden dagegen teilweise außerhalb des Wirkungsbereichs der Fliegerabwehr eingesetzt.

Die Zuladung mit derartigen Waffen sei einerseits durch die Kleinheit des Trägerflugzeugs begrenzt, andererseits sei das Mitführen einer Vielzahl von Präzisionswaffen deshalb unerwünscht, weil deren Abschuß eine zu lange Verweilzeit im Zielgebiet voraussetze, die ohne Verwendung umfangreicher, modernster elektronischer Mittel und nur unter der Voraussetzung eines wirksamen Jagdschutzes denkbar sei. Beide Maßnahmen überstiegen jedoch kleinstaatliche Möglichkeiten bei weitem.

Schwerpunkt aller Erdkampfeinsätze müsse der überraschend und äußerst schnell geflogene Tiefangriff sein. Dabei komme die Auslegung des für den Luftkampf geeigneten Leichtkampfflugzeugs auch dem Tiefangriff zugute, weil die für den Luftkampf notwendige Überschall-Aerodynamik sowie die Triebwerkleistung den schnellen Tiefflug begünstigten.

Die Ausrüstung des projektierten Leichtkampfflugzeugs umfaßt ein auf passiven Sensoren basierendes Navigationssystem (z. B. LINAS von Ferranti), eine Bombenwurfanlage, ein kleines Luft-Luft-Radar sowie ein zweckmäßiges Zielgerät. Als Randbedingung für den Einsatz von dezentralisierten Stützpunkten aus werden STOL-Eigenschaften verlangt, damit Startbahnen um 1000 m Länge, die ja in großer Zahl vorhanden sind, benutzt werden können.

Das System Piranha

Die Projektverfasser haben sich die Aufgabe gestellt, eine mögliche Variante des Konzepts auf seine Durchführbarkeit hin zu prüfen. So wurden existierende oder in Entwicklung stehende Systeme gewählt, um möglichst realistische Voraussetzungen zu gewährleisten. Aus mehreren möglichen Antriebsvarianten wurde eine Lösung auf der Basis des Triebwerks Rolls-Royce/Turbomeca Adour angestrebt. Die Auslegung des Flugzeugs entstand aus der Synthese verschiedener Anforderungen, die unter, anderen durch Kurzstartfähigkeit, gute Manövrierfähigkeit, günstige Waffenanordnung und zweckmäßige Unterbringung des Triebwerks und der diversen Systeme gegeben sind.

Das Projekt Piranha ist durch folgende Hauptmerkmale gekennzeichnet:
  • Kurzgekoppelte Entenkonfiguration mit voll beweglichem Entenflügel und kombinierten Querruder-Landeklappen ar Hauptflügel. Der Entenflügel ist oberhalb der Hauptflügelebene angesetzt, woraus günstige aerodynamische Interferenzwirkungen (Polare, Längsmoment) resultieren.
  • Schulterdeckeranordnung, günstige Unterbringung der Außenlasten im Hinblick auf aerodynamische Interferenzwirkungen (Längsmoment), freier Raum für Außenlasten (Fahrwerk im Rumpf) und gute Zugänglichkeit für Munitionierung und Wartung.
  • Triebwerk hängend eingebaut, wobei der freistehende Teil des Schubrohres Beschädigungen durch IR-Lenkwaffentreffer ertragen kann, ohne daß die Flugzeugführung beeinträchtigt wird.
  • Fly-by-wire-Steuerung, wobei die Betätigungszylinder vollständig im Rumpf zu liegen kommen und der Flügel von Steuereinbauten weitgehend frei bliebe. Durch Programmierung kann die relativ einfache Flugsteuerung dem Flugbereich optimal angepaßt werden.
  • Zentral eingebaute Hochleistungskanone 30 mm Oerlikon, deren relativ hohe Rückstoßkraft kein störendes Kursmoment zuläßt (Abb. 4). Rasch auswechselbarer Munitionsbehälter.
  • Anwendung konventioneller Methoden im Zellenbau.
  • Ausbaufähigkeit: Künstliche Stabilität (CCV), Verwendung von Verbundwerkstoffen.
Die Navigations- und Angriffsanlage würde im Prinzip ein leichtes Trägheitssystem, Laser-Entfernungsmesser, Kleinradar für Zielerfassung, Zielfolge- und Entfernungsmessung, Blickfelddarstellungssystem (oder Anzeigesystem) und Mehrzweckdarstellungsgerät zentral im Cockpit, 360-Grad-Radarwarnempfänger und einen einfachen, aktiven Störsender umfassen. Das vorgesehene System kann in wesentlichen Teilen sowohl für Luft- als auch für Erdkampf eingesetzt werden, so daß weder in der einen noch in der anderen Rolle viel „totes" Gewicht eingebaut werden müßte. Je nach Triebwerkwahl können verschiedene Typen der Piranha vorgesehen werden, so etwa eine Luft- und Erdkampfversion, eine reine Erdkampfversion sowie Trainings- und Schulversionen.

Das Abfluggewicht ist für eine äquivalente Mission geringer, die Abmessungen sind kleiner als jene der F-5E Tiger II (20% kleinere Oberfläche). Die Vorteile dieses kleinen Flugzeugs - höhere Überlebenswahrscheinlichkeit (kleinere Silhouette), gute Wartungsbedingungen in kleineren Unterständen - liegen in erster Linie auch darin, daß die Piranha von der zunehmenden Miniaturierung der Ausrüstung am meisten profitieren könnte.

Zusammenfassend können die Merkmale dieses Projektswie folgt hervorgehoben werden:
  • Geringere Beschaffungskosten,
  • höhere Flottengrößen,
  • die gesamten Einsatzflugzeuge können auf mehr Stützpunkte mit Belegung der Hilfsstützpunkte verteilt werden, womit die Verwundbarkeit am Boden wesentlich geringer würde.
  • Durch Verwendung eines kleinen Zweistromtriebwerks auf geringem Temperaturniveau ergäbe sich eine schwache IR-Charakteristik; dadurch Erhöhung der Überlebenschancen gegenüber IR-Lenkwaffen; geringerer Brennstoffverbrauch sowie Reduktion der Kosten für Training und Schulung vor Übergang auf Hochleistungsflugzeuge.
Text: Paul Küng. Unterlagenhinweis: ALR (Arbeitsgruppe Luft- und Raumfahrt, Zürich)
 


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Letzte Änderung: 5. Januar 2004
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