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    T-50-Kampfjet

    Stealth, oder warum die Suchoi T-50 anders aussieht, als die Su-27

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    Gerne wird bei der T-50 gestritten, ob sie nun eine völlige Neuentwicklung ist, oder 'nur' eine Weiterentwicklung der Su-27 Familie.

    Flugzeuge sind schnell, schon im ersten Weltkrieg war man bestrebt, sie möglichst früh zu orten, mit Horchgeräten! aber die Flugzeuge wurden noch schneller, rechtzeitig zum zweiten Weltkrieg entwickelten die Briten das Radar und gewannen damit genug Vorwarnzeit, um die Angriffe der Deutschen Luftwaffe abzuwehren. Gegen Ende des zweiten Weltkrieges wurden die Flugzeuge noch schneller durch das Düsentriebwerk, Radar wurde weiter verbessert, aber immer mehr zivile Flugzeuge waren unterwegs und als auch in der Zivilluftfahrt das Düsentriebwerk eingeführt wurde, war klar, daß der ganze Luftraum reglementiert und überwacht werden muß, also Luftstraßen, landesweite Radarabdeckung, Fluglotsen und Regeln für die Zusammenarbeit benachbarter Staaten.

    stealth before stealth

    Mit dem Abschuß von Power's U-2 über der SU war klar, daß Flughöhe und Unterschallgeschwindigkeit nicht reichen, um über Nachbar's Land zu fliegen. Der Superbomber B-70 war Mc Namara zu teuer, aber man zweigte als Kompromiß die SR-71 ab, offiziell ein Aufklärer, der schnell, hoch und mit kleiner Radarsignatur die SU überfliegen sollte. Heute spricht man von 'stealth before stealth', einiges wußte man also schon und man sieht es dem Vogel an. Die Seitenleitwerke sind stark geneigt, rechte Winkel sind nämlich schlecht, weil sie die Radarstrahlen nach 2 Reflexionen zur Quelle zurückwerfen. Die Flügelwurzeln sind bis ganz vorne verlängert, um einen runden Rumpf kriechen die Radarwellen nämlich herum, das verhindert man mit einer Kante. Von den hochkomplizierten Triebwerken sieht man keine Verdichterschaufeln, das sind fürchterlich gute Reflektoren und die glatte Oberfläche des Vogels ist mit einem Spezialanstrich versehen

    Berechnung

    Die nächste Herausforderung war die Berechnung der RCS, der radar cross section, also des Radarquerschnittes. Von einem stealth-fighter von 20m Länge heißt es dann zum Beispiel, er habe eine RCS von 0,5 qm. Der F-117 sieht man die Schwierigkeiten an, auch daß stealth die Aerodynamik verdirbt. Die F-117 ist nicht eigenstabil, wenn der Pilot also das 'Lenkrad' losläßt, fliegt sie nicht geradeaus, die ständig erforderlichen Kurskorrekturen werden von der Elektronik befohlen. Das war aber auch schon bei der Su- 27 so, weil es nämlich ein Vorteil für die Wendigkeit ist, heute sagt der Pilot seiner Maschine nicht mehr: Klappe rechts 20°, sondern: Kurve links. Die F-117 hat einen prismatischen Körper, die Oberfläche besteht aus lauter ebenen Flächen, für jede einzelne ist es leicht, die Radarrückstrahlung zu berechnen, also auch für deren Summe. Über Jugoslawien wurde eine Maschine abgeschossen, das war möglich, weil der Start in Italien beobachtet wurde und ein Ruderauschlag sie dann verraten hat. Die glatte Oberfläche ist für stealth extrem wichtig, das verträgt sich zwar gut mit der Aerodynamik, macht die Konstruktion aber extrem aufwändig: Möglichst wenig Klappen, deren Form sehr wichtig ist und die alle dicht schließen müssen. Ruderausschläge sind zu vermeiden, der Flugpfad um feindliche Radaranlagen herum muß genau geplant werden und eine kleine Beschädigung oder eben eine nicht korrekt geschlossene Klappe kann den Piloten verraten, ohne daß er das weiß. Externe Lasten gehen gar nicht, Interne Waffenschächte sind zwar wiederum gut für die Aerodynamik, machen die Maschine aber größer und vergrößern die teure und schwere Außenhaut.

    Richtige Flugzeuge

    Die F-22 ist zwar keine Schönheit, aber schon wieder ein 'richtiges Flugzeug'. Auffällig sind die geraden und parallelen Kanten und Flächen, daran erkennt man ein modernes stealth-Flugzeug. Man kann sich das ungefähr so vorstellen: Mit einer Taschenlampe wird in ein dunkles Zimmer geleuchtet, wie kann man einen Körper verstecken?  Ganz schlecht ist ein Ball, weil er immer Licht zur Lichtquelle reflektiert, selbst wenn die Oberfläche ganz glatt ist, besser ist ein Würfel, bei 6 Positionen reflektiert er das Licht maximal zur Lichtquelle, ein Aufblitzen, was auch nicht gut ist, um ihn zu erkennen, in allen anderen Positionen reflektiert er das Licht in andere Richtungen. Wenn wir den Würfel jetzt noch matt schwarz streichen, ist er schon ziemlich stealthy! Die RCS ist tatsächlich abhängig vom Winkel zum Radar, der Eurofighter ist eigentlich nicht stealthy, aber es wurde Wert darauf gelegt, daß die Radarsignatur von vorne klein ist.

    Die B-2 ist ein Bomber, darum, und weil sie stealthy ist und in großer Höhe fliegt, ist Wendigkeit nicht wichtig und so bot sich der Nurflügler an, was wiederum stealth und der Effizienz zugutekommt. mit der F-35 gibt es Probleme ohne Ende, das liegt aber daran, daß man alles, was technisch überhaupt möglich ist, hineingepackt hat und damit es bezahlbar würde, sollte es nur ein Flugzeug für alle geben — ein Fehler, den man mit der F-111 schon mal gemacht hatte, im Endeffekt bekommt jeder ein schlechtes, teures Flugzeug.

    Suchoi

    Die Konfiguration der Su-27 ist nicht nur aerodynamisch brillant, es hat sich auch gezeigt, daß sie sehr flexibel ist. Einerseits ist sie als 'blended wing body' ausgelegt, also an Tragflächen, Leitwerk und den weit vorgezogenen Flügelwurzeln sollte nur geändert werden, wenn es unvermeidbar ist, oder wesentliche Vorteile bringt. Andererseits sind die aerodynamisch wirksamen Flächen, die Triebwerke und der Rumpf weitgehend getrennt, so daß es relativ einfach ist, an Rumpf und Triebwerken Änderungen vorzunehmen.

    Viele Modifikationen haben wir bereits im langen Leben der Suchoi gesehen: einen Zweisitzer, übrigens eine Forderung der Indischen Luftwaffe, der sich durch die hervorragende Sicht aus dem hinteren Cockpit auszeichnet. Dann haben wir die Canards, die Entenflügel, sehr gut für die Wendigkeit und die Effizienz, weil sie zum Auftrieb beitragen, schlecht für stealth, weil die Kontur sehr viel unruhiger wird. Ein US- Konstrukteur hat einmal auf die Frage, welches der beste Platz für die Canards sei, geantwortet: das Flugzeug des Gegners. Die Beherrschung der Möglichkeiten, die sie bieten, ist eben nicht einfach, es gab bereits Versuche mit der Mig-21, aber ihre mechanische Kontrolle überfordert den Piloten genauso, wie die Beherrschung des Starfighters im Tiefflug. Aber eine schlaue Elektronik macht es möglich und das ist Suchoi offenbar gelungen. Im Westen wird zuweilen etwas abfällig von den 'Russischen Dreideckern' gesprochen.

    Bereits bei der F-22 wurden die Abstriche bei der Aerodynamik durch eine 2D Schubvektorsteuerung wieder wettgemacht, Die Russen haben die konventionelle Düse zu einer 3D Schubvektorsteuerung weiterentwickelt, bei der F-22 würde das nichts bringen, weil die beiden Triebwerke direkt nebeneinander liegen, die Sochoi kann aber die Vorteile der dreidimensionalen Schubvektorsteuerung wegen des größeren Triebwerksabstandes voll ausschöpfen. Das wichtigste aber, daß nämlich die Maschine die Bewegung aller Steuerflächen und der Schubdüsen gemäß Flugzustand nach den Wünschen des Piloten koordiniert, daß hat Suchoi ganz exzellent hingekriegt, wie man bei youtube sehen kann.

    Mit der Su-34 hat Suchoi sogar einen Bomber aus dem Grundmuster abgeleitet, der Rumpf wurde erheblich vergrößert, vorne für die Besatzung, zum Ausgleich auch hinten, wo sich eine dritte kleine Turbine für 'groundpower' befindet, wie das bei Verkehrsflugzeugen üblich ist, Startgewicht und Zuladung wurden deutlich erhöht, das Fahrwerk verstärkt, der Einstieg mit dem Vorderbein kombiniert, dazu Canards und bis zum Bug verlängerte Flüglwurzeln, das ist gut für Aerodynamik und stealth und möglich, weil moderne Radaranlagen keine Parabolantenne mehr haben, der runde Bugkonus also nicht mehr erforderlich ist.

    T-50

    Zur T-50 sagen nun Manche stolz: eine komplette Neuentwicklung, Andere etwas abfällig: eine Weiterentwicklung. Der Streit ist müßig, sie ist Beides und das ist gut so, dann all das, was bei der Su-27 Familie bis zur Perfektion ausgereift ist, warum sollte man darauf verzichten? Unter der Haut verbergen sich viele neue Materialien und neue Technik. Äußerlich sieht die Maschine ganz anders aus, was vor Allem stealth geschuldet ist, also: Parallele und gerade Kanten, ebene Flächen, eine um den Bug umlaufende Kante. Interne Waffenzuladung, während dies bei F-22 und F-35 ziemlich verquält umgesetzt ist, hat Suchoi eine höchst einfache Lösung gefunden, gewissermaßen der klassische Bombenschacht, der hohe Flexibilität und sehr große Waffen ermöglicht. Die Verdichterschaufeln sind nicht mehr sichtbar und der stets heikle Lufteinlaß der Triebwerke wurde durch zusätzliche Stauräume für Luft- Luft- Raketen versteckt. Die Seitenleitwerke bilden keine rechten Winkel mehr und sind sehr klein geworden, das ist möglich, weil nicht nur der ganze Flieger sehr schlank und glatt ist, sondern auch, weil externe Waffen nur noch ausnahmsweise mitgeführt werden. außerdem sind die Seitenruder als Ganzes drehbar, das ist nicht neu, aber wegen ihrer geringen Größe leicht umsetzbar und da sie auch gegensinnig gedreht werden können, kann die Bremsklappe auf dem Rücken entfallen, gut für stealth und Gewicht, im Übrigen können die Suchois sowieso duch Erhöhung des Anstellwinkels auf über 90° bremsen.

    Canards sind gut für die Wendigkeit, aber schlecht für stealth. Hier hat Suchoi einen verblüffend einfachen Kompromiß gefunden. Die vorgezogenen Flügelwurzeln wurden begradigt und zwar so, daß vor den Triebwerkseinläufen eine weitere Klappe Platz findet, die halbwegs die aerodynamischen Vorteile der Canards bietet, ohne ihre stealth- Nachteile zu haben. Das Problem dabei ist, daß sie die Luftzufuhr der Triebwerke nicht behindern dürfen, aber das hat Suchoi wohl in den Griff bekommen. Alle Vorder- und Hinterkanten dienen der Steuerung.

    Da moderne Radare trotz großer Reichweite kompakter gebaut werden können, ist der Bugkonus sehr klein, das wurde für eine hervorragende Sicht des Piloten genutzt, durch das kurze Bugfahrwerk wird die Sicht am Boden zusätzlich verbessert, dabei konnte die Verglasung klein gehalten werden, sie ist immer heikel bei stealth.

    Da die T-50 ein Gemeinschaftsprojekt mit Indien ist, werden wir wohl später einen Zweisitzer sehen. Ausgelegt ist die Maschine für deutlich stärkere Triebwerke, die vorhandenen stärkeren Triebwerke wären aber zu groß gewesen, und so hat man sich für's Erste mit den Triebwerken aus der Su- 27 Familie begnügt, bis die Entwicklung der maßgeschneiderten Motoren abgeschlossen ist.

    Generation 3, 4, 5

    Immerwieder liest man von Kampfflugzeugen der Generation 4++ und der 5. Generation, diese Standards sind aber in keiner DIN festgelegt und es weiß auch niemand so genau, was der Gegner 'unter der Haube' hat. außer stealth ist natürlich auch die eigene Sehkraft von Bedeutung, die Bewaffnung zum Angriff und zur Abwehr, die Zusammenarbeit mit Bodenstationen und anderen Flugzeugen, also gewissermaßen das Sozialverhalten.

    Ganz wichtige Eigenschaft ist 'supercruise'. Kampfflugzeuge erreichen ihre Höchstleistung durch den Nachbrenner, es wird hinter dem eigentlichen Triebwerk Treibstoff eingespritzt, das erhöht den Schub beträchtlich und das Gewicht nur geringfügig, ist aber sehr unwirtschaftlich, geht also auf Kosten der Reichweite. Die Triebwerke der Zivilmaschinen sind darum so dick geworden, weil der Vorverdichter die Meiste Luft an der Brennkammer vorbeibläst, also deren heißen Abgasstrahl mit einem warmen Mantel verpackt. Das macht die Triebwerke nicht nur leise, sondern auch sehr effizient. Bei Kampfflugzeugen möchte man nun durch solche Mantelstromtriebwerke Überschallgeschwindigkeit ohne Nachbrenner erreichen, um jeden Punkt innerhalb einer möglichst großen Reichweite möglichst schnell erreichen zu können. Die Kunst besteht wieder im Kompromiß, zu dick darf das Triebwerk nicht sein, das ginge dann auf Kosten der Höchstgeschwindigkeit.

    Die Meinung des Autors muss nicht mit dem Standpunkt der Redaktion übereinstimmen.

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    Tags:
    Stealth, Supercruise, T-50-Kampfjet, Su-27, Su-34, F-22, F-35, F-111, F-117 Nighthawk, Lockheed SR-71 Blackbird, B-2, Suchoi