F-15J Stealth-Fighter

[F-16N]

Interessantes Konzept aus Japan, das rein optisch sogar über die Silent Eagles von Boeing hinausgeht:
http://defence-blog.com/?p=2671

 

[beistrich]

Wer hat sich denn da ausgetobt? Will man mit dem Konzept einen höheren Radarquerschnitt als bei einer normalen F-15 erreichen? Wenn ich mir das Scheunentor neben den Lufteinlässen so anschaue könnte man das fast meinen....

 

[F-16N]

Dass aus der F-15 keine F-22 gemacht werden kann ist klar. Aber hier werden alle Waffen intern mitgeführt (bzw. im Stealth-Behälter), die Intakes sind nicht mehr rechtwinklig, die Mündung der Vulcan ist verdeckt und wahrscheinlich wird noch ein radarabsorbieren Lack verwendet. Daher hinterlässt dieser Entwurf auf jeden Fall einen kleineren Fleck auf dem Radar.

Aerodynamisch sollte der Entwurf wohl in jedem Fall besser sein als die F-22 mit Einschränkungen halt im Stealthbereich. Könnte eine risikoarme Alternative oder zumindest Ergänzung zum ATD-X sein.

Ob die aufwändige Änderung der Lufteinläufe wirklich erforderlich wäre, würde ich zumindest in Zweifel ziehen ... eine Ausführung mit radarabsorbierender Beschichtung bzw. aus radarschluckendem Material sollte genauso effektiv sein, siehe Silent Eagle. Die interne Abschirmung der Triebwerksschaufeln ist da eh wichtiger!

Bei Ansicht dieses Konzepts frage ich mich sowieso, warum Boeing den für die Super Hornet entwickelten Stealthwaffenbehälter nicht direkt ins Portfolio der Silent Eagle aufgenommen hat !?

 

[beistrich]

..Aber hier werden alle Waffen intern mitgeführt (bzw. im Stealth-Behälter)...

Mag sein dass das Ansinnen des Künstler war "Stealth"-Eigenschaften durch Waffenschächte herbeizuzaubern aber hierdurch hat er die Nachteile von Internen vs. Externen Waffen deutlich aufgezeigt.

Den Radarquerschnitt will man vor allem von vorne reduzieren. Erstes, und wichtigstes, mittel zur Wahl ist das frontale Profil zu reduzieren (man schaue als Beispiel aktuelle Fighter von vorne an). Das ist bei diesen Zeichnungen der F-15 nicht passieren, ganz im Gegenteil sind die Wölbungen (Schwimmreifen? ) außen, neben den Triebwerkseinlässen sehr groß. Das schadet nebenbei bemerkt nicht nur dem Radarquerschnitt sondern erhöht auch den Luftwiderstand. Bringt nichts die Lenkwaffen intern mitzunehmen wenn man stattdessen mit zwei Scheunentoren herumfliegt.

Interne Waffenschächte sind grundsätzlich ein ziemliches Problem. Wenn man sie sauber in das Flugzeug integrieren will, wie bei der F-22, wird das Flugzeug wesentlich größer als nötig. Damit fangt die gesamte Spirale mit Gewichtszuwachs, stärkeren Triebwerken, mehr Treibstoff, wieder Gewichtszuwachs usw an.

...die Intakes sind nicht mehr rechtwinklig, die Mündung der Vulcan ist verdeckt ...

Zuallerst: Bei Lufteinlässen herumspielen ist sehr sehr teuer. Das würde jede Menge Entwicklungsgeld kosten und es wäre ein entscheidender Eingriff in die Flugeigenschaften.

Du meinst die gerade Kanten beim Lufteinlass der F-15? Gut die sind durch schräge Kanten ersetzt.... aber fällt am Schluss alles nicht so wirklich ins Gewicht weil am Ende sowieso die frei sichtbaren Verdichterschaufeln wie eine Taschenlampe leuchten.

Daher hinterlässt dieser Entwurf auf jeden Fall einen kleineren Fleck auf dem Radar.

Ach ich denke da war nur wem am Wochenende fad und hat mit einem Designer-Programm alles was gut an anderen Flugzeugen ausschaut auf die F-15 geklatscht. Solche Fantasie-Konzepte gibt es ja reichlich im Internet.

Aerodynamisch sollte der Entwurf wohl in jedem Fall besser sein als die F-22 mit Einschränkungen halt im Stealthbereich. ...

Wie kommst du darauf?

edit: Weiß wer von welchem Künstler diese Bilder stammen? defence-blog.com hat es anscheinend nicht so mit Quellenangaben.

 

[F-16N]

Wie jemand drauf kommt, dass dieser Entwurf aerodynamisch besser sein soll als die F-22, ist mir auch schleierhaft. Die F-15 entstand in ihrer Grundform noch "am Zeichenbrett", bei der F-22 lagen ja viel fortschrittlichere Entwicklungs- und Simulationsmöglichkeiten vor.

Schlicht aus der Tatsache, dass ein Entwurf mit bestmöglichen Stealtheigenschaften automatisch Kompromisse im aerodynamischen Bereich bedeutet. Die F-15 ist meines Wissens das erste Flugzeug bei dessen Entwurf extrem umfangreiche Forschungen auf dem Gebiet der aerodynamischen Eigenschaften betrieben wurden ... sollte also diesbezüglich ziemlich optimal sein und aerodynamische Gegebenheiten ändern sich halt nicht, auch wenn die Simulationsmöglichkeiten besser werden.

Und ein rein auf Aerodynamik konzipiertes Flugzeug sollte aerodynamisch immer besser sein als ein Kompromiss zwischen Aerodynamik und Stealtheigenschaften !?

 

[LFeldTom]

Ich stimme Beistrich zu, dass das ein Werk eines Bastlers ist. Alleine die CFTs (Schwimmreifen ist perfekt dafür ) sind nicht nur Scheunentore - die sind auch perfekt positioniert um jeder Flächenregel den Gnadenstoß zu geben. Wo sich das aerodynamisch mit aktuellen Entwürfen messen kann, ist mir schleierhaft.

Da der von Boeing vorgeschlagene Waffenpod für die Silent Hornet erwähnt wurde - ist der wirklich bereits entwickelt ? Oder erstmal nur Vaporware ? ( mein Gefühl sagt mir letzteres - aber klare Fakten sind mir natürlich lieber).

 

[Fliegernase]

Bin kein Experte auf dem Gebiet aber den ein oder anderen Zusammenhang verstehe auch ich.

Lufteinlässe:
Sind etwas auf geringeren RCS optimiert.
Das Hauptproblem des offen liegenenden Kompressors können wir bei diesen Bildern nicht beurteilen. Da es sich vermutlich nur um moderate Änderungen handelt wird es wohl die selbe Situation wie bei der normalen F15 sein.
Was ich nicht beurteilen kann. In wieweit die Änderungen die Leistungen der Triebwerke beeinflussen.

Seitenleitwerk:
Scheint etwas kleiner zu sein, was Luftwiederstand und den generellen RCS reduzieren dürfte. Die leichte Neigung reduziert den RCS bei seitlicher "Bestrahlung".

Waffenladeraum (seitlich an den Lufteinlässen):
Wirken etwas fett, zeigen aber frontal einen geringen RCS. Wie stark sie den Luftwiederstand erhöhren bzw. im Vergleich zu frei hängenden Aussenlasten erhöhen sowie das Gesamtgewicht erhöhen kann ich nicht beurteilen. Strömungstechnisch sieht für mich vor allem die Lösung am hinteren Ende etwas unglücklich aus.

Waffen"gondel" am Bauch:
Sieht für mich sehr fragwürdig aus. Da könnte ich mir halbversenkte Raketen wie beim Eurofighter als wirksamer vorstellen. So produziert man doch unnötig Luftwiederstand und RCS-Fallen.

Oberflächen und Flügelkanten:
Nicht spezielles zu sehen. Es werden vermutlich RAM Beschichtungen eingesetzt. Ich denke nicht, dass grössere Eingriffe in die Struktur und den verwendeten Materialien durchgeführt werden würden.

Nase:
Soweit zu sehen unverändert. Vermutlich eine Radardurchlässige Haube mit geneigtem AESA-Radar. Also nicht besonderes.

Cockpit:
Eine weitere sehr grosse Rückstrahlfläche. Sieht auf dem Bild konventionell aus. Die Verglasung könnte eine Radar-reflektierende Beschichtung erhalten.

Externer Treibstofftank:
Sieht sehr konventionell aus.

Gewicht:
Schwer einzuschätzen, wird aber sicher zunehmen. Das schmälert dann die Flugleistungen. Dafür kann sie bei Air to Air Bewaffnung durch innenliegende Raketen vielleicht wieder etwas gut machen.

IR Signatur:
Nicht zu erkennen, ob es da Massnahmen gibt. Vermutlich nicht.


Der Vergleich zur F22 ist nicht sinnvoll. Ein vollständig anderes Flugzeug. Diese F15 würde niemals annähernd die RCS Werte der F22 erreichen. Was die Flugleistungen angeht hängt das ganz vom Luftwiederstand und der Situation ab. Die F22 hat den Nachteil des höheren Gewichtes und der auch Supercruise optimierten Triebwerke. Dafür hat die F22 eine optimiertere Form und damit den geringeren Luftwiederstand.

 

[Lancer512]

Eine ähnliche Studie gab es schon vor 2 Jahren mt der F/A-18, ebenfalls mittlerweile ein Boeing Produkt:

http://defensetech.org/2013/04/08/upgraded-fa-18-to-begin-test-flights-offer-navy-alternative-to-f-35c/

 

[LFeldTom]

Vielleicht auch eine Perspektivfrage - und zugegebenermaßen von mir überspitzt formuliert.

Beginnt Flugtests fällt für mich noch nicht unter entwickelt. Sicherlich nicht vom Pförtner geschnitzt - aber die der Großteil der Entwicklerarbeit liegt dann meist noch vor einem. Will das aber hier nicht weiter vertiefen, da das eigentliche Thema ein anderes ist.

 

[LFeldTom]

Sinn macht dieser Behälter meiner Meinung nach schon. Sämtliche Waffen haben einen runden Querschnitt, was für die RCS ebenfalls der Genickbruch ist, bei Radarerfassung von der Seite.

Wenn man bereits anderen Aufwand getrieben hat, dann scheint ein solcher Pod durchaus Sinn zu machen. (Je mehr man das Basismuster verbessert desto größer wird die Wirkung auch die AAM optimiert zu transportieren)

Bei der Erfassung von der Seite sind die rechten Winkel der Flossen von Sidewinder, Amraam & Co sicherlich eine Größenordnung problematischer als der runde Querschnitt des AAM-Rumpfes.

 

[Fliegernase]

Der Waffenbehälter wurde kurz und knapp in der Flugrevue vor ein paar Monaten vorgestellt, der ist keine Fiktion.

Dennoch bin ich skeptisch was die Sinnhaftigkeit angeht.
So wie das Ding aussieht passen da nicht mehr als 4 Mittelstreckenraketen rein. Das entspräche den 4 halbversenkten Mittelstreckenraketen des Eurofighter. Dabei scheint mir die Eurofighterlösung doch wesentlich pragmatischer und ich bin mir nicht sicher ob dieser Behälter am Bauch wirklich weniger Luftwiderstand und RCS produziert als die halbversenkten Raketen. Die Frage ist natürlich, ob sich solche halbversenkten Raketen so ohne weiteres in die bestehende Struktur der F15 integrieren lassen.

 

[F-16N]

Die Frage ist natürlich, ob sich solche halbversenkten Raketen so ohne weiteres in die bestehende Struktur der F15 integrieren lassen.

Meines Wissens trägt auch die F-15 (ohne FAST-Pack) die Mittelstrecken-AAM bereits halbversenkt und zwar in der gleichen Art und Weise wie der Eurofighter !?

 

[Sens]

Wer hat sich denn da ausgetobt? Will man mit dem Konzept einen höheren Radarquerschnitt als bei einer normalen F-15 erreichen? Wenn ich mir das Scheunentor neben den Lufteinlässen so anschaue könnte man das fast meinen....

Wobei die Größe eines Objekts keinerlei Rückschlüsse auf den Radar-Querschnitt zulässt. Entscheidend sind immer die Radar-Spitzen, die ein Objekt verursacht.
Es macht keinerlei Sinn unter dem angestrebten Wert für die einzelnen Sektoren zu bleiben.

 

[Wischmop]

Meines Wissens trägt auch die F-15 (ohne FAST-Pack) die Mittelstrecken-AAM bereits halbversenkt und zwar in der gleichen Art und Weise wie der Eurofighter !?

Naja, ähnlich, aber beim Eurofighter gibts deutlichere Aussparungen. Bei der F-15 stehen die Lenkwaffen schon weiter raus. Aber ob das groß was ausmacht?

https://de.wikipedia.org/wiki/McDonnell_Douglas_F-15#/media/File:F-15_1_Yokota_Tokyo.jpg

https://de.wikipedia.org/wiki/Eurofighter_Typhoon#/media/File:Eurofighter_9803_2.jpg

 

[F-16N]

Naja, ähnlich, aber beim Eurofighter gibts deutlichere Aussparungen. Bei der F-15 stehen die Lenkwaffen schon weiter raus. Aber ob das groß was ausmacht?

https://de.wikipedia.org/wiki/McDonnell_Douglas_F-15#/media/File:F-15_1_Yokota_Tokyo.jpg

https://de.wikipedia.org/wiki/Eurofighter_Typhoon#/media/File:Eurofighter_9803_2.jpg

Ich habe es jetzt nicht genau vermessen, aber wenn es Unterschiede gibt sind sie so minimal, dass sie bezüglich der Stealtheigenschaften nichts ausmachen dürften.

 

[Fliegernase]

Naja, ähnlich, aber beim Eurofighter gibts deutlichere Aussparungen. Bei der F-15 stehen die Lenkwaffen schon weiter raus. Aber ob das groß was ausmacht?

Ich habe es jetzt nicht genau vermessen, aber wenn es Unterschiede gibt sind sie so minimal, dass sie bezüglich der Stealtheigenschaften nichts ausmachen dürften.

Bei der F15 ist die Reduzierung lediglich durch den Wegfall der Befestigungs-Pylone erfolgt. Bei Eurofighter sind die Raketen zusätzlich zu etwa 1/4 in dem Rumpf versenkt.
Der Wegfall der Pylone macht sicher schon eine ganze Menge aus. Die teilweise Versenkung macht dann sicher auch noch was, wobei der entscheidenste Teil der Rakete (die Spitze und, wenn vorhanden, die Flügel) in beiden Fällen nicht verdeckt ist.
Verbessern ließe sich das dann natürlich noch durch entsprechend optimierte Raketen.

Der Behälter am Bauch wird vermutlich einen geringeren RCS haben als 4 halbversenkte Raketen aber dafür bleibt dieser RCS auch dann vorhanden, wenn alle Raketen verschossen sind. Auf jeden Fall dürfte der Luftwiderstand mit diesem Behälter größer sein. Ich find die Lösung nicht so dolle. Aber was heißt das schon.

 

[LFeldTom]

[...]aber dafür bleibt dieser RCS auch dann vorhanden, wenn alle Raketen verschossen sind.

Mit der Konstellation hat die Maschine in der Jagdrolle eh nichts mehr in der Kampfzone verloren.

 

[Fliegernase]

Mit der Konstellation hat die Maschine in der Jagdrolle eh nichts mehr in der Kampfzone verloren.

Naja, nach Bomberkonfiguration sieht das aber auch nicht aus. Es sei denn es kämen noch Bomben als Aussenlasten hinzu aber dann wäre das ganze Design wieder sinnlos.
Sollten die Bomben in dem Behälter unter dem Rumpf versteckt sein, dann wäre die Bombenlast doch sehr überschaubar. Viel Flugzeug für wenig bums.

 

[LFeldTom]

Naja, nach Bomberkonfiguration sieht das aber auch nicht aus. Es sei denn es kämen noch Bomben als Aussenlasten hinzu aber dann wäre das ganze Design wieder sinnlos.
Sollten die Bomben in dem Behälter unter dem Rumpf versteckt sein, dann wäre die Bombenlast doch sehr überschaubar. Viel Flugzeug für wenig bums.

Mit Konstellation meine ich Tüte leer. Wenn alles verschossen ist geht´s heimwärts.

 

[beistrich]

Wann kommt die Radarwelle denn schon "100%ig" von vorne? Wenn die Radarwellen am vorderen Verdichterrad ankommen, werden sie durch die abgeschrägten Intakes beim Austritt jedenfalls mehr gestreut als bei den Originalen....

Direkt sichtbare Verdichterschaufeln sind so oder so sehr schlecht für die Radarrückstrahlfläche. Wenn das Signal normal zur Ebene der Schaufeln auftritt wirken sie wie ein Spiegel, wenn das Signal mit einem kleinen Winkel auftritt hat man die Nebenkeulen die stark zurückleuchten. (Das gleiche gilt jede Art von Propeller und Rotor.) Deswegen versucht man frei sichtbare Verdichterschaufeln zu vermeiden. Entweder durch S-Einläufe (zb: Eurofighter), einen aussperren der gefährlichsten Wellen (F-117) oder einem "verstecken" wie bei der Mirage. RAM-Material für Verdichterschaufeln ist auch verfügbar (zb: Super Hornet) aber das eher ein Notbehelf.

Die langen Lufteinlässe der meisten Fighter haben eine weitere Gemeinheit: Egal ob das Signal normal oder mit einem Winkel daherkommt, im Lufteinlass entsteht durch Reflektion über mehrere Ebenen eine starke Streuung. Dadurch verhält sich der Lufteinlass für Radarwellen wie Katzenaugen für Licht. Das ist sehr, sehr schlecht.

Das selbe gilt für alle Art von Lufteinlässen und überall wo das Signal wie ein Gummiball mehr als zweimal hin- und her springen kann. Also zb: auch das Cockpit. Deswegen sind bei Ef, F-22 und ähnliche Flieger die Cockpithauben mit spezieller Beschichtung versehen.

Mittel dagegen sind wieder zb: S-Einläufe mit Ram-Beschichtung (die die Wellen "fangen" und abschwächen) oder das gute alte Gitter wie bei der F-117 (So ein Gitter findet man übrigens auch in Lufteinlässen für Kühlluft an dem einem oder anderem militärischen Flieger).

Ich weiß jetzt ehrlich gesagt nicht was du jetzt mit deinem Argument meinst. Wenn das Signal von der Seite kommt wird es durch schräge Lufteinlässe abgeschwächt? Aber wenn das Signal von der Seite kommt hat es bei schrägen Lufteinlässen erst Recht mehr Einlassfläche und Austrittsfläche, als bei geraden.



Wegen Einfluss von Lufteinlässen auf Flugleistungen und Flugeigenschaften:

Der Einfluss des Lufteinlass auf die Triebwerksleistung ist ja klar: Ein schlechter oder guter Air Intake entscheidet ob dir das Triebwerk bei hohen AoA kaputt geht und ob Überschall möglich ist oder nicht.

Weils mir gerade auffällt: Ein Lufteinlass soll auch dafür sorgen dass das Triebwerk keine Grenzschicht abbekommt. Vorkehren dagegen sind bei diesen Zeichnung nicht sichtbar.

Weiters ist ein Triebwerkeinlass ein sehr voluminöses, und besonders mit Ramps, schweres Strukturbauteil. Wenn du das änderst, änderst du auch deine Rumpfstruktur vom Flieger. Es bringt dir den Schwerpunkt und deine Querschnittsflächenberechnungen für den Überschall durcheinander. Der Auftriebsbeiwert, und damit die ganzen Auftriebs- und Wiederstandsberechnung, für den Rumpf ändert sich.

Ein weiterer Effekt von diesen neuen Triebwerkseinlässen wären die Auswirkungen auf den nichtlinearen Auftrieb. Alleine um den neu zu bestimmen, würden viele Ingenieure lange Zeit gut beschäftigt sein.

Fazit: Lufteinlass greift man genausowenig an wie Tragflächen und Leitwerk.

Externe Waffen erzeugen sicher einen höheren Widerstand als in den Behältern, zumal die auch kaum größer sind als die Extensions an den letzten F-15-Verionen (z.B. "E").

Wenn man den Übergang Tragflächen/Rumpf als Referenz hernimmt sieht man, dass diese Schwimmreifen sehr viel weiter nach außen gehen als die normalen CFTs der F-15. Deswegen auch Scheunentore.

Auch kann man die Qualität der Stealtheigenschaft und des Luftwiderstands nicht nur an der bloßen Stirnfläche festmachen. Was wäre denn sonst eine B-2?

Das frontale Profil der B-2 ist für einen Flieger dieser Größe sehr niedrig. Die B-2 ist ein Musterbeispiel für "modernen Stealth". Einfach ein Tragfläche wo nur das Cockpit und die Lufteinlässe für das Triebwerk herausschauen.

...(und ich denke die Entwickler haben das im Griff).

Ach sehr unwahrscheinlich das es dort einen Entwickler gibt. Wenn du die Quelle für die Bilder findest, und das wirklich eine offizielle Firma ist, dann wäre ich sehr überrascht.


Um das Thema aus einer anderen Richtung anzugehen: Die Aerodynamik und Struktur der F-15 anzugreifen ist ein Blödsinn. Das weiß auch Boeing, deswegen war die "Silent Eagle" mehr ein Marketinggag und das schräge Seitenleitwerk ist schnell wieder verschwunden.

Mit aller Zwang "Stealth" in einen bestehenden Flieger hineinzupressen ist ein Blödsinn. Die Reduktion der Radarrückstrahlfläche macht sehr viel Sinn, aber es ist schnell der Punkt erreicht wo man sich fragen muss ob der Nutzen noch zum Aufwand steht. Und wenn man am Ende alles auf "Stealth" getrimmt hat, hat man ein sehr teures Flugzeug das man dann erst recht nicht ohne starke Jammer ins Feindesland hineinlassen will (US Navy und F-35) oder das aufgrund kleiner Waffenschächte externe Waffenaufhängungen braucht (USMC und F-35). Und die F-35 ist immerhin ein Neuentwurf, nichts nachträgliches wie bei diesem Konzept bei der F-15.

Stealth ist wie viele anderen Begriffe in der Luftfahrt ("Kohlefaser", "3d-Drucken", "5. Generation") viel zu sehr ein Marketingbegriff. Es zwar nicht alles nur Bla Bla, es steckt schon viel Sinn dahinter. Aber es ist kein Allheilmittel sondern bringt nur Nutzen wenn man es richtig einsetzt.

Um wieder zurück auf die F-15 zurückzukommen: Um ihren Marktwert zu erhalten sollte man sich auf ihre Stärken verlassen: Aerodynamisch ein sehr guter Entwurf, viel Platz, viel Nutzlast und große Reichweite. Das schreit geradezu nach einem starken Radar, einer guten Ausrüstung für ECM und modernen Lenkwaffen. Dies könnte man alles wesentlich billiger haben als wenn man mit aller Gewalt die F-15 "stealthi" machen will.