Grundlegende Fragen zum Kampfflugzeugdesign

[Markus_P]

Ich weiß ja nicht ob ihr es schon hattet...

...wie wäre es dann mal mit "erst durchlesen, dann antworten" ?? ;)

 

[gangstarrr]

Hallo Schorsch,

danke für deinen Beitrag!
Du hast recht, z.B. fliegt ein Papierflieger nur richtig, wenn die Nase vorne schwer ist.
Aber man kann doch auch ein Flugzeug mit Hilfe seiner Aerodynamik instabil
machen oder? Ich denke z.B. an den Eurofighter mit seinen "Entenflügeln"
oder Su-27 mit vorgezogenen Flügelwurzeln.

 

[Schorsch]

Naja, ich kann entweder den Schwerpunkt verschieben oder den (gedachten) Angriffspunkt des Auftriebes. Als Beispiel mal ein Passagierflugzeug: Wenn alle Paxe Richtung Cockpit rennen, verschiebe ich den Schwerpunkt. Wenn ich das Höhenruder ausschlage, verschiebe ich den (gedachten) Angriffspunkt aller Luftkräfte.

Die Entenflügel und vorgezogenen Flügwurzeln haben zum Teil diesen Effekt, wobei man auch perfekt stabile Flugzeuge mit Entflügeln und Strakes bauen kann (Saab Viggen, F-5). Und man kann instabile Flugzeuge bauen, die reichlich konventionell aussehen. Theoretisch kann man jedes Flugzeug instabil machen. Setze in einen Tornado anstatt einem WSO einen 500kg schweren Sack, und das Ding ist instabil (Schwerpunkt verschoben).

 

[gangstarrr]

Der Knackpunkt ist ein ganz anderer, die Triebwerkssteuerung. Aerodynamisch für gleichwertige westliche Kampfflugzeuge sicher kein Problem, aber ein ausgelügeltes System der permanenten Wiederzündung und Zwangsluftzuführung verhintert, das es zum Flammenabriss und somit zum TW- Stillstand kommt.

Wie ist das beim Harrier?

 

[Schorsch]

Der Harrier hat ebenfalls einen sehr besonderen Einlauf. Größtes Problem ist in diesem Falle nicht der hohe Anstellwinkel sondern die Sicherstellung eines ausreichenden Massenstromes bei geringer Geschwindigkeit und das Verhindern der Ansaugen von heißer Abgasluft in Bodennähe.

Daher hat der Harrier zusätzliche Klappen am Einlauf, die bei niedrigen Geschwindigkeiten aufgehen. Allerdings ist der Harrier ein Unterschallflugzeug, so dass der Einlauf ganz anderen Anforderungen genügen muss.

Der Harrier kann ja auch sehr wendig sein (komisch, dass er hier nicht genannt wurde), allerdings würde so eine Cobra-Aktion wohl in die Hose gehen.

 

[Kollege]

Die modernen Jets sind nicht ansich instabil, sondern nur vermindert stabil, sonst wären die auch nicht vom Rechner beherrschber.

50m Radius bei der Su-27???? :?! Das schafft ja nicht mal ein Fieseler Storch

 

[Grandcaravan]

Das Flugzeug heißt Su-37! Einen Flugbericht hatten sie mal auf N24 gezeigt!

 

[Schorsch]

Die modernen Jets sind nicht ansich instabil, sondern nur vermindert stabil, sonst wären die auch nicht vom Rechner beherrschber.

Wie ich bereits oben geschrieben habe, ist die Position des Schwerpunktes entscheidend ebenso wie der Neutralpunkt (Angriffspunkt der Luftkräfte). Beide haben gewisse Spielräume.

Nehmen wir als Beispiel die F-16: Als erstes Serienflugzeug ohne natürliche Stabilität ist sie im Unterschallbereich instabil und im Überschallbereich stabil. Bei der F-16 spricht man dabei wie Du richtig angemerkt hast von verminderter Stabilität (relaxed stability).

Der springende Punkt ist dabei nicht die Beherrschbarkeit, sondern einfach nur ein Optimierungsproblem: Wieviel Instabilität ist am besten?
Wenn ich z. B. das Flugzeug so auslege, dass es auch im Überschallbereich instabil ist, muss ich mit einer extremen Instabilität im Langsamflug rechnen.

Eines sei gesagt: Der Rechner, oder besser der Ingenieur, der ihn programmiert hat, kann alles beherrschen und regeln. Kein Problem.

 

[Gargelblaster]

Eines sei gesagt: Der Rechner, oder besser der Ingenieur, der ihn programmiert hat, kann alles beherrschen und regeln. Kein Problem.

Nope!

In weitengrenzen kann der rechner regeln, aber niemals alles

 

[Schorsch]

So lange das System "regelbar" ist, kann man es auch tun. Wenn mein Höhenruder zu klein ist, um die notwendige Steuerinputs zu geben, habe ich natürlich verloren.

Aber wenn Controllability und Observability da ist, ist das System regelbar, egal wie instabil es ist.

Noch ne Anmerkung: Mein Regelungssystem muss natürlich schnell genug sein. Dass kann durchaus ein Problem sein. Aber wie gesagt: Wenn die Hardware stimmt, lässt sich alles regeln.

 

[erich]

Mal ne Frage. Der EF müsste doch rein technisch gesehen auch die Cobra fliegen können (dank Schubvektorsteuerung). Hat das schon mal einer versucht (vorausgesetzt es gibt hier Piloten die den EF schon geflogen haben), bzw. hat jemand ein Video davon?

 

[AM72]

Der EF hat keine Schubvektorensteuerung.

 

[erich]

@ Arne: Das stimmt natürlich, dass habe ich eben gelesen.
Aber er kann auf Wunsch damit ausgerüstet werden. Schafft er denn die Cobra trotzdem?

 

[beistrich]

er könnte es aber die Software verhindert solche Manöver

 

[Gargelblaster]

Mal ne Frage. Der EF müsste doch rein technisch gesehen auch die Cobra fliegen können (dank Schubvektorsteuerung).

Ist aber in die triebwerksteuereung integriert ;)

Fehlt nur die düse.

Ob der EF (ohne Spaßbremse Flugrechner) eine Cobra fliegen kann bezweifle ich.
Ne F-15 hat ja eine recht große Fläche und viel Schub und schaffts trotzdem nicht.

MfG

GB

 

[Schorsch]

Zuerst zum Thema: Ich glaube, der Eurofighter könnte so etwas schaffen, nur man müßte eben die Software etwas "modifizieren". Wie bereits oben angegeben, können normale Su-27 und MiG-29 auch kein Cobra, weil der Anstellwinkelbegrenzer (ich würde es in diesem Falle nicht unbedingt "Rechner" nennen) etwas dagegen hat. Den kann man aber ausknipsen.

Der Eurofighter ist ja wesentlich instabiler als es die russischen Flieger sind und hängt daher viel mehr an seinen Reglern (in diesem Falle Rechner). Man kann da wahrscheinlich nicht einfach irgend etwas ausknipsen. Aber macht ja auch nichts: Cobra ist ne hübsche Sache, tut aber in punkto Leistung nichts zu Sache. Das wissen alle Leute hier, und das wissen auch alle, die potenziell einen Eurofighter kaufen könnten. Es wird ihm also nicht schaden.

Zu meinem kleinen Bildchen: Diese Phantom (eine F-4J) fliegt NICHT Überschall. Das ist aufgrund der Tatsache, dass sie etwa 15m über dem Boden fliegt, auch nicht zu empfehlen. Soweit ich weiß schafft die F-4 kein Überschall im Tiefflug und es ist auch nicht zu empfehlen, weil die Wahrscheinlichkeit auf "ungewollten Bodenkontakt in falscher Konfiguration" stark erhöht ist.

 

[Schorsch]

Asche auf mein Haupt! Ich habe gelogen!

Die F-4 schafft Überschall auf Meereshöhe (jedenfalls theoretisch). Eine Quelle im Internet spricht von Mach 1,15. Empfehlenswert ist es wohl trotzdem nicht.

 

[gangstarrr]

Gibt es noch andere Senkrechtstarter außer dem Harrier?

 

[Schorsch]

Es gibt reichlich: Z. B. die Yak-38, russischer Senkrechtstarter , der operationell auf deren Trägern eingesetzt wurde. Die Franzosen haben einen gebaut, wir haben es auch mal versucht (VJ-101?).

Bis auf den Harrier war aber keiner so richtig erfolgreich. Die Yak-38 war wohl nicht so der große Wurf, das französische und deutsche Projekt wurde eingestellt, wobei das deutsche gar nicht so schlecht gewesen sein soll.

Es gab auch mal eine Yak-141, einen überschallschnellen russischen VTOL, hab allerdings keine Ahnung, was drauß geworden ist.

 

[VJ101]

Joa die vj101 (siehe links;-) war nen superflugzeug, gab 2 fliegende prototypen, wovon die vj101c-x2 sogar überschall fliegen konnte und dies auch getan hat. Wäre ein vielversprechendes Flugzeug gewesen, aber wie so oft in unserem Lande wars eine politische Entscheidung.
Daneben gabs noch die VAK191 als ERkampfunterstützungsflugzeug und die Do31 als Transportflugzeug. Alle Projekte wurden aber bekannterweise (leider) eingestellt.

Und dann gibs ja jetzt den tollen JSF F35, und das Boeing Konkurrenzmodell. Beide VTOL und Überschallfähig.