Neues Europ. Kampfflugzeug - Eurofighter Nachfolger

Diskutiere Neues Europ. Kampfflugzeug - Eurofighter Nachfolger im Jets Forum im Bereich Luftfahrzeuge; Wenn man davon ausgeht, dass Dassault & Safran mit MTU beim FCAS an einer kompakten und leichten Triebwerksarchitektur festhält, stellt sich die...
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Wenn man davon ausgeht, dass Dassault & Safran mit MTU beim FCAS an einer kompakten und leichten Triebwerksarchitektur festhält, stellt sich die Frage nach dem Leistungsoptimum. Ein solches Triebwerk würde sich voraussichtlich in einem Schubbereich von 23.000 bis 25.000 lbf mit Nachbrenner bewegen, wobei ein hoher Trockenschub von 18.000 bis 19.000 lbf für die Supercruise-Fähigkeit entscheidend wäre.

Um die strengen Anforderungen Deutschlands an Luftüberlegenheit und Reichweite zu erfüllen, stößt ein derart kompaktes Design an physikalische Grenzen für das eigene Deutsche FCAS Modell. Eine Leistungssteigerung mittels FADEC-Tuning auf 26.000 bis 27.000 lbf wäre wahrscheinlich technisch noch machbar, würde jedoch gravierende Nachteile mit sich bringen:
  • Thermische Belastung: Das „Heißlaufen“ des Triebwerkskerns reduziert die Lebensdauer der Komponenten massiv.
  • Wartungsintensität: Der beschleunigte Verschleiß erhöht die Kosten und reduziert die Einsatzbereitschaft.
  • Effizienzverlust: Ein Anstieg des spezifischen Treibstoffverbrauchs (SFC) würde die Reichweite negativ beeinflussen.
Die Konsequenz das Airframe..... sollte Deutschland bei den Leistungsdaten keine Abstriche machen wollen in Form von Luftüberlegenheit und Reichweite, verlagert sich das Problem vom Triebwerk auf die Flugzeugzelle. Um das Schub-Gewicht-Verhältnis (ähnlich einer F-22 & Co) trotz des kompakteren Triebwerks zu erreichen, müsste das Airframe extrem gewichtsoptimiert werden.
  • Materialwissenschaft: Der konsequente Einsatz modernster Verbundwerkstoffe (CFK/Composite) ist zwingend erforderlich.
  • Strukturelle Leichtbauweise: Kritische Komponenten müssten vermehrt durch hochfeste Titanlegierungen ersetzt werden, um das Gesamtgewicht so gering wie möglich zu halten.
Das Flugzeug müsste Kompromisslos Highend sein bei seiner Materialwahl, aber es wäre sehr sehr teuer dadurch in der Produktion. Ich weiß nicht ob Deutschland so einen Sonderweg gehen will.
 
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Weltweit haben nur die USA mit GE und PW und in Europa RR und Safran die dafür notwendige VCE oder ACE Technologie. Bei China und Russland gibt es noch ein großes Fragezeichen.
 
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Moment.................... wo kauft die Welt ihr Luftfahrt-Titan ?
Soweit ich weiß hauptsächlich aus China/Russland, USA/Japan aus hochreinem Titanschwamm. Die Veredelungen des Titaniums für die Luftfahrt finden abseits dieser Big Four Staaten auch in Deutschland, Frankreich, mittlerweile auch in der Türkei statt.


Bulkheads F-22 Raptor


Bulkheads F-35

Die Hauptspanten und Schotte (Bulkheads)
von der F-22 und F-35 werden nach meiner Kenntnis aus Titanium gefertigt, bei der F-35 durch Additive Fertigung (3D Druck), der Rest der Bulkheads bestehen aus Aluminium-Lithium-Legierungen.


Bulkheads TAI KAAN

Beim TAI KAAN werden die Hauptspanten auch aus Titanium hergestellt durch Additive Fertigung. TAI und ihre industrie Partner in der Türkei haben in Veredelung und eigene Schmiedepressen + Electron Beam Additive Manufacturing (EBAM) Technologie sehr stark investiert, der Rest der Bulkheads sind soweit ich weiß auch aus Aluminium-Lithium-Legierungen.
 
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Ist bei einem deutschen FCAS Stealth-Kampfflugzeug mit einer Länge.... sagen wir mal 18–20 Metern und einem MTOW von 32.000–35.000 kg möglich, die angestrebte Leistungsfähigkeit und Reichweite mit zwei Triebwerken der 23.000–25.000 lbf-Klasse mit VCE/ACE zu realisieren? Oder ist für die Anforderungen eines Luftüberlegenheitsjägers (insbesondere im Hinblick auf Supercruise, Reichweite und hohe Agilität) zwingend eine Schubkraft mindestens 30.000+ lbf-Klasse erforderlich? Denn dann könnte es wirklich düster aussehen und man müsste wirklich von Großbritannien das Triebwerk beziehen vorausgesetzt die würden es liefern.

Da muss ich arneh recht geben, was bleibt dann noch von den Milliarden die durch die Kooperation bezahlt wurden übrig für Deutschland...
 
Jety

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Ich bin der Meinung für konkrete Zahlen für die Triebwerksleistung ist es zu früh, aber ich denke ein Schub / Gewichts- Verhältnis von mindestens 1:1 ist für ein FCAS / NGWS anzustreben und ein guter Ansatz. Dieser Ansatz lässt sich erst zu genaueren Zahlen konkretisieren wenn die Zellen- Parameter bestimmt oder bekannt sind. Ein Meter länger oder kürzer kann einen großen Unterschied ausmachen.
 
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twolf

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Die Hauptspanten und Schotte (Bulkheads)
von der F-22 und F-35 werden nach meiner Kenntnis aus Titanium gefertigt, bei der F-35 durch Additive Fertigung (3D Druck), der Rest der Bulkheads bestehen aus Aluminium-Lithium-Legierungen...
Hast Du für diese Annahmen auch Nachweise? Denn Hauptspante aus 3D Druck? Nicht wirklich m.M.n.
 
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Hast Du für diese Annahmen auch Nachweise? Denn Hauptspante aus 3D Druck? Nicht wirklich m.M.n.

Aufbau eines nationalen Ökosystems für additive Fertigung: Das strategische Wachstum der Metall-AM in der Türkei

Die Roadmap „Vision 2025“ der Türkei stellt die additive Fertigung in den Mittelpunkt ihrer Innovationsstrategie für die Luft- und Raumfahrt, mit dem Ziel, Innovationen in der Flugzeugproduktion und darüber hinaus voranzutreiben. Dieser Artikel beleuchtet die Bemühungen der Türkei zur Integration von AM-Technologien, die vom führenden Luft- und Raumfahrtunternehmen des Landes, Turkish Aerospace Industries (TAI), vorangetrieben und durch die entscheidenden Beiträge von Organisationen wie EKTAM und ALUTEAM unterstützt werden. Vor dem Hintergrund der Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Industrie, internationaler Partnerschaften sowie Fortschritten bei Materialien und Verfahren berichtet Ümit Aytar darüber, wie die Türkei ein robustes AM-Ökosystem aufbaut.

„Die EBAM-Systeme von Sciaky sind die weltweit meistverkauften großformatigen DED-3D-Metalldrucker, deren Bauteile für den Einsatz in Land-, See-, Luft- und Weltraumanwendungen zugelassen sind“, sagte Scott Phillips, Präsident von Sciaky, Inc. „Wir begrüßen die Innovationsvision von TAI und ihre ehrgeizigen Pläne, einige der weltweit größten Titan-Flugzeugstrukturen im 3D-Druckverfahren herzustellen.“
TAI und ihre Partner haben in Sciaky EBAM-Systeme (Electron Beam Additive Manufacturing) investiert. Diese Maschinen sind darauf ausgelegt, große Titan-Strukturbauteile (wie Hauptspante oder Bulkheads) fast in Endkontur ('near-net-shape') zu fertigen. Das ist kein Marketing-Gag, sondern eine bewusste Entscheidung, um die Abhängigkeit von komplexen, langen Schmiedeprozessen zu umgehen.


Turkish Aerospace bewältigt Herausforderungen in der Lieferkette, während das Kaan-Projekt voranschreitet

Quelle: Turkish Aerospace
FARNBOROUGH – Turkish Aerospace (TAI) hat mit dem Zusammenbau der nächsten beiden Kaan-Kampfflugzeug-Prototypen begonnen, doch Probleme in der Lieferkette verlangsamen das einheimische Programm, sagt der neue CEO des Unternehmens, Mehmet Demiroglu.

Bei einer Pressekonferenz am zweiten Tag der Farnborough Airshow – und nur fünf Wochen nach seinem Amtsantritt als CEO des OEM nach dem Ausscheiden von Temel Kotil im Juni – sagte Demiroglu, dass Probleme in der Lieferkette bei Titan sowie bei Guss- und Schmiedeteilen zu „erheblichen Verzögerungen in der Fertigung“ führten.

Er sagte, TAI arbeite nun daran, die Probleme mit seinen Zulieferern zu lösen und ihnen dabei zu helfen, zu dem zurückzukehren, was Demiroglu als den „normalen Produktionsplan“ des Herstellers bezeichnete.

Die nächsten beiden Prototypen werden der geplanten endgültigen Konfiguration der Kaan näher kommen als Prototyp 0, das Flugzeug, das bisher zwei Testflüge absolviert hat, die Anfang dieses Jahres in der Türkei mit großem Tamtam gefeiert wurden. Dieses Flugzeug war jedoch ursprünglich lediglich als Demonstrationsmodell entwickelt worden, das rollen konnte, bevor es anschließend für mehrere Flüge umgerüstet wurde.

„Es war nicht dafür gedacht zu fliegen, als es ursprünglich gebaut wurde“, sagte Demiroglu. „Aber wir haben sehr viele Änderungen vorgenommen, sodass es fliegen kann, es fliegt und es fliegen wird … aber wir werden dieses Flugzeug nicht so oft fliegen, wie wir derzeit den Hurjet-Prototypen [Jet-Trainer] fliegen.

„ Wir werden diesen Prototyp nicht überbeanspruchen … die nächsten beiden Prototypen werden deutlich mehr fliegen“, sagte er.

Ankara arbeitet seit Anfang der 2010er Jahre im Rahmen des TF-X-Programms an Konzepten für ein einheimisches Kampfflugzeug.

Seit dem Start des Programms im Jahr 2016 hat Turkish Aerospace stetig das für die vollständige Entwicklung erforderliche Ökosystem und die notwendigen Einrichtungen aufgebaut, einschließlich einer nationalen Lieferkette zur Unterstützung des Projekts.

Der Hersteller stellte den Prototyp am 18. März 2023 im Rahmen einer zurückhaltenden Veranstaltung vor, bevor er im Mai 2023 in Anwesenheit des türkischen Präsidenten Recep Tayyip Erdogan offiziell enthüllt wurde. Der Präsident taufte das Flugzeug offiziell auf den Namen Kaan und erklärte es zu einem der Kernstücke der Bemühungen des Landes, eine nationale Verteidigungsindustrie aufzubauen und zu einem bedeutenden Rüstungsexporteur zu werden.

Der Prototyp 0 wird derzeit von zwei von General Electric gelieferten F110-Triebwerken aus der F-16 angetrieben, doch es laufen Bemühungen zur Entwicklung eines nationalen Kampfflugzeugtriebwerks. Die TAI-Tochter TRMotor und TUSAS Engine Industries (TEI) arbeiten bereits gemeinsam an der Entwicklung des Kampfflugzeugtriebwerks, obwohl Demiroglu angibt, dass diese Zusammenarbeit noch nicht endgültig besiegelt ist. Die Partnerschaft für das einheimische Triebwerk soll in den Wochen nach der Farnborough Airshow formalisiert werden, ebenso wie die Zusammenarbeit mit dem ukrainischen Triebwerksentwickler Ivchenko Progress.

Das ukrainische Unternehmen unterstütze die Triebwerksentwicklung, so Demiroglu, da es „diesen Weg [der Triebwerksentwicklung] bereits gegangen ist und wir versuchen, die Entwicklungszeit durch etwas Hilfe zu verkürzen“.

Die Ukraine und die Türkei hatten bereits im Oktober 2020, noch vor dem russischen Einmarsch in die Ukraine, Vereinbarungen bezüglich der Triebwerkstechnologie unterzeichnet.

Mit Blick auf die Zukunft sagte Demiroglu, er freue sich darauf, seine Rolle im Unternehmen zu festigen. Er wies darauf hin, dass die Türkei ihre Fähigkeiten in der Luft- und Raumfahrt nun mit einer Reihe von Erstflügen im vergangenen Jahr unter Beweis gestellt habe, darunter Plattformen wie der Kampfhubschrauber ATAK 2, das unbemannte Luftfahrzeug Anka 3 und das Trainingsflugzeug Hurjet.

„Das zeigt, dass die Türkei in der Lage ist, jedes erdenkliche Flugzeug zu entwerfen, herzustellen, zu testen und zu fliegen – jedes Flugzeug“, sagte Demiroglu.

Sein Plan sei es, sicherzustellen, dass das Unternehmen die Flugzeuge herstellen und „kosteneffizient, in hoher Qualität und zeitnah“ betreuen könne, so Demiroglu.
Warum das so wichtig ist, zeigte die Situation zwischen 2023/2024 beim KAAN-Programm:

Der Bericht von Aviation Week (Farnborough Airshow) belegte massive Verzögerungen in der Lieferkette bei Titan, Guss- und Schmiedeteilen. Genau hier setzt TAI und seine Partner mit der additiven Fertigung an: Sie ist das Werkzeug, um autark zu werden und die Lieferengpässe bei traditionellen Zulieferern zu umgehen.
Man druckt diese Teile also nicht, weil es 'fancy' ist, sondern um die Produktion der KAAN-Prototypen überhaupt zeitnah realisieren zu können und sich von externen Lieferketten für diese kritischen Strukturkomponenten zu lösen.
 
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Es geht um die Aussage zur F-35, oder steht davon was im Artikel?
 
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Ich muss meine vorherige Einschätzung zur F-35 korrigieren: Die strukturellen Hauptkomponenten des Flugzeugs werden nach wie vor konventionell durch hochpräzise Zerspanung aus massiven Schmiedeteilen gefertigt.
Obwohl man Lockheed Martin als technologischen Vorreiter erwarten könnte, hält das Unternehmen an diesem traditionellen Verfahren fest. Der Grund hierfür ist vermutlich die enorme Herausforderung der Zertifizierung.
Eine Umstellung auf additive Fertigungsverfahren (AM) bei einem bereits im Betrieb befindlichen Programm wie der F-35 würde eine komplette Neuzertifizierung der strukturellen Integrität erfordern. Die damit verbundenen Kosten und Risiken stehen in keinem Verhältnis zu den potenziellen Einsparungen durch Materialeffizienz.

Boeing: Das Unternehmen setzt bereits aktiv EBAM- und DED-Technologien für Titan-Strukturbauteile bei verschiedenen zivilen (z. B. 787) und militärischen Plattformen ein.

China: Die chinesische Luftfahrtindustrie nutzt bei der J-20 – insbesondere bei kritischen Bulkheads – aktiv die additive Fertigung mittels Laser Solid Forming (LSF).

Natürlich erfordert der Einsatz additiv gefertigter Bauteile extrem aufwendige zerstörungsfreie Prüfungen (wie Röntgen, CT oder Ultraschall), um die notwendige Homogenität und Stabilität sicherzustellen. Während die langfristigen Vorteile von AM – Kosteneffizienz und Ressourcenschonung unbestritten sind.
 
AMeyer76

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