Tornado: Rampen im Lufteinlass

[Schorsch]

Danke für den Beitrag!
Ich habe die Grafik mal hier eingefügt, Quelle ist ja oben gegeben (RAF Museum).


Der kurze Rumpf hat Supersonic Performance sowie Long Range & Endurance negativ beeinflusst. Dieses Problem mit einem komplizierten Triebwerk (welches aufgrund der geringen Länge auch bestimmte einzigartige Probleme hatte) zu lösen ist irgendwie verdächtig. Ich kann mir nicht vorstellen, dass man die Option mehr Rumpfvolumen nicht irgendwo auf dem "Trade Table" hatte. Da waren genug Aerodynamiker an Bord, die kannten Transonik besser als ihre Kinder. Das Argument der umspülten Oberfläche ist für ein explizit transonisch optimiertes Flugzeug eben keins, vor allem wenn man bedenkt, dass ja immer Eimer dran hängen.

 

[mel]

Die Aerodynamik hat gepasst, die Elektronik brauchte keine längere Nase, aber eine möglichst großflächige für Radar und Geländefolgeradar. Mit nur einem Radar wäre die Nase schmal und der Flieger hätte somit eine optisch schlankere Form erhalten. Es ist nur die Radarnase, die ihn pummelig erscheinen lässt. Der ADV hat ja ein anderes Radar und somit eine andere Nase bekommen und siehe da, er sieht schlanker aus.

Der ADV hat nicht nur ein längeres Radom, sondern auch einen um 1.36m verlängerten Rumpf.
Man hätte auch beim IDS eine längere, schlankere Nase verbauen können mit demselben Querschnitt auf Höhe der Antennen. Hat man aber aus Gründen nicht. Wenn es nicht die Shelter waren, bleibt die Frage also offen. Ausser, man hat sich bei der Aerodynamik vertan und die Verbesserung beim ADV war ein glücklicher Zufall.

 

[Showtime 100]

Ausser, man hat sich bei der Aerodynamik vertan und die Verbesserung beim ADV war ein glücklicher Zufall.

Ich erinnere mich an einen alten Artikel, in dem einer der F.2 Testpiloten geschildert hat, dass die Luftbetankung mit der ADV um einiges entspannter gewesen sein muss, weil die Anströmung da - im Gegensatz zum IDS-Radom - den Korb nicht so zum Schwingen gebracht hat.

 

[alois]

Die Frage ist, ob dieser Umstand ganz oben auf der Anforderungsliste stand. Wahrscheinlich nicht, sonst wäre die Betankungsanlage besser im Rumpf integriert worden. Außerdem war der Toni dafür vorgesehen tief in Feindesland einzudringen und dort war tanken nicht möglich, von daher hatte das keine hohe Priorität. Es ist also kein Designfehler, weil der Toni alles erfüllte wofür er bestellt wurde.
Der Tornado erfüllte all seine Anforderungen im kleinst möglichen Flugzeug. Ich denke das war so gewollt. Klein bedeutet günstiger, bedeutet kleinere Werkzeuge, die auch viel Geld kosten, kleinere Anlagen für handling usw. Für seinen Job war der Tornado zu seiner Zeit auf jeden Fall das beste Flugzeug. Sicher würden wir das heute anders machen, aber dass der Toni so wurde, hat alles seinen Grund in der Historie die zur Konfiguration geführt hat. Hätte man ihn anders gebaut, hätte man all die Entwicklungsarbeit der Vorjahre weg werfen müssen und komplett von vorn anfangen müssen, mit neuer aerodynamischer Grundlagenforschung. Die Grafik oben zeigt ja schön die Abhängigkeiten. Hätte man etwas anders gemacht, hätte es an anderer Stelle an Fähigkeiten eingebüßt. Bezüglich des Triebwerkes sehe ich es ähnlich. Bezüglich der Auslegung der Lufteinläufe habe ich beim überfliegen des Textes was von M1.8 gelesen. Das wäre also so optimiert wie man heute optimieren würde. Aber ich muss es mir mal ganz durchlesen.

 

[mel]

Der Nachbrenner ist glaub für alles interessant, was nicht 1g ist. Denn mehr Schub bringt kurz vor der Schallmauer meist wenig, als einige Mach-Counts mehr bei utopischen Verbräuchen. Hier mal beispielhaft ein Jagdbomber, wohl gemerkt ohne Außenlasten. Die Kurven sind der Widerstandsbeiwert, ohne induzierten Widerstand.

Da hast du natürlich recht. Ich habe etwas zur A-7F nachgelesen. Da wurden als entscheidende Punkte zuerst die stark verbesserte Performance beim Manövrieren und die bessere Field Performance genannt.
Z.B. Specific Excess Power auf 0 m bei 0.8 Mach:
A-7D ca. 100 fps
A-7 mit F110 ca. 200 fps ohne und fast 600 fps mit Nachbrenner.
Vmax auf 0 m hat sich von 0.86 auf 0.91 ohne bzw. Mach 1 mit Nachbrenner verbessert.

 

[Schorsch]

Bezüglich der Auslegung der Lufteinläufe habe ich beim überfliegen des Textes was von M1.8 gelesen. Das wäre also so optimiert wie man heute optimieren würde. Aber ich muss es mir mal ganz durchlesen.

Diese Passage:

As regards the intakes, an entirely new shape was devised based upon the need for good performance recovery at high incidence at M1. 8. All available data indicated that, under these conditions, a horizontal wedge was superior to both vertical wedge and conical type intakes. Note that the intake is positioned well forward of the wing, allowing for a good settling length for the airflow to the engine and thus good pressure distribution at the engine face.

Schon irgendwie merkwürdig: da erreicht der Tornado ja diese Geschwindigkeit in der Praxis gar nicht. Erscheint so, als wäre diese Anforderung vom Eurofighter in der Zeit rückwärts gereist.

Der Tornado erfüllte all seine Anforderungen im kleinst möglichen Flugzeug. Ich denke das war so gewollt. Klein bedeutet günstiger, bedeutet kleinere Werkzeuge, die auch viel Geld kosten, kleinere Anlagen für handling usw.

Die Verbindung zwischen schierer Größe und Kosten ist doch sehr indirekt. Besserer Indikator wäre eher das Gewicht. Die Motivation war anscheinend die Reduktion der umspülten Oberfläche. Für einen Airliner kann man das machen, für ein transonisches Flugzeug sind eigentlich andere Parameter relevant. Da in der Praxis dauernd Eimer mitgeflogen werden, ist das Ziel ja offensichtlich verfehlt worden.
Hier eine Quelle dazu: https://www.icas.org/ICAS_ARCHIVE/ICAS1976/Page 41.pdf

Sicher würden wir das heute anders machen, aber dass der Toni so wurde, hat alles seinen Grund in der Historie die zur Konfiguration geführt hat.

• keine Rampen
• Pivot des Schwenkflügels weiter außen
• etwas längerer Rumpf

Wäre noch keine andere Konfiguration. Aber ja, vielleicht war man an einem Punkt, an dem man nicht zurück konnte. Das Finden von Kompromissen in dem Konsortium war schon nicht einfach. Beim Eurofighter hat man es deutlich besser gemacht, da hat konsequent das Optimum angestrebt.

Für seinen Job war der Tornado zu seiner Zeit auf jeden Fall das beste Flugzeug.

Immerhin gab es keine Senkrechtstarter, so gesehen, ja. Aus dem verlinkten Dokument [Hervorhebung durch mich]:

There seems little doubt that a national programme of building, say, 100 or so new airframes with a major attack system upgrade in a minimum change version of the existing Spey-Buccaneer would have been much cheaper than participating in the Tornado programme and would have come much closer to meeting the RAF’s ‘strategic’ range requirement outlined in Jock Heron’s paper. However, it would have lacked what, in the late 60s, the operators perceived to be the essential characteristic of Mach 2 performance along with the ‘must have’ feature of variable geometry. I cannot help wondering how often Tornado IDS crews ever fly at very much above Mach 1, and indeed, if ever, at Mach 2. Nor can I help noticing that no nation has built any further expensive variable geometry aeroplanes since the Tornado programme. Plainly, neither the F-15 nor the F-16, two of the most successful of multi-role aircraft, feature variable geometry. Fashion, as well as need, appears to have been a powerful driver within the Tornado programme.

Zeitgeist halt.

 

[arneh]

• Pivot des Schwenkflügels weiter außen
• etwas längerer Rumpf

Das mit den Schwenkflügeln ist in der Tat auch so eine ganz merkwürdige Nummer. Hätte man sie weiter außen angeschlagen hätte man sich die komplexen schwenkenden Pylone sparen können, hätte eine starre Center Wing Box bauen können, und mehr Platz für Treibstoff im Rumpfmittelteil gehabt, hätte bei (teil-)vorgeschwenkten Flächen gleich LERX gehabt (und somit im transsonischen Bereich auch bessere Manövrierfähigkeit), die Auftriebsschwerpunktverschiebung wäre zudem geringer gewesen. Da würde mich die Überlegung hinter der gewählten Auslegung auch mal echt interessieren. Das waren ja keine dummen Leute, die das so konstruiert haben. Aber irgendwie geht aus nichts hervor, was die eigentlich nachteiligen Designentscheidungen begründen würde.
Und das große Fragezeichen mit der Länge wird wohl ein ewiges Rätsel bleiben, wenn das mit den Sheltern tatsächlich nicht der limitierende Faktor war. Da sehe ich eigentlich auch nur Nachteile (Das riesige Seitenleitwerk wiegt und kostet Widerstand, das hätte man bei größerer Rumpflänge garntiert kleiner auslegen können).
Nicht falsch verstehen: Der Toni war ein exzellentes Gerät und seinerzeit in der angedachten Rolle sicherlich weltweit der Benchmark. 2m länger und mit angeblasenen Klappen an starrem Flügel oder mit weiter außen angeschlagenen Schwenkflügeln wäre er es aber mindestens ebenso gewesen, eher noch mehr.

 

[Sens]

Was die "Eimer" angeht, die haben im subsonischen Bereich nicht gestört. Der macht im Friedensbetrieb fast 100 % der Flugzeit aus. Im realen Einsatz sieht das dann deutlich anders aus. Dort trennte man sich von ihnen auf dem Weg zum Ziel. Je nach den befohlenen Kriterien und erforderlichen Geschwindigkeiten. Die "Eimer" sind inzwischen viel zu wertvoll, so das man sich nicht ohne Not von ihnen trennt. Solche Notfälle sind, wenn man vom Feind beim Anflug überrascht wird und man gezwungen ist sein volles Geschwindigkeitspotential ab zu rufen.
Bei einem Mission-kill trennt man sich von sämtlichen Außenlasten. Das haben z.B. die Nordvietnamesen ausgenutzt, als sie bedrohliche Anflüge generierten. Was die Amerikaner dazu zwang dies per Befehl zu regeln.

 

[alois]

Da würde mich die Überlegung hinter der gewählten Auslegung auch mal echt interessieren. Das waren ja keine dummen Leute, die das so konstruiert haben. Aber irgendwie geht aus nichts hervor, was die eigentlich nachteiligen Designentscheidungen begründen würde.

Steht doch im verlinkten Text drin (ich suche die Textstelle jetzt nicht heraus, war glaub irgend wo zwischen 30. und 50. Seite). Das hatte was mit dem Schwerpunkt zu tun. Man hatte ja alle möglichen Anschlagpunkte untersucht, von ganz innen bis weit außen. Dumm waren sie damals wirklich nicht.

 

[Schorsch]

Steht doch im verlinkten Text drin (ich suche die Textstelle jetzt nicht heraus, war glaub irgend wo zwischen 30. und 50. Seite). Das hatte was mit dem Schwerpunkt zu tun. Man hatte ja alle möglichen Anschlagpunkte untersucht, von ganz innen bis weit außen. Dumm waren sie damals wirklich nicht.

Nein, Dummheit wäre eine dumme Erklärung. Aber spannend ist hier, dass der eher weit innen liegende Pivot wohl von den Briten kam. Hier die deutsche Konfiguration aus dem besagten Dokument:



Single seat, single engine.
Die Briten waren noch eher bei den frühen Schwenkflüglern, bei denen der Pivot recht weit innen lag.
Siehe hier:

BAC/Dassault AFVG - Wikipedia

en.wikipedia.org

Die F-111 war ja in der Hinsicht auch eher erste Generation, die F-14 war da deutlich weiter.

Was die "Eimer" angeht, die haben im subsonischen Bereich nicht gestört.

Jein. Grundsätzlich bin ich bei Dir, aber der Tornado sollte ja durchaus "Cruise" M.85 low level fliegen. Und da tun die Eimer schon weh, vor allem wenn ich mit maximaler Pfeilung fliege. Das Gerät wurde anscheinend sehr konsequent auf die Eckmission ausgelegt. Wenn man seinen Jagdbomber natürlich vor allem als Abschreckungsinstrument sieht, welches die eine Mission bestmöglich hinkriegen soll, und alles andere ist Beiwerk, dann ergibt das Sinn. Ganz real hat der Tornado ja in realer Konfiguration ein echtes Widerstandsproblem, kann nicht mit einem A320 mithalten.

Nicht falsch verstehen: Der Toni war ein exzellentes Gerät und seinerzeit in der angedachten Rolle sicherlich weltweit der Benchmark. 2m länger und mit angeblasenen Klappen an starrem Flügel oder mit weiter außen angeschlagenen Schwenkflügeln wäre er es aber mindestens ebenso gewesen, eher noch mehr.

Das ist etwas die traurige Seite der Geschichte: in dieser Konfiguration wäre es selbst heute noch recht bedrohungsgerecht, da es als "Allrounder" besser an neue Notwendigkeiten anpassbar wäre.

 

[arneh]

Steht doch im verlinkten Text drin (ich suche die Textstelle jetzt nicht heraus, war glaub irgend wo zwischen 30. und 50. Seite). Das hatte was mit dem Schwerpunkt zu tun. Man hatte ja alle möglichen Anschlagpunkte untersucht, von ganz innen bis weit außen. Dumm waren sie damals wirklich nicht.

Danke für den Hinweis, ich denke ich habe die Stelle gefunden:
Hatte aber nix mit dem Schwerpunkt zu tun, im Gegenteil:

The further outboard the pin is positioned, the less the aerodynamic centre shifts when the wing is swept. Taking this into account, the pivot is actually located at 23% of the wing span measured from the centreline of the aircraft.

Der Grund lag scheinbar eher im Bereich der Frage des Maximalauftriebs:

At this stage, however, BAC was not prepared to accept a fixed nib because of possible adverse affects on lift with the wing in the forward sweep position, so the configuration as initially submitted had a retractable nib, which allowed for the provision of full span leading edge devices. A few months later, however, in March 1970, after carrying out a great deal of low speed wind tunnel testing to optimise the camber of the nib to ensure stable vortices beyond the stall, BAC agreed to a fixed nib.

Will sagen, man hatte damals den positiven Effekt und die Mächtigkeit von LERX und Rumpfauftrieb noch nicht gänzlich verstanden und glaubte, das man möglichst viel Flaps und Slats braucht, um den Auftrieb zu erzeugen.

 

[mel]

So schaut es wohl aus. Man hätte auch den nicht schwenkbaren inneren Teil der Fläche mit Klappen ausstatten können.

 

[Sens]

...
Jein. Grundsätzlich bin ich bei Dir, aber der Tornado sollte ja durchaus "Cruise" M.85 low level fliegen. Und da tun die Eimer schon weh, vor allem wenn ich mit maximaler Pfeilung fliege. Das Gerät wurde anscheinend sehr konsequent auf die Eckmission ausgelegt. Wenn man seinen Jagdbomber natürlich vor allem als Abschreckungsinstrument sieht, welches die eine Mission bestmöglich hinkriegen soll, und alles andere ist Beiwerk, dann ergibt das Sinn. Ganz real hat der Tornado ja in realer Konfiguration ein echtes Widerstandsproblem, kann nicht mit einem A320 mithalten.
...

Die 450 kt low level sind etwa Mach 0,7 und Mach 0,85 sind 562 kt. Dafür ist dann schon eine Stufe des Nachbrenners zugeschaltet. Eine A320 kommt in Bodennähe (siehe Luftdruck) nicht über Mach 0,5 aus Festigkeitsgründen. (350 kt IAS) Erst jenseits von 6000 m Höhe über NN ist der A320, was den Widerstand angeht im Vorteil.

 

[Talon4Henk]

Was für eine Stufe des Nachbrenners?

 

[Sens]

Dabei geht es um die Einspritzung der zusätzlichen Treibstoffmenge in den Nachbrenner über die Ringe. Das geschieht in "Stufen", um die gewünschte Schuberhöhung samt Verbrauch zu regulieren.
Zum Nachlesen
Nachbrenner – Wikipedia
Der Nachbrennereinsatz kann vom Piloten oft in mehreren Leistungsstufen geregelt werden.

 

[Friedarrr]

Sens.... jetzt komm...

 

[arneh]

Dabei geht es um die Einspritzung der zusätzlichen Treibstoffmenge in den Nachbrenner über die Ringe. Das geschieht in "Stufen", um die gewünschte Schuberhöhung samt Verbrauch zu regulieren.

???
Du weißt schon dass @Talon4Henk solche Dinger selber 'gefahren' ist? Ihn mit Wikipedia Links zu bewerfen ist schon irgendwie Comedy.

 

[Gepard65]

Ich bin ja total perplex: Ich hatte immer mal gelernt, dass die Bundesluftwaffe seit dem Starfighter grundsätzlich "2 Mann & 2 Triebwerke" gefordert hatte?! Quasi durch die guten Erfahrungen mit der Phantom im Gegensatz zum Starfighter... Daher auch Alpha Jet als 2 Mann & 2 Triebwerke (z.B. wegen Birdstrike, im Tief- und Tiefstflug steigt ja die Wahrscheinlichkeit auch mal einen Vogel mit einzusaugen...). Und jetzt sehe ich diesen "deutschen Vorschlag" für NKF. Kann es etwas ein, dass die Industrie hier etwas verkaufen wollte, was der Kunde eigentlich nicht haben wollte?
Danke, VG, NG.

 

[Schorsch]

So schaut es wohl aus. Man hätte auch den nicht schwenkbaren inneren Teil der Fläche mit Klappen ausstatten können.

Schwierig, so noch nicht gesehen. Am Ende ist der beste Schwenkflügler wohl die F-14.

Und jetzt sehe ich diesen "deutschen Vorschlag" für NKF. Kann es etwas ein, dass die Industrie hier etwas verkaufen wollte, was der Kunde eigentlich nicht haben wollte?

War auch ne andere Zeit: da war der Starfighter noch neu, und die Alternativen in Form von Senkrechtstartern wären wahre Witwenmacher geworden. Die Idee, dass man das Flugzeug für langes Verweilen im Friedensflugbetrieb optimiert, war damals wohl noch nicht opportun. Damals galt noch ein Lebenszyklus von 10-15 Jahren für ein Kampfflugzeug. Wenn in der Zeit 20% futsch gehen, dann war das ok. Wäre die Luftwaffe 10-15 Jahre Me109 geflogen, die "Attrition" wäre ähnlich groß gewesen.

 

[Sens]

???
Du weißt schon dass @Talon4Henk solche Dinger selber 'gefahren' ist? Ihn mit Wikipedia Links zu bewerfen ist schon irgendwie Comedy.

Die er selbst angezettelt hat. Er hätte es ja selbst beschreiben können und hier lesen nicht nur ehemalige Piloten mit.