Warum keine Schwenkflügler mehr?

[alois]

Hatten die Britischen Tornados nicht noch einen Tank im Seitenleitwerk und somit mehr Sprit als der Deutsche Tornado? Es muss also nur Zufall gewesen sein, dass die Deutsche einsitzige Idee mehr Sprit gehabt hätte als die zweisitzige Version, sonst hätte auch Deutschland den zusätzlichen Sprit im Leitwerk gefordert.

Wie ich hier schon an anderer Stelle schrub, hatten die Briten ihre festen Vorstellungen was die Auslegung des Flugzeuges anging, plus Schwenkflügel. Immerhin haben sie schon weit vor dem Projekt Vorarbeiten geleistet und in die Entwicklung von Schwenkflügeln viel investiert. Dass die TSR 2 keine Schwenkflügel bekam war nur dem Umstand geschuldet, dass man in der Entwicklung des Schwenkflügels noch nicht soweit war. Die Auslegung der Tornado ist also ein eher Britisches Ding mit dem sich die anderen auch gut anfreunden konnten. Die endgültige Größe muss wohl ein gemeinsames Ding gewesen sein, oder eine Forderung eines Partners mit dem die anderen dann kein Problem hatten.

Die komische Forderung nach Mach2 für den Tornado ist schon merkwürdig, da dieser eine solche ja nicht brauchte. Ich kann mir das nur so erklären, dass es eine Forderung des ADV war, der auch zeitgleich von den Briten gefordert wurde, kam nur a bisserl später. Von daher auch die Bezeichnung Mehrzweckflugzeug (ein Mehrzweckflugzeug war der Tornado IDS ja absolut nicht).

 

[Viking]

Höhe, Länge und Breite waren festgelegt, um die vorhandene Infrastruktur auf den Plätzen weitgehend weiter nutzen können.

 

[Flying_Wings]

...
Ich habe ein weiteres Dokument gefunden, eine Art dokumentierte Quasselrunde ehemaliger Würdenträger aus der britischen Industrie.
Darin werden zahlreiche Aspekte genannt.
...

Vermutlich dieses hier?

https://www.rafmuseum.org.uk/documents/research/RAF-Historical-Society-Journals/Journal-27A-Seminar-Birth-of-Tornado.pdf

 

[Sens]

In dem PDF wird ja angegeben, was die Dimensionen des Tornados bestimmte. ‎
Die fiktive Mission, die das Flugzeug dimensioniert, erforderte einen Aktionsradius von 250 Meilen ohne externen Treibstoff, während vier 1000-Pfund-Bomben transportiert wurden.‎
‎Das Einsatzprofil umfasste eine Startrollstrecke von nicht mehr als 2500 Fuß, einen Flug mit bester Reichweitengeschwindigkeit auf niedriger Höhe zu einem Beschleunigungspunkt, um das endgültige Eindringen zum Ziel bei M0,9 für 150 Meilen zu ermöglichen, das Abwerfen der externen Tanks, wenn sie leer sind, zwei Minuten im Zielbereich mit voller Leistung, Austreten bei M0,9 für 150 Meilen, kehren für den Rest bei bester Reichweitengeschwindigkeit mit ausreichenden Kraftstoffreserven zur Basis zurück und landen innerhalb einer Rollstrecke von 1500 Fuß. ‎
Kein Wunder, dass dies damals nur mit VG zu schaffen war. Bei Abstrichen in der Avionik war die SEPECAT Jaguar die preiswerte Ergänzung für jene Rolle.

 

[Schorsch]

Höhe, Länge und Breite waren festgelegt, um die vorhandene Infrastruktur auf den Plätzen weitgehend weiter nutzen können.

Ist das so und gibt es dafür irgendwelche Quellen?
Zwar ist eine "Bounding Box" nicht ungewöhnlich, aber die knapp 17m eines F-104G als Längenlimit zu nehmen ist eine Kastration.

 

[Flying_Wings]

Aus "Tornado-Experimental - 2000 Stunden Flugerprobung" von Fritz Eckert.
"Um wenigstens für einige Faktoren flexibel zu sein, hatte sich bei Studien herausgestellt, dass eine variable Flächenpfeilung Vorteile bringen musste. Mit ihr konnte man das Verhältnis Reichweite/Aktionsradius/Leistungsverhältnis und Manövrierbarkeit in etwa in Einklang bringen. Dies mit einem Flugzeug mit fester Tragfläche zu erreichen, würde es größer und schwerer machen. Dazu wären stärkere Triebwerke nötig, die wiederum mehr Kraftstoff brauchen."
Hierbei ist noch anzumerken, dass er als Testpilot am Anfang des Buchs explizit "Geschichte, Entstehung und Erprobung der Tornado aus meiner Sicht" vermerkt hat.

 

[mel]

Hatten die Britischen Tornados nicht noch einen Tank im Seitenleitwerk und somit mehr Sprit als der Deutsche Tornado? Es muss also nur Zufall gewesen sein, dass die Deutsche einsitzige Idee mehr Sprit gehabt hätte als die zweisitzige Version, sonst hätte auch Deutschland den zusätzlichen Sprit im Leitwerk gefordert.

Hatten sie, der zusätzliche Tank im Leitwerk fasste 440 kg. Wenn der gefüllt war, konnte man am Boden die Flügel allerdings nicht einschwenken, und die Tornados hätten mit Flügeln vorne nicht mehr in die Shelter gepasst, glaube ich.

Die komische Forderung nach Mach2 für den Tornado ist schon merkwürdig, da dieser eine solche ja nicht brauchte. Ich kann mir das nur so erklären, dass es eine Forderung des ADV war, der auch zeitgleich von den Briten gefordert wurde, kam nur a bisserl später. Von daher auch die Bezeichnung Mehrzweckflugzeug (ein Mehrzweckflugzeug war der Tornado IDS ja absolut nicht).

Die Bezeichnung passt schon. Die Mehrrollenfähigkeit bezieht sich auf nuklearen wie konventionellen Angriff, Seezielbekämpfung und Aufklärung. Plus halt Abfangjäger und ECR in separaten Versionen.
Mehrzweckkampfflugzeuge nach heutigem Verständnis gab es damals noch nicht. Also zumindest nicht, als MRCA geboren wurde. Die F/A-18 mit Indienststellung 1983 würde ich da als erstes modernes Mehrzweckkampfflugzeug nennen.

 

[Schorsch]

Aus "Tornado-Experimental - 2000 Stunden Flugerprobung" von Fritz Eckert.
"Um wenigstens für einige Faktoren flexibel zu sein, hatte sich bei Studien herausgestellt, dass eine variable Flächenpfeilung Vorteile bringen musste. Mit ihr konnte man das Verhältnis Reichweite/Aktionsradius/Leistungsverhältnis und Manövrierbarkeit in etwa in Einklang bringen. Dies mit einem Flugzeug mit fester Tragfläche zu erreichen, würde es größer und schwerer machen. Dazu wären stärkere Triebwerke nötig, die wiederum mehr Kraftstoff brauchen."
Hierbei ist noch anzumerken, dass er als Testpilot am Anfang des Buchs explizit "Geschichte, Entstehung und Erprobung der Tornado aus meiner Sicht" vermerkt hat.

Nun, das ist die allgemeine Begründung für Schwenkflügel. Als das Projekt offiziell begann (1968) war die Konfiguration gesetzt. Briten hatten sowieso einen Schwenkflügler geplant, und somit schien dies die einzige absolut feste Größe, während alles andere (Triebwerke, Reichweite, Bewaffnung, Besatzung) ausgehandelt wurde. Irgendwie paradox.
Man hat in den Tornado eigentlich an jeder Stelle das Komplizierteste eingebaut.
Am Ende war die Performance aber überschaubar.
Im MIL Low Level auch nicht schnell als ne Bucc, Reichweite eher mau, und konventionell nie so der große Wurf.

 

[fant66]

Jetzt muß ich da mal einhaken, Schorsch, wegen der angeblich schlechten Leistungen:
Es heißt doch heute noch, im Tiefflug (wofür der Tornado entwickelt wurde), kann ihm bis heute fast kein Flugzeug das Wasser reichen. Ist das jetzt eine Mär, oder ist da was dran ?

 

[Sens]

Die Entscheider jener Zeit waren auch nicht dümmer. Am Anfang standen immer die Operationsanalytischen Studien zur Auswahl von Kampfflugzeugen. Dort wurden die Wirksamkeits- und Aufwandsgröße anhand von Studienergebnissen bewertet.
Der Tornado sollte dabei unter allen Witterungsbedingungen und im automatischen Hochgeschwindigkeitstiefflug [gemeint waren die An- und Abflugphase vom Initialpunkt aus]punktgenau anfliegen können. Jede Mission hatte mehrere Wegemarken und wurde mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten geflogen. Je flexibler ein Entwurf dabei war, um so mehr Optimierungsmöglichkeiten bot er.
Schon bei der F-104G kam der WV an seine waffentechnisches Grenzen und der Tornado verschob sie noch einmal um einen Quantensprung. Das sie niemals in der vorgesehenen Form genutzt werden musste, dass bedeutet keine Entwertung des Tornados. Er hatte ja schon im Kalten Krieg seinen Zweck erfüllt. Im Vergleich zum Aufwand ihn zu generieren stand ja der Aufwand auf der Gegenseite ihn und seine Wirksamkeit auf ein erträgliches Maß zu reduzieren.
Zur Entscheidung über die Konfiguration des Tornados gab es ja eine Matrix. Die physikalisch gegensätzlichen Forderungen ergaben immer einen Kompromis mit einer Verschiebung in Richtung der Hauptforderung.
Bezogen auf die einst geforderte Flugleistung kann auch heute eine F-15E einer F-111F nicht das Wasser reichen.
Es lohnt sich immer noch Klaus Hünecke, Technik und Funktion, DAS KAMPFFLUGZEUG VON HEUTE zu lesen. Die Probleme des Hochgeschwindigkeitsfluges sind immer noch die Gleichen, w.z.B. Staudruck als Funktion von Machzahl und Höhe.

 

[lowdeepandhard]

Jetzt muß ich da mal einhaken, Schorsch, wegen der angeblich schlechten Leistungen:
Es heißt doch heute noch, im Tiefflug (wofür der Tornado entwickelt wurde), kann ihm bis heute fast kein Flugzeug das Wasser reichen. Ist das jetzt eine Mär, oder ist da was dran ?

Zumindest wenn man der britischen Forenlandschaft glaubt (und auch diversen ehemaligen Lfz-Besatzungen, die z.B. Aircrew Interview zu Gast hatte), dann war eine Buccaneer low-level mindestens ebenso zügig unterwegs und hatte dabei ein besseres payload-range-Verhältnis. Gibt auf der Insel viele, die behaupten, eine Bucc mit Tornado-Avionik wäre der effektivere Bomber gewesen. Mir fehlt die Detailkenntnis um zu beurteilen, ob das pilotenromantisches Seemannsgarn ist, oder ob da ein Körnchen Wahrheit drinsteckt.

Immerhin hatte die Buccaneer wohl Langsamflugeigenschaften, die bisweilen als "vicious" beschrieben werden, und die Startstrecke war ohne Katapult wohl auch nicht so berühmt. Dass 1980 eine Maschine bei Red Flag auseinandergebrochen ist, hat zudem auch für ein gewisses Stirnrunzeln gesorgt. Ganz zufällig wird die Festlegung der Tornado-Konfiguration also nicht gewesen sein, die aus heutiger Sicht unsinnige Mach 2-Forderung wird da nicht der einzige Grund gewesen sein.

Zu den Dimensionen war drüben im PPRuNe-Forum mal zu lesen, dass die Länge des Tornado auf eine deutsche Forderung zurückging - was @Vikings Beitrag bestätigen würde. Demnach hätte ein "britischer" Tornado, wenn es nach deren Wünschen gegangen wäre, wohl eher ausgesehen wie die spätere ADV-Variante. Ist natürlich nur ein Beitrag aus dem Internet und keine gesicherte Quelle.

 

[alois]

Jetzt muß ich da mal einhaken, Schorsch, wegen der angeblich schlechten Leistungen:
Es heißt doch heute noch, im Tiefflug (wofür der Tornado entwickelt wurde), kann ihm bis heute fast kein Flugzeug das Wasser reichen. Ist das jetzt eine Mär, oder ist da was dran ?

Wie definierst Du "nicht das Wasser reichen"?
Tatsache ist, dass der Tornado als der ruhigste Tiefflieger gilt. Ein ruhiger Ritt ist für die Besatzung wichtig, damit sie ihren Job machen kann und nicht zu früh ermüdet oder sich gar verletzt durch kräftige Stöße. Die F-111 war aber sehr nah an der Tornado. Über die Su-24 gibt es kaum Aussagen und Erfahrungen (da muss man in englischen Foren fragen, wo die Russen eher unterwegs sind). Der Tornado ist ein kleines Flugzeug und kann somit auch von den Dimensionen nicht viel mitnehmen, aber nach heutigen Gesichtspunkten mit Präzisionswaffen reicht es völlig. Für seinen Job ist der Tornado perfekt und dürfte neben der Su-24 wohl der einzige sein, der eine ganze Mission im Tiefflug ausführen kann (die F-111 ist ja nicht mehr).

Wenn man sich die Technik der Tornado anschaut und es im Kontext der Zeit nimmt, dann wurde das modernste genommen was es gab und war technisch auf Höhe der Zeit. Die Entwicklung der Tornado hat der europäischen Luftfahrtindustrie einen großen Schub gewährt und sie auf den neuesten Stand gebracht.

 

[Sens]

Unsere Tornados haben schon seit Jahren nur noch eine maximal erreichbare Geschwindigkeit von Mach 1,3 in der Höhe. Dazu wurde die Regulierung des Einlaufsystems fixiert. Ein Vorteil ist die Reduzierung der dafür notwendigen Wartungskosten. Die Nachteile sind die reduzierte Höhenleistung für die Aufklärer [~ Mach 1,5 für 50+kft] und deren Fähigkeit die Randbereiche der Flugabwehrraketen [~Mach 1,7] zu durchstoßen.

 

[Schorsch]

Jetzt muß ich da mal einhaken, Schorsch, wegen der angeblich schlechten Leistungen:
Es heißt doch heute noch, im Tiefflug (wofür der Tornado entwickelt wurde), kann ihm bis heute fast kein Flugzeug das Wasser reichen. Ist das jetzt eine Mär, oder ist da was dran ?

Stelle ich nicht in Zweifel. Wobei mich natürlich auch mal interessieren würde, woran man das eigentlich festmacht.
Vertikales G bei M.9 oder so etwas ähnliches.
Da würde mich schon interessieren, wie groß da der Unterschied zwischen einem moderat gepfeilten und einem sehr stark gepfeilten Flugzeug liegt. Weiterhin ist ja auch nicht jeden Tag und zu jedem Zeitpunkt mit starken vertikalen Luftbewegungen zu rechnen.

Zumindest wenn man der britischen Forenlandschaft glaubt (und auch diversen ehemaligen Lfz-Besatzungen, die z.B. Aircrew Interview zu Gast hatte), dann war eine Buccaneer low-level mindestens ebenso zügig unterwegs und hatte dabei ein besseres payload-range-Verhältnis. Gibt auf der Insel viele, die behaupten, eine Bucc mit Tornado-Avionik wäre der effektivere Bomber gewesen. Mir fehlt die Detailkenntnis um zu beurteilen, ob das pilotenromantisches Seemannsgarn ist, oder ob da ein Körnchen Wahrheit drinsteckt.

Was ich mich konkret frage: hätte man das "Problem" auch anders lösen können und was wäre auf der Strecke geblieben.
Wären Alternativen 5 oder 10% langsamer im Tiefflug gewesen und hätten 500ft mehr Runway benötigt?
Oder wäre das Ergebnis ne Katastrophe gewesen?
Oder war es eben doch der Zeitgeist, dass ausgerechnet die Frage der Schwenkflügel anscheinend nicht diskutiert wurde. 3-Wellen Turbofan und Fly-By-Wire sind auch solche Technologie-affinen Lösungen. Am Ende damit begründet, dass mein Flugzeug maximal so lang sein darf wie der Vorgänger, damit ich keinen Beton verbauen muss?

Tatsache ist, dass der Tornado als der ruhigste Tiefflieger gilt.

Ist das eine Tatsache, kann man das irgendwie "messbar" nachweisen bzw. wie misst man das? Crew nach dem Flug fragen ist ja keine exakte Wissenschaft.

Die Entwicklung der Tornado hat der europäischen Luftfahrtindustrie einen großen Schub gewährt und sie auf den neuesten Stand gebracht.

Dies scheint speziell auf deutscher Seite ein wesentlicher Treiber gewesen zu sein.
Zwar wollte man seinen Bündnispflichten beikommen und Atombomben ins Ziel bringen können.
Aber allen sollte spätestens Mitte der 1960er klar gewesen sein: wenn der Tornado seine Design-Mission ausführt, wäre Deutschland (West wie Ost) vernichtet worden und im günstigen Fall mit einem Bevölkerungsverlust von 30-50% davon gekommen.
Mehr musste die Luftwaffe ja nicht können. Anders als die Royal Air Force, die ja auch zahlreiche konventionelle Szenarien noch "in den Knochen" hatte.
Folglich verknüpfe ich Ausgaben für Waffen mit handfesten industriellen Interessen, damit es nicht komplett für die Katze ist.

Schon bei der F-104G kam der WV an seine waffentechnisches Grenzen und der Tornado verschob sie noch einmal um einen Quantensprung. Das sie niemals in der vorgesehenen Form genutzt werden musste, dass bedeutet keine Entwertung des Tornados. Er hatte ja schon im Kalten Krieg seinen Zweck erfüllt. Im Vergleich zum Aufwand ihn zu generieren stand ja der Aufwand auf der Gegenseite ihn und seine Wirksamkeit auf ein erträgliches Maß zu reduzieren.

WV?

Die Tornado kam ab Mitte der 70er Jahre in den Einsatz.
An welcher Stelle hat dies das "Gleichgewicht des Schreckens" verändert?
Haben die Sowjets irgendeine Investition wegen der Fähigkeit des Tornados getätigt? Neue Flugzeuge gekauft?
Die Glaubwürdigkeit der Abschreckung basierte doch auf ganz anderen Säulen und vielmehr auf den strategischen Systemen.


Meine Hypothese ist, dass wenn der Wille dagewesen wäre, möglichst schnell und preiswert ein akzeptables Flugzeug an die Hand zu kriegen, dann hätte man andere Lösungen gefunden (notfalls einen 30% skalierten Starfighter mit 2 Mann Besatzung). Die Flugleistungen dienen teilweise als Feigenblatt für den Willen, Technologiefähigkeit zu verbessern. Die Off-Design Capability (also abseits von B61 Low Level abwerfen, in der Atomwüste auf einer Autobahn landen, im Schnitt noch 1-2 weitere Missionen zu fliegen, bevor der totale Zusammenbruch des Militärs oder der Abschuss erfolgt) des Systems waren stets so lala.

 

[Ta152]

< snip >
WV?
< snip >

Warschauer Vertrag, der Ostname zum Warschauer Packt.

 

[A.G.I.L]

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Da würde mich schon interessieren, wie groß da der Unterschied zwischen einem moderat gepfeilten und einem sehr stark gepfeilten Flugzeug liegt. Weiterhin ist ja auch nicht jeden Tag und zu jedem Zeitpunkt mit starken vertikalen Luftbewegungen zu rechnen.
...

Hängt die Böenempfindlichkeit auch mit der Pfeilung zusammen? Das kann ich mir nicht erklären. Ist es nicht eher eine hohe Flächenbelastung, die einen ruhigeren Flug ermöglicht?
Beim Schwenkflügler erhöht sich ja die Flächenbelastung bei zurückgeschwenkten Tragflächen, da ein Teil im Rumpf verschwindet.

 

[Schorsch]

Hängt die Böenempfindlichkeit auch mit der Pfeilung zusammen? Das kann ich mir nicht erklären. Ist es nicht eher eine hohe Flächenbelastung, die einen ruhigeren Flug ermöglicht?
Beim Schwenkflügler erhöht sich ja die Flächenbelastung bei zurückgeschwenkten Tragflächen, da ein Teil im Rumpf verschwindet.

Ja, CLalpha (Lift due to Alpha) sinkt mit steigender Pfeilung.



Der Aspect Ratio spielt ebenso eine Rolle.

Eine vertikale Strömung stellt ja eine Schwankung des Anstellwinkels da.

Wenn gilt bei 1g:
m*g = A = CLalpha * AOA * S* rho/2*v^2

Dann würde eine Steigerung des CLalpha und der Flügelfläche direkt in mein produziertes Lastvielfaches eingehen. Daher Flächenbelastung und niedriges CLalpha. Wie man aber sieht ist im Bereich niedriger Anstellwinkel (und fliege ich 600 KCAS "on the deck" habe praktisch gar keinen Anstellwinkel) der Einfluss der Pfeilung überschaubar ist. Es geht eher um "Span Loading".

 

[EDCG]

Oder war es eben doch der Zeitgeist, dass ausgerechnet die Frage der Schwenkflügel anscheinend nicht diskutiert wurde.
3-Wellen Turbofan und Fly-By-Wire sind auch solche Technologie-affinen Lösungen. Am Ende damit begründet, dass mein
Flugzeug maximal so lang sein darf wie der Vorgänger, damit ich keinen Beton verbauen muss?

Was ist an dieser Begründung so schlecht?
In Jagel z.B. haben schon die relativ geringen Umbauten für den Tornado einen dreistelligen Millionenbetrag gekostet.

Aber allen sollte spätestens Mitte der 1960er klar gewesen sein: wenn der Tornado seine Design-Mission ausführt, wäre Deutschland (West wie Ost) vernichtet worden und im günstigen Fall mit einem Bevölkerungsverlust von 30-50% davon gekommen. Mehr musste die Luftwaffe ja nicht können.

Was war denn deines Erachtens nach die "Design-Mission" des Tornados?
Und da mehr als ein Drittel der deutschen IDS Tornados den Marinefliegern gehörten:
Was mussten die denn deiner Meinung nach können?

Die Tornado kam ab Mitte der 70er Jahre in den Einsatz.

Mitte der 70er begannen die ersten Prototypen gerade mal ihre Flugerprobung.

 

[A.G.I.L]

danke @Schorsch, wieder was gelernt!

 

[Sens]

Es geht ja um den Bereich des Schnellfluges in Bodennähe. Da gibt es zwei messbare Größen für die Tiefflugbelastung. Als Maßstab wird die Geschwindigkeit von Mach 0,9 oder ~600 kt gewählt. Gemessen wird die Anzahl der 0,5 g Böen/min. Der erträgliche Bereich wird mit 10 angesetzt, der für kurze Zeit erträgliche mit bis zu 15 und alles darüber als unerträglich. Gemeint ist ein Flug über mehrere Minuten und ansonsten ist die Opferbereitschaft von Piloten/Besatzung gefragt. Die Belastung sinkt ja mit der Geschwindigkeit und jeder wählt diejenige, die ihm für seine Konfiguration noch machbar erscheint. Mit dem Eintritt in den transsonischen Bereich gibt es Schüttelerscheinungen durch die sich ablösenden Luftströmungen. Die folgenden Werte sind einer Grafik entnommen (+/- 1)
Tornado IDS: 9, F-111: 10, F-14: 18, F-4: 24, F-16: 28, F/A-18: 29, F-15: 30 und Mirage III: 70

Was auch immer gerne unterschlagen wird. Beim VG ändern sich ja immer drei Dinge gleichzeitig. Mit der Tragflächenpfeilung, deren Profil und die Flügelstreckung.