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Lockheed Martin F-22A Raptor: Stealth-Flugzeug mit Schubvektorsteuerung fliegt Überschallgeschwindigkeit

Lockheed Martin F-22A Raptor: Das modernste und teuerste Kampfflugzeug der USA

Entstehungsgeschichte: 1987 wurde ein Entwicklungsauftrag an zwei Industriekonsortien zur Lieferung von je 2 flugfertigen Demonstratiosflugzeugen erteilt, von denen das eine Team von Lockheed, das andere von Northrop geführt wurde. Lockheed kooperierte mit General Dynamics und Boeing, während Northrop mit McDonnell Douglas zusammenarbeitete. Die Prototypen von Lockheed erhielten die Bezeichnung YF-22 „Raptor“ und die von Northrop YF-23 Black Widow II. 1991 gab die Air Force der YF-22 „Raptor“ vom Team Lockheed den Zuschlag der Ausschreibung. Grund der Entscheidung war die weiter fortgeschrittene Entwicklung und die bessere Manövrierfähigkeit der YF-22. Den Triebwerkswettbewerb gewann Pratt & Whitney mit dem YF119.

Die Lockheed Martin F-22 Raptor soll bei der USAF die langsam in die Jahre gekommene McDonnell Douglas F-15 Eagle ersetzen. Zugunsten der Stealth-Eigenschaften wurde die Waffenlast gegenüber der F-15 verringert, weil die F-22 Lasten primär intern im Waffenschacht befördert. Der Erstflug war im September 1997. Ende 2005 erklärte die USAF die F-22 "Raptor" für Einsatzbereit. Seit dem befindet sich die F-22 im Zulauf bei der USAF.

Kritik am Projekt: Die Kritiker argumentieren, dass die F-22 für die Erfordernisse der heutigen asymmetrischen Kriegführung überdimensioniert sei und die geringe interne Waffenlast den Einsatz als Mehrzweckkampfflugzeug einschränke. Somit handele es sich bei der F-22 um ein Jagdflugzeug ohne real existierenden Gegner, weil Luftüberlegenheitsjäger grundsätzlich für asymmetrische Konflikte, bei denen keine feindliche Luftwaffe vorhanden ist, ungeeignet sind. Obwohl die US-Luftwaffe die F-22 am 15. Dezember 2005 offiziell in Dienst stellte, absolvierte sie bisher noch keine Einsätze im Irak oder Afghanistan (Stand 2010). Deshalb stelle sich die Kosten-Nutzen-Frage angesichts knapper Haushaltsmittel von selbst. Da die neuartigen Kampfflugzeug - trotz des Interesses von Israel, Japan und Australien - nicht vom US-Senat für den Export freigegeben sind, wurde die Produktion nach 187 Maschinen Ende 2011 eingestellt.

Lockheed Martin F-22 Raptor: Stealth-Flugzeug mit Schubvektorsteuerung fliegt Überschallgeschwindigkeit

Technische Daten:

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Lockheed Martin F-35 Lightning II

Typ:

Luftbüberlegenheitsjäger

Besatzung

1 Pilot

Länge:

18,87 m

Flügelspannweite:

13,56 m

Flügelfläche:

78 m²

Seitenleitwerk

16,5 m²

Höhenruder

12,6 m²

Flügelstreckung:

2,35

Tragflächenbelastung:

nicht bekannt

Höhe:

5,08 m

Leergewicht:

19.700 kg

max. Startgewicht:

nicht bekannt

Treibstoffkapazität:

nicht bekannt

G-Belastung

+9 / -3

Höchstgeschwindigkeit:

2.681 km/h (Mach 2,25) in 19.810 m Höhe

auf Meereshöhe

Mach 1,40

Marschgeschwindigkeit:

etwa Mach 1,80

Dienstgipfelhöhe:

ca. 19.800 m

Einsatzradius:

1.480 km

Überführungsreichweite:

über 2.980 km mit zwei Abwurftanks

Triebwerk:

2 x Pratt & Whitney F119-PW-100

Art

Turbofans

Schubleistung:

2 × ca. 116 kN ohne Nachbrenner:

.

2 × 155 kN mit Nachbrenner

Lockheed Martin F-22A Raptor: modernstes und teuerstes Kampfflugzeug der USA

Stealth-Technologie: Die Flugzelle der F-22 ist darauf ausgelegt, Stealth-Eigenschaften mit hoher Wendigkeit zu verbinden. Die Tarnkappenfähigkeit der Maschien wird durch vielfältige konstruktive Besonderheiten errreicht. So weist die Flugzeugform keinen einzigen Winkel auf, der hohen Radarquerschnitt erzeugen würden. Die planen Flächen des Seitenleitwerks sind in V-Stellung angewinkelt, um seitliche Anpeilungen in eine andere Richtung zu lenken.

Rohrförmige Flächen wurden ebenfalls vermieden, da sich diese ebenfalls ungünstig auf die Stealth-Eigenschaften auswirken. So ist die Nase der Maschine - im Gegensatz zu konventionellen Flugzeugen - nicht exakt rund oder oval. Hier wurden Krümmungen gestaltet, die fortlaufend ihren Krümmungsgrad ändern und so die Radarreflexionen besser streuen.

Die gesamte Oberfläche weist keine unnötigen Spalten oder Erhöhungen auf, da diese ebenfalls deutliche Radarechos erzeugen würden. Externe Bewaffnung eines Kampfflugzeuges erzeugt ebenfalls ein Radarecho, weshalb diese bei der F-22 intern untergebracht sind. Die Klappen für Fahrwerk und Waffenschächte wurden an den Kanten mit „Sägezahnmustern“ versehen, da diese die reflektierten Radarstrahlungen besser streuen. Zum Abwurf der internen Waffen werden die Klappen sehr schnell geöffnet und sofort wieder geschlossen, weil das Flugzeug in dieser Flugphase geortet werden kann. Dazu werden die Raketen schnell mit hohem Druck von der Maschine weggedrückt. Der Vorgang des Waffenabwurfs dauert nur wenige Sekunden.

Bei der F-22 liegen auch die Triebwerke tief im Flugzeuginneren, wo sie vor Radarstrahlung vollständig geschützt sind. Die Triebwerksschaueln sind von vorne kaum zu sehen, bzw. anzupeilen. Durch konstruktive Maßnahmen wird die Abgabe von Wärmestrahlung der Triebwerke vermindert. Von außen sichtbar sind die rechteckigen Triebwerksauslässe. Diese Form führt zu einer schnelleren Durchmischung des Abgasstrahls mit der Umgebungsluft. Somit wird die Ortung durch Infrarotgesteuerte Waffen erschwert. Außerdem wurde ein spezieller Anstrich aufgebracht, der die abgestrahlten Emissionen in einen Frequenzbereich verlagert, der von gegenwärtig eingesetzten Sensoren kaum genutzt wird.

Über die Zusammensetzung der verwendeten radarabsorbierenden Anstrichfarben ist wenig bekannt. Die Materialien müssen regelmäßig gewartet werden, da sie mehr auf hohe Absorptionsleistungen und große Bandbreiten als auf Beständigkeit ausgelegt sind. Gleichwohl müssen die sie hohe Temperaturschwankungen und intensive Luftreibung bei Überschallgeschwindigkeit verkraften können. Ein militärischer Tarnanstrich soll die Erkennung durch menschliche Beobachter erschweren.

Die Form der Cockpithaube senkt durch ihren Aufbau ebenfalls den Radarquerschnitt. Sollbruchkanten - wie sonst üblich - sind hier nicht eingearbeitet. Des Weiteren sind alle nötigen Antennen in den Flügelkanten oder sehr flach in der Oberfläche integriert, um unnötige Reflexionen durch herausragenden Elementen zu vermeiden.

Lockheed Martin F22 Raptor

Die Materialen der Konstruktion: Die Flugzelle wurde zu 40 % aus Titan gefertigt, das vor allem bei der Grundstruktur und im Triebwerksbereich zum Einsatz kommt. Die Oberfläche besteht aus Duroplast-Materialien, wie Kohlefaser, Bor, Aramidfaser und Glasfaser. Aluminium wird vorwiegend im Cockpitbereich verwendet. Beim Fahrwerk wird Stahl verwendet, sowie einige nicht näher beschriebene Materialien. Zur Erhöhung der Sicherheit ist ein Feuerlöschsystem vorhanden, das Feuer durch Infrarot- und Ultraviolett-Sensoren erkennen kann. Alle Treibstofftanks verfügen des Weiteren über ein System, das entzündliche Gase mit Stickstoff unschädlich macht, was die Explosionsgefahr bei Treffern durch Projektile oder Splitter reduziert.

Lockheed Martin F-22A Raptor - Cockpit

Cockpit: Die Haube des Cockpits bietet eine gute Rundumsicht und benötigt keine zusätzliche Einfassung wie bei konventionellen Kampfflugzeugen. Ferner ist sie mit einer speziellen Beschichtung versehen. Die F-22 ferfügt über 4 große multifunktionale Glasdisplays, auf denen alle relevanten Daten angezeigt werden. Auf der linken Seite des Cockpit ist der Schubhebel zu finden, auf der rechten Seite der Sidestick.

Lockheed Martin F-22 - Triebwerk Pratt & Whitney F119-PW-100L

Triebwerke: Das Pratt & Whitney F119-100 ist ein Turbofantriebwerk mit Nachbrenner, das speziell für die Lockheed-Martin F-22 Raptor entwickelt wurde. Es verfügt über eine 2D-Schubvektorsteuerung zur Erhöhung der Wendigkeit und besitzt außerdem Supercruise-Fähigkeit. Als Supercruise bezeichnet man die Fähigkeit eines Flugzeugs, ohne Nachbrenner dauerhaft schneller als der Schall zu fliegen. Das Triebwerk entwickelt unter Einsatz des Nachbrenners jeweils einen Schub von 156 kN, wodurch das Flugzeug eine Geschwindigkeit von 2.681 km/h (Mach 2,25) erreicht.

Durch die integrierte Schubvektorsteuerung konnte zum einen die Wendigkeit der Maschine wesentlich erhöht werden, zum anderen verringert deren spezielle Konstruktion die Infrarot- und Radarsignatur gegenüber konventionellen Triebwerken. Die Schubvektordüsen können um bis zu 20° nach oben oder unten ausgelenkt werden, wobei ein kompletter Durchgang von +20° auf −-20° eine Sekunde dauert. Außerdem sind die Düsen mit diversen Materialien beschichtet, welche die Abstrahlung von IR-Energie verringern.

Das Triebwerk selbst beginnt mit einem 3-stufigen Fan, gefolgt von einem 6-stufigen Verdichter, der gegenläufig rotiert. Die Brennkammer verfügt über einige neue Technologien, welche zu einem nahezu rauchfreien Abgasstrahl führen. Jedes Triebwerk treibt auch eine Turbine an, die elektrische Leistung erzeugt. Ferner wurde eine neuartige Titanlegierung verwendet, die gegenüber früheren Legierungen erheblich hitzebeständiger ist.

Lockheed Martin F-22 - Waffenschacht

Bewaffnung:

  • 1 x 20 mm Vulcan M-61A2 Gatlingkanone mit 480 Schuss.
  • 2 interne seitliche Waffenschächte können je zwei AIM-9 Sidewinder Infrarot Raketen tragen
  • 2 untere Hauptwafenschächte können entweder sechs AIM-120 C Radar-gesteuerte Raketen (Luft/Luft Raketen)
    • oder zwei AIM-120 C Raketen und zwei 1, 000-Pfund GBU-32 JDAMs (präzisionsgelenkte Bomben) befördern.

Lockheed Martin F-22 Waffen 2Die Mündung der Kanone ist während des Marschfluges durch eine kleine Klappe verschlossen, um den Radarquerschnitt der Maschine nicht zu vergrößern.

Die schweren Waffen werden vorwiegend in den 4 internen Waffenschächten der F-22 untergebracht, um die Stealtheigenschaften der Maschine nicht zu verringern. So verschlechtert das Anbringen der Außenbewaffnung auch nicht die Aerodynamik der Maschine, so dass diese ihre Manövrierbarkeit, Geschwindigkeit und Reichweite beibehalten kann. Aufgrund des geringen Platzangebotes kann allerdings nur eine begrenzte Anzahl an Waffen intern mitgeführt werden.

Die Luft-Luft-Lenkwaffen werden durch starke hydraulische Starter mit hoher Kraft aus den Schächten gestoßen, wodurch die Öffnungszeit der Klappen auf wenige Sekunden begrenzt wird .Dies ist insofern wichtig, da offene Waffenschächte den Radarquerschnitt der Maschine erhöhen würden.

Ferner sind 4 weitere externe Waffenstationen vorhanden. An jeder können jeweils zwei Luft-Luft-Raketen oder ein Abwurftank befestigt werden. Allerdings wird durch die Verwendung von externen Lasten der Radarquerschnitt der F-22 erhöht sowie die Aerodynamik verschlechtert.

F-22 Raptor: Das modernste und teuerste Kampfflugzeug der USA
Lockheed Martin F 22 Raptor - Flugansicht

 

Copyright © Flugzeuglexikon von Wolfgang Bredow - Berlin, Spandau

 

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