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Senkrechtstarter-Versuchsflugzeug

VFW-Fokker VAK 191 B

In den 50er und 60er Jahren arbeiteten die deutschen Luftfahrtfirmen ambitioniert an Senkrechtstartern. VFW-Fokker in Bremen sollte mit der VAK 191 B den Nachfolger der Fiat G.91 entwickeln. Noch vor dem Erstflug änderten sich jedoch die militärischen Planungen, so dass letztlich nicht mehr als ein Versuchsprogramm mit drei Prototypen blieb.

VFW-Fokker VAK 191 B

Zu den Zeiten des Kalten Krieges, als man jederzeit mit dem Einsatz von atomaren Waffen in Europa rechnete, setzten die Militärs auf den Betrieb ihrer Kampfflugzeuge von verstreuten Behelfsbasen aus. Diese waren weniger verwundbar als die großen Fliegerhorste, erforderten aber die Verwendung von senkrecht- oder zumindest kurzstartfähigen Mustern. Auch die Bundeswehr folgte diesen NATO-Konzeptionen und initiierte in den späten 1950er Jahren die Entwicklung des Überschalljägers VJ 101C und des Transporters Do 31E.

Dritter im Bunde der deutschen Senkrechtstarter wurde schließlich die VAK 191 B. Ihre Geschichte geht zurück auf das im November 1961 herausgegebene NATO Basic Military Requirement (NBMR-3/196B) für ein tieffliegendes Kampf- und Aufklärungsflugzeug. Dieses sollte senkrecht starten und landen können, einen Einsatzradius von etwa 330 km haben und 450 kg Waffen tragen können. Überschall- und Luftkampffähigkeiten waren nicht gefragt. 

Wie so oft führten die nachfolgenden Gespräche in den NATO-Gremien nicht zu einer einheitlichen Vorgehensweise. Großbritannien zum Beispiel hatte bereits die Hawker P.1127, den Vorläufer des Harrier-Senkrechtstarters, in die Luft gebracht und somit kein Interesse an ähnlichen Projekten. Von deutscher Seite schlug man daher Italien vor, das V/STOL-Nachfolgemuster für die G.91 gemeinsam zu entwickeln.

Die Luftwaffen beider Länder erarbeiteten daraufhin bis zum 9. Mai 1963 eine gemeinsame, jedoch mit der NATO-Forderung nicht übereinstimmende Spezifikation für ein vertikal startendes Aufklärungs- und Kampfflugzeug (VAK). Sie diente als Grundlage eines Projektwettbewerbs, an dem sich drei Firmen beteiligten.

Focke-Wulf schlug seine Fw 1262 vor, einen Entwurf mit einem Zweikreis-Schwenkdüsentriebwerk und zwei symmetrisch angeordneten Hubtriebwerken. Er erhielt die Bezeichnung VAK 191 B. Die beiden Entwürfe des Entwicklungsrings Süd (VAK 191 C beziehungsweise EWR 421) und von Fiat Aviazione (VAK 191 D, G.95/4) waren in ihrer konstruktiven Auslegung nahezu gleich, denn die Triebwerksanlage bestand bei beiden Maschinen aus vier Hubtriebwerken im Rumpfmittelteil und einem beziehungsweise zwei Marschtriebwerken im Rumpfheck. Allerdings war der vom EWR Süd ausgearbeitete Typ 421 von Anfang an als Zweisitzer ausgelegt, während die G.95/4 weitgehend auf dem Einsitzer G.91 basierte. Als Referenzmuster diente die Hawker Siddeley P.1127 (VAK 191 A).

Während der Auswertung der Angebote stellte sich heraus, dass die Triebwerksanlage, die für die VAK 191 B vorgeschlagen worden war, das niedrigste Startgewicht ermöglichte. Außerdem versprach dieses Projekt eine größere Flexibilität bei der Waffenzuladung sowie die einfache Integration von schubstärkeren Triebwerken zur Erhöhung der Startmasse. Der Entwurf von Focke-Wulf wurde daher im August 1963 als Sieger ausgewählt.

Die Vereinigten Flugtechnischen Werke (VFW) – ein Zusammenschluss von Focke-Wulf und Weserflug – setzten daraufhin ihre Vorarbeiten fort und begannen im Juni 1964 zusammen mit Fiat eine 18 Monate dauernde Definitionsphase, in deren Verlauf auch die Arbeitsaufteilung festgelegt wurde. Die Italiener erhielten einen Anteil von 40 Prozent. Konstruktion und Fertigung des Rumpfvorderteils und Rumpfhecks sowie der Außenflügel und des Leitwerks sollten bei Fiat erfolgen.

Unterdessen beschloss der Führungsstab der Luftwaffe am 10. Oktober 1964 unter dem frisch eingesetzten Inspekteur Johannes Steinhoff allerdings den Abschied von den Senkrechtstarter-Plänen. Man wollte stattdessen zunächst vermeintlich unkompliziertere STOL-Flugzeuge realisieren. Ein wesentlicher Punkt war auch, dass sich der Schwerpunkt vom nuklearen zum konventionellen Einsatz hin verlagert hatte.

Regierungsabkommen zur gemeinsamen Entwicklung, Fertigung und Erprobung

Die ersten Modelle der VAK 191 B zeigten noch einteilige Klappen für die Lufteinläufe der Hubtriebwerke. Foto und Copyright: VFW-Fokker

Gleichwohl hielt der Bundesminister der Verteidigung an der VAK fest. Am 22. Juli 1965 unterzeichneten Deutschland und Italien ein Regierungsabkommen zur gemeinsamen Entwicklung, Fertigung und Erprobung der VAK 191 B. Vorerst einigte man sich auf sechs Prototypen, nämlich drei Einsitzer und drei Zweisitzer, plus eine Zelle für statische Versuche. Den Erstflug peilte man für 1968 an.

Als Hauptauftragnehmer fungierten die Vereinigten Flugtechnischen Werke (VFW) mit Fiat als Partner. Zur Realisierung des Programms wurde ein deutsch-italienischer Direktionsausschuss gebildet, dem sechs Arbeitsgruppen zur Behandlung und Lösung der verschiedensten Sachfragen unterstellt waren.

Mitte Dezember 1965 schloss das Bundesamt für Wehrtechnik und Beschaffung mit Rolls-Royce und MAN-Turbo (später MTU) einen Vertrag über die weitere Entwicklung des Schwenkdüsentriebwerks RB.193 im Wert von rund 150 Mio. DM. Im März 1966 bestellte es neun Marsch- und 18 Hubtriebwerke im Wert von rund 50 Mio. DM.

In einer Vorlage vom 3. Juni 1966 an den Minister wiederholte der Führungsstab der Luftwaffe nochmals ausdrücklich, dass die VAK nicht mehr den militärischen Forderungen entspreche. Dennoch wurden im Juli 1966 für die Entwicklung weitere Mittel bis zur Höhe von 48,5 Mio. DM gebunden, so der Bundesrechnungshof später. Als sich abzeichnete, dass die bisher veranschlagten Mittel von rund 250 Mio. DM für das geplante Programm bei weitem nicht ausreichen würden, legte VFW am 5. Dezember 1966 dem Bundesamt für Wehrtechnik und Beschaffung ein Angebot für ein reduziertes Entwicklungsprogramm vor, das sechs Einsitzer mit begrenzter Flugerprobung umfasste. Am selben Tag hob der Führungsstab der Luftwaffe formell die deutsche militärische Forderung vom 16. Oktober 1964 auf.

Erst Ende Dezember 1966 unterrichtete der Verteidigungsminister die italienische Botschaft schließlich davon, dass die VAK 191 B nicht mehr der deutschen Planung für die Jahre ab 1970 entspreche und dass das Projekt auf deutscher Seite nur noch als Experimental-Entwicklung angesehen werde. Dem italienischen Verteidigungsminister schlug er vor, die gemeinsamen deutsch-italienischen Forderungen vom 23. November 1965 zurückzuziehen.

Die italienische Luftwaffe antwortete im Februar 1967, es sei ihr unmöglich, das Projekt nur zu experimentellen Zwecken ohne Mitwirkung der Führungsstäbe fortzuführen. Ungeachtet dessen erhöhte der Verteidigungsminister laut Bundesrechnungshof mit dem 4. Änderungsvertrag vom 16. März 1967 das Vertragsvolumen weiter um 12 Mio. auf 60,5 Mio. und am 27. April 1967 nochmals um 18 Mio. auf 78,5 Mio. DM.

Am 31. Juli 1967 teilte der italienische Verteidigungsminister mit, er könne keine weiteren Verpflichtungen für die Fortsetzung der Entwicklung mehr übernehmen. Darauf erwirkte die Abteilung Wehrtechnik im September 1967 eine Entscheidung des Verteidigungsministers darüber, dass das Programm – beschränkt auf drei Experimentalflugzeuge – weitergeführt werde, und zwar im Wesentlichen mit der Begründung, die Weiterbeschäftigung von 300 bis 400 Angehörigen des Entwicklungsteams müsse sichergestellt werden.

Im November 1967 schloss der Verteidigungsminister mit VFW einen Überbrückungsvertrag für den Zeitraum vom 1. September bis 31. Dezember 1967 mit einem Wert von weiteren zehn Millionen DM. Im Januar 1968 stockte er diesen Betrag auf 25 Mio. für den Zeitraum bis zum 30. Juni 1968 auf. Italien schied im März 1969 offiziell aus der Gemeinschaftsentwicklung aus. Als Unterauftragnehmer blieb Fiat jedoch weiterhin an der Entwicklung und damit am Gesamtprogramm beteiligt.

Entwicklung der VAK 191 B

Das Schwebegestell SG 1262 brachte es auf 150 Freiflüge. Diese dauerten angesichts der mitgeführten Spritmenge höchstens zwölf Minuten. Foto und Copyright: VFW-Fokker

Unter diesen unsicheren Bedingungen die Entwicklung der VAK 191 B voranzubringen, war nicht einfach. Das Team unter Prof. Dr. Rolf Riccius ging dabei sehr systematisch vor. Unter anderem wurden 8900 Stunden Windkanalversuche durchgeführt. Neben allgemeinen Untersuchungen zu den Flugeigenschaften (4400 Stunden) wandte man 2000 Stunden für Tests in der Schwebeflug- und Übergangsphase sowie 2000 Stunden für die Beobachtung der Strömungsverhältnisse kurz nach dem Abheben (Rezirkulationsprobleme) auf. 

Für die Überprüfung der Flugeigenschaften und um das Pilotenverhalten bei auftretenden Pannen kennenzulernen sowie zum Training wurde ein Cockpitsimulator gebaut. An ihn ließ sich auch die elektrohydraulische Flugsteuerungsanlage, die auf einer Systemprüfbank lief, anschließen.

Um schon frühzeitig die für die VAK 191 B vorgesehenen Untersysteme wie Flugregler und Steuerung auch im Flug untersuchen zu können, wurde von der deutschen Regierung unabhängig vom VAK-Entwicklungsprogramm ein Auftrag für den Bau eines Schwebegestells vergeben. Das SG 1262 war der VAK 191 B dynamisch ähnlich, obwohl mit fünf Rolls-Royce-Hubtriebwerken RB.108 (Gesamtschub 45 kN) eine gänzlich andere Triebwerksanlage installiert wurde. Das RB.108 wurde zu jener Zeit auch in der Dassault Balzac und in der Shorts SC.1 verwendet. Nach einer umfangreichen Bodenerprobung und zahlreichen Fesselversuchen auf einer Teleskopsäule flog das SG 1262 am 5. August 1966 erstmals frei. Am Steuerknüppel saß dabei Ludwig Obermeier, der sich seine ersten Sporen als Erprobungspilot im VJ-101-Programm verdient hatte.

Neben Obermeier flogen auch Pietro Trevisan und Manilo Quarantelli von Fiat das SG 1262. Es hatte bei 800 kg Kraftstoffbetankung eine maximale Abflugmasse von 3900 kg. Die Flugdauer betrug etwa zwölf Minuten. Kernstück des SG 1262 war der von VFW entwickelte Flugregler mit dreifacher Redundanz und doppelten elektrohydraulischen Servoeinheiten sowie integrierter Selbstüberwachung. Als Reservesystem kam eine direkte, mechanische Verbindung zwischen Steuerknüppel und Druckluftdüsen zur Anwendung.

Das 18 Monate dauernde Versuchsprogramm mit dem Schwebegestell umfasste insgesamt 150 Freiflüge, zu denen auch die Vorführungen auf der Luftfahrtschau 1968 in Hannover-Langenhagen gehörten. Damals hatten VFW und Fiat jeweils 1:1-Konstruktionsattrappen angefertigt und waren mit dem Bau der Musterflugzeuge „weit vorangeschritten“, wie es hieß. „Ab Mitte 1969 wird die Flugerprobung ... beginnen.“

Die erste VAK 191 B (Kennung D-9563) wurde aber erst bei einer Feier am 24. April 1970 im Bremer Werk vorgestellt. Nach einer internationalen Fusion firmierte das Unternehmen inzwischen als VFW-Fokker GmbH. Die zweite Maschine (D-9564) war auf der am selben Tag beginnenden Luftfahrtschau in Hannover in Halle C ausgestellt. Die beiden nachfolgenden Flugzeuge – eine ihrer Zellen war für den Bruchversuch vorgesehen – befanden sich im fortgeschrittenen Fertigungsstadium. 

Erstflug und weitere Tests

Bei der Vorstellung der ersten VAK 191 B (Kennung D-9563) am 24. April 1970 war von einem Erstflug im Spätherbst die Rede. Zu diesem Zeitpunkt begann jedoch gerade einmal die Bodenerprobung der Maschine, nachdem im September das erste flugtaugliche RB.193 eingetroffen war. Die größten Schwierigkeiten bereitete wohl das Hochdruckhydrauliksystem mit einigen Komponenten. Im Februar 1971 konnten dann erstmals Marschtriebwerksläufe durchgeführt werden, gefolgt von Rollversuchen.

Anschließend wurden auch die Hubtriebwerke in Betrieb genommen und die komplette Antriebsanlage einschließlich des Zapfluftsystems zur Steuerung getestet. Auf der Teleskopsäule waren dann nur noch fünf Fesselflugversuche notwendig, bevor der damals 34-jährige Ludwig Obermeier schließlich am 10. September 1971 zum ersten Freiflug abhob. Nach dem Start um 18.12 Uhr war die Maschine etwa drei Minuten in der Luft, wobei eine Höhe von 35 Metern und Geschwindigkeiten bis 65 km/h erreicht wurden.

Nur 22 Tage später hob die zweite VAK 191 B am frühen Abend des 2. Oktober zu ihrem ersten Testflug ab. Strahlgetragen flog sie in etwa 40 m Höhe mit Vorwärtsgeschwindigkeiten bis 60 km/h, bevor Ludwig Obermeier nach vier Minuten wieder senkrecht aufsetzte. Vorausgegangen waren 49 Bodenversuche mit einer Gesamtzeit von 26 Stunden, einer Marschtriebwerkslaufzeit von neun Stunden und einer Hubtriebwerkslaufzeit von zweieinhalb Stunden. Die dritte Maschine startete erstmals am 17. Februar 1972. Damit war auch die erste (Schwebeflug-)Phase der Erprobung bereits abgeschlossen, die VFW-Fokker im Rahmen eines Festpreisvertrags bewältigen musste.

Für die Transitionsversuche vom strahl- zum flügelgetragenen Flug war der Bremer Zivilflughafen allerdings nicht geeignet. Deshalb brachte man den zweiten Prototyp am 6. April 1972 nach Manching. Für die Überführung wurde die VAK 191 B unter eine Sikorsky CH-54 der US Army aus Mainz-Finthen gehängt. Der ganztägige Flug ging über Bückeburg, Fritzlar, Hanau und Niederstetten zur Basis der Erprobungsstelle 61 bei Ingolstadt. Die dritte VAK 191 B wurde am 9. Mai auf die gleiche Weise nach Manching gebracht.

Den ersten Übergang vom Vertikalstart zum Horizontalflug und zurück zur Senkrechtlandung schaffte die VAK 191 B dort am 26. Oktober 1972. Dabei wurden die Hubtriebwerke im Flug abgestellt und wieder angelassen. Es gab laut Hersteller eine große Übereinstimmung zwischen den Simulationsdaten und dem realen Flugverhalten. Bei insgesamt zwölf Transitionen seien keine Überraschungen aufgetreten. 

Bonn stellt die Finanzierung ein

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Dies alles nützte aber nichts: Am 30. November 1972 teilte das Verteidigungsministerium in Bonn mit, dass es die Finanzierung des Programms zum Jahresende einstellen werde, da sich die militärischen Forderungen, auf denen die Entwicklung basierte, schon längst geändert hätten. Als Programmkosten wurden 280 Mio. DM für die Zelle und 230 Mio. DM für das Schwenkdüsentriebwerk genannt. Das Testprogramm hatte 31 Flüge umfasst.

VFW-Fokker suchte dennoch nach Möglichkeiten, das Programm fortzuführen. Eine Chance sah man in der Ausschreibung der US Navy für einen Fighter zum Einsatz vom geplanten Sea Control Ship. Hier arbeitete man mit Grumman zusammen, kam aber letztlich nicht zum Zug.

Immerhin begannen das deutsche Verteidigungsministerium und die US Navy im April 1972 mit Verhandlungen zur Nutzung der VAK 191 B für ein STOL-Technologieprogramm. Den Amerikanern ging es dabei insbesondere um den Vergleich von realen mit berechneten Daten um die Entwicklungswerkzeuge zu verbessern.

Kurz nach Vertragsunterzeichnung wurde die Flugerprobung am 4. Juli 1974 mit zwei Versuchsmustern in Manching fortgesetzt. Am 27. November 1974 erreichte man den 50. Flug. Die erste VAK 191 B wurde während der neuen Testreihe vor allem im Schwebeflug eingesetzt. Eine Vergrößerung der Rollsteuerdüsen um 20 Prozent verbesserte das Verhalten dabei spürbar.

Die V2 verwendete man vornehmlich für Transitionsversuche. Der Übergang vom Senkrechtstart in den Horizontalflug wurde dabei in etwa 30 Sekunden bewältigt, während der umgekehrte Vorgang etwa 50 Sekunden in Anspruch nahm. Neben Ludwig Obermeier von VFW-Fokker und Horst Phillip von der Erprobungsstelle 61 wurde ab Mai 1975 auch noch Oberstleutnant Jacob E. Iles vom US Marine Corps eingesetzt. Er führte zum Beispiel simulierte Anflüge auf eine 25 x 250 Meter große Landefläche durch, die der Deckgröße eines amphibischen Trägerschiffs der US Navy entsprach. Bei Seitenwinden verliefen die Versuche nicht wie gewünscht, da die Querlage der VAK 191B im Schwebeflug per Regelung auf 15 Grad beschränkt war.

Die meisten Flüge dauerten nicht viel länger als fünf Minuten und führten entlang der 3300 Meter langen Startbahn in Manching in niedriger Höhe bis auf Geschwindigkeiten von 220 km/h. Zusammen erreichten die Testpiloten im Navy-Programm über 50 Flüge, so dass sich die Gesamtzahl auf 91 erhöhte, bei einer Flugdauer von zwölf Stunden.

Der letzte Flug einer VAK 191 B fand am 4. September 1975 statt – bei ihm landete die Maschine aufgrund eines Hydraulikproblems zum ersten und einzigen Mal konventionell. Damit endete ein ambitioniertes Entwicklungsprogramm, das militärisch nicht den geringsten Nutzen gebracht hatte. Industriepolitisch gesehen war das Geld aber vielleicht nicht schlecht angelegt. Die junge deutsche Ingenieursgeneration konnte bei dem komplexen Senkrechtstarter nämlich wertvolle Erfahrung für die Entwicklung zukunftsträchtiger Systemtechnologien sammeln, die später in Flugzeugprogrammen wie Airbus und MRCA Tornado ihren Niederschlag fanden.

VAK 191 B: Die Technik

Das Rolls-Royce /MTU RB.193 war wie das Pegasus ausgelegt. Von allen drei Triebwerken wurde Zapfluft für die Steuerung um Roll-, Nick- und Gierachse genommen. Foto und Copyright: VFW-Fokker

Die VAK 191 B wurde entsprechend den militärischen Forderungen als einsitziger Kampfaufklärer mit V/STOL-Eigenschaften ausgelegt, dessen Einsatzgewicht zwischen sieben und neun Tonnen lag. Als Werkstoffe fanden vorwiegend hochfeste und wärmebeständige Leichtmetalllegierungen Verwendung. In Zonen höherer Temperatur griff man jedoch auf Titan und hochwarmfesten Stahl zurück.

Für den Antrieb sorgten ein Schwenkdüsentriebwerk Rolls-Royce/MTU RB.193-12 und zwei Hubtriebwerke Rolls-Royce RB.162-81. Das Hub-/Marschtriebwerk RB.193 war ein Zweiwellen-Turbofan ähnlich dem Bristol Siddeley Pegasus des Kestrel/Harrier. Es hatte vier drehbare seitliche Düsen, welche von einem Plessey-Pneumatikmotor über Gelenkwellen und Ketten über einen Schwenkbereich von 95 Grad verstellt wurden. Der Lufteinlauf war für den Reiseflug bei Mach 0.92 optimiert, bot durch ein bewegliches Vorderteil aber eine Zusatzöffnung für den Schwebe- und Langsamflug. Die beiden Hubtriebwerke RB.162-81 waren um 12,5 Grad nach hinten geneigt eingebaut. Ihre Strahlen sollten in späteren Versionen durch Rumpfklappen abgelenkt werden.

Diese Aufteilung zwischen Hub-/Schub- und Hubtriebwerken stellte nach Überzeugung der Konstrukteure den günstigsten Kompromiss zwischen erforderlicher Startleistung und wirtschaftlichem Kraftstoffverbrauch im Hochgeschwindigkeitsflug dar. Von der Anordnung her boten sie positive Bodeneffekte, jedenfalls gegenüber einer Auslegung mit separaten Hub- und Schubtriebwerken.

Zur Steuerung und Stabilisierung im Schwebe- und Übergangsflug wurde sämtlichen Triebwerken Luft entnommen und getrennt über ein redundantes Rohrleitungssystem an den Flügelenden sowie am Rumpfbug und -heck zur Momentenerzeugung ausgeblasen. Die hierzu erforderlichen Luftdüsen waren direkt an die Ruder angelenkt.

Die Steuermomente in der Nickachse wurden zusätzlich verstärkt, indem man die Schübe der beiden Hubtriebwerke modulierte. Im Falle eines Hubtriebwerkversagens hätte das automatische Flugregelungssystem die Steuerung des verbleibenden Hubschubes übernommen und die Maschine in der Horizontallage gehalten, um dem Piloten das Aussteigen mit dem Martin-Baker-Mk-9-Schleudersitz bei normaler Fluglage zu ermöglichen. Die Kommandos des Piloten wurden bei der VAK 191 B nicht mechanisch auf die Ruderstellmotoren übertragen, sondern auf elektrischem Weg, dreifach redundant unter Aufschaltung eines Flugreglers – heute als Fly-by-Wire bekannt. Bei einem Totalausfall der elektrischen Flugsteuerung konnten die Ruderstellmotoren durch automatisches Schließen einer Kupplung weiterhin mechanisch angesteuert werden. Das Hochdruckhydrauliksystem arbeitete mit 4000 psi, ein auch heute noch selten erreichter Wert. Aufgrund der Forderung bezüglich der Reichweite bei transsonischer Reisegeschwindigkeit in Bodennähe wurde beim Entwurf besonders darauf geachtet, dass der Pilot bei böigem Wetter nur einem erträglichen Maß an Beschleunigung ausgesetzt sein sollte. Dafür wählte man Flügel hoher Flächenbelastung mit kleiner Streckung und relativ großer Vorderkantenpfeilung, die aufgrund der zentralen Lage des Schwenkdüsentriebwerkes in Hochlage angeordnet wurden und eine negative V-Stellung aufwiesen. Zur Verringerung der konventionellen Landegeschwindigkeit und zur Verkürzung der Transitionsstrecken war der Flügel mit Hinterkanten-Wölbungsklappen versehen. Zusätzlich konnten die Querruder gleichsinnig nach unten ausgeschlagen werden.

Um das Flugzeug auf unvorbereiteten Plätzen von äußeren Energiequellen unabhängig zu machen, war am Heck eine mittels Batterie zu startende Kleingasturbine KHD T112 eingebaut. Mit einer Hydraulikpumpe und einem Generator gekoppelt, lieferte diese Hilfsenergieeinheit elektrische, hydraulische und pneumatische Energie für die Inbetriebnahme des Flugzeugs. Im Flug diente dieses System als Notenergieversorgung.

Das mit Niederdruckreifen bestückte Fahrwerk hatte Bremsen im Bug- und Hauptfahrwerk und eine Bugradlenkung. Zur Verkürzung der Ausrollstrecke bei horizontaler Landung war ein Bremsschirm vorgesehen.

Der Lastenraum unter dem Haupttriebwerk war vier Meter lang, 88 cm breit und 60 cm hoch. Er sollte mit am Boden vorgeladenen Rüstsätzen bestückt werden. In den frühen Broschüren der Vereinigten Flugtechnischen Werke werden Bewaffnungsalternativen aufgelistet wie

▶ 1 x 450-kg-Bombe plus 115 kg Ausrüstung

▶ 2 x 450-kg-Bomben plus 115 kg Ausrüstung

▶ 4 x 225-kg-Bomben

▶ 2 ausfahrbare Raketenwerfer mit je 54 x 7-cm-Raketen.


Auch Kameraanlagen oder Bordkanonen sowie eine 1700-l-Tank waren denkbar. Letztlich brachte man hier jedoch eine umfangreiche Bordmess- und Telemetrieanlage unter, die es ermöglichte, die während der Erprobung anfallenden Daten zu erfassen, zu verarbeiten, zu speichern und an eine Bodenstation zu übertragen. Dabei konnten von den insgesamt 450 möglichen Messwerten gleichzeitig 260 auf PCM- und FM-Kanälen erfasst werden.

Bei der Auslegung des Cockpits wurde berücksichtigt, dass auch ein V/STOLFlugzeug mehr als 90 Prozent seiner Flugzeit als konventionelles Fluggerät verbringt. Die V/STOL-bedingten Zusätze beschränkten sich auf den Hubtriebwerks-Leistungshebel, den Marschtriebwerks-Schwenkdüsenhebel und einige Triebwerksüberwachungsinstrumente, die aus erprobungstechnischen Gründen eingebaut wurden.

Technische Daten

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VFW-Fokker VAK 191 B

Hersteller:
VFW (später VFW-Fokker), Bremen
Besatzung: 1 auf Martin-Baker-Schleudersitz
Antrieb: 1 x Rolls-Royce/MTU RB.193-12 plus 2 x Rolls-Royce RB.162-81 F 08
Schub: 1 x 45,2 kN plus 2 x 26,65 kN
Länge: 14,72 m
Höhe: 4,30 m
Spannweite: 6,16 m
Flügelfläche: 12,5 m2
Leermasse: 5562 kg
max. Kraftstoff: 2100 kg
max. Startmasse: 8507 kg
Höchstgeschwindigkeit: 1100 km/h
Marschgeschwindigkeit: 740 km/h (Testflüge nur bis 665 km/h)
Steigrate: 36 m/s
Dienstgipfelhöhe: 14 500 m
Reichweite: 370 – 400 km

Die VAK 191 B aus Pilotensicht

Testpilot Ludwig Obermeier, der 1980 bei einem Tornado-Absturz ums Leben kam, war von Anfang an am VAK-191-B-Programm beteiligt. Foto und Copyright: VFW-Fokker

Testpilot Ludwig Obermeier, der 1980 bei einem Tornado-Absturz ums Leben kam, war von Anfang an am VAK-191-B-Programm beteiligt. In der FLUG REVUE fasste er 1975 seine Eindrücke von den Flugeigenschaften des Senkrechtstarters zusammen: „Besteigt man als Pilot die VAK mit dem Ziel, das „zornige Mädchen“ in die Luft zu bringen, nimmt diese Sache zunächst einen ganz routinemäßigen Verlauf. Man geht – der allzeit mächtigen Test-Card folgend – durch den Cockpit-Check und findet sich am Ende dieser Prozedur behelmt und fest verzurrt, gerüstet für die Dinge, die da kommen.

Bei der Inbetriebnahme der Systeme unterscheidet sich die VAK allerdings bereits von herkömmlichen Flugzeugen ihrer Generation, denn der gewohnte Fingerzeig zur Aufschaltung externer Versorgungsquellen entfällt.

Ein Umlegen des Batterieschalters und ein anschließender Knopfdruck setzen die im Heck des Flugzeuges untergebrachte Hilfsgasturbine in Betrieb, die sofort die Versorgung aller elektrischen und hydraulischen Verbraucher übernimmt. Nach Überprüfung aller Systeme – inklusive der automatischen Flugsteuerung und der Bordmessanlage – wird das Schwenkdüsentriebwerk angelassen. Gleichzeitig mit dem Hochlaufen des Triebwerkes werden alle elektrischen und hydraulischen Verbraucher auf Marschtriebwerksversorgung umgeschaltet, und die APU dient nur noch als Stand-by-Versorgungsquelle.

Beim Rollen zum Startplatz werden die für den gewünschten Abhebevorgang erforderlichen Klappen-, Trimm- und Schubvektoreinstellungen hergestellt. Wenn der Startplatz erreicht ist und die Startfreigabe vorliegt, öffnet man die Hubtriebwerksklappen. Spätestens beim nun folgenden Hubtriebwerksstart wird einem klar, dass man sich auf etwas Ungewöhnliches eingelassen hat, denn mit dem Anlassen der beiden Hubtriebwerke und der damit verbundenen Zunahme des Schall- und Vibrationspegels wird das Flugzeug zunehmend aggressiver und ist nur durch sofortiges Schwenken der Marschtriebwerksdüsen in die Vertikalstellung und Abheben des Flugzeugs vom Boden zu beruhigen. Bei Verlassen des Bodeneffektbereiches in einer Höhe von etwa zwei Metern wird das Flugzeug erstaunlich ruhig. Gleichzeitig mit Überschreiten dieser Höhe ist eine Verringerung der Vertikalbeschleunigung spürbar. Ursache hierfür sind die Auswirkungen strahlinduzierter Abtriebe, die beim Verlassen des Bodeneffektes wirksam werden.

Neben dem Problem der strahlinduzierten Kräfte, die sich sowohl auf die Leistung wie auch die Flugeigenschaften auswirken, muss sich der V/STOL-Pilot zusätzlich mit dem Problem der Heißgasrezirkulation beim Start auseinandersetzen. Eine genaue Kenntnis über beide Phänomene für alle Startverfahren und Wetterbedingungen ist unbedingte Voraussetzung für die zum Start erforderliche Bestimmung des Schub-Gewichts-Verhältnisses.

Während ein konventionelles Flugzeug vom Fahrwerk getragen so lange beschleunigt, bis VR erreicht ist, um dann durch Erhöhen des Anstellwinkels abzuheben und entlang der Widerstandskurve zu steigen, sind die Verhältnisse bei der VAK zunächst einmal anders: Hubtriebwerke und Marschtriebwerke erzeugen bereits bei Vo den notwendigen Auftrieb zum Abheben. Da die Hubtriebwerke um 12,5 Grad geneigt im Rumpf installiert sind, beschleunigt das Flugzeug, solange der Längsneigungswinkel kleiner als 12,5 Grad ist. Die Hubtriebwerke erzeugen jedoch auch einen erheblichen Widerstand. Der Hauptanteil des Widerstandes entsteht durch den Einlaufimpuls, der sich linear mit der Geschwindigkeit vergrößert. Er ist vom Massendurchsatz und von der Geschwindigkeit abhängig. Zusätzlich entsteht Widerstand durch die Beeinflussung der Aerodynamik, durch Triebwerksstrahl und Hubtriebwerksklappen.

Mit zunehmender Fahrt können die Marschtriebwerksdüsen immer mehr nach hinten geschwenkt werden, da der Hub-/Schub-Anteil vom Marschtriebwerk durch aerodynamischen Auftrieb ersetzt werden kann. Durch die Zunahme des Auftriebs wird natürlich auch höherer induzierter Widerstand erzeugt. Ein genaues Steuern des Flugzeuganstellwinkels ist deshalb während einer Starttransition bei begrenztem Schubüberschuss schlechthin lebenswichtig, denn ein zu großer Anstellwinkel würde den induzierten Widerstand stark erhöhen und die Hubtriebwerke senkrecht oder gar schräg nach vorne blasen lassen. In diesem Falle würde die Beschleunigungsfähigkeit stark reduziert oder sogar aufgehoben werden.

Bei einer Geschwindigkeit von etwa 140 Knoten (260 km/h) erreichen die Schwenkdüsen die Horizontalstellung, und der Marschtriebwerksschub steht voll zum Beschleunigen in Flugrichtung zur Verfügung. Sobald eine Geschwindigkeit von 200 Knoten (370 km/h) erreicht ist, können die beiden Rolls-Royce-Hubtriebwerke auf Leerlauf gedrosselt und anschließend abgestellt werden. Nach Ablauf einer Ventilationszeit von 20 Sekunden zum Kühlen der Hubtriebwerke schließen die Hubtriebwerksklappen automatisch.

Das „Fenster“ zum flügelgetragenen Flug ist, bedingt durch den limitierten Schubüberschuss, der zugunsten der Zuladung in Kauf genommen werden muss, verhältnismäßig klein und stellt deshalb hohe Anforderungen an die Flugeigenschaften der Maschine.

Im Hinblick auf das Flugverhalten im aerodynamischen Bereich kann man sagen, dass sich die VAK ähnlich verhält wie ein Starfighter, das heißt, man muss eine ganze Menge Luft unter die Flügel schaufeln, bevor Leben in die Bude kommt.

Mit Aufleuchten der Restkraftstoffwarnung wird es Zeit, die Maschine auf den Endanflug zu bringen, Fahrwerk und Klappen zu setzen und die Hubtriebwerke anzulassen. In einer Entfernung von etwa einem Kilometer vom Aufsetzort werden bei einer Geschwindigkeit von 200 Knoten (370 km/h) die Schwenkdüsen auf Schwebeflugstellung gefahren, und man bekommt Gelegenheit, die von Martin-Baker eingebaute automatische Gurtzugverriegelung schätzen zu lernen.

Während der Verzögerungsphase muss entsprechend des Verlustes an aerodynamischem Auftrieb der Schub der Hubtriebwerke erhöht werden. Die Steuerung der Sinkgeschwindigkeit wird dabei bis zum Aufsetzen des Flugzeuges wegen des besseren Ansprechverhaltens ausschließlich mit „direct lift“, also mit Schub, durchgeführt.

Als Pilot wird man immer wieder gefragt, ob es schwieriger ist, einen Senkrechtstarter zu fliegen oder ein konventionelles Flugzeug. Diese Frage ist sehr berechtigt, da im strahlgestützten Flugbereich bekanntlich keine natürliche Stabilität vorhanden ist. Der Pilot muss deshalb neben den Flugführungsaufgaben auch noch die Stabilisierung des Flugzeugs um seine drei Achsen übernehmen, wodurch ohne Zweifel ein höherer fliegerischer Schwierigkeitsgrad gegeben ist, zumal zu seinen Aufgaben ferner die Steuerung des Schubvektors in Abhängigkeit der jeweiligen Fluggeschwindigkeit gehört. Das bedeutet, dass der V/STOL-Pilot in den beiden kritischen Flugphasen, nämlich bei Start und Landung, ein anderes Flugzeug vorfindet als im aerodynamischen Flug. Dieses zweimalige „Umsteigen“ in Verbindung mit der Forderung nach Allwettertauglichkeit wurde für die VAK 191 B nicht akzeptiert. Das Flugzeug wurde deshalb mit einer automatischen Flugsteuerungs- und Regelungsanlage ausgerüstet, die den Piloten von Stabilisierungsaufgaben entlastet, so dass er sich voll auf die Flugführung konzentrieren kann. Im Verlauf der Flugerprobung wurde dieses Flugregelungssystem so optimiert, dass jeder Pilot, der ein konventionelles Strahlflugzeug fliegen kann, sich ohne nennenswertes Umlernen in der VAK zu Hause fühlt.“

VAK 191 B im Museum

Die VAK 191 B V2 steht in der Halle der Wehrtechnischen Studiensammlung in Koblenz. Foto und Copyright: Schwarz

Alle VAK 191 B und das Schwebegestell SG 1262 haben die sicher nicht immer ungefährliche Flugerprobung unbeschadet überstanden und sind noch heute in hervorragendem Zustand zu sehen. Der erste Protoyp (D-9563) gelangte nach Abschluss des Programms ins Deutsche Museum und ist nun in der Flugwerft in Schleißheim neben der Do 31 ausgestellt. Auf einer Seite sind die Verkleidungen teilweise abgenommen, was einen interessanten Einblick auf die Verkabelung der Geräte erlaubt.

Die V-2 (D-9564) steht in der Wehrtechnischen Studiensammlung des BWB in der Karl-Russel-Straße in Koblenz. Die Hub- und das Schwenktriebwerk sind ausgebaut zu sehen, ebenso einige interessante Einbaugeräte. In Koblenz ist auch das Schwebegestell zu sehen. Die V3 schließlich steht auf dem heutigen Airbus-Werksgelände am Flughafen Bremen und ist nicht öffentlich zugänglich.

Klassiker der Luftfahrt Ausgabe 06/2009 und 01/2010

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