25.04.2015
Erschienen in: 08/ 2013 FLUG REVUE

RückblickTrägertests mit der Northrop Grumman X-47B

Einen Katapultstart und Durchstartmanöver hat die X-47B schon geschafft, jetzt fehlt für den unbemannten Testträger nur noch die finale Prüfung: eine Landung auf einem Flugzeugträger. Für die US Navy sind die Versuchsergebnisse Basis für das UCLASS-Projekt.

Die wohl schwierigste Aufgabe für einen Jetpiloten ist die Landung auf einem Flugzeugträger, besonders bei ungünstigen Wetterbedingungen oder in der Nacht. Für ein unbemanntes Fluggerät ist es nicht anders: Statt auf einer langen und breiten Landebahn aufzusetzen, muss es mit hoher Präzision ein sich ständig bewegendes Objekt anpeilen, um mit dem Haken die über das Deck gespannten Fangseile zu treffen. Northrop Grumman ist mit seiner X-47B kurz davor, dieses Ziel zu erreichen. Wenn ein Träger der US Navy verfügbar ist, sollten die Landungen „im Juli oder August“ durchgeführt werden, versicherte Programm-Manager Jaime Engdahl bei einem Pressegespräch Mitte Mai. „Wir müssen in Patuxent River nur noch einige Testpunkte für die Qualifikation durch Navair abarbeiten, bei denen wir natürlich sehr viel härtere Bedingungen setzen, als sie auf dem Träger zu erwarten sind.“

Grundlegende Schwierigkeiten erwartete Engdahl nicht, denn gerade in den letzten Wochen haben die beiden X-47B exzellente Resultate geliefert und sich genau so verhalten, wie es die sehr umfangreichen Simulationen erwarten ließen. Das Air Vehicle Nummer 2 (AV-2) schrieb dabei am 14. Mai Geschichte: Erstmals gelang nämlich mit einem UAV (Unmanned Air Vehicle) ein Katapultstart von einem großen Flugzeugträger der US Navy. Um 11:18 Uhr hob „Salty Dog“ vor der Küste von Virginia von der USS „George H.W. Bush“ ab. Bei einem konservativen Versuchsszenario mit einer Masse von 18 600 Kilogramm betrug die Abfluggeschwindigkeit 316 km/h.

Nach dem Start stieg die X-47B auf 305 Meter, drehte noch einige „Platzrunden“ und führte zwei niedrige Überflüge durch, um das Verhalten in der Wirbelschleppe des (allerdings relativ langsam fahrenden) Flugzeugträgers zu prüfen. Der Nurflügler zeigte dabei keine Wackler, wie auch die an Bord befindlichen Journalisten vermerkten. Danach kehrte das AV-2 nach Patuxent River zurück.

Die positiven Ergebnisse gaben dem Testteam Sicherheit für den aus Engdahls Sicht vielleicht sogar schwierigsten Teil der Versuche. Am 17. Mai flog AV-2 wieder zur „Bush“, um Durchstartmanöver durchzuführen. Dabei musste das Fluggerät völlig autonom aufsetzen, ein Stück auf dem Deck rollen und wieder abheben. „Hier zeigen sich besonders die Fähigkeiten des Steuersystems und der Integration in die Trägerumgebung besonders, die die Schlüsseltechnologie des Programms sind,“ so Engdahl.

Für die autonome Trägerlandung erhält die X-47B über einen schnellen Datenfunk (Tactical Targeting Network Technology) mehrere Male pro Sekunde die GPS-Position des Schiffs übermittelt.

Autonomer Anflug mit hoher Präzision

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Am Unterarm hat der Bediener die Elektronikeinheit, mit der er die X-47B an Deck dirigiert. Foto und Copyright: US Navy  

 

Diese wird dann mit der eigenen Position abgeglichen, die per dreifach redundantem GPS/Trägheitsnavigationssystem ermittelt wird. Entsprechend der relativen Position lassen sich dann bis zu 100 Mal pro Sekunde die notwendigen Korrekturen errechnen, um unter Berücksichtigung von Rahmenbedingungen wie der eigenen Masse oder der Windrichtung einen optimalen Gleitweg zu fliegen. Die mit einer bemannten F/A-18 nachgewiesene Präzision des Systems beträgt etwa 3,5 Metern in Längsrichtung und einer seitlichen Abweichung von 25 Zentimetern. Zum Vergleich: Die Fangseile liegen etwa 15 Meter auseinander.

Sollte der Anflug dennoch verunglückt aussehen, kann der LSO (Landing Signal Officer) wie bei einem bemannten Flugzeug den Befehl zum Abbruch geben – nur eben nicht per Lichtsignal, sondern per Knopfdruck elektronisch. In diesem Szenario wie auch ganz generell beim Betrieb in der Umgebung und auf dem Träger hat sich die Navy bemüht, so weit wie möglich gewohnte Verfahren zu verwenden. Fliegt die X-47B zum Beispiel in die „Kontrollzone“ ein, die einen Radius von etwa 90 Kilometern hat, erhält der Bediener seine Anweisungen via Flugsicherung. Sie werden dann aber keineswegs mittels eines Joysticks, sondern mit einigen Mausklicks an das Fluggerät weiter gereicht.

Im Nahbereich (zirka 20 Kilometer) gibt der „Air Boss“ des Trägers seine Befehle direkt an das UAV, und der Mission Operator überwacht das Fluggerät nur, das autonom reagiert. Im Endanflug übernimmt wie erläutert der LSO, und an Deck dann ein speziell der X-47B zugeordneter Bediener. Dieser hat eine Apparatur am Handgelenk, mit der er per Datenfunk den Schub regeln, bremsen und das Bugrad lenken kann. Wie er das Fluggerät, das 20 Tonnen wiegt und mehr Spannweite als eine F/A-18E/F hat, rollen und positionieren soll zeigt ihm wie gewohnt ein „Flight Deck Director“ im gelben Shirt an.

Dass es funktioniert, wurde erstmals im November und Dezember 2012 an Bord der USS „Truman“ nachgewiesen – einer von vielen Testabschnitten, die die beiden X-47B bis zur nun noch ausstehenden Trägerlandung absolvieren mussten (siehe Programmchronik auf dieser Seite). Nicht mehr weiter verfolgt werden derzeit Pläne, mit der X-47B auch die Fähigkeit der autonomen Luftbetankung nachzuweisen. Dafür fehlt wegen der drastischen Sparmaßnahmen das Geld im Navy-Haushalt für 2014. So dürften die beiden X-47B als Prunkstücke der US-Militärtechnologie bald im Museum landen – in der Gewissheit, einen entscheidenden Beitrag für den künftigen Betrieb von UAVs auf amerikanischen Flugzeugträgern geleistet zu haben.

Die US Navy jedenfalls hat ehrgeizige Pläne. Wie erwartet hat sie Mitte Juni eine Angebotsaufforderung für Entwurfsstudien zu einem Unmanned Carrier-Launched Airborne Surveillance and Strike System (UCLASS) herausgegeben. Wie der Name schon sagt ist hier kein reiner Kampfjet, sondern ein „Mädchen für alles“ gefragt, das weite Gebiete überwachen kann und dann bei Bedarf erkannte Ziele auch angreift.

Entsprechend sind längere Reichweiten und Flugzeiten gefordert, was sich in der aerodynamischen Auslegung (zum Beispiel größere Flügelstreckung) niederschlagen dürfte. Obwohl Northrop Grumman durch die X-47B natürlich einen deutlichen Erfahrungsvorsprung hat sind auch Boeing (auf Basis von Phantom Ray), Lockheed Martin (Sea Ghost) und General Atomics (Avenger) höchst interessiert. Zunächst erhalten alle Firmen Forschungsgelder, um ihren Entwurf im Hinblick auf die Anforderungen der Navy zu optimieren. 2014 dürfte dann ein Vorschlag für die Entwicklung ausgewählt werden. Falls genügend Geld zur Verfügung steht könnten bis 2020 die ersten unbemannten Kampfjets zum Air Wing eines amerikanischen Flugzeugträgers gehören.

Chronik Northrop Grumman X-47B

Februar 2006: Das J-UCAS-Programm, das die gemeinsame Entwicklung eines unbemannten Versuchsträgers für ein Kampfflugzeug zwischen US Air Force und US Navy vorsah, wird abgebrochen.

2006: Die Navy schwenkt auf die Entwicklung eines UCAS-D (Unmanned Combat Air System Demonstrator) um, bei dem die Flugzeugträgertauglichkeit im Mittelpunkt steht.

April 2007: Boeing (X-45N) und Northrop Grumman (X-47B) geben Angebote für UCAS-D ab. Sie basieren auf ihren Arbeiten im Rahmen von J-UCAS.

1. August 2007: Northrop Grumman erhält den Zuschlag für UCAS-D. Der Auftragswert liegt bei 636 Mio. Dollar (480 Mio. Euro). Als Erstflugtermin wird Ende 2009, als Zieldatum für die erste Trägerlandung Ende 2011 genannt.

16. Dezember 2008: Vorstellung der X-47B im Northrop-Grumman-Werk in Palmdale. Der Erstflug ist für November 2009 vorgesehen.

Juli 2009: Die erste X-47B schließt statische und dynamische Belastungstests ab.

November 2009: Der Erstflug verschiebt sich, unter anderem wegen Problemen mit der Schubleistung des PW100-Triebwerks in diesem speziellen Einbau.

24. Januar 2011: Die Strukturtests mit dem Air Vehicle 2 werden in Palmdale abgeschlossen.

4. Februar 2011: Erstflug der X-47B (AV-1) in Edwards AFB. Er dauert 29 Minuten.

2. Juli 2011: Eine F/A-18D, die mit der UCAS-D-Flugsteuersoftware bestückt ist, landet auf dem Flugzeugträger USS „Eisenhower“.

30. September 2011: Die X-47B fliegt erstmals in Marschflugkonfiguration mit eingefahrenem Fahrwerk.

22. November 2011: Die zweite X-47B (AV-2) hebt in Palmdale zum Erstflug ab.

16. Dezember 2011: Die erste X-47B trifft auf einem Lastwagen in Patuxent River ein.

Mai 2012: Die erste X-47B wird in Patuxent River für Versuche zur elektromagnetischen Verträglichkeit ihrer Systeme in eine Testkammer in Patuxent River gebracht.

14. Juni 2012: Die zweite X-47B trifft per Lastwagen in Patuxent River ein. Die Flugtests in Edwards zur Erweiterung des Einsatzbereichs umfassten für beide Maschinen zusammen 23 Flüge.

Juli 2012: Erneut werden mit einer F/A-18 die Voraussetzungen für den Trägerbetrieb der X-47B überprüft, diesmal auf der USS „Harry S. Truman“.

29. Juli 2012: Die erste X-47B nimmt ihre Flugerprobung in Patuxent River wieder auf.

August 2012: Wegen Problemen mit dem Fanghaken muss bei der Navy in North Island schnell ein geändertes Design produziert werden.

November 2012: Erste Tests mit dem Handgerät für die Steuerung der X-47B an Deck.

26. November - 18. Dezember 2012: Erste Testkampagne mit einer X-47B auf der USS „Harry S. Truman“.

29. November 2012: Erster Katapultstart auf der Navy-Testbasis Patuxent River.

2. März 2013: Die X-47B führt die ersten Touch-and-Go-Testlandungen auf der Piste in Patuxent River durch.

4. Mai 2013: Erste simulierte Trägerlandung mit Fanghaken in Patuxent River.

14. Mai 2013: Erster Katapultstart von der USS „Bush”.

17. Mai 2013: Erste Durchstartversuche auf der USS „George H.W. Bush”.

FLUG REVUE Ausgabe 08/2013



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