Boeing X-32

Die Boeing X-32 ist ein Konzeptflugzeug, das für den Wettbewerb um den Joint Strike Fighter entwickelt wurde . Sie unterlag dem Lockheed Martin X-35- Demonstrator, der zur Lockheed Martin F-35 Lightning II weiterentwickelt wurde .

1993 startete die Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) das Projekt „Common Affordable Lightweight Fighter“ (CALF). ^{[ 1 ]} Ziel des Projekts war die Entwicklung eines Tarnkappenflugzeugs, das alle leichten Kampf- und Angriffsflugzeuge des US-Verteidigungsministeriums ersetzen sollte, darunter die F-16 Fighting Falcon , die McDonnell Douglas F/A-18 Hornet und die AV-8B Harrier II (Senkrechtstarter / -landefähig ) . ^{[ 2 ] [ 3 ]} Etwa zur gleichen Zeit wurde das Projekt „Joint Advanced Strike Technology“ (JAST) ins Leben gerufen. 1994 ordnete der US-Kongress die Zusammenlegung der beiden Projekte zu einem Programm unter dem Namen JAST an, das 1995 in „ Joint Strike Fighter “ (JSF) umbenannt wurde. ^{[ 4 ] [ 5 ]}

Viele Unternehmen beteiligten sich an der ersten Phase dieses Projekts, in der Konzeptflugzeugentwürfe für das US -Verteidigungsministerium erstellt wurden . Am 16. November 1996 erhielten Boeing und Lockheed Martin den Zuschlag für die Produktion von jeweils zwei ihrer Konzeptdemonstratorflugzeuge (CDA). ^{[ 6 ]} Gemäß Vertrag mussten diese Kampfflugzeuge konventionelle Starts und Landungen (CTOL), Starts und Landungen auf Flugzeugträgern (CV-Version) sowie Kurzstarts und Senkrechtlandungen (STOVL) demonstrieren. Außerdem sollten sie Bodendemonstrationen der Systeme eines seriennahen Flugzeugs, wie beispielsweise des bevorzugten Waffensystemkonzepts (PWSC), umfassen.

Eine wesentliche Neuerung gegenüber früheren Projekten war das Verbot für die Unternehmen, die Entwicklung aus eigenen Mitteln zu finanzieren. Jedes Unternehmen erhielt 750 Millionen US-Dollar für die Produktion seiner beiden Flugzeuge – inklusive Avionik, Software und Hardware. Diese Beschränkung förderte die Anwendung kostengünstiger Fertigungs- und Montageverfahren und verhinderte zudem, dass Boeing oder Lockheed Martin sich im Bestreben, diesen wichtigen Wettbewerb zu gewinnen, in den Ruin trieben .

Boeings Strategie zur Erlangung eines Wettbewerbsvorteils bestand darin, durch die Minimierung der Abweichungen zwischen den verschiedenen JSF-Versionen deutlich niedrigere Herstellungs- und Lebenszykluskosten anzubieten. Die X-32 wurde daher um einen großen, einteiligen Deltaflügel aus Kohlefaserverbundwerkstoff herum konstruiert . Der Flügel hatte eine Spannweite von 9,15 Metern, eine Pfeilung der Vorderkante von 55 Grad und konnte bis zu 9.000 kg Treibstoff aufnehmen. Der hohe Pfeilungswinkel ermöglichte die Verwendung eines dicken Flügelprofils bei gleichzeitig geringem transsonischem Luftwiderstand und bot einen optimalen Winkel für die am Flügel angebrachten, anpassungsfähigen Antennen . ^{[ 7 ]} Die Fertigung des Flügels erwies sich als Herausforderung. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

Die Strategie des Kostenwettbewerbs veranlasste Boeing auch dazu, sich für ein Direktantriebssystem mit Schubvektorsteuerung zu entscheiden , um die Anforderungen der Marines an Kurzstart- und Senkrechtlandefähigkeit (STOVL) zu erfüllen. Dies erforderte lediglich die Hinzufügung eines Schubvektorsteuerungsmoduls um das Haupttriebwerk. ^{[ 8 ]} Diese Wahl machte es jedoch notwendig, das Triebwerk direkt hinter dem Cockpit zu montieren und den Schwerpunkt im Vergleich zu seiner üblichen Position bei Kampfjets (zum Heck des Flugzeugs hin) nach vorne zu verlagern, um ein Schweben in neutraler Fluglage zu ermöglichen. Boeing hatte in den 1960er Jahren einen ähnlichen Überschalljäger mit einem mittig im Schwerpunkt montierten Triebwerk und Schubvektorsteuerung vorgeschlagen, doch dieses Projekt ging nie über die in der Aviation Week veröffentlichten Bilder hinaus . Im Vergleich dazu ähnelte der Lockheed-Entwurf eher einer kleineren Version des Tarnkappenjägers F-22 Raptor . ^{[ 10 ]} Eine weitere Folge der Wahl des Direktantriebssystems war der große, am Bug angebrachte Lufteinlass. Dies war erforderlich, um dem Haupttriebwerk während der Phase mit horizontaler Nullgeschwindigkeit ausreichend Luft zuzuführen (um den für den Schwebeflug notwendigen Schub zu erzeugen), da es in dieser Phase keinen Staudruck nutzen konnte. Eine Folge dieses großen Lufteinlasses war die potenzielle direkte Sichtbarkeit der Verdichterschaufeln für Radar (siehe Radarquerschnitt ). Zu den Abhilfemöglichkeiten gehörten variable Leitbleche, die einfallende Funkwellen abschirmen sollten , ohne den Luftstrom negativ zu beeinflussen. ^{[ 7 ]}

Die beiden X-32-Flugzeuge besaßen eine Deltaflügelkonstruktion. Acht Monate nach Baubeginn des Konzeptdemonstrators wurden jedoch auf Wunsch der Marine die Anforderungen an Manövrierfähigkeit und Nutzlast der JSF präzisiert , und Boeings Deltaflügelkonstruktion erfüllte die neuen Vorgaben nicht mehr. Die Ingenieure änderten die Konstruktion und verwendeten ein konventionelles, schräg gestelltes Doppelleitwerk , wodurch das Gewicht reduziert und die Wendigkeit verbessert wurde. Für Änderungen am Demonstrationsflugzeug war es jedoch zu spät. Man ging davon aus, dass es für die Demonstration von Boeings Technologie ausreichen würde. ^{[ 8 ]}

Am 14. Dezember 1999 präsentierte Boeing seine beiden Konzeptdemonstratoren im Werk in Palmdale, Kalifornien, vor 5.500 Zuschauern. Während die Präsentation der X-32A erwartet wurde, kam die Vorstellung der X-32B überraschend, da deren Bau erst rund drei Monate nach der X-32A begonnen und sechs Wochen später abgeschlossen worden war. ^{[ 11 ]} Boeing führte die schnelle Fertigung der STOVL-Version auf den Einsatz digitaler Konstruktions- und Montageverfahren zurück. ^{[ 12 ]} Nach dem Einbau des Pratt & Whitney F119-Triebwerks im April 2000 begann die X-32A mit Rolltests bei niedrigen und mittleren Geschwindigkeiten, die Ende Mai abgeschlossen wurden. ^{[ 13 ] [ 14 ]}

Aufgrund der schweren Deltaflügelkonstruktion der X-32 demonstrierte Boeing STOVL- und Überschallflug in separaten Konfigurationen. Für die STOVL-Konfiguration mussten einige Teile des Kampfflugzeugs entfernt werden. Das Unternehmen versprach, dass die konventionelle Leitwerkskonstruktion für Serienmodelle keine separaten Konfigurationen erfordern würde. Im Gegensatz dazu war der Konzeptdemonstrator Lockheed Martin X-35 in der Lage, während des Fluges zwischen STOVL- und Überschallkonfiguration zu wechseln. ^{[ 8 ]}

Der Erstflug der X-32A (konzipiert für CTOL- und Trägererprobungen) fand am 18. September 2000 vom Boeing -Werk in Palmdale zur Edwards Air Force Base statt . Die von Boeing-Testpilot Fred Knox gesteuerte Maschine legte eine Startstrecke von 670 Metern zurück, bevor sie gegen 8:00 Uhr mit einer Geschwindigkeit von 280 km/h abhob. ^{[ 15 ]} Kurz nach dem Start wurde ein kleineres Hydraulikleck entdeckt, woraufhin der Flug von den geplanten 30–40 Minuten auf 20 Minuten verkürzt wurde. ^{[ 16 ]} Laut Knox benötigte das begleitende F/A-18-Flugzeug in der Anfangsphase „viel Nachbrenner“, um mit der X-32 mithalten zu können. Während des Fluges erreichte das Flugzeug eine Höhe von 3.000 Metern (10.000 Fuß), eine Geschwindigkeit von 370 km/h (200 Knoten) und einen Anstellwinkel von 13°. Trotz des verkürzten Fluges wurden etwa 80 % der geplanten Testpunkte erreicht. ^{[ 15 ]} Es wurde von einem konventionellen, weiterentwickelten Turbofan-Triebwerk mit Nachbrenner der F-22 angetrieben, das die Bezeichnung F119-PW-614C trug.

Am 29. März 2001 absolvierte die X-32B STOVL ihren Erstflug. Der 50-minütige Flug führte von Palmdale zur Edwards Air Force Base. Ursprünglich war der Flug für das dritte Quartal 2000 geplant. ^{[ 17 ] [ 18 ]} Angetrieben wurde das STOVL-Flugzeug von einer modifizierten Version des -614C-Triebwerks, dem F119-PW-614S. ^{[ 19 ]} Im Normalflug war das -614S als konventionelles Turbofan-Triebwerk mit Nachbrenner konfiguriert. Im STOVL-Modus lenkte jedoch eine Drosselklappe die Abgase des Haupttriebwerks auf zwei Schubvektordüsen nahe dem Schwerpunkt des Flugzeugs. Vor diesen Düsen sorgte eine Strahlschirmdüse für einen kühlen Bypassluftstrom, um die Rezirkulation heißer Gase zu minimieren. Zusätzlich führten zwei Kanäle zu Rolldüsen nahe den Flügelspitzen. Zwei Kanalpaare speisten die Gierdüsen für die hintere und die vordere Nickdüse. ^{[ 20 ]} Der Nachbrenner war nicht gezündet, sodass während des Auftriebs kein Gas strömte. Die X-32B erreichte den STOVL-Flug ähnlich wie die AV-8B Harrier II durch Schubvektorsteuerung des Triebwerksabgases. Ein sanfter Übergang (zwischen STOVL- und Normalbetrieb) wurde durch eine konstante Triebwerksanpassung erzielt, die durch den Regelalgorithmus ermöglicht wurde, der eine konstante effektive Düsenfläche aufrechterhielt. Dadurch bemerkte das Triebwerk nicht, dass verschiedene Düsen zum Übergang geöffnet und geschlossen wurden.

Das F119-PW-614S war ein Direktantriebstriebwerk, während das STOVL-Team von Lockheed Martin eine komplexere und risikoreichere Alternative, das F119-PW-611, einsetzte. Dieses bestand aus einem ferngesteuerten, wellengetriebenen Hubventilator , der vom Haupttriebwerk angetrieben wurde. Dadurch wurde jedoch mehr Auftrieb erzeugt als mit rein direkten Abgasen möglich. Ein erfolgreiches Design sollte eine höhere Nutzlast und somit eine größere Reichweite als ein einfaches Schubvektortriebwerk aufweisen . [ ^{21 ] Die} Flugerprobung der Flugzeuge beider Unternehmen dauerte bis Juli 2001.

Am 26. Oktober 2001 gab das US-Verteidigungsministerium bekannt, dass die Lockheed Martin X-35 den JSF-Wettbewerb gewonnen hatte. Die X-35 sollte zur Serienversion Lockheed Martin F-35 Lightning II weiterentwickelt werden . ^{[ 8 ]}

Der Verlust des JSF-Auftrags an Lockheed Martin im Jahr 2001 war ein schwerer Schlag für Boeing, da es sich um das wichtigste internationale Kampfflugzeugprojekt seit dem Wettbewerb um das Lightweight Fighter-Programm der 1960er und 1970er Jahre handelte, aus dem die F-16 Fighting Falcon und die F/A-18 Hornet hervorgegangen waren . Die geplante Produktionsmenge der JSF wurde damals auf 3.000 bis 5.000 Maschinen geschätzt. ^{[ 22 ]} Vor der Auftragsvergabe befürworteten viele Abgeordnete die Beibehaltung des unterlegenen Konkurrenten als Subunternehmer; das Prinzip „Der Gewinner erhält alles“ blieb jedoch bestehen. Boeing betrachtet seine Arbeit an der X-32 dennoch als strategische Investition, die wichtige Technologien hervorgebracht hat, welche in der Boeing F/A-18E/F Super Hornet und anderen Studien Anwendung fanden. ^{[ 23 ]}

Im Jahr 2005 wurde die Boeing X-32A an das National Museum of the United States Air Force in der Nähe von Dayton, Ohio, überführt . Ihr Zustand hatte sich durch die jahrelange Lagerung im Freien nach dem Ende des JSF-Wettbewerbs verschlechtert. ^{[ 24 ]} Im Dezember 2023 schloss das Museum die dreimonatige Restaurierung des Flugzeugs ab. ^{[ 25 ]} Am 31. Mai 2024 wurde die X-32A als Ausstellungsstück in die Forschungs- und Entwicklungsgalerie verlegt und in der Nähe der ebenfalls tragisch verunglückten YF-23 „Black Widow II“ aufgestellt. ^{[ 26 ]}

Im Jahr 2005 wurde die X-32B an das Patuxent River Naval Air Museum neben der NAS Patuxent River in St. Mary's County, Maryland , übergeben . ^{[ 27 ]}

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  Restaurierungsarbeiten von 2005
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  2007
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  Zustand des Flugzeugs im Jahr 2019 vor Beginn der Komplettrestaurierung
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  Motor ausgebaut

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  Abschleppen für Ausstellungszwecke
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Daten von Frawley ^{[ 28 ]}

Allgemeine Merkmale

• Besatzung: 1
• Länge: 45 Fuß 0,1 Zoll (13,72 m)
• Spannweite: 36 Fuß 0 Zoll (10,97 m)
• Höhe: 17 Fuß 3,8 Zoll (5,28 m)
• Flügelfläche: 590 Quadratfuß (54,8 ^m² )
• Leergewicht: 24.030 lb (10.900 kg)
• Maximales Startgewicht: 38.000 lb (17.200 kg)
• Triebwerk: 1 × Pratt & Whitney YF119 -PW-614 Turbofan mit Nachbrenner , 28.000 lbf (120 kN) Schub ohne Nachbrenner, 50.000 ^{[ 29 ]}  lbf (220 kN) mit Nachbrenner

Leistung

• Höchstgeschwindigkeit: 1.200 mph (1.931 km/h, 1.000 kn) in Höhe
• Höchstgeschwindigkeit: Mach 1,2 ^{[ 30 ]}
• Reichweite im Missionsprofil der USAF : 850 Seemeilen (1.574 km)
• Reichweite im USN -Missionsprofil: 750 Seemeilen (1.389 km)
• Reichweite im Missionsprofil von USMC / RN : 600 Seemeilen (1.112 km)

Rüstung

• 20-mm- M61A2 -Kanone oder 27-mm -Mauser-BK-27- Kanone
• Intern: 6 AMRAAM -Luft-Luft-Raketen oder 2 AMRAAM-Luft-Luft-Raketen und 2 gelenkte Bomben der 900-kg-Klasse (2.000 lb)
• Extern: Ca. 6.800 kg (15.000 lb) an externer Ausrüstung, einschließlich Lenkwaffen, Antiradarraketen , Luft-Boden-Waffen und Zusatztanks.

• Kampfflugzeug der fünften Generation

Flugzeuge vergleichbarer Rolle, Konfiguration und Ära

• British Aerospace S. 125
• Suchoi Su-75 Schachmatt
• Jakowlew Jak-141

Verwandte Listen

• Liste der Experimentalflugzeuge

Anmerkungen

Bibliographie

• Boeing X-32 Geschichtsseite
• X-32-Seite auf GlobalSecurity.org
• PBS-Dokumentation. NOVA: JSF-Auswahl
• Joint Strike Fighter auf der Website der Federation of American Scientists