Senkrechtstart und -landung

FRS.Mk 1 Sea Harrier der Royal Navy

Senkrechtstart und -landung bezeichnet die Fähigkeit eines Flugzeugs oder auch Drohne, senkrecht und ohne Start- und Landebahn starten und landen zu können. Ebenso gebräuchlich ist die englische Abkürzung VTOL, was für vertical take off and landing steht.

Auch Hubschrauber sind streng genommen VTOL-Fahrzeuge, in der Regel wird aber der Begriff auf Starrflügelflugzeuge (Luftfahrzeuge mit Tragflächen) bezogen. Bei einer Erhöhung des Startgewichts kann der vertikale Start auch mit einem kurzen „Anlauf“ durchgeführt werden, während die Landung stets senkrecht erfolgt. Hierzu besitzen britische Flugzeugträger, wie z. B. die Invincible-Klasse ski-jumps genannte Sprungschanzen.

In übertragenem Sinn wird die Bezeichnung Senkrechtstarter für eine Person mit sich schnell entwickelnder Karriere verwendet.

Geschichte

Lockheed XFV-1 von 1953

Das erste zuverlässig fliegende und senkrecht startende Luftfahrzeug dürfte das Oehmichen No.2 von Étienne Oehmichen, ein Quadrocopter aus dem Jahre 1922 gewesen sein. Die Entwicklung von senkrecht startenden bemannten Starrflügelflugzeugen begann gegen Ende des Zweiten Weltkriegs in Deutschland mit der Bachem Natter, einem sogenannten Heckstarter. Zu einem Entwicklungsschub kam es jedoch erst in den 1950er und den frühen 1960er Jahren, als man glaubte, Flugplätze würden im Falle eines Krieges zu den ersten Zielen gehören.

Eine Lösung versprachen VTOL-Kampfflugzeuge, die auch außerhalb von Flugplätzen von befestigten Flächen aus starten und leicht verlegt werden konnten. Es wurden zahlreiche Prototypen entwickelt und erprobt, in Deutschland auch von Focke-Wulf, Heinkel, Dornier und Messerschmitt bzw. EWR, wovon die Do 31 (Erstflug am 10. Februar 1967), die EWR VJ 101 (Erstflug 1963) und die VFW-Fokker VAK 191 B (1970) den Entwicklungsstand erreichten. In Frankreich experimentierte man 1962 mit der Dassault Mirage Balzac V. Es wurde jedoch überall sehr schnell festgestellt, dass die Kosten für solche Flugzeuge und der logistische Aufwand zur Verlegung der benötigten Unterstützungseinrichtungen wie z. B. der Treibstoffversorgung zu hoch waren.

Im militärischen Bereich ist der Hawker Siddeley Harrier das derzeit einzige praktisch eingesetzte senkrechtstartende Düsenflugzeug. Der Erstflug war 1966 und das Modell steht bis heute im Dienst. Der Harrier wird auf Flugzeugträgern eingesetzt, wo die Fähigkeit, senkrecht zu landen, wegen des knappen Platzes zum Tragen kommt. Weiterhin beherrscht der Harrier einige Flugmanöver, die in einer Kampfsituation von großem Vorteil sind. Ein mit dem Harrier vergleichbares sowjetisches Modell war die Jak-38, das Mitte der Neunziger außer Dienst gestellt wurde. Der Nachfolger Jak-141 wurde nicht eingeführt.

Aktuell wird die Bell-Boeing V-22 bei der US-Luftwaffe eingeführt. Für 2008 war mit der F-35 die Indienststellung eines weiteren senkrechtstartenden Flugzeugs geplant. Nach Entwicklungsverzögerungen und deutlichen Kostenüberschreitungen ist jedoch mit der Einsatzbereitschaft der F-35 auch in der einfachen CTOL-Variante (Conventional take-off and landing) nicht vor 2015 zu rechnen.^[1]

Die Bedeutung von Senkrechtstartern im militärischen Bereich wurde nach der Euphorie der Anfangsjahre im Kontext des strategischen Übergangs von der Massive Retaliation zur Flexible Response ab den 1960er Jahren geringer eingeschätzt, was neben technischen Problemen das zentrale Argument für die Einstellung der meisten Programme darstellt.^[2]

Auch im zivilen Bereich gab es eine Vielzahl von VTOL- oder V / STOL-Ansätzen, in Deutschland z.B. die Entwürfe der Do 231 “V-Jet”, MBB Bo 140, HFB 600 “Vertibus”, VFW VC 180, VC 400 und VC 500. Mitte der 60er Jahre, spätestens mit der Ölkrise 1973 wurden die meisten zivilen VTOL-Projekte jedoch eingestellt. Eine der den modernen Flugzeugbau nachhaltig prägenden Folgen dieser Entwicklungen stellt die Entwicklung des Fly-by-wire-Systems dar.^[3]

V-22 Osprey

Aktuell sind weltweit in Planung oder im Dienst:

• Bell/Boeing V-22 Osprey und Bell/Agusta BA609 (zivile Variante)
• Hawker Siddeley Harrier und AV-8B Harrier II
• Jakowlew Jak-38
• Boeing X-32 (Prototypen)
• Lockheed F-35 Lightning II (X-35)

Siehe auch: STOL

Technik

Es werden zwei Antriebsarten unterschieden, mit jeweils einer Anzahl von Umsetzungsvarianten (Beispiele in Klammern):

1. Kombinierte Hub-/Schubantriebe
   • Kipprotor(-propeller) (engl. tilt rotor) (Bell XV-3, Bell-Boeing V-22)
   • Kippmanteltriebwerke - Tilt duct - (Bell X-22)
   • Strahltriebwerk mit Schwenkdüsen (engl. tilt jet) - (EWR VJ 101)
   • Kippflügel (engl. tilt wing) - (Hiller X-18)
   • Heckstarter (engl. tail sitter) - (Lockheed XFV-1)
   • Strömungsumlenkung (engl. deflected slipstream) - (Ryan 92 VZ-3 Vertiplane)
   • Schubumlenkung (engl. vectored thrust) - (Bell X-14, Hawker Siddeley Harrier)
   • Schubvektorsteuerung (engl. vectored thrust) - (F-35)
   • Zusatzauftrieb via gekuppeltem Rotor im Tragflügel (engl. Fan) - (Ryan XV-5A/B Vertifan)
   • Zusatzauftrieb via Impeller oder Düse im Rumpf (X-35B)

1. Getrennte Hub- und Schubantriebe
   • Strahltriebwerke (engl. lift and cruise) - (Mirage III V)
   • Kombination (engl. lift and lift / cruise) - (Dornier Do 31, VFW-Fokker VAK 191 B)
   • Flugschrauber (Kamow Ka-22, Boeing X-50)

VTOL-ähnliche Varianten

Luftfahrzeuge, die nicht oder nicht immer senkrecht starten und landen können, aber durch besondere Konstruktionsweisen kurze Start- und Landebahnen erreichen, werden durch ähnliche Akronyme klassifiziert:

STOL

STOL (short take off and landing) bezeichnet die Fähigkeit eines Flugzeugs, auf besonders kurzen Strecken starten und landen zu können.

STOVL

STOVL (short take off and vertical landing) bezeichnet die Fähigkeit, auf kurzen Strecken starten, aber senkrecht landen zu können. Diese Variante wird u.a. im militärischen Bereich eingesetzt und hat die Eigenschaft, beim Start mehr Waffen und Treibstoff mitführen zu können. Nach deren Benutzung sinkt das Gewicht und die senkrechte Landung wird somit ermöglicht.

VSTOL

VSTOL oder V / STOL - vertical / short take off and landing ist ein Oberbegriff, der VTOL und STOL Flugzeuge zusammenfasst.

VTHL

VTHL — vertical takeoff, horizontal landing bezeichnet den Vertikalen Start und die horizontale Landung wie z.B. bei dem unbemannten Raumgleiter Boeing X-37. ^[4]

Siehe auch

• Kategorie:VTOL-Flugzeug
• Vertical Take-Off and Landing Unmanned Aerial Vehicle

Literatur

• James A. Franklin: Dynamics, control, and flying qualities of V/STOL aircraft. American Inst. of Aeronautics and Astronautics, Reston, Va. 2002, ISBN 1-56347-575-8
• Otto E. Pabst: Kurzstarter und Senkrechtstarter. Bernard & Graefe, Koblenz 1984, ISBN 3-7637-5277-3
• W.Z. Stepniewski, P.C. Prager: VTOL - new frontier of flight. New York Acad. of Sciences, New York 1966
• Christopher Chant: Flugzeug-Prototypen - vom Senkrechtstarter zum Stealth-Bomber. Motorbuch-Verlag, Stuttgart 1992, ISBN 3-613-01487-4

Weblinks

• International V/STOL Historical Society Übersicht der bisher gebauten VTOL-Flugzeuge (englisch)
• Übersicht der nicht gebauten V/STOL-Flugzeuge (englisch)
• Liste von VTOL-Flugzeugen in der englischen Wikipedia

Einzelnachweise

1. ↑ Robert F. Dorr: Washington struggles with troubled F-35 Joint Strike Fighter Programme, AIR International, April 2010, S. 12
2. ↑ Deutsches Museum. Ein Führer durch die Geschichte und die Sammlungen der Flugwerft Schleißheim, 2004, S. 59.
3. ↑ Flugzeug Classic - Heft 08/09, S. 52 ff..
4. ↑ Secret Space Plane to Launch Tomorrow On Second Secret Space Mission popsci.com, 3. März 2011; VTHL en.wikipedia abgerufen am 9. März 2011

Arten von Start und Landung

CESTOL | CTOL | STOL | STOVL | VTOL | VTOHL | V/STOL | CATOBAR | STOBAR | JATO/RATO