Lockheed F-104

mini|hochkant=1.2|Instrumentenbrett einer F-104|alternativtext=Instrument Panel of a F-104 Die Lockheed F-104 Starfighter ist ein einstrahliges Kampfflugzeug der Zeit des Kalten Krieges aus US-amerikanischer Produktion. Hergestellt wurde der Starfighter durch die Lockheed Corporation in Burbank. Ab 1956 bauten Lockheed und später auch kanadische und europäische Lizenznehmer das Modell in großer Stückzahl. Die F-104 gehörte zur sogenannten Century-Reihe (F-100 bis F-110) und war als reiner Tag- und Abfangjäger konzipiert, optimiert für hohe Geschwindigkeiten und Steigleistung. Es hielt als erstes Flugzeug überhaupt die Rekorde für Höchstgeschwindigkeit (Mach 2,2), maximale Flughöhe (31.513 m) und maximale Steigrate (244 m/s) zusammen.

Von der United States Air Force, die den Starfighter ursprünglich in Auftrag gegeben hatte, wurde er nur bis zum Ende der 1960er-Jahre verwendet, während sie später größeren und vielseitigeren Typen den Vorzug gab. Die Luftstreitkräfte mehrerer NATO-Staaten setzten die F-104 dagegen bis in die 1990er-Jahre ein, die italienische Aeronautica Militare sogar bis 2004. Ursprünglich als Abfangjäger konzipiert, wurde der Starfighter in verschiedenen Einsatzrollen verwendet. Hauptsächlich und zuletzt war er bei der Bundeswehr als Allwetter-Jagdbomber im Einsatz.

Bestechungsvorwürfe bei der Beschaffung führten in der Bundesrepublik Deutschland zum Lockheed-Skandal. Eine Absturzserie von F-104 bei der Bundeswehr in den 1960er-Jahren ist als Starfighter-Affäre bekannt, wobei innerhalb von 18 Monaten 44 Maschinen abstürzten. Von den 916 von der Bundeswehr beschafften F-104 stürzten insgesamt ein Drittel ab, wobei 116 Piloten ums Leben kamen. Dies brachte dem Flugzeugtyp sarkastische Bezeichnungen wie Witwenmacher, Erdnagel, fliegender Sarg oder Sargfighter ein.

Geschichte mini|F-104A der USAF im Juli 1957 Im Dezember 1951 reiste Clarence Johnson, Chefingenieur der Lockheed Advanced Development Projects Unit auf den koreanischen Kriegsschauplatz und befragte Jägerpiloten zu ihren Erwartungen an ein neues Jagdflugzeug. Dort trafen die gut ausgebildeten US-Piloten mit ihren North American F-86 auf sowjetische MiG-15. Die MiG-15 war der größeren und schwereren F-86 in der Steigleistung und der Dienstgipfelhöhe überlegen. Deshalb gingen die Wünsche der befragten Piloten in Richtung eines kleinen und einfachen, aber dennoch schubstärkeren Typs.

Zurück in den USA, begann Johnson mit dem Entwurf eines solchen Flugzeugs. Knapp ein Jahr später war der Prototyp Lockheed L-246 startbereit, der dem späteren Starfighter schon sehr ähnlich sah.

Der Entwurf wurde der Air Force im November 1952 präsentiert und weckte das Interesse der Verantwortlichen, so dass eine entsprechende Ausschreibung auch anderen Herstellern zugeleitet wurde. Drei zusätzliche Designs wurden evaluiert – die Republic AP-55, eine verbesserte Version des Prototyps XF-91 Thunderceptor, die North American NA-212, aus der später die YF-107 wurde, und die Northrop N-102 Fang, ein neues Design mit dem General Electric J79-Nachbrennertriebwerk. Lockheed gewann die Ausschreibung und erhielt im März 1953 einen Entwicklungsvertrag. Bereits Ende Mai konnte mit dem Bau von zwei neuen Prototypen begonnen werden. Da das J79-Triebwerk noch nicht fertig war, benutzten beide Prototypen stattdessen das Wright J65. Der Erstflug eines Starfighters fand am 4. März 1954 statt. Die Gesamtzeit zwischen Auftragserteilung und Erstflug betrug nur etwa zwei Jahre. Eine kürzere Entwicklungszeit gab es nur bei der He 162, bei der der Zeitraum zwischen Auftragserteilung und Erstflug nur 69 Tage betrug. Heute ist bei neuen Jets eine Entwicklungszeit von etwa 10 bis 15 Jahren üblich.

Am 16. Mai 1958 stellte eine F-104A mit 2259,538 km/h einen Geschwindigkeits-Weltrekord auf. Am 14. Dezember 1959 erreichte eine F-104C die Weltrekordhöhe von 31.513 m (=103.389 Fuß).The Starfighter World Milestones. In: 916-starfighter.de. Der Starfighter war das erste Flugzeug, das gleichzeitig die Rekorde für Geschwindigkeit, Höhe und Steigrate hielt.

Konstruktion Allgemeines mini|hochkant=2|Starfighter im Deutschen Museum

Um die geplante Flugleistung zu erreichen, entwickelten die Lockheed-Ingenieure für die Tragflächen des Starfighter ein radikal neues Konzept: Sie waren so dünn wie möglich ausgelegt und relativ kurz, um den Luftwiderstand im Überschallbereich zu vermindern. Eine solche Auslegung reduziert die Änderungsrate der Luftströmung über die Tragfläche und vermindert den Wellenwiderstand, den die Schallmauer verursacht.

Die meisten anderen schnellen Strahlflugzeuge jener Zeit hatten nach hinten gepfeilte Tragflächen, die selbst bei geringer Spannweite eine lange Profilsehne ermöglichten und Platz für die Steuerelemente, das Fahrwerk und interne Tanks boten. Die Tragflächen des Starfighter waren dagegen trapezförmig und so dünn, dass in ihnen kein Platz für Fahrwerk und Tanks blieb. Diese Komponenten wurden stattdessen im hinteren Teil des Rumpfes untergebracht. thumb|Lockheed TF-104G Starfighter (Doppelsitzer) des Aufklärungsgeschwaders 52 in Fürstenfeldbruck (1967) Die Kanten der Tragflächen waren so scharf, dass das Bodenpersonal nach der Landung sofort Gummileisten an ihnen anbringen musste, damit sich niemand verletzte. Der Vorteil dieser Konstruktion war ein exzellentes Verhältnis von Steigrate zu Luftwiderstand unter den meisten Bedingungen. Allerdings konnten im Luftkampf auf kurze Distanz auf Grund der hohen Flächenbelastung keine engen Kurven geflogen werden. Für den geplanten Einsatz als Abfangjäger zum Einsatz gegen in großer Höhe einfliegende sowjetische Bomber war dies jedoch unerheblich.

Ein weiterer Nebeneffekt eines kleinen Flügels ist eine hohe Landegeschwindigkeit. Zu deren Verringerung bekam der Flügel zwei sehr große, einteilige Landeklappen. Diese wurden durch einen über die gesamte Flügellänge gehenden nach unten abklappenden Vorflügel (System BölkowKyrill von Gersdorff: Die deutsche Luftfahrt. Band 12 – Ludwig Bölkow und sein Werk. ISBN 978-3-7637-6124-1) massiv im Wirkungsgrad erhöht. Die ursprüngliche Forderung nach einer Unterstützung der Landeklappen durch das ebenfalls um 10–15° nach unten schwenkende Querruder wurde zugunsten einer Beeinflussung der Grenzschichtströmung (boundary layer) verworfen.F-40 Lockheed F-104G Abfangjäger Um einen Strömungsabriss an der Oberseite der Landeklappen an den bis zu 45,3° ausgelenkten Klappen zu verhindern, erhielt der Flügel eine relativ aufwendige Grenzschichteinblasung („boundary layer control“, BLC). Dabei wird dem Triebwerk beidseitig am Ende des Niederdruckverdichters Zapfluft entnommen und über eine Ventilklappe, ein Rohrsystem und ein der Länge nach geschlitztes Auslassrohr im voll ausgefahrenen Zustand vor den Landeklappenanlenkungen ausgeblasen. Es war aerodynamisch überzeugend, setzte aber voraus, dass das Triebwerk beim Landeanflug lief. Vorflügel- und Landeklappen wurden elektrisch gefahren und verriegelt. Die Landeklappen waren bei der späteren F-104G und -S mechanisch synchronisiert, bei den Vorflügelklappen war es nicht zwingend notwendig. Die US-Marine griff viele Jahre später die Idee, die Landegeschwindigkeit durch Unterstützung der Landeklappen über zusätzliche gemeinsame Querruderausschläge nach unten wirksam zu verringern, bei ihrem Trägerflugzeug F/A-18 wieder auf.Mike Spick: Modern Fighting Aircraft Vol.7 F/A18. Aero Publishing, New York 1984, ISBN 0-668-06071-9 Das BLC-System wurde in späteren Kampfflugzeugen wegen des hohen Aufwands nicht mehr verwendet; zweiteilige Landeklappen waren im Bedarfsfall weniger aufwendig.

Zur zusätzlichen Schubregulierung waren bewegliche Lamellen an der Nachbrennerdüse (nozzle) angebracht, über die der Austrittsquerschnitt verändert werden konnte. Die Hydraulikbetätigung dieser nozzle control der anfangs verwendeten J-79-Triebwerke der A-Reihe erforderte wie die BLC-Anlage einen erheblichen Wartungsaufwand und waren oft ein Teil der Absturzursache. Beim späteren von MTU in München modifizierten J79-J1K-Triebwerk wurden die Nozzle-Probleme gelöst und der Wartungsaufwand dadurch erheblich reduziert.

Der lange, schlanke Rumpf des Starfighter trug zu seiner hohen Leistung im Überschallbereich bei. Aufgrund der geringen internen Treibstoffkapazität hatte das Flugzeug ohne Außentanks jedoch nur eine beschränkte Reichweite. Mit Zusatztanks dagegen wurden die ohnehin bescheidenen Möglichkeiten zum Tragen von Waffen und Ausrüstung weiter eingeschränkt. Das wurde bei der Beschaffung der G durch die Bundesluftwaffe angesprochen. Lockheed schlug zwei weitere Unterflügelstationen als Lösung vor. Dazu hätte aber die Flügelstruktur erheblich überarbeitet werden müssen. So wurde die Idee bei der Beschaffung der G wieder verworfen. Die italienische Luftwaffe nahm sie bei der Konzeption der S-Version wieder auf und bestellte ihre Maschinen mit zwei zusätzlichen Unterflügelstationen. Durch die zusätzliche Waffenlast relativ weit außen am Flügel veränderte sich jedoch die Längsstabilität, weshalb dann die italienische S am Heck zwei zusätzliche Flossen rechts und links neben der zentralen Finne zur Stabilisierung erhielt.

Im Luftkampf erwies sich die F-104 im horizontalen Kurvenkampf als unterdurchschnittlich: Ihre hohe Tragflächenbelastung erzeugte einen zu hohen Geschwindigkeitsverlust in engen Kurven und schränkte die Manövrierbarkeit ein. Aus diesem Grund wurden die Piloten in der Ausbildung der NATO-Luftwaffen dazu angehalten, möglichst vertikale Kurvenkämpfe zu suchen, da hier die enorme Steigfähigkeit der 104 ausgenutzt werden konnte. Außerdem zeigten sich Probleme bei schlechtem Wetter. Das wurde vor allem während der diversen indisch-pakistanischen Konflikte deutlich, als pakistanische Starfighter auf indische MiG-21 trafen. In Luftgefechten auf kurze Distanz in niedriger Höhe, für die das Flugzeug konstruktiv nicht ausgelegt war, war es anderen Maschinen unterlegen. Starfighterpiloten versuchten daher immer, den Gegner in die Höhe zu zwingen, während MiG-21-Piloten genau das Gegenteil versuchten.

Radar Die Maschine verfügte über das damals hochmoderne Radargerät NASARR F-15-A (North American Search and Ranging Radar) der US-Firma Autonetics. Erst in den 2000er-Jahren wurde bekannt, dass Wartungstechniker durch von diesem Gerät ausgehende Röntgenstrahlung teils gravierende Gesundheitsschäden erlitten. Ein Infrarot-Zielgerät mit Schussbereichsrechner ist ebenfalls vor der Cockpitfrontverglasung bündig eingesetzt. Weiter ist ein IFF (Freund-Feind-Erkennung)-Empfänger, TACAN und ein UHF-Funkgerät eingebaut.

XF-104 Prototypen mit Wright-J65-Triebwerk, zwei gebaut YF-104A Vorserienflugzeuge mit General-Electric-J79-Triebwerk, 17 gebaut F-104A Serienversion als Abfangjäger, 153 gebaut NF-104A Zivile Version mit zusätzlichem 27-kN-Raketenmotor Rocketdyne LR121/AR-2-NA-1 für das Astronauten-Training in Höhen über 36.830 m (120.800 ft), drei gebaut QF-104A Umbau von 24 F-104A zu ferngesteuerten Zieldarstellungsflugzeugen F-104B Zweisitzige Trainerversion der F-104A, 26 gebaut F-104C Jagdbomber mit AN/ASG-14T-2-Radar und Luftbetankungseinrichtung, vier Unterflügelstationen und einer Unterrumpfstation, an der auch eine Mk‑28 oder Mk‑43‑Nuklearwaffe mitgeführt werden konnte, 77 gebaut F-104D Zweisitzige Trainerversion der F-104C, 21 gebaut F-104DJ Zweisitzige Trainerversion der F-104J, 20 gebaut (wurden bei Mitsubishi montiert) F-104F Zweisitzige Trainerversion ähnlich der F-104D für die Bundesluftwaffe, mit stärkerem Triebwerk, jedoch ohne Radar und Bewaffnung, 32 gebaut

Lockheed F-104

Bron en licentie