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North American XB-70 Valkyrie: Mach-3-Bomber, später Forschungsflugzeug für Hochgeschwindigkeitsflüge

North American XB-70 Valkyrie - Rollfeld

Die North American XB-70 Valkyrie war ein Meilenstein im modernen Flugzeugdesign und ihrer Zeit um Jahre voraus. Die Maschine ist gemessen an Größe und Geschwindigkeit eines der bemerkenswertesten Flugzeuge überhaupt. Der große Deltaflügler XB-70 Valkyrie der US-Firma North American sollte ursprünglich als strategischer Bomber die B-52 „Stratofortress" ablösen. Das Konzept sah einen strategischen Überschall-Nuklearbomber mit interkontinentaler Reichweite und extrem hoher Eindringgeschwindigkeit von mehr als Mach 3 vor. Im Gegensatz zu bis dahin gebauten Bombenflugzeugen, die nur zeitweise mit Überschallgeschwindigkeit fliegen konnten, sollte das Flugzeug die gesamte Strecke im Überschallflug zurücklegen. Die ursprüngliche Forderung in 21 000 m Höhe mit 3-facher Schallgeschwindigkeit Strecken von 12.000 km zurücklegen zu können, schien zunächst nicht erfüllbar. Es stellte sich aber heraus, dass das Flugzeug in dieser Höhe und mit dieser Geschwindigkeit auf der eigenen Stoßwelle gleitet, dem sog. Kompressionseffekt. Dabei wird die Schockwelle unter den Tragflügel geführt, was bei der XB-70 zusätzlich durch die heruntergeklappten Tragflächenspitzen unterstützt wird. So konnte der Luftwiderstand beim Überschallflug stark reduziert werden. Erst so konnte man annehmbare Reichweiten bei Mach 3 realisieren. Der Erstflug der XB-70 fand am 21. September 1964 statt. Am 14. Oktober 1965 wurde in 21.330 m Höhe eine Geschwindigkeit von 3 218 km/h erreicht. Da aber unterdessen Fernraketen die bemannten Bombenflugzeuge ersetzen konnten und die XB-70 Valkyrie durch Reketenbeschuss gefährdet war, entschied die USA-Regierung nur 2 dieser Flugzeuge für Forschungszwecke zu bauen.

North American XB-70 Valkyrie - Heckansicht

Technische Daten:

Länge:

59,74 m

Flügelspannweite:

32,03 m

Höhe:

9,12 m

Leermasse:

ca. 68.400 kg

Startgewicht:

238.350 kg

Höchstgeschwindigkeit:

3.240 km/h in 22.000 m Höhe

Dienstgipfelhöhe:

21.300m

Flugreichweite:

ca. 12.500 km

Bewaffnung:

bis zu 14 nukleare Bomben

Triebwerk:

6 x General Electric YJ93

Art

Strahltriebwerke

Leistung

je 137,9 kN Schub

North American XB-70 Valkyrie: Mach-3-Bomber, später Forschungsflugzeug für Hochgeschwindigkeitsflüge

Technische Kurzbeschreibung:

  • Rumpf: Metall-Schalenbauweise - Vorderrumpf aus Titan - Druckkabine mit Schleudersitzen in Kapseln mit Notausrüstung.
  • Tragwerk: Deltaform - Flügelnase aus Titan - im Schnellflug lassen sich die Außenflügel nach unten klappen zur Verkleinerung der effektiven Flügelfläche und zur Stabilisierung um die Längsachse.
  • Leitwerk: doppeltes Seitenleitwerk - Steuer- und Stabilisierungsflosse am Bug - Nasen des Seitenleitwerks aus Titan.
  • Fahrwerk: einziehbar - steuerbares Bugrad mit Zwillingsrädern - an den Hauptstreben Fahrwerkschlitten mit je 4 Rädern.
North American XB-70 Valkyrie: Mach-3-Bomber, später Forschungsflugzeug für Hochgeschwindigkeitsflüge

Technische Beschreibung: Physikalisch wies die XB-70 mit ihren 6 Strahltriebwerken viele Besonderheiten auf. Die Flügelspitzen konnten bei hohen Geschwindigkeiten um bis zu 65° nach unten geneigt werden, um den Widerstand zu verringern und die Stabilität zu verbessern. Bis heute sind dies die größten verstellbaren aerodynamischen Klappen an einem Flugzeug. Außerdem ist die Valkyrie eines der lautesten Flugzeuge, das jemals gebaut wurden. Trotz seines enormen Startgewichtes wirkte die "Walküre" leicht und elegant.

Die XB-70 war ein Ganzmetall-Tiefdecker in primär Stahlsandwichbauweise mit Delta- und Entenflügeln. Die hohen zu erwartenden Temperaturen an Rumpf- und Flächenspitze machten die Verwendung von Edelstahl und Titan in Wabenverbundbauweise erforderlich.

Die 6 General Electric YJ93 Turbojet-Triebwerke gehörten zu den weltweit wenigen Triebwerken, die für Mach 3 ausgelegt wurden. Die bei Höchstgeschwindigkeit sehr schnelle Luft wurde durch die zwei riesigen Einlässe in zwei große, sich nach hinten weitende Kammern geführt. Je ein Lufteinlass versorgte 3 Triebwerke.

Der Tragflügel verfügte über 3 Tanks pro Seite. Ferner waren 4 Tanks im Rumpf untergebrachte. Um den sich ändernden Schwerpunkt auszugleichen konnte Treibstoff im Flug umgepumpt werden. Ein großes Problem war die hohe Längenausdehnung durch die Erwärmung beim Hochgeschwindigkeitsflug und somit das Abdichten der Tanks. Diese wurden daher mit Stickstoff gefüllt, damit sich kein explosionsfähiges Treibstoff-Luft-Gemisch bilden konnte.

Im Windkanal wurde der Kompressionseffekt gründlich erforscht, bei dem das Flugzeug bei hohen Geschwindigkeiten quasi auf seiner eigenen Schockwelle reitet. Dazu war eine Entenflügelauslegung mit Canards vorne notwendig. Ab ca. Mach 1,8 wurden die beiden Flügelenden bis maximal 65° nach unten geklappt, was den Effekt noch verstärkte. Dadurch konnten wesentlich größere Reichweiten als mit herkömmlichen Konzepten erreicht werden. Die herunterklappbaren Flügelenden machten eine aufwendige und starke Hydraulikanlage in den Flügeln notwendig. Um eine ausreichende Stabilität um die Hochachse zu erreichen, wurden 2 große Seitenleitwerke notwendig. Durch die Entenflügelbauweise mit dem sehr weit vorn liegenden Höhenruder war das Überziehverhalten der Maschine sehr gutmütig. Bei den Landungen emöglichte der typische Bodeneffekt von Deltaflüglern ein weiches Aufsetzen.

Für den Hochgeschwindigkeitsflug mussten die Scheiben mit einer Art Visier möglichst flach gestellt werden. Das hätte zu einer extrem schlechten Sicht bei Start und Landung geführt. Deshalb konnten die Frontscheiben mit einer aufwendigen Mechanik beim Langsamflug heruntergeschwenkt werden. Das Cockpit war für zwei Mann mit Doppelsteuerung ausgelegt.

Bei der North American XB-70 Valkyrie wurde wegen der hohen Geschwindigkeit eine Rettungskapsel verwendet: Vor dem Ausschuss wurde der Schleudersitz in einer Schiene schnell nach hinten gefahren. Ein Schutzvisier klappte sich von hinten über den gesamten Schleudersitz samt Piloten und bildete eine strömungsgünstige Kapsel. Erst danach wurde der so gekapselte Sitz nach oben ausgeschossen. Nach dem Ausschuss musste sich die Schutzkapsel nach Erreichen von niedrigeren Geschwindigkeiten wieder vom Sitz lösen. Ab diesem Zeitpunkt war es ein normaler Schleudersitz.

Das Dreibeinfahrwerk musste eine Startmasse von rund 250 Tonnen tragen. Dazu war das Hauptfahrwerk mit je 4 Hochdruckreifen ausgelegt. Das Bugfahrwerk war mit Zwillingsbereifung ausgeführt.

NORTH AMERICAN XB-70 VALKYRIE - Cockpit von außen
NORTH AMERICAN XB-70 VALKYRIE - Cockpit
NORTH AMERICAN XB-70 VALKYRIE - Gashebel (throttle control)
NORTH AMERICAN XB-70 VALKYRIE - Cockpit links
NORTH AMERICAN XB-70 VALKYRIE - Cockpit rechts
NORTH AMERICAN XB-70 VALKYRIE - Steuerknüppel
North American XB-70 Valkyrie - Frontansicht
North American XB-70 Valkyrie: Forschungsflugzeug für Hochgeschwindigkeitsflüge
North American XB-70 Valkyrie: Forschungsflugzeug
XB-70 Valkyrie - Bugansicht
XB-70 Valkyrie - Flug mit angewinkelten Flügelspitzen
North American XB-70 - Halle
XB-70 Valkyrie: Hochgeschwindigkeits-Bomber, später Forschungsflugzeug für Hochgeschwindigkeitsflüge

 

Copyright © Flugzeuglexikon von Wolfgang Bredow - Berlin, Spandau

 


 

 

 

 

 

 

 

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