Learjet 35A D-CGFD – ein Messflugzeug für Einsätze in der oberen Troposphäre und unteren Stratosphäre
Das Flugzeug
Der Learjet 35A ist ein zweistrahliges Düsenflugzeug, das ursprünglich als Geschäftsflugzeug konzipiert wurde. Die Grundversion bietet Platz für zwei Piloten, eine Flugbegleiterin und sieben Passagiere. Dank seiner Flugleistung und Bauweise eignet es sich auch ideal für den Einsatz in der atmosphärischen Forschung.
Der Learjet 35A hat folgende Eigenschaften:
- hervorragende Flugleistung, d.h. große Reichweite und gute Steigrate
- maximale Höhe von 45.000 Fuß, auch mit extern angebrachter Ausrüstung erreichbar
- wirtschaftlicher Betrieb
- ausreichender Platz für die Installation von Messequipment in 19-Zoll-Racks
- große Frachttür für einfachen Zugang
- robuste Konstruktion, die einfache Modifikationen ermöglicht
Technische Daten des Learjet 35A
| Allgemeine Informationen | |||
|---|---|---|---|
| Zulassungsstatus | FAR 25 | ||
| Zugelassene Operationen | Tag, Nacht, VFR, IFR und Flüge unter bekannten Eisbedingungen | ||
| Minimale Besatzung | Pilot und Co-Pilot | ||
| Sitzplatzkapazität | Bis zu acht Passagiere | ||
| Maximale Flughöhe | 45.000 ft | 13.714 m | |
| Abmessungen | |||
| Länge | 48 ft, 8 in | 14,83 m | |
| Höhe | 12 ft, 3 in | 3,73 m | |
| Spannweite | 39 ft, 6 in | 12,04 m | |
| Flügelfläche | 252,3 sqft | 23,53 m2 | |
| Allgemeine Leistung | |||
| Durchschnittliche Steigrate (max. Startgewicht, Meereshöhe) ** | |||
| bis FL 410 | 1.708 ft/min | 521 m/min | |
| bis FL 370 | 2.300 ft/min | 701 m/min | |
| bis FL 100 | 4.000 ft/min | 1.220 m/min | |
| Durchschnittliche Steigrate (Startmasse 14.000 lbs, Meereshöhe) ** | |||
| bis FL 450 | 2.050 ft/min | 625 m/min | |
| bis FL 370 | 3.700 ft/min | 1.128 m/min | |
| bis FL 100 | 5.500 ft/min | 1.694 m/min | |
| Reichweite | 2.200 NM | 4.070 km | |
| Gewichte & Kapazitäten | |||
| Max. Startgewicht ** | 19.600 lbs | 8.909 kg | |
| Leergewicht ** | 10.400 lbs | 4.727 kg | |
| Kraftstoffkapazität ** | 7.000 lbs | 3.182 kg | |
| ** nach Umbau im Herbst 1997 | |||
Der Learjet als „Spezialmissionsflugzeug“
Der Learjet ist aufgrund seiner Eigenschaften und robusten Konstruktion ideal für Spezialmissionen geeignet.
Die Tragflächen stammen von einem Schweizer Kampfjet und ermöglichen eine externe Belastung von bis zu 450 kg unter jedem Flügel. Die großzügig dimensionierten Triebwerke ermöglichen hohe Steigraten. Die maximale Flughöhe von 45.000 Fuß kann selbst bei voller Beladung mit Messequipment (einschließlich Einlasssystemen und externen Messkapseln unter den Flügeln) erreicht werden.
Verwendung des Learjet 35A/36A bei Einsätzen mit Zieldrohnen
Unsere Partnerfirma GFD (Gesellschaft für Flugzieldarstellung mbH, Hohn) betreibt insgesamt elf Learjets des Typs 35A/36A.
Die Hauptaufgabe der Learjets besteht in der Durchführung von Zieldrohnenmissionen an langen Stahlseilen im Auftrag des Bundesamts für Wehrtechnik und Beschaffung (BWB). Die Drohnen dienen als realistische Ziele für Bodentruppen und werden zur Schulung des Personals in Radarverfolgung sowie für optische und dynamische Messungen von Flugabwehrsystemen genutzt.
Der Learjet wurde für diese Aufgaben ausgewählt, weil er einen zuverlässigen Betrieb ermöglicht. Zudem ist er aufgrund niedriger Reparatur-, Wartungs- und Betriebskosten wirtschaftlich und eignet sich gut für die Nachrüstung mit Spezialausrüstung.
Die Flugzeuge wurden wie folgt modifiziert:
- erhöhtes Startgewicht durch V-Leitwerke;
- erhöhte Reichweite durch vergrößerte Flächenspitzen-Treibstofftanks;
- zusätzliche Stromversorgung;
- Ausrüstungsmontagen unter den Flügeln;
- spezielle Funk- und Navigationssysteme.
GFD beschäftigt derzeit 18 Piloten, von denen 3 als Ausbilder/LBA-Spezialisten tätig sind, sowie 29 Techniker, von denen 5 als Prüfer für Luftfahrtausrüstung (Klasse 1 und Klasse 2) fungieren. Das Unternehmen steht unter der Aufsicht des Luftfahrt-Bundesamts (LBA) in Braunschweig und ist beim Bundesminister für Verkehr als Luftfahrtunternehmen mit der Registrierungsnummer EG 039 eingetragen. GFD führt zudem Wartungs- und Reparaturarbeiten durch und ist offiziell nach dem europäischen Standard JAR 145 anerkannt.
Die Flugzeuge absolvieren derzeit 2.500 Flugstunden jährlich bei Tag- und Nachtflügen, und es ist geplant, die Flugzeit in naher Zukunft auf 3.500 Stunden zu erhöhen.
Messtechnik
Im Einklang mit unserem Konzept zur Doppelnutzung der Flugzeuge stehen sowohl die Flugzeuge als auch die Messtechnik im Rahmen einer Kooperation zwischen GFD und enviscope zur Verfügung. Die wissenschaftliche Ausrüstung wurde speziell entwickelt, um die Anforderungen der atmosphärischen Umweltforschung zu erfüllen.
Ein Basisset wissenschaftlicher Ausrüstung wurde zusammengestellt, das die Installation einer Vielzahl von Instrumenten unterstützt. Ein wichtiges Kriterium war die Entwicklung einer modularen Bauweise, die leicht an die spezifischen Anforderungen jedes Projekts angepasst werden kann.
Folgende Komponenten stehen derzeit zur Verfügung:
- 19-Zoll-Instrumentenracks
- Stromversorgungen für die Instrumente
- Vakuumversorgungssystem
- Zwei austauschbare Seitenfenster zur Verwendung als Instrumentenplattformen
- Austauschbares Dachteil zur Verwendung als Instrumentenplattform
- Isokinetisches Aerosoleinlasssystem
- Universelle Lufteinlässe und Probenahmesysteme
- Große externe Gondeln, die unter den Tragflächen montiert sind
- Instrumentenracks für die Gondeln
- Datenaufzeichnungssystem, gut erprobt unter Flugbedingungen
- Erfassung von Avionikdaten aus dem Bordnavigationssystem
- Datenaufzeichnungssystem für meteorologische Parameter
Die Kabinen können mit bis zu acht 19-Zoll-Instrumentenracks ausgestattet werden. Sitzplätze für maximal drei Personen ermöglichen den manuellen Betrieb der Instrumente. Die Racks im vorderen Teil des Flugzeugs stehen für die Ausrüstung des Kunden zur Verfügung. Abhängig von den Projektanforderungen können Racks in verschiedenen Größen installiert werden. Die Racks sind teilweise mit speziellen Montageplatten ausgestattet, sodass die Geräte innerhalb weniger Minuten installiert oder entfernt werden können. Dies ermöglicht Wartung und Kalibrierung im Labor unmittelbar vor und nach dem Flug.
Insgesamt stehen etwa 110 HU (1 HU = 44,45 mm) Platz in den 19-Zoll-Racks für die Installation von Forschungsausrüstung zur Verfügung. Die unteren Abschnitte der Racks können zur Installation weiterer Geräte wie z.B. Vakuumpumpen genutzt werden.
Die Stromversorgung ist in den Racks im hinteren Bereich des Flugzeugs untergebracht und kann insgesamt 9 kW liefern. Dies steht als 28V DC-Versorgung zur Verfügung und kann teilweise in 115 V / 400 Hz und 220 V / 50 Hz Wechselstrom umgewandelt werden.
Verschiedene Einlasssysteme ermöglichen es, die Instrumente mit Außenluft zu versorgen, um Messungen durchzuführen. Zu diesem Zweck existieren mehrere externe Öffnungen.
Ein Fenster auf jeder Seite des Flugzeugs wurde mit einer austauschbaren Montageplattform ausgestattet. Dies ermöglicht eine schnelle Umrüstung des Flugzeugs und unterstützt unser Ziel eines modularen Designs. Diese „Fensterstopfen“ können mit vom Benutzer spezifizierten Einlässen oder Sensoren ausgestattet werden. Verschiedene häufig benötigte Einlasssysteme, wie ein isokinetischer Einlass für Aerosolmessungen und ein verstellbarer „Universaleinlass und Sensorgehäuse“, stehen ebenfalls zur Verfügung.
Eine weitere Öffnung wurde im Dach des Flugzeugs geschaffen. Diese ähnelt den Seitenfenstern, da sie mit einer austauschbaren Plattform ausgestattet ist, die mit einer Vielzahl von Sensoren bestückt werden kann. Dort permanent installierte Sensoren liefern grundlegende meteorologische Daten, die von einem Computersystem erfasst werden. Dieses PC-basierte Datenerfassungssystem ist unter Flugbedingungen gut erprobt und mit Peripheriegeräten ausgestattet, die es dem Kunden ermöglichen, Messdaten gleichzeitig aufzuzeichnen. Die Software wurde speziell für diesen Zweck angepasst und ermöglicht ‚Online‘- und ‚Quick-Look‘-Funktionen sowie den Datenaustausch mit anderen Computersystemen, wie vom Kunden gefordert.
Die Halterungen unter den Tragflächen des Learjets bieten ebenfalls einzigartige Möglichkeiten, da die externen Gondeln Lasten von bis zu 450 kg auf jeder Seite tragen können.
Eine neue externe Gondel wurde ebenfalls während der Umrüstung des Learjets für Umweltforschungszwecke zugelassen. Diese ist etwa 2,9 m lang und hat einen Durchmesser von 40 cm. Ein Instrumentenrack kann innerhalb weniger Minuten in der Gondel montiert werden. Das Gesamtgewicht der Gondel beträgt bis zu 150 kg, was einer zulässigen Nutzlast von 120 kg entspricht. Die externen Gondeln werden mit sogenannten NATO-Schlössern befestigt, die ein einfaches An- und Abmontieren der Gondeln ermöglichen. Dies ermöglicht es, die gesamte Gondel mitsamt den Messinstrumenten innerhalb weniger Minuten auszutauschen.
Einsatzmöglichkeiten
Die langfristige Verfügbarkeit dieser Flugzeuge für Projekte im Bereich der Umweltforschung wird durch Verträge zwischen dem BWB und GFD einerseits und zwischen GFD und enviscope andererseits sichergestellt.
Die Entwicklung einer modularen Infrastruktur ermöglicht es, den Learjet innerhalb kurzer Zeit mit Messtechnik auszurüsten. Abhängig von der Zusammensetzung der Messtechnik und dem Grad der Vorbereitung ist es möglich, die Ausrüstung innerhalb weniger Stunden zu installieren und wieder zu entfernen.
In Extremfällen ist es möglich, die externen Gondeln als autonome Messeinheiten zu verwenden und ein „Plug-and-Measure“-Konzept zu nutzen. In solchen Situationen ist es möglich, die Ausrüstung innerhalb von ca. 5 Minuten auszutauschen, indem die Gondeln an die Halterungen montiert und die Ausrüstung an die Stromversorgung angeschlossen werden.
Diese besondere Fähigkeit macht den Learjet 35A ideal geeignet für den Einsatz als temporäres Forschungsflugzeug. Das bereits sehr breite Spektrum denkbarer Anwendungen kann somit auf eine noch größere Bandbreite an Aktivitäten ausgeweitet werden. Neben der Planung konventioneller Messkampagnen, wie der Messkampagne POLSTAR 98, können routinemäßige Messungen mit einem kleinen Satz geeigneter Ausrüstung durchgeführt werden. Diese könnten parallel zu den Aktivitäten anderer Nutzer durchgeführt werden, z.B. gleichzeitig mit Routineeinsätzen mit Zieldrohnen.
