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F-104S: DAS LETZTE BAUMUSER DER STARFIGHTER-REIHE

Die Lockheed F-104 Starfighter ist in ihren verschiedenen Versionen in insgesamt über 2500 Einheiten produziert worden, die heute in aller Weit im Einsatz stehen. Die Serienfertigung dieses Flugzeugs, das man nach wie vor den besten Waffensystemen der Mach 2+-Klasse zurechnen kann, ist nahezu ausgelaufen. Das letzte Baumuster der F-104-Reihe befindet sich zur Zeit bei der italienischen Firma Aeritalia in Turin (früher Fiat Aviazione) in Lizenzproduktion. Das Bauprogramm kommt im Februar 1976 zum Abschluß.

Die Firma Aeritalia baut insgesamt 205 Exemplare der F-104S unter Lockheed-Lizenz. Bereits Ende 1966 waren zwei in den USA gefertigte F-104S-Prototypen geflogen, bevor Ende Dezember 1968 der erste bei Aeritalia produzierte Prototyp folgte. Die Auslieferung der ersten Maschine an die italienischen Luftstreitkräftefand im Frühjahr1969 statt.

Die F-104S weist die gleiche strukturelle Auslegung auf wie die bei Lockheed gefertigten F-104-Serienflugzeuge. Neu sind je zwei Flügel- und Rumpf-Waffenstationen, verstärkte Hydraulikzylinder für das Fahrwerk und zwei stabilitätserhöhende Flächen im hinteren Bereich der Rumpfunterseite. Die strukturellen Grenzen der F-104S-Zelle sind dieselben wie z. B. bei der F-104G. Die Ermüdungsfestigkeit ist für 16000 Flugstunden im operativen Einsatz ausreichend.

Die F-104S ist mit modernen Luft-Luft- und Luft-Boden-Lenkwaffen ausgerüstet und verfügt über eine hervorragende Manövrierfähigkeit im Luftkampf sowie über hohe Beschleunigungs- und Steigleistungen. Dank ihrer vielseitigen Avionik-Ausrüstung sind eine ganze Reihe von Einsatzarten möglich: So kann die F-104S sowohl in der reinen Jäger-Rolle als Interzeptor als auch als Luftüberlegenheits-Jäger und Jagdbomber Verwendung finden. Dieser Einsatzvielfalt entspricht auch die Art der Bewaffnung, die von der eingebauten 20mm-M-61-Kanone über Außenbewaffnung wie gelenkte und ungelenkte Raketen bis hin zu Bomben aller Typen eines Gesamtgewichts von 3400 kg reicht. Die fortschrittliche Avionik der F-104 S mit ihren Feuerleit-, Navigations- und Kommunikationssystemen sorgt für einen sehr genauen Navigations- und Waffeneinsatz auch unter schlechten Wetterbedingungen.

Diese Allwetter-Lenkwaffentauglichkelt, die verbesserte Waffenanlage und die gegenüber anderen F-104-Versionen höhere Triebwerksleistungen resultieren in einem besseren Kampfwirkungsgrad der F-104S bei gleichzeitiger Steigerung der Einsatzvielfalt.

Die Geschwindigkeits-Höhen-Fähigkeiten der F-104S sind gegenüber dem Ausgangsmuster F-104G verbessert worden. Das durch das Triebwerk General Electric J79-GE-19 angetriebene Flugzeug erreicht in 12190m Höhe eine Geschwindigkeit entsprechend Mach 2,2 und kann diese bis zur Gipfelhöhe von 18290m beibehalten. Das Flugzeug hat noch bei einer angezeigten Geschwindigkeit von Mach 2,2 genügend Schubüberschuß und bleibt bis zum Lenkwaffenabschuß voll manövrierfähig.

Über 10670m Höhe verläuft die angezeigte Geschwindigkeit linear von Mach 2,0 bis Mach 2,2 in 12 190 m. In Höhen unter 10 670 m ist die Fluggeschwindigkeit durch die Verdichtereinlauftemperatur um 121 Grad C oder durch die Triebwerk-Druckgrenze entsprechend einer Geschwindigkeit von 1390 km/h begrenzt. Die Manövrier- Klappen werden auf 15 Grad abwärtsgestellt und geben der F-104S eine sehr gute Unterschall- Manövrierfähigkeit für Erdkampfeinsatz und Luftkampf.

Steigleistung und Beschleunigungsvermögen sind wichtige Kriterien für die Beurteilung eines Hochleistungsflugzeugs. Die F-104S mit ihrem großen Spielraum an Schubüberschuß besitzt diese hervorragende Charakteristiken in hohem Maß. Infolge ihrer Start- und Steigleistung erreicht die F-104S in nur 65 Sekunden eine Höhe von 10 670 m. Diese Leistung versteht sich allerdings mit "leerem" Flügel. Mit zwei AIM-7-Lenkwaffen erreicht die Maschine in genau 75 Sekunden dieselbe Flughöhe.

Die supersonischen Steigleistungen sind ein entscheidender Faktor zur Beurteilung der Interzeptionsfähigkeiten eines gegnerischen Hochleistungsflugzeugs. Ausgehend in 10 600 m mit Mach 2 erreicht die F-104S in 60 Sekunden eine Höhe von 16700 m ohne Außenlasten - mit zwei AIM-7-Lenkwaffen in 100 Sekunden. Die Anfangs-Steiggeschwindigkeit beträgt dabei 7620 m/min in 10670 m Höhe(!). Große Steigfähigkeit ist Voraussetzung für die erfolgreiche Interzeption eines gegnerischen Überschallflugzeugs. Die Kombination von hohem Schub und minimalem Überschall-Widerstand, befähigen die F-104S dazu, in 2,5 Minuten von Mach 0,9 auf Mach 2,0 zu beschleunigen.

Die F-104S hat ganz besondere Charakteristiken, die es dem Piloten erlauben, einen Luftkampf mit dem Gegner zu bestehen. Dieses Flugzeug ist jederzeit in der Lage, seine Radar-Lenkwaffen auf den Gegner abzufeuern, und es kann dabei noch mehr nach innen drehen, um seine IRLenkwaffen oder die M-61-Kanone zur Wirkung zu bringen. Die Drehgeschwindigkeiten sind unter Zuhilfenahme der Manövrier-Klappen in allen praktischen Höhenlagen ausgezeichnet.

Die F-104S wird durch das neue General Electric J 79-GE-19-Axial-Strom-Triebwerk angetrieben, das einen maximalen Schub von 17 900 lb (8 120 kp) abgibt. Hauptsächliche Komponenten sind die 17stufige Verdichter-Sektion, eine Hilfsantriebs-Sektion, eine dreistufige Gasturbine, ein Hochschub-Nachbrenner und eine variable Schubdüse. Die wichtigsten Unterschiede zwischen dem Triebwerk J79-GE-19 und dem J79-GE-1lA, das bei der F-104G Verwendung findet, sind:

• eine 3,5 prozentige Erhöhung des Druckverhältnisses und ein geringerer Druckverlust,
• höhere Turbineneinlauftemperatur (1810 Grad F/989 Grad C),
• Hochleistungsnachbrenner mit besserer Brennstoffverteilung, höherer Nachbrenner- Temperatur und besserem Verbrennungswirkungsgrad,
• geführte Expansion und dadurch höherer Schubkoeffizient durch die neue Ejektorschubdüse,
• neue Kontroll- und Hilfsgeräte, neuer Düsenantrieb, neue Brennstoffkontrollanlage, erweiterte Temperaturkontrolle für optimierte Leistung etc.

Die neue Schubdüse, der größere Beitrag zur Leistungssteigerung des Triebwerks durch die gesteuerte konvergent-divergente Schubdüse sowie die modernen Manövrier-Klappen sind einige wichtige Glieder in der Kette der Verbesserungen mit dem Ziel der Leistungssteigerung des gesamten Systems. Die Leistungssteigerungen bei der F-104S resultieren auch aus den Modifikationen der Lufteinläufe und des Bypass-Systems im Antrieb: Die F-104S verwendet zwei geometrisch feststehende Einlaufkreise, die hauptsächlich für optimierten Luftstrom im Hochgeschwindigkeitsbereich ausgelegt sind. Der Durchströmwiderstand im Hochgeschwindigkeitsbereich wird wesentlich reduziert durch die Bypass-Luft, die um das Triebwerk abströmt und sich im Nachbrenner-Schubrohrende mit dem Gasstrom des Triebwerks vereinigt. Diese Bypass-Luft erhöht den Vortriebswirkungsgrad der Triebwerksanlage ganz wesentlich und kühlt zugleich die Struktur und verschiedene wichtige Triebwerkskomponenten.

Die elektrischen Flugzeugkomponenten basieren auf Wechselstrom, Gleichstrom oder beidem zusammen. Die Wechselstromspannung wird von zwei 20kVA - 115/200V variablen Frequenzgeneratoren (320-520 Hz) geliefert, die durch das Triebwerk angetrieben werden. Als zusätzliche Stromquelle dient ein 4,5 kVA 115/200 V - 400 Hz-Generator, der durch eine Staudruckturbine angetrieben wird. Die Gleichstromversorgung wird durch einen 120A-Gleichrichter sichergestellt.

Die F-104S ist mit zwei voneinander unabhängigen 211 kg/qcm Hydrauliksystemen ausgerüstet, die während allen normalen Betriebszuständen simultan arbeiten. Dieses System besteht aus je einer vom Triebwerk angetriebenen Pumpe, einem Reservoir, einem Akkumulator, dem Leitungssystem und den diversen Funktionseinheiten. Bei Ausfall dieses Systems tritt eine Hilfs-Hydraulikpumpe in Funktion, die durch eine Stauluftturbine angetrieben wird. Die hydraulisch betätigten Komponenten der Systeme Nr. 1, 2 und des Hilfs-Hydrauliksystems sind die folgenden:

• Hydrauliksystem Nr. 1 und HilfsHydraulikpumpe:
• Stabilisator (hinterer Zylinder) Querruder
• Seitenruder automatischer Pitch Control-Aktuator
• Gierdämpfer-Betätigungsventil
• 2,5 kVA Fix-Frequenz-Generator für die Lenkwaffe AIM-7-Avionik Autopilot

• Stabilisator (vorderer Zylinder) Querruder,
• Seitenruder
• Gierdämpfer-Steuerventil Rolldämpfer-Steuerventil 2,5 kVA Fix-Frequenz-Generator für Navigations- und FeuerleitKomponenten
• Gebrauchs-Hydrauliksystem: Fahrwerke und Abdecktore
• Anti Skid-Bremssystem Bugfahrwerksteuerung Triebwerkluft-Bypass-Klappen Luftbremsen

Die F-104S ist mit einem stabilitätserhöhenden System ausgerüstet, mit dem das Flugzeug bei allen Flugmanövern um alle drei Achsen über ein Maximum an Stabilität verfügt. Wenn die Landeklappen ausgefahren werden, tritt automatisch die Grenzschichtbeeinflussung an der Flügelhinterkante in Funktion. Dieses System bläst Hochdruck-Heißluft entlang der Flügelhinterkante der Landeklappe aus und treibt so die Grenzschicht an. Diese Druckluft wird der letzten Stufe des Hochdruckverdichters entnommen und durch einen Druckfluftführungskanal über die Düse ausgeblasen. Das Resultat ist erhöhter Auftrieb bei geringerer Landegeschwindigkeit.

Die gesamte Brennstofförderung zur Triebwerksanlage ist völlig automatisch. Das interne Brennstoffsystem ist in einen vorderen und hinteren Haupttank sowie einen Hilfstank unterteilt.

Das integrierte Heizungs-, Kühl- und Drucksystem der F-104S arbeitet mit dem Triebwerkverdichter völlig automatisch. Der Cockpit-Druckregler regelt den Kabinendruck automatisch. Zwischen 1524 m und 5593 m entspricht die Cockpit-Druckhöhe einer Höhe von 1527 m. Über dieser Höhe erreicht der Kabineninnendruck den Wert von 0,35 kg/qcm unabhängig von der Flughöhe. Der Elektronikraum ist in gleicher Weise druckbelüftet, doch beträgt der entsprechende Wert nur 0,14 kg/qcm.

Gleichzeitig wird auch das anti-g-System durch Druckluft aus dem Triebwerkverdichter gespeist, dessen Regulierventil schon bei positiven Beschleunigungen von 1,5g öffnet und den g-Anzug unter Druck setzt.

Die F-104S verfügt über ein kompaktes 5-Liter-Flüssigkeitssauerstoff-System, bei dem der Pilot in der Regel mit einem Luft-Sauerstoffgemisch beatmet wird. Im Notfall steht 100 %er Sauerstoff zur Verfügung.

Die F-104S ist mit einem Schleudersitz Martin Baker 1 Q-7A ausgerüstet, der Verwendung "Zero Speed/Zero Altitude" (Null/Null) erlaubt. Der Schleudersitz kann durch zwei "Feuer-Schlaufen" bedient werden, wobei entweder die Griffschlaufe über dem Kopf oder aber die Schlaufe zwischen den Beinen benutzt werden kann. Der Sitz ist mit Notpack und Notsauerstoff ausgerüstet.

Die F-104S zeichnet sich durch schnelle Umrüstbarkeit von einer Kampf-Konfiguration in eine andere aus. Ihre Waffen werden an neun externen Stationen sechs unter den Flügeln und drei unter dem Rumpf- aufgehängt. Die F-104S kann somit in einer Jagdbomber-Konfiguration oder als Allwetter-Interzeptor eingesetzt werden.

Jagdbomber-Konfiguration: In dieser Konfiguration weist die F-104S eine 6-läufige M-61-20 mm-Kanone mit 725 Schuß Vorrat auf. Die Kanone ist vorn links im Rumpf untergebracht. Ihr Munitionscontainer befindet sich direkt über der Waffe vor dem Elektronik-Raum.

IR-Luft-Luft-Lenkwaffen AIM-9 Sidewinder, diverse Bombentypen, Feuerbomben, Spezialwaffen und Raketen werden an den neun Waffenstationen aufgehängt. Brennstofftanks können entweder an den Flügelstationen oder an den Flügel-Tip-Stationen aufgehängt werden.

Allwetter-Interzeptor-Konfiguration: In dieser Konfiguration ist die AIM-7 Sparrow-Radar-Lenkwaffe die Hauptwaffe des Flugzeugs. Diese Waffe kann unter Allwetter-Bedingungen und aus allen Richtungen auf den Gegner angesetzt werden. Die AIM-7 Sparrow ist in das R21 G/H-Radar integriert und ersetzt die M-61-Kanone. Damit können 226 kg mehr an internem Brennstoff mitgeführt werden. Die Sparrow kann an zwei Flügelstationen aufgehängt werden, wogegen die AIM-9 Sidewinder entweder an den Flügelendstationen oder an den Rumpfstationen aufgehängt werden können.

Avionik

Das Avioniksystem setzt sich aus Feuerleitsystem, Luftwerterechner, Navigationsausrüstung, automatischem Flugkontroll-System (AFCS) und Kommunikationsausrüstung zusammen.

• Feuerleitsystem
• Mehrzweck-Radar R 21 G/H F-104 G-Waffenrechner
• AIM-9-Lenkwaffen-Entfernungsrechner
• Optisches Zielgerät Infrarot-Zielgerät
• AIM-7-Lenkwaffen-Hilfsgerät
• Bombenwurf-Doppel-Timer.

• Trägheitsnavigationssystem
• Positions- und Zielsuch-AnzeigeSystem PHI-IV
• Taktisches Luft-Navigationssystem TACAN
• C-2 G-Hilfskompaß
• Radar-Höhenmesser

• UHF-Gerät
• UHF-Not-Gerät
• Identifikationssystem IFF und SIF.

Ausblick

Die italienische Luftwaffe besitzt heute neben einem F-104G-Geschwader fünf F-104S-Geschwader, die als Hauptwaffe die AIM-7 Sparrow-Lenkwaffe tragen. Eine neue eigene Luft-Luft-Lenkwaffe, die Aspide 1A, ist zur Zeit in Entwicklung und soll auch für die Panavia200 (MRCA) vorgesehen sein. Aeritalla und Lockheed planen zur Zeit gemeinsam, die F-104S später durch ein fortgeschrittenes Projekt F-204 Lancer zu ersetzen, das als Schulterdecker wiederum einen etwas größeren Pfeilflügel erhalten soll. Es wird sich in den kommenden Jahren zeigen, ob die italienische Luftwaffe das Projekt MRCA dem Projekt F-204 vorziehen wird oder umgekehrt.

Paul Küng