Schubvektorsteuerung

Eine Schubvektorsteuerung ermöglicht Lenkbewegungen durch gezieltes Richten des Abgasstrahls eines Antriebs. Sie wird meist bei militärischen Flugzeugen sowie Raketen eingesetzt, um die Manövrierfähigkeit zu verbessern. Dies kann durch Strahlruder, Ablenkflächen am Düsenaustritt oder Schwenken der ganzen Düse erreicht werden.

Technik

Notwendig ist eine Schubvektorsteuerung für Langstreckenraketen, da während der Startphase eine aerodynamische Steuerung nicht möglich ist. Bei kleineren Raketen und Kampfflugzeugen kann sie die Steuerruder unterstützen oder ersetzen, um die Wendigkeit zu erhöhen. Bei einem Flugzeug ermöglicht sie sehr viel höhere Anstellwinkel, bevor der Strömungsabriss eintritt. Beim deutsch-amerikanischen Projekt Rockwell-MBB X-31 wurden z. B. Anstellwinkel bis zu 70° ohne Verlust der Kontrolle über das Flugzeug erreicht.

Größtes Problem bei der Serienfertigung von Luft- und Raumfahrzeugen mit 3D-Schubvektorsteuerung ist die thermische Belastung der Düsen, die nach Materialien verlangt, die erst seit Ende des zwanzigsten Jahrhunderts zu akzeptablen Preisen verfügbar sind.

Nach demselben Prinzip arbeiten auch Jetantriebe im Schiffbau. Das Problem der thermischen Belastung ist im Schiffbau naturgemäß zu vernachlässigen, so dass die Schubvektorsteuerung hier schon rund 50 Jahre vorher eingesetzt wurde.

2D- und 3D-Steuerung

Wird der Abgasstrahl nur in einer Ebene abgelenkt, bezeichnet man dies als 2D-Schubvektor. Bei einer in alle Richtungen schwenkbaren Düse spricht man von einem 3D-Schubvektor.

Der Einsatz von 2D-Schubvektorsteuerung in Form von Schubumkehr bei der Landung ist an vielen mit einem Strahltriebwerk angetriebenen Flugzeugen üblich.

Das bekannteste Flugzeug, welches die 2D-Schubvektorsteuerung nicht nur zum Bremsen, sondern auch zum Fliegen von 3D Manövern nutzt, ist der britische Senkrechtstarter Harrier.

Durch Einsatz der 3D-Schubvektorsteuerung sind neben besserer Luftkampffähigkeit auch Landungen auf kurzen Landebahnen möglich. Dies wurde zuletzt durch das deutsch-amerikanische Forschungsflugzeug X-31 von 1990 demonstriert. Das Konzept der Schubvektorsteuerung der X-31A wurde wesentlich von der Firma MBB entwickelt, die später als DASA firmierte und nun in die EADS eingegliedert ist.

Das erste Serienkampfflugzeug mit 2D-Schubvektorsteuerung war die Variante Su-30MKI der Su-30, die von Russland zusammen mit der indischen Luftwaffe entwickelt und 2002 ausgeliefert wurde. Während alle F-22 Raptor der USAF mit einer 2D-Schubvektordüse ausgerüstet werden, ist für den Eurofighter Typhoon erst eine spätere Schubvektornachrüstung (3D) für die Tranche-3-Modelle (Auslieferung ab 2010) geplant.Bei der chinesischen Chengdu J-10 ist ebenfalls eine 3D Schubvektorsteuerung vorgesehen.