HFB 320

Die stärkere negative Pfeilung der Tragflächen-Hinterkanten des Hansa Jets ist gut erkennbar

Die als Mitteldecker ausgelegte Maschine verfügt über ein T-Leitwerk und zwei hinten seitlich am Rumpf angebrachte Triebwerke. Das Besondere dieses Typs sind die Tragflächen mit einer negativen Pfeilung (Vorpfeilung) von 15°. Diese konstruktive Auslegung beruhte auf Erkenntnissen, die Baade und Wocke bereits bei Junkers mit der Ju 287 erlangt hatten. Aufgrund der negativen Pfeilung war es möglich, die Tragflächenholmverbinder hinter der Kabine anzuordnen, was dem Platzangebot zugutekam. Dies ermöglichte eine maximale Durchgangshöhe und war 1963 ein Wettbewerbsvorteil gegenüber den Konkurrenzmustern Learjet 23, Jet Commander und Hawker Siddeley HS.125. Ein Nachteil der negativen Pfeilung war jedoch eine positive aeroelastische Verdrehung der Tragflächen bei einer Vergrößerung des Anstellwinkels, die bei hohen Anstellwinkeln zu einer früheren Strömungsablösung im Außenflügelbereich führen konnte. Um die positive aeroelastische Verdrehung zu reduzieren, mussten die Tragflächen sehr steif ausgeführt werden (konisch gewalzte Ober- und Unterschalen mit 2–4 mm Dicke). Außerdem wurden Zusatztanks an den Tragflächenenden angebracht, um die positive Verdrehung weiter zu verringern. Die Tragflächen selbst waren mit Querrudern, inneren Vorflügeln, Doppelspaltlandeklappen (max. 50°) und Bremsklappen ausgerüstet.[5]

Die Tragflügelstruktur besteht aus drei Sektionen (Nasenkästen, Flügelmittelkasten und Endkästen). Der Flügelmittelkasten ist als Torsionsbox ausgeführt und dient gleichzeitig als Flügeltank. Der Rumpf ist in konventioneller Halbschalenbauweise konstruiert. Die Strukturteile sind überwiegend eloxiert. Die Konstruktion erfolgte nach dem Fail-Safe-Prinzip. Die Zelle wurde für 18.000 Flüge ausgelegt (ein Flug entspricht 1,8 Flugstunden). Dies wurde auch in Ermüdungsversuchen nachgewiesen. Der zulässige Kabinendifferenzdruck beträgt 8,25 psi. Der Tragflügelmittelkasten ist in Integralbauweise konstruiert und gefertigt. An den beiden Flanschseiten sind die Tragflächen mit hochfesten Dehnbolzen befestigt. An der unteren Seite des Tragflügelmittelkasten ist das Hauptfahrwerk angeschlossen. Der Tragflügelmittelkasten dient außerdem als Mitteltank. Oberhalb des Tragflügelmittelkasten befindet sich der von innen zugängliche Gepäckraum. Hinter dem Tragflügelmittelkasten befinden sich die Geräteräume (Elektrik, Hydraulik, Kraftstoff, Klima- und Druckversorgung). Die Geräteräume sind durch mehrere Wartungsklappen von außen zugänglich. Die hinteren Spanten sind als Anschlusspunkte für das Seitenleitwerk und die beiden Triebwerke konstruiert. Der Heckkonus enthält einen Bremsschirm.

Die Frontscheiben sind sphärisch geformt und aus Stretch Acryl mehrlagig aufgebaut. Außerdem sind sie elektrisch beheizbar und mit einer elektrisch leitenden Schicht zur Ableitung der statischen Elektrizität versehen. Mit entsprechenden Versuchen wurde die Vogelschlagsicherheit nachgewiesen. Die linke Seitenscheibe ist aufklappbar und diente auch als Notausstieg.

Die mechanische Flugsteuerung besteht aus Drehwellen mit Getrieben und Stoßstangen ohne hydraulische Kraftunterstützung. Die Steuerflächen haben einen Massenausgleich. Die Trimmung von Quer- und Seitenruder erfolgt elektrisch, während die Trimmung der Höhenflosse hydraulisch unterstützt wird. Die Landeklappen, Vorflügel und Luftbremsen werden hydraulisch betätigt. Als Ergebnis des Flugtestunfalls mit der HFB 320 V1 bekam die HFB 320 eine Stick-Shaker- und Stick-Pusheranlage, die von einem Analog/Digitalrechner gesteuert wurde. Die Anlage diente dazu, den Piloten vor dem Erreichen der Stallgeschwindigkeit rechtzeitig zu warnen (durch Schütteln der Steuersäule/Stick-Shaker); reagierte der Pilot dann nicht, wurde die Steuersäule nach vorn gedrückt (Stick-Pusher). Die notwendigen Steuerungsinformationen wurden vom Rechner aus Geschwindigkeit, Anstellwinkel, Anstellwinkeländerungsgeschwindigkeit, Lufttemperatur und -dichte sowie Landeklappenstellung ermittelt. Wahrscheinlich war die HFB 320 das erste zivile Flugzeug der Welt, das serienmäßig über eine solche Anlage verfügte.

Die Hydraulikanlage besteht aus zwei unabhängigen Kreisen mit einem Druck von 3000 psi. Über eine Handpumpe im Cockpit kann ein Notkreis für wichtige hydraulische Funktionen (z. B. Fahrwerk) betrieben werden.

Zwei 28-V-Gleichstromgeneratoren (je Triebwerk ein Generator) versorgten das Flugzeug mit Strom. Die Generatoren dienen gleichzeitig als Startermotoren für die Triebwerke. Hierzu ist eine Außenstromversorgung erforderlich. Wenn eine APU mit Gleichstromgenerator eingebaut war, konnten die Triebwerke auch hiermit angelassen werden (wegen hoher Wartungskosten wurden allerdings alle APUs nach und nach ausgebaut). Zwei rotierende und ein statischer Umformer wandeln die 28 Volt Gleichspannung in Wechselspannung mit 115 V und 400 Hz zur Versorgung der eingebauten Avionik und anderer elektrischer Geräte um. Für die Notstromversorgung standen eine oder zwei NiCd-Batterien zur Verfügung. Außerdem sorgten zwei Wechselstromgeneratoren 115/200 V ungeregelter Frequenz für die elektrische Enteisung.

Die Avionik ist in einem vorderen Radio-Rack hinter der Cockpitwand und einem weiteren Radio-Rack in einem der hinteren Geräteräume installiert. Die beiden Radio-Racks bieten ausreichend Platz, um ein Avionikpaket nach Kundenwunsch zu installieren. Der Kunde konnte zwischen Avionikpaketen der Hersteller Sperry (Autopilot SP40) oder Collins (Autopilot AP103) wählen. Eine Geräteausrüstung für Anflüge nach CAT II (Instrumentenlandesystem) ist möglich.

Das Flugzeug hat ein Dreibeinfahrwerk. Das Hauptfahrwerk ist am Rumpf befestigt und wird nach vorne in den Rumpf eingefahren. Das Bugfahrwerk wird gleichfalls nach vorne eingefahren. Das Fahrwerk kann mit allen drei Hydraulikkreisen betätigt werden. Das Bugfahrwerk ist über ein Handrad im Cockpit steuerbar. Die Bremsen sind mit einem Anti-Skid-System (ähnlich einem Antiblockiersystem beim Auto) ausgerüstet.

Zur Klimatisierung und Druckbeaufschlagung von Cockpit und Kabine wurde Zapfluft der Triebwerke benutzt. Dabei wurden Teile der Zapfluft durch einen Wärmetauscher geleitet. Anschließend wurde die gekühlte Luft über ein Mischventil, an dem gewünschte Kabinentemperatur eingestellt wurde, wieder mit der restlichen Zapfluft vermischt. Der Kabinendruck wurde über zwei pneumatisch gesteuerte Auslassventile eingestellt. Die Steuerung erfolgte durch einen im Cockpit installierten Höhenregler. Bis zu einer Flughöhe von 38.000 ft konnte damit ein maximal 7.250 ft (Differenzdruck=8,25 psi) entsprechender Kabineninnendruck gehalten werden. Die ECM-Version hatte eine zweite Klimaanlage, die ausschließlich zur Kühlung der Störsender diente. Bei Ausfall der Kabinenklimaanlage konnte damit auch ein Notbetrieb zur Druckhaltung in der Kabine erfolgen.

Die Standardauslegung der Kabine war die siebensitzige Version. Es wäre jedoch auch eine elf- oder zwölfsitzige Version möglich gewesen. Eine Toilette befindet sich auf der linken Seite im Durchgang zwischen Cockpit und Kabine. Gegenüberliegend ist eine Garderobe sowie eine Pantry eingebaut. Der Gepäckraum ist von innen zugänglich und befindet sich hinter der hinteren Sitzreihe.

Es wurden zwei Triebwerke General Electric CJ610 installiert. Zum Einsatz kamen die Versionen -1, -5 und -9, die sich voneinander durch einen jeweils erhöhten Schub unterscheiden. Das Triebwerk ist ein Einkreistriebwerk der ersten Generation von Strahltriebwerken und war das einzige Triebwerk in dieser Schubklasse, das serienmäßig zur Verfügung stand. Der Nachteil dieses Triebwerks war der hohe Kraftstoffverbrauch (specific fuel consumption, sfc) von 0,97 lb/lbf×hr und die hohe Lärmemission (−9-Version 103 dbA bei 103 % Startschub).

Ein Hilfstriebwerk des Typs Saurer APU GT 15 mit 15 bhp Leistung war im Rumpfhinterteil eingebaut. Es diente zur Stromerzeugung für den Start der Triebwerke ohne externe Stromversorgung und zur Klimatisierung am Boden. Die Saurer-APU war damals das kleinste Hilfstriebwerk der Welt.[6] Wegen der hohen Wartungs- und Instandsetzungskosten wurde das Hilfstriebwerk aber nach und nach wieder ausgebaut.

Der Kraftstoff wurde im Rumpftank, in den Flügeltanks und den Flügelspitzentanks („Tiptanks“) untergebracht. Das Innere der Tanks wurde mit einem Polyurethanlack sowie mit einer Antimikrobenbeschichtung versehen. Die ersten Serienflugzeuge hatten eine Fallstrombetankung. Spätere Serienflugzeuge wurden mit einem zentralen Druckbetankungssystem versehen. Der Kraftstofftransfer aus dem Rumpftank und den Tiptanks in die Flügeltanks wurde automatisch geregelt. Diese Regelung diente auch der Einhaltung der zulässigen Schwerpunktlage. Der Kraftstoff in den weit nach vorne ragenden Tiptanks sollte bei hohen Fluggewichten auch die aeroelastische Aufbiegung der Tragflächen reduzieren. Jeder Flügel- und Tiptank war mit zwei Kraftstoffpumpen versehen. Der Rumpftank hatte eine einzelne Pumpe.

Die Vorderkanten der Triebwerkslufteinlässe wurden mit heißer Zapfluft aus dem jeweiligen Triebwerksverdichter (Entnahme in den Stufen 3 bis 5) enteist. Die Flügelnasen, die Nasen vom Höhen- sowie Seitenleitwerk, die Vorflügel und Einlässe der Klimaanlage wurden elektrisch enteist. Hierzu wurden die Teile mit elektrisch beheizten Gummimatten versehen. Die Ansteuerung der einzelnen Sektionen erfolgte zyklisch, da für die gleichzeitige Beheizung aller Bereiche nicht genügend elektrische Energie zur Verfügung stand. Die Ansteuerung erfolgte durch eine elektromechanische Box, die einen Schrittschaltmotor mit Kontaktwalze enthielt. Die elektrische Energie wurde von zwei Generatoren 115/200 Volt ungeregelter Frequenz erzeugt. Ebenfalls fand eine elektrische Enteisung bei den Frontscheiben Anwendung.

HFB 320 Hansa Jet ECM beim MHM Berlin-Gatow

1973 bestellte das Bundesamt für Wehrtechnik und Beschaffung acht Flugzeuge HFB 320 ECM beim MBB-Unternehmensbereich Hamburger Flugzeug in Hamburg-Finkenwerder (heute Airbus-Standort). Mit diesen Flugzeugen wurden die Bediener von Luftverteidigungssystemen von Luftwaffe, Heer und Marine sowie bei NATO-Übungen auch anderer NATO-Staaten, in der Erkennung elektronischer Störungen und Anwendung von Gegenmaßnahmen trainiert. Außerdem wurden Versuche zur technischen Verbesserung der Störfestigkeit von Luftverteidigungssystemen durchgeführt. Die Flugzeuge wurden zum Teil aus Serienüberhängen (um)gebaut. Für die Integration der ECM-Anlage (Electronic Counter Measures; dt. „Elektronische Gegenmaßnahmen“) mussten allerdings umfangreiche Änderungen an der Flugzeugzelle sowie an den Systemen vorgenommen werden. Die Geräte der ECM-Anlage wurden von der italienischen Firma Elettronica S.p.A. in Rom entwickelt und gebaut. Die Anlage bestand aus Empfangs- und Sendeanlage, die von einem Koordinator und zwei Störfunkern betrieben wurden. Dem Koordinator standen eine Navigationsanlage der Firma Marconi sowie eine UHF-Anlage zur Verfügung.

Der Empfänger RMB6 kann mit einer definierten Geschwindigkeit über den Frequenzbereich 1 bis 18 GHz abgestimmt werden. Die Eingangssignale kamen von einer Antenne, die auf der Rumpfunterseite unter einem Radom installiert war. Die Antenne konnte entweder unter einem bestimmten Winkel zur Flugzeuglängsachse ausgerichtet werden oder wurde rotierend betrieben. Durch den Video Analyzer UYD2 wurden die Signale unter anderem in Hinblick auf Frequenz, Modulationsform und Modulationsfolge (Pulswiederholungsfrequenz) ausgewertet.

Verlängerte „Nase“ der ECM-Version des HFB 320 Hansa Jet

Ein Multifunktionsmodulator diente zur Ansteuerung der sechs Störsender ULQ. Mit ihm konnten die Störfrequenz, die Modulationsform und Frequenz sowie die Pulswiederholfolge eingestellt werden. Die Störsender waren im Gepäckraum der HFB 320 untergebracht. Für deren Kühlung wurde eine zweite Klimaanlage installiert. Die Störsender deckten einen Frequenzbereich von 1–18 GHz ab und waren mit einer Wanderfeldröhre variabler Frequenz bestückt. Die Sendeleistung wurde über Aluminiumhohlleiter zu den Antennen (Hornstrahler) im Rumpfbug und -heck geleitet. Die Antennen waren auf einem Antennenmast befestigt und konnten vom Störfunker auf das Ziel ausgerichtet werden. Sie wurden mit einem speziell geformten Radom verkleidet.

Auf Grund der Einsatzerfahrungen wurde das ECM-System der HFB 320 von 1984 bis 1989 modifiziert, um die Leistungsfähigkeit weiter zu steigern (HFB 320 ECM-Anpassmaßnahmen). Hierzu sind in die HFB 320 ECM geänderte und zusätzliche Geräte im DASA-Werk Lemwerder eingebaut worden.

Mit der HFB 320 ECM stand der Luftwaffe sowie den NATO-Partnern ein leistungsfähiges ECM-Trainingssystem zur Verfügung, das beim Jagdbombergeschwader 32 in Lechfeld beheimatet war, bis es ab 1994 infolge der geänderten sicherheitspolitischen Lage schrittweise ausgemustert wurde.[7][8]