ViperJet Redux

Sep 19, 2021
admin

Ob unser Flugzeugbau-Budget einen Pietenpol oder eine RV-8 unterstützt, die meisten Leute, die den Mumm und die Fähigkeit haben, ihre eigenen Flugzeuge zu bauen und zu fliegen, wurden nicht mit einem Silberlöffel geboren. Die meisten von uns in der Selbstbauwelt sind mit der Lektüre von BD-5s oder Teenie Twos in Popular Science und Mechanics Illustrated aufgewachsen. Und die meisten von uns haben es geschafft, Flugzeuge zu bauen und/oder zu fliegen, die weitaus ausgefeilter sind, als wir es uns jemals erträumt hätten, als wir vor so vielen Jahren die Worte in diesen Wissenschaftsmagazinen im Readers Digest-Format lasen. Das liegt in der Natur des Fortschritts und des Strebens.

Ohne diese Vorstellungskraft würden wir niemals ein Flugzeug bauen oder kaufen, das wir in einer Garage zusammengebaut oder von anderen zusammengesetzt haben, geschweige denn es fliegen. Lassen wir also unsere zynische Seite beiseite, die sagt: „Ich könnte es mir nie leisten, einen ViperJet zu bauen, und ich hätte auch nicht die Fähigkeiten, ihn zu fliegen“, und machen wir etwas von dieser jugendlichen Träumerei, die uns so gut gedient und uns so weit gebracht hat. Was kann es schaden? Glauben Sie mir, es macht Spaß!

Rückblick auf Reno

Ich sah den ViperJet zum ersten Mal bei den Reno Air Races im Jahr 2006. Ich ging vorbei und bestaunte das kleine Flugzeug mit einem General Electric J85-Motor. Das J85 ist die militärische Version des CJ-610, des Triebwerks, das die Learjets der Serie -20 und den Jet Commander sowie einige andere Geschäftsflugzeuge der 1960er Jahre antrieb. In der großen Tradition des Pontiac GTO oder des Mustang Cobra ist das J85 kraftvoll, laut und saugt Jet A, als gäbe es kein Morgen.

Ich bin den Jet Commander vor Jahren geflogen, und während ich mich in sein sofortiges Ansprechen auf die Leistung und seine kugelsichere Zuverlässigkeit verliebte, lernte ich früh, dass das Fliegen mit reinen Düsentriebwerken eine Übung in Flugvorbereitung und vernünftigem Treibstoffmanagement ist. Ich flog mit einem Piloten namens Keith, der mit dem Fliegen von reinen Düsentriebwerken aufgewachsen war, und er brachte mir die Regeln bei. Regel Nr. 1 lautete: Wenn du die Bremsen löst, hast du kein Benzin mehr und brennst, und von da an verschlechtert sich die Situation. Regel Nr. 2 lautete: Lass niemals die Flugsicherung dein Flugzeug fliegen. Unnötiges Vectoring oder ein vorzeitiger Sinkflug bedeuteten eine Landung mit blinkender Tankanzeige oder Schlimmeres.

Als ich den kompakten ViperJet in Reno sah, wusste ich, dass er ein Tier war. Ich wusste auch, dass es nichts für schwache Nerven war, und ich wollte dieses kleine Raketenschiff unbedingt fliegen. Aber was den Bau oder Kauf eines solchen Flugzeugs anging, so war das ein Traum, für den man Lottoscheine braucht, und ich kaufe keine Lottoscheine. Das hielt mich nicht davon ab, davon zu träumen, den ViperJet zu fliegen.

Sponsor der Airshow-Berichterstattung:

Als der Anruf kam: „Wären Sie bereit, nach Pasco, Washington, zu gehen und den ViperJet zu fliegen?“, war es ein kurzes Gespräch. Ich packte meinen Schutzhelm und einen Nomex-Fluganzug ein. Ich hatte vor, einen Prototyp mit Fallschirmen und einem zweckmäßigen Cockpit zu fliegen – ähnlich wie das Flugzeug, über das KITPLANES® im März 2006 berichtete. Als ich dort ankam, fand ich ein klimatisiertes Flugzeug mit einer Innenausstattung aus Handschuhleder und mit Intarsien aus Palisanderholz versehenen Schalttafeln vor. Als der Demo-Pilot Greg Bennett in Levi’s und mit einem Ballcap erschien, um mit mir zu fliegen, wurde mir klar, dass das Flugzeug weiter entwickelt war, als ich erwartet hatte.

Fortgesetzte Entwicklung

Das ViperJet-Projekt ist schon seit einiger Zeit im Entstehen. Die Brüder Scott und Dan Hanchette gründeten das Unternehmen 1995 mit dem Plan, ein Flugzeug namens ViperFan zu bauen, das ein kolbengetriebener, propellergetriebener Pusher sein sollte. Schon früh im Programm erkannten die Brüder die Schwierigkeit, den Antriebsstrang für einen Schubpropeller herzustellen. „Wenn wir ein Problem mit dem Antriebssystem hätten, würden wir scheitern“, sagte Scott.

Die Brüder waren am An- und Verkauf von französischen Fouga Magisters beteiligt. Sie riefen einen Partner an, und zwei Wochen später kam ein Turbo-Mekka-Jet an, das gleiche Triebwerk, das auch die französischen Jet-Trainer antreibt. Dreißig Tage später rollten sie los.

Der erste Flug war 1999. Sie flogen ein Jahr lang und wechselten dann zu einem T-58-Turbotriebwerk aus einem CH-46-Hubschrauber. Der Antriebsteil des Triebwerks wurde durch ein Auspuffrohr ersetzt, wodurch das Wellentriebwerk in einen Jet mit 700 Pfund Schub umgewandelt wurde. Dieses Triebwerk war untermotorisiert, und als das Militär den Feuerwehrleuten die erste Chance auf die überschüssigen Triebwerke gab, versiegte der Nachschub, und man musste sich für ein anderes Triebwerk entscheiden.

Zufällig landete eines Tages eine Lear 23 in Pasco. Die Brüder maßen den Motor und stellten fest, dass er passte und mehr als genug Schub liefern würde. Zu diesem Zeitpunkt hatten sie bereits fünf Bausätze verkauft. „Wir rüsteten diese Bausätze kostenlos auf die MKII-Konfiguration (mit einem Kohlefaserflügel) auf“, so Scott. Der Erstflug der MKII fand am 12. Juni 2005 statt.

Winging It

Das MKII-Flugzeug hat eine Flügelpfeilung von 25° an der Vorderkante und 6° an der Hinterkante, lässt sich aber wie ein Flugzeug mit geradem Flügel steuern und fliegen. Alle Steuerelemente werden durch Schubstangen betätigt, mit Ausnahme des Seitenruders, das mit Kabeln versehen ist. Die Bugradrollen, das Fahrwerk, die Klappen und die Geschwindigkeitsbremsen sind elektro-hydraulisch.

Überall sind clevere Funktionen eingebaut. Zu den raffiniertesten gehören die elektromagnetischen Fahrwerksverriegelungen. Die Abwärtssperren sind in die Aktuatoren integriert und verwenden ein Kugel-/Halsbandsystem, das entweder durch Hydraulikdruck, Kohlendioxidausblasung oder Schwerkraft nach unten schnappt und beim Einfahren durch den Hydraulikdruck freigegeben wird.

Das Cockpit sieht eher wie ein Luxusauto als wie ein Hot-Rod-Jet aus – eine große Veränderung gegenüber der vorherigen Version dieses Flugzeugs. Die Kabinenhaube ist hinten angelenkt und öffnet sich manuell an einer Gasdruckfeder, die von einem praktischen und einfachen Aufhängeband heruntergezogen wird. Das Scharnier der Kabinenhaube scheint stark genug zu sein, um auch den stärksten Winden standzuhalten; die Verriegelungen sind robust und so konstruiert, dass sie dem Kabinendifferenzdruck von 5,5 psi standhalten, der in späteren Flugzeugen zum Einsatz kommen wird. Der begrenzte Platz im vorderen Cockpit wird durch zwei integrierte EFIS-Bildschirme von Op Technologies effizient genutzt, die Navigations-, Kommunikations- und Motorinstrumente enthalten. Das hintere Cockpit verfügt über ein drittes EFIS-Panel, das in das vordere Cockpit integriert ist.

Das Flugzeug hatte immer einen Heckständer, und die Crew von ViperJet achtete darauf, die Nase zu pflegen, wenn sie nicht vorhanden war. Ohne den Heckständer und ohne Passagiere im Flugzeug war das Gewicht auf dem Bugrad minimal. Zum Einsteigen gleitet eine Stufe in eine Halterung auf der linken Seite, und das vordere Cockpit ist bequem. Ich wurde auf den hinteren Sitz verwiesen, der ebenfalls bequem war, mit guter Kopf- und Beinfreiheit, aber die Haubenverlängerungen waren knapp über meinen Ellbogen zu eng.

Die Batterie ist zum Starten des Turbotriebwerks ausreichend, aber die J85 und die CJ-610 sind Einwellentriebwerke, und der Anlasser muss das gesamte rotierende Element drehen; die Verwendung von Bodenstrom sorgt für kühlere Starts und geringere Wartungskosten des Motors. Das Anlassen ist einfach: Schalten Sie die Ladedruckpumpe, den Zünder und den Anlasser ein. Wenn der Motor 10 % der Drehzahl erreicht hat, lassen Sie den Kraftstoff zu und überwachen die Turbineninnentemperatur (ITT) für einen Warmstart. Wenn der Motor im Leerlauf läuft, wird der Anlasser zum Generator, die Zündung wird ausgeschaltet, und das Feuer ist selbsterhaltend.

Gulp…

Selbst im Leerlauf verbrennt der J85 75 Gallonen pro Stunde. Das ist kein Druckfehler. Das Flugzeug fasst nur 300 Gallonen in drei Tanks, so dass, sobald der Motor läuft, das Abheben zur Priorität wird.

Wenig zusätzlicher Schub wird für das Rollen benötigt, und sobald das Flugzeug in Bewegung ist, rollt es leicht. Das Seitenruder scheint bei niedrigen Geschwindigkeiten effektiv zu sein, und zum Lenken ist nur wenig Bremsen erforderlich. Es besteht keine Notwendigkeit, einen Jet hochzufahren, und die Checkliste vor dem Start ist kurz.

Für den Start freigegeben, nahmen wir die Startbahn und der Spaß konnte beginnen. Ich war beim Start als Passagier dabei, aber er war unkompliziert und schnell. Zu sagen, dass die Beschleunigung zügig war, wäre eine Untertreibung. Ein Tritt in den Hintern ist eine bessere Einschätzung. Das Flugzeug sitzt mit der Nase tief, und es schien einen Ruck zu erfordern, um die Nase bei etwa 90 Knoten zu lösen. Bis die Nase oben war, waren wir in der Luft und das Fahrwerk wurde schnell eingefahren, um ein Überdrehen des Fahrwerks zu vermeiden. Die Nase stieg weiter, die Fluggeschwindigkeit nahm weiter zu, und in wenigen Augenblicken waren wir bei 250 KIAS in einem lächerlichen Deckswinkel, wobei der VSI voll aufgedreht war. In wenigen Augenblicken erreichten wir eine Flughöhe von 10.500 Fuß und beschleunigten trotz einer gesunden Leistungsreduzierung.

Ich schaute mir den Treibstofffluss beim Start an, aber er war außerhalb der Skala. In 10.500 Fuß Höhe machten wir einen Geschwindigkeitslauf. Bei einem Verbrauch von 240 gph – wieder kein Druckfehler – beschleunigte das Flugzeug zügig. Das Flugtestprogramm hatte 325 KIAS, das sind 420 KTAS, nicht überschritten, und wir erreichten diese Geschwindigkeit schnell. Wir starteten mit 200 Gallonen Treibstoff an Bord, also war unsere Flugzeit bei dieser Leistungseinstellung begrenzt. Als wir die Leistung auf mickrige 120 gph zurücknahmen, erreichten wir vernünftige 230 KIAS, was 300 KTAS entsprach.

Natur des reinen Jets

Diese Zahlen scheinen lächerlich, und das sind sie auch. Reine Düsenflugzeuge sind dazu bestimmt, schnell auf ihre maximale Betriebshöhe zu steigen, und das gelingt ihnen am besten, wenn sie dort bleiben können, bis ein Sinkflug mit Leerlaufschub sie an ihr Ziel bringt. Mit funktionierender Druckbeaufschlagung würde das Flugzeug schnell auf FL270 oder FL280 steigen, wo der Kabinendifferenzdruck von 5,5 psi einen Kabinendruck von 10.500 Fuß ergeben würde.

Auf diesen Flughöhen wird das Flugzeug nach Angaben der ViperJet-Leute 320 KTAS bei einem Verbrauch von 90 gph erreichen. Die J85 oder ihr Cousin CJ-610 wären in FL390 oder sogar FL410 viel glücklicher, aber reduzierte vertikale Mindestabstände (RVSM) erfordern strenge Zertifizierungs- und Autopilotanforderungen, so dass FL280 die praktische Obergrenze des Flugzeugs ist.

Nachdem klar war, dass das Flugzeug wirklich schnell fliegen würde, war es an der Zeit herauszufinden, ob es auch langsam fliegen würde. Ich nahm den Steuerknüppel für einige Flugübungen. Die Steuerknüppelkräfte waren angenehm im Nick und etwas schwer im Roll. Die Ruderkräfte sind unbedeutend, da ohne Drehmoment wenig Bedarf für das Ruder besteht. Die Vertikale scheint groß genug zu sein, dass das Flugzeug im Gieren stabil ist.

Steile Kurven sind nicht schwierig, aber das Flugzeug ändert die Höhe so leicht, dass das Fliegen nach Check-Ride-Standards große Aufmerksamkeit erfordert. Einige glatte, schnelle Flugzeuge haben einen dunklen Unterbauch, der am unteren Ende des Fluggeschwindigkeitsmessgeräts erscheint. Ich habe das Flugzeug in den Leerlauf gezogen. Flugzeuge ohne Propeller werden nicht langsamer. Die einzige Möglichkeit, das Flugzeug in die Nähe seiner Überziehgeschwindigkeit zu bringen, war, den Daumenschalter am Leistungshebel nach hinten zu ziehen. Dies löste die Geschwindigkeitsbremse aus, was ein deutliches Absenken und Rumpeln zur Folge hatte.

Sauber begann das Flugzeug knapp unter 100 KIAS ein spürbares Buffet und brach bei 96 KIAS geradeaus aus. Durch Nachlassen des Gegendrucks kam das Flugzeug schnell wieder in die Luft, und mit einem leichten Schlag auf den Leistungshebel beschleunigte das Flugzeug. Das Ausfahren der Klappen senkte das Buffet auf 90 und den Strömungsabriss auf knapp 85. Bei 85 hielt ich den Steuerknüppel voll nach hinten und die Nase sank, das Flugzeug hakte sich ein, die Nase kam wieder hoch, wurde abgewürgt und fiel wieder. Genau wie eine Cherokee 140, was ihr den Status tadelloser Manieren verleihen würde (für einen Hochleistungsjet). All dies geschah ohne ein Abrollen auf einem Flügel oder eine Tendenz zum Sackflug. Wenn man Leistung hinzufügte, flog das Flugzeug sofort aus dem Sackflug heraus. Eine unserer Aufgaben war eine Fotosession, und so flogen wir mit einer Seneca bei 140 KIAS; das Flugzeug war solide und flog selbst bei den nachmittäglichen Bodenwellen problemlos in Formation.

Eine weitere von Keiths Regeln war, dass man umso weniger Kraftstoff verbraucht, je kürzer der Motor läuft. Der ViperJet hat ein automatisches System, das den Treibstoff von den Flügeltanks in den Rumpftank umleitet, der den Motor speist. Wenn die Tragflächen trocken sind, bleiben noch 15 Gallonen übrig, bevor die Bingo-Kraftstoffanzeige aufleuchtet und das Ende der Party signalisiert. Wir drehten zum Flughafen und drückten die Nase nach unten. Selbst bei geringer Leistung im Sinkflug ist es leicht, die 250 KIAS-Grenze unterhalb von 10.000 Fuß zu überschreiten.

Das Zurückschieben des Daumenschalters auf das Gaspedal verlangsamt das Flugzeug auf komfortable 140 KIAS im Abwind. Die Geschwindigkeitsbremse wurde ausgefahren, und wir benutzten die Anflugklappen. Zurück zu 120 KIAS auf der Basis, volle Klappen im Endanflug und dann langsam zum Überfliegen der Schwelle mit 105 KIAS. Wieder war ich bei der Landung als Passagier dabei, aber es war klar, dass es keine unzumutbare Herausforderung darstellte, selbst bei Seitenwind.

Lösen Sie die Speed Brakes und die Flaps und geben Sie Gas, und das Flugzeug springt in die Luft. In Sekundenschnelle ist es mit 140 KIAS auf Musterhöhe und in Lee. Mit zurückgenommener Leistung und ausgefahrenem Fahrwerk, Klappen und Speed Brakes wird das Flugzeug wieder ruhig und fliegt leicht zu einer weiteren Landung.

Ohne Rückwärtsgang und mit erheblichem Restschub ist die einzige Möglichkeit zum Anhalten die Bremse. Propellerjockeys, besonders Turbopropjockeys, die vom Rückwärtsgang verwöhnt sind, werden sich unwohl fühlen, wenn sie sich so stark auf die Bremsen stützen, aber das Flugzeug hat große Scheibenbremsen, die von ViperJet speziell für das Flugzeug gebaut wurden. Wir haben bei unserem 45-minütigen Flug viel Treibstoff und viel Adrenalin verbraucht, aber es war ein tolles Erlebnis!

Wo geht es weiter

ViperJet hat 20 MKII-Bausätze verkauft, ein zweites Flugzeug ist bereits geflogen, und weitere stehen kurz davor. Das Zero Gravity Builders Studio, eine von Rob Huntington betriebene Werkstatt, befindet sich in unmittelbarer Nähe der ViperJet-Anlage und hat mehrere Flugzeuge in verschiedenen Stadien der Fertigstellung.

Selbst bei sinkenden Treibstoffpreisen ist der Markt für ein Flugzeug, das im Leerlauf mehr als fünf Dollar pro Minute und bei voller Leistung das Vierfache davon verbraucht, klein. Der unstillbare Durst des reinen Düsentriebwerks überwiegt den niedrigen Anschaffungspreis. Das führt zu ViperJets nächstem Projekt, das sich gerade in der Werkzeugphase befindet: der FanJet.

Der FanJet ist eine etwas größere Version des ViperJet, die ein Pratt & Whitney JT-15D verwendet. Dies ist der Motor, der die frühen Cessna Citations und Beechcraft Beechjet antreibt. Der spezifische Kraftstoffverbrauch des FanJet-Triebwerks ist fast halb so hoch wie der eines reinen Strahltriebwerks, und das Triebwerk ist in der Lage, in niedrigeren Höhen effizienter zu arbeiten, in denen selbstgebaute Jets aufgrund von RVSM höchstwahrscheinlich arbeiten müssen. Der FanJet wird viele Teile und Systeme mit dem ViperJet teilen, was den Entwicklungsprozess wesentlich schneller macht als die 13 Jahre, die das Unternehmen an der ViperJet gearbeitet hat.

Die Brüder Hanchette haben nicht die Vision, den ViperJet oder den FanJet zu zertifizieren und Hunderte davon zu verkaufen. Ihr Geschäftsmodell ist es, sich auf die Kleinserienproduktion des ultimativen Bausatzflugzeugs mit unglaublicher Leistung zu konzentrieren. Die FanJet wird auch so konstruiert sein, dass sie Schleudersitze aufnehmen kann, falls sich ein kleines Land für die FanJet als Militärtrainer entscheidet.

ViperJet hat den Verkauf des MKII-Bausatzes in Erwartung der FanJet eingestellt. Eine voll ausgestattete ViperJet wird über 1 Million Dollar kosten, und mit einem teureren Motor wird der FanJet noch mehr kosten. Diese Preise werden die meisten von uns träumen lassen, aber es gibt einen Markt für ein Hochleistungsflugzeug mit der Fähigkeit zum Überlandfliegen und einem Kunstflugzeug-ähnlichen Handling und Leistung – auch wenn es ein kleines Flugzeug ist.

Wer will Millionär werden?

Die meisten von uns kennen die Antwort auf die Frage: „Kann ich es mir leisten?“ Eine interessantere Frage wäre vielleicht: „Könnte ich es fliegen?“ Das ist eine ganz andere Frage, und die Antwort ist vielleicht nicht so klar.

Nach dem, was ich beobachtet habe, und nach den Flügen, die ich gemacht habe, kann ich sagen, dass die Viper leicht zu fliegen ist. Die meisten Jets sind einfach zu fliegen, aber Hochleistungsflugzeuge haben einen geringeren Spielraum für Fehler. 10 Knoten mehr im Endanflug sind auf den meisten Start- und Landebahnen in einem Kitfox oder einem GlaStar kein Problem, aber 10 Knoten mehr in einem Jet ohne Rückwärtsgang können einen Abflug vom Ende bedeuten. Die ViperJet hat ein ausgezeichnetes Überziehverhalten, und obwohl wir nicht in den Ecken nach Schlangen gesucht haben, war keine zu sehen. Dies ist ein Flugzeug, das von einem kompetenten Piloten mit entsprechender Ausbildung geflogen werden kann.

Fliegen in IMC erfordert einen funktionierenden Autopiloten, eine gründliche Flugplanung und ein hohes Maß an Erfahrung, aber das gilt auch für eine TBM, Cessna, Mustang oder eine Turbinen-Lancair. Ob es sich um die Kontrolle der Fluggeschwindigkeit im Endanflug oder die Treibstoffplanung auf einem Streckenflug handelt, Hochleistungsflugzeuge erfordern ein höheres Maß an Disziplin, da selbst kleine Fehler große Folgen haben können. Der größte Unterschied zwischen dem ViperJet und diesen anderen Flugzeugen ist das Management des Treibstoffs für das immer durstige reine Strahltriebwerk. Der FanJet wird dazu beitragen, dieses Problem zu lösen.

Damit bleibt nur noch eine Schwierigkeit: Ich kann mir immer noch keins leisten. Aber 40 Jahre nachdem ich in Popular Science von der BD-5 schwärmte, kann ich immer noch träumen. Immerhin schenkt mir meine Schwiegermutter jedes Jahr zu Weihnachten ein Lotterielos.

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