02.08.2018
Erschienen in: 11/ 2011 FLUG REVUE

Der fliegende SimulatorBell X-22A

Fast 20 Jahre diente das letzte von Bell im Bundesstaat New York gebaute Flugzeug verschiedenen Tests und lieferte wertvolle Erkenntnisse für die Flugsteuerung von Senkrechtstartern. Ein ausgeklügeltes System konnte sogar die Flugeigenschaften anderer Muster simulieren.

Obwohl die Bell X-22A als eines der langlebigsten Mitglieder der berühmten X-Serie der amerikanischen Forschungsflugzeuge gilt, geriet das Muster zunehmend in Vergessenheit. Dabei war der Senkrechtstarter eines der wenigen Projekte, bei dem alle drei Teilstreitkräfte der USA zusammenarbeiteten. Anfang der 60er Jahre war das Thema "Vertical Take-off and Landing" (VTOL) noch in aller Munde, und sowohl Air Force, Army als auch Navy wollten das Konzept des Mantelpropellers (ducted fan) für ein VTOL-Fluggerät erproben. Bei der entsprechenden Ausschreibung setzte sich Bell gegen einen Entwurf von Douglas durch.

Bell hatte bereits in den 50er Jahren verschiedene Studien mit ummantelten Propellern durchgeführt, und auch mit Senkrechtstartern wie dem Model 65 und der XV-3 Erfahrungen gesammelt. Am 30. November 1962 erteilten die US-Streitkräfte den Auftrag zum Bau von zwei X-22A, welche die firmeninterne Bezeichnung D-2127 trugen. Sie bekamen allerdings Seriennummern der US Navy (151520 und 151521).
Die Ingenieure mussten dabei mehrere Herausforderungen bewältigen: Zum einen hatten sie umfangreiche Untersuchungen bezüglich der Verlagerung des Schwerpunkts im Schwebeflug durchzuführen, zum anderen eine präzise Steuerung der Flugbewegungen zu gewährleisten. Außerdem durfte die Leermasse im Hinblick auf eine mögliche Produktanwendung nicht zu hoch sein. Das Fluggerät erhielt daher einen recht einfach konstruierten, kastenförmigen Rumpf mit einem Seitenleitwerk ohne Seitenruder. Statt normalen Tragflächen besaß die X-22 vier Gondeln, welche die dreiblättrigen Hamilton-Standard-Propeller mit einem Durchmesser von jeweils 2,13 Metern ummantelten und sich um bis zu 95 Grad schwenken ließen. Hinter der Luftschraube befand sich in der Verkleidung jeweils eine "Elevon" genannte Steuerfläche. Das Verstellen der Gondeln erfolgte hydraulisch. Der Antrieb bestand aus vier General Electric YT58-GE-8D, die in Gondeln an dem hinteren Stummelflügel montiert waren. Die Wellentriebwerke waren jeweils über ein Getriebe mit der hinteren Antriebswelle verbunden. Von dieser verlief über ein weiteres Getriebe eine Welle zur vorderen Antriebswelle. So konnten bei einem Triebwerksausfall alle vier Propeller weiter angetrieben werden.

Die Steuerung des Flugzeugs erfolgte durch die Verstellung der Luftschrauben sowie der Elevons und das Schwenken der Gondeln. Im konventionellen Flug beeinflussten die Steuerflächen in den Gondeln den Roll- und Nickwinkel, während die Propellerstellung für den Gierwinkel zuständig war. Im Schwebeflug dagegen kontrollierten die Elevons den Gierwinkel, indem sie den Luftstrom der Propeller ablenkten. Das Rollen und Nicken geschah mit Hilfe der Verstellung der Luftschrauben. Das Cockpit verfügte mit einem Knüppel und Ruderpedalen über konventionelle Steuerorgane, die von einem Blattverstellhebel und den Schaltern für die Gondelverstellung ergänzt wurden. Ein hydro-elektrisches Trimmsystem erzeugte realistische Steuerdrücke in allen Flugbereichen. Eine weitere Neuheit stellte das vom Cornell Aeronautical Laboratory (später als Calspan Corporation bekannt) entwickelte variable Stabilitätssystem dar. Das elektronische Variable Stability System (VSS) erlaubte das Simulieren von Flugeigenschaften anderer Senkrechtstarter. Im VSS-Modus waren die Steuerorgane des linken Sitzes entsprechend beeinflusst, während die rechten Ausführungen aus Sicherheitsgründen normal blieben. Die Besatzung verfügte über zwei Zero-Zero-Schleudersitze.

Notlandung beim Testflug

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Die zweite Bell X-22A im Reiseflug mit eingefahrenem Fahrwerk. Foto und Copyright: KL-Dokumentation  

 

Mehrere Modelle in verschiedenen Maßstäben dienten ab 1963 zahlreichen Versuchen in den Windkanälen der NASA. Im Jahr darauf erprobte Bell sowohl das Antriebs- als auch das Steuerungssystem auf speziellen Testständen. Ende 1964 begann die Montage im Werk in Wheatfield bei Buffalo, in der Nähe der Niagarafälle. Die beiden X-22A waren die letzten Flugzeuge, die Bell dort gebaut hat. Am 25. Mai 1965 erfolgte schließlich das Roll-out der ersten Maschine, gefolgt vom zweiten Exemplar am 30. Oktober 1965. Der Erstflug mit der Nr. 151520 erfolgte allerdings nach umfangreichen statischen Versuchen erst am 17. März 1966. Die Testpiloten Stanley Kakol und Paul Miller hoben in Wheatfield (heute Niagara Falls International Airport) zu einem zehnminütigen Schwebeflug in einer Höhe von rund acht Metern ab.
Am 8. August 1966 fiel jedoch bei einem Testflug mit der ersten X-22A das Hydrauliksystem aus. Bei der anschließenden Notlandung wurde die Maschine schwer beschädigt, die Besatzung blieb unverletzt. Die Überreste des Flugzeugs dienten später zum Bau eines VTOL-Simulators bei Calspan beziehungsweise als Ersatzteile für die Nr. 151521, die ihren Jungfernflug am 26. Januar 1967 absolvierte. Die erste Transition vom Senkrecht- in den Reiseflug erfolgte Anfang März 1967.

Innerhalb des zweijährigen, gemeinsam von Bell und der NASA in Wheatfield durchgeführten Programms führte die X-22A 220 Flüge durch und erreichte dabei rund 110 Flugstunden. Ab Januar 1968 begann die militärische Erprobung durch die drei Teilstreitkräfte. Die Beurteilung der verschiedenen Piloten fiel recht positiv aus. Unter anderem gelang am 30. Juli 1968 ein längerer Schwebeflug in einer Höhe von 2445 Metern. Am 19. Mai 1968 übergab Bell das Fluggerät offiziell an die US Navy, die wiederum für weitere Versuche die Calspan Corporation beauftragte. Ein wichtiger Punkt war hier das von dem Unternehmen entwickelte und 1970 eingebaute LORAS (Linear Omnidirectional Resolving Airspeed System), das das automatische Flugsteuerungssystem mit präzisen Geschwindigkeitsangaben im Schwebeflug versorgte. Die entsprechenden Tests in Buffalo, New York, beinhalteten 272 Flüge, knapp 280 Flugstunden, 130 VTOL-Starts und 236 VTOL-Landungen. Darüber hinaus nutzte die Testpilotenschule der Navy den ungewöhnlichen Senkrechtstarter, um das Flugverhalten bei Transitionen zu verdeutlichen. Außerdem wurde die AV-8B Harrier II simuliert.

Die X-22A blieb bis Oktober 1984 in Dienst und verbuchte bis dahin 501 Flüge, 405 Flugstunden und 1307 Transitionen. Sie lieferte wertvolle Kenntnisse im Bereich der Senkrechtstarter, obwohl es zu keinen Produktanwendungen kam. Bell hatte unter anderem eine bewaffnete Variante sowie einen Transporter vorgeschlagen, die jedoch auf dem Reißbrett blieben. Die zweite X-22A befindet sich heute in der Sammlung des Niagara Aerospace Museum in Niagara Falls.

Technische Daten

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Die erste Bell X-22A wurde später bei Tests schwer beschädigt. Foto und Copyright: KL-Dokumentation  

 

Bell X-22A

Hersteller: Bell Aerospace, Buffalo, New York, USA

Typ: VTOL-Forschungsflugzeug

Besatzung: 2

Antrieb: 4 General Electric YT58-GE-8D

Leistung: je 933 kW

Länge: 12,06 m

Spannweite: 11,96 m (hintere Gondeln)

Höhe: 5,9 m

Leermasse: 6622 kg

max. Startmasse: 8161 kg

Höchstgeschwindigkeit: 410 km/h

max. Flughöhe: 8475 m

Reichweite: 716 km

Bewaffnung: keine

FLUG REVUE Ausgabe 11/2011

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Patrick Hoeveler


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