Flugzeugporträt: Northrop N-9MB

Von Anfang an versuchte Northrop alles zu eliminieren, das Luftwiderstand verursachte und weder Auftrieb noch Geschwindigkeit brachte. Für seinen Doppeldecker S-1, der in der Frühphase seiner Zusammenarbeit mit den Loughhead-Brüdern entstand, wählte er einen weich konturierten Rumpf aus formverleimtem Sperrholz und so wenige Streben wie möglich. Das Ergebnis: 60 Knoten Höchstgeschwindigkeit – mit 25 PS. Seine Lockheed Vega setzte 1927 neue Standards bei der Windschlüpfrigkeit. In den zwanziger und dreißiger Jahren, als Northrop an herkömmlicheren Konstruktionen für Douglas und Lockheed (die Firma der Brüder Loughhead) arbeitete, trieb er parallel dazu seine eigenen Ideen weiter voran.

Nichts als Flügel

1939 gründete er in Hawthorne, Kalifornien, seine vierte Firma, heute Northrop Grumman, um ein kompromissloses Konzept zu verwirklichen – ein Flugzeug, das aus nichts weiter als einem Flügel bestand. Die N-1M wurde von zwei Lycoming O-145 mit jeweils 65 PS angetrieben – von der Performance war nicht viel zu erwarten. Was man wollte, war eine Testplattform. Zu diesem Zweck ließ sich der Schwerpunkt verändern, die V-Form der Flügel (außerhalb des Mittelteils), die Pfeilung und die Stellung der Flügelenden, die bis zu 30 Grad nach unten zeigen konnten. Die anspruchsvolle Aufgabe einer Dreiachssteuerung ohne Leitwerk erledigte eine Kombination aus raffinierten Steuerflächen.

Nothrop in der Luft

Die effiziente Aerodynamik der N-1M weckte die Aufmerksamkeit des Army Air Corps, das sich seinerzeit mit einem beängstigenden Szenarium konfrontiert sah: Falls die Briten Hitler zum Opfer fallen und die Japaner den pazifischen Raum unter ihre Kontrolle bringen würden, wären die Vereinigten Staaten gezwungen, jenseits zweier Weltmeere Krieg zu führen – von Stützpunkten im eigenen Land. Mit den vorhandenen Flugzeugen wäre das unmöglich. Deshalb hatte die Army Interesse an Bombern mit extremer Reichweite, die das Kriegsgeschehen zu einem weit entfernten Feind tragen und sicher zurückkehren könnten. Die Anforderungen waren hoch: 4500 Kilogramm Bombenlast, 10 000Meilen Reichweite und eine Geschwindigkeit von mindestens 260 Knoten in 30 000 Fuß oder höher.

Die Northrop N-9MB diente sollte Erprobungsdaten gewinnen

Ein Nurflügel, so futuristisch das erschien, wurde als Möglichkeit betrachtet, den gewaltigen Technologiesprung zu schaffen. Und so bat das Air Corps Northrop im Oktober 1941, die Arbeit an einem Langstrecken-Nurflügelbomber aufzunehmen, genannt XB-35. Der Schritt, solch ein riesiges Flugzeug direkt anzugehen, erschien aber als zu groß. Deshalb wurde ein Vertrag über verkleinerte Ausführungen abgeschlossen, die N-9. Deren Hauptaufgabe, schreibt Northrop-Kenner Gerald Balzer, sei es gewesen, „Erprobungsdaten zu gewinnen, aus denen sich Steuerbarkeit, Wendigkeit und Leistung der XB-35 ableiten ließen.“

Die erste N-9 kam im Dezember 1942 in die Luft; ihre vollständige Typenbezeichnung N-9M1 steht für Northrop, Modell 9, fliegender Mock-up, erstes Exemplar. Es war eine 35-Prozent-Version des Bombers, angetrieben von zwei Menasco Super Buccaneer, die vor dem Krieg typischerweise in Rennflugzeugen eingesetzt wurden. Die beiden hängenden Sechszylinder-Reihenmotoren leisteten jeweils 260 PS, fungierten jetzt aber als Pusher. Erprobt wurde die N-9M1 auf dem Muroc Army Air Field (heute Edwards Air Force Base) in Kalifornien, wobei man einen Großteil der Zeit mit den heiklen Menascos beschäftigt war. Nur 22 Flugstunden kamen zustande, dann geriet die Maschine ins Trudeln, crashte und tötete den Testpiloten Max Constant. Durch den Absturz verzögerte sich die Erprobung erheblich.

Der Bomber wurde nun für zukünftige Konflikte entwickelt

Im Juni 1943 flog die N-9M2, es folgte eine weitere N-9 mit der Zusatzbezeichnung MA und schließlich die vierte und letzte, die im Januar 1945 ihren Erstflug hatte: die hier vorgestellte N-9MB. Inzwischen war klar, dass man den Interkontinental-Bomber nicht mehr für den laufenden Krieg benötigen würde, sondern für mögliche zukünftige Konflikte, wahrscheinlich mit der Sowjetunion. Das XB-35-Projekt lief also weiter und damit auch das N-9-Programm. Die anfälligen Menasco-Motoren ersetzte man aber durch Franklin OX-540-7, aufgeladene Achtzylinder-Boxer mit je 300 PS. Sie trieben die Druckpropeller durch lange Fernwellen an. Flüssigkeitskupplungen dämpften die Vibrationen und sollten vor einem Notausstieg den Kraftschluss unterbrechen, damit die Props mit Bremsen abgestoppt werden konnten und den Piloten nicht verletzten.

Cockpitansicht

Die Steuerung wies eine Reihe erstmals verwendeter Lösungen auf, etwa die Ruderbetätigung per Hydraulik, weil das für die XB-35 so vorgesehen war; bei ihr wären die Steuerkräfte ohne derartige Hilfe für den Piloten zu groß. Durch die Hydraulik fehlte aber jegliches Ruderfeedback, weshalb Northrop ein Zusatzsystem einbaute, das mit Staudruck arbeitete und künstlich Ruderdruck erzeugte. Zugunsten der Stalleigenschaften – bei hohen Anstellwinkeln riss die Strömung am Flügelende zuerst ab, was für gepfeilte Tragflächen typisch ist – versah man die M2 im Außenbereich mit festen Vorflügeln. Bei der MA wurden sie durch Vorderkantenspalte ersetzt. Die MB erhielt Spaltabdeckungen zur Senkung des Widerstands im Normalflug; bei hohen Anstellwinkeln öffneten sich die Spalte automatisch (zur Steuerung: siehe Kasten links).

Die Northrop flogen berühmte Testpiloten

Gemeinsam sammelten die drei N-9M in Muroc ungefähr 150 Flugstunden. Ihre Zeit als Erprobungsträger war vorbei, als die XB-35 fertig war und im Juni 1946 zum Erstflug startete. Dennoch kamen die N-9M weiterhin in die Luft. Die Liste der Piloten, die sie flogen, liest sich wie ein Who-is-who der amerikanischen Testpilotenszene: Glen Edwards, Jack Ridley, Cuck Yeager … auch der voriges Jahr verstorbene Bob Hoover, der natürlich das Kunstflugpotenzial auslotete. Als ihm die Northrop-Leute sagten, die M-9MB wäre für Rollen ungeeignet, entgegnete Hoover: „If it will bank, it will roll!“ – wenn sie Querneigung annimmt, fliegt sie auch Rollen. Bei seinem ersten Flug hat Hoover das dann bewiesen.

Im May 1949 flog die N-9MB vorerst zum letzten Mal. Die selten gewordenen Motoren machten Probleme, und es gab keine Ersatzteile mehr. Kurzzeitig postierte man den Nurflügel in der Nähe des Edwards-Luftwaffenstützpunkts als Fotomotiv, 1950 kam er zurück zu Northrop und schließlich ins „Planes of Fame“-Museum nach Chino, östlich von Los Angeles, wo er gelagert wurde und langsam vergammelte.

Die Restaurierung erwies sich als schwieriges Unterfangen

1981 begann eine Gruppe Freiwilliger mit der Restaurierung. Sie zog sich über 13 Jahre hin. Projektleiter Ron Hackworth: „Die N-9MB erwies sich aus mehreren Gründen als schwieriges Unterfangen. Die Maschine war ja ein Einzelstück, ein reiner Forschungsgegenstand, für den es keine Standard-Konfiguration und keine Produktionszeichnungen gab. Systeme wurden geändert und überflüssig gewordene Halterungen einfach im Flugzeug gelassen, was ziemlich verwirrend sein konnte. Auch der Zustand war problematisch – die Außenflügel hatte man jahrzehntelang draußen gelagert, keines ihrer Einzelteile war noch lufttüchtig. Wir konnten sie nur als Vorlage benutzen.“

Im Laufe der Jahre wurde die Zelle sorgfältig auseinandergenommen und nachgebaut, Stück für Stück. „Die Flügelrippen“, erklärt Ron, „bestanden aus Phenolharz-verleimtem Ahorn-Pressholz, genannt Pregwood. Niemand in den USA kannte sich damit aus, aber wir fanden in Belgien eine Firma, die immer noch einen fast identischen Werkstoff produzierte. Zum Glück hat Northrop auf den Rippen jeweils die Y-Achse und die Profilsehne eingezeichnet, sodass wir den Grundriss und die Schränkung des Flügels genau festlegen konnten. Auf die Frage, was das Schwierigste an der Restaurierung gewesen sei, zögert Ron kurz. Dann sagt er: „Na ja, eigentlich war nichts wirklich einfach. Aber eine der größten Herausforderungen war die Herstellung der Flügeleintrittskanten. Sie sind gepfeilt, die Dicke variiert, und die Verwindung ist beachtlich. Wir mussten präzise Formen bauen, die all das berücksichtigten. Dann bogen wir 1,2 Meter lange gewässerte Sperrholzsegmente über die Formen und ließen sie austrocknen. Es funktionierte, aber wir haben einiges an Sperrholz geopfert, bis wir wussten, wie’s geht.“

Nur wenige Motoren wurden produziert

Die Motoren, erzählt Ron, seien eine andere harte Nuss gewesen: „Nur ein Dutzend OX-540 wurden ursprünglich produziert. Wir hatten die beiden ausgelutschten, die zum Flugzeug gehörten, aber da gibt’s wenig Übereinstimmung mit den Nachkriegsmotoren von Franklin, die in Stinsons oder anderen Leichtflugzeugen zum Einsatz kamen. Allerdings stimmen viele Teile mit einem Zwölfzylinder-Boxer überein, den Franklin im Krieg für einen Marschflugkörper gebaut hatte. Glücklicherweise besaß das San Diego Air & Space Museum einen davon, und wir kamen miteinander ins Geschäft. Trotzdem mussten wir am Ende noch Zylinder und Zylinderköpfe nach Zeichnungen anfertigen lassen.“

Flügeleinlässe Northrop

1994 wurde die restaurierte N-9MB in die kalifornische Wüste transportiert, zur Edwards Air Force Base, dorthin, wo sie 50 Jahre zuvor getestet worden war. Die Oberseite hatte man wieder gelb lackiert, die Unterseite blau, was mal so festgelegt worden war, damit Außenstehende sagen konnten, welche Seite sie sahen. Erneut musste die Maschine ein komplettes Testprogramm über sich ergehen lassen. Zu den Testpiloten gehörte Bruce Hinds, der viele der frühen B-2-Flüge gemacht hatte. Ron Hackworth hat inzwischen über 350 Stunden auf der N-9MB. Es dürfte nicht viele Piloten geben, die mehr Stunden auf motorisierten Nurflügeln vorweisen können – ausgenommen einige B-2-Piloten vielleicht.

Die Northrop ist unersetzbar

Heute wird die N-9MB mehrmals im Jahr von David Vopat auf Airshows vorgeflogen. David war einer dieser Flugplatz-Rotzbengel, die mit 16 ihre Lizenz machen; über Stearman, T-6 und verschiedene Oldtimer ging’s dann weiter, bis zu den Warbirds in Chino. Beruflich fliegt er für American Airlines, aber sein Herz schlägt für historische Maschinen. Und wie ist es, die N-9MB zu fliegen? Lassen wir David erzählen:

Wir betreiben das Flugzeug sehr konservativ, immer im Bewusstsein, dass es unersetzbar ist. Die Motoren belasten wir so wenig wie möglich, was am Boden bedeutet, sie nicht länger als nötig laufen zu lassen. Im Steigflug hilft viel Fahrt bei der Kühlung, und im Reiseflug nehmen wir die Leistung zurück. Für den Start setze ich 42 inch Ladedruck und 2600 Umdrehungen pro Minute, im Steigflug reduziere ich auf 37/2500 bei 120 Knoten. Das Reiseflug-Powersetting variiert zwischen 28/2200 und 32/2300.

Ein Spornrad schützt die Northrop vor Überrotieren

Die Starts sind interessant. Am Boden zeigt die Nase des Flugzeugs leicht nach unten; will man rotieren, reagiert es zunächst träge, aber sobald der Flügel in die Horizontale gebracht ist, kommt die Ruderansprache direkter – zu direkt, wenn man nicht aufpasst! Das Bugfahrwerk hat keine Dämpfung, sodass die Maschine auf einer holprigen Piste schnell mal hüpft, was zu verfrühtem Rotieren führt. Vor Überrotieren sind die Props durch ein Spornrad geschützt – ich bin mir nicht sicher, ob es schon Gebrauchsspuren hat.

Die Trimmung funktioniert perfekt über den gesamten Geschwindigkeitsbereich, und auch das System für den künstlichen Ruderdruck arbeitet so, wie Northrop es wollte. Fällt ein Motor aus, greift das normale Notverfahren für leichte Zweimots: Man hebt die Seite des toten Triebwerks und lässt das Flugzeug gieren. Ohne Rumpf und vertikale Flächen kostet das aber nicht zusätzlich Leistung. Der Nurflügel giert zwar, fliegt aber gut. Bei der Landung ist Präzision wichtig. Ich fliege mit 100 bis 110 Knoten an, das Ausschweben beginnt mit 80. Dabei kann die Nase leicht so weit hochkommen, dass man die Landebahn nicht mehr sieht. Das Flugzeug will im Bodeneffekt lange ausgleiten – man braucht Geduld, die richtige Anstellung zu halten, bis die Fahrt weg ist.“

Zwischen Start und Landung hatte David genügend Zeit, über diejenigen nachzudenken, die vor ihm auf seinem Sitz saßen: „Einige der Piloten zählen zu den Größten der Luftfahrt überhaupt. Jack Northrop selbst saß auf dem Jumpseat genau dieser N-9M, seitlich versetzt hinter dem Piloten, wo man einen der beiden 50-Gallonen-Tanks zugunsten eines zweiten Sitzes entfernt hatte. Ich bin sehr glücklich und fühle mich geehrt, an diesem Projekt beteiligt zu sein – an dem direkten Vorläufer der unglaublichen Northrop XB-35, XB-49 und letztlich der B-2.“ Damit gehört David einem auserwählten Kreis an: Es gibt viel mehr Astronauten als Piloten solcher Nurflügel.

Steuerung und Hochauftrieb

Die Flügelhinterkante der N-9MB weist drei Abschnitte auf: Innen, bis etwa einen Meter außerhalb der Motoren, gibt es Spaltklappen. Sie lassen sich maximal 46 Grad ausfahren und erzeugen insbesondere bei der Landung zusätzlichen Auftrieb. Daneben sind kombinierte Quer-/Höhenruder montiert. Als Querruder schlagen sie negativ und positiv bis zu 15 Grad aus, als Höhenruder maximal 20 Grad nach oben und 10 Grad nach unten. Ganz außensind zwei Ruder platziert: Mit der Pitch-Klappe, etwas tiefer als die Quer-/Höhenruder, korrigiert der Pilot Lastigkeitsänderungen, die durch unterschiedliche Schwerpunktlagen oder Leistungseinstellungen entstehen. Die Pitch-Flap-Stellung reicht von minus 30 bis plus 5 Grad. Eine Verbindung zwischen Pitch- und Landeklappen sorgt dafür, dass keine Kopflastigkeit entsteht, wenn die Landeklappen gesetzt werden und das Bugfahrwerk ausschwenkt. Bei 30 Prozent ihrer Tiefe hat die Pitch-Klappe zwei Achsen übereinander. Hier teilt sie sich in ein oberes und ein unteres Widerstandsruder. Beide schlagen synchron aus, jeweils maximal 60 Grad. Der Pilot kann die Widerstandsruder aber auch unabhängig von der Pitch-Klappe bedienen: Tritt er in eines der nicht miteinander verbundenen Pedale, werden nur die Widerstandsruder auf der betreffenden Flügelseite aktiviert; sie wirken dann als Seitenruder. Betätigt er beide Pedale gleichzeitig, fungieren die Widerstandsruder als Speedbrakes.

Text: Ken Scott, Fotos: Lyle Jansma fliegermagazin 04/2017