GAU-8/A Avenger



Frontansicht einer eingebauten GAU-8/A (Picture by US Army)

Die GAU-8 Avenger ist mehr als nur eine vergrößerte M-61 Vulcan. So eine Waffe hätte zwar gebaut werden können, aber sie würde so schwer werden, dass sie unpraktikabel wäre. Der erste Unterschied der schweren GAU-8 zur GAU-4 ist der, dass die Avenger sieben anstatt der sechs Läufe der Vulcan hat. Die maximale Feuergeschwindigkeit ist geringer und die Schusszahl pro Lauf ist auch niedriger. Die hohe Feuerrate wurde sozusagen gegen eine schwerere, genauere und wirksamere Munition ausgetauscht. Jedes Geschoss ist um einiges schwerer als eine M-50 Patrone. Die Lebensdauer eines Satzes Läufe liegt bei etwa 21.000 Schuss. Die GAU-8 hat eine verbesserte Bolzenkonstruktion, wodurch die Gesamtlänge und das Gewicht der Kanone reduziert wird. Die Avenger ist somit wesentlich kompakter und hat nur einen geringfügig größeren Durchmesser wie die wesentlich schwächere Vulcan.
Im Grunde genommen folgt die GAU-8 der Philosophie von Richard Gatlings Original recht genau. Jeder der sieben Läufe stellt eine einläufige Flinte dar, mit eigenem Verschluss und Bolzen. Der Spann- und Feuermechanismus ist im Bolzen integriert. Der Bolzen drückt das Geschoss in das Schloss, ein Stift spannt die Feuerfeder und ein Abzug löst den Schuss. Der Bolzen geht zurück und stößt die leere Hülse aus. Die Energie für sämtliche Spann-, Lade- und Bewegungsmechanismen wird von aussen zugeführt. Das geniale am ursprünglichen Gatling-Konzept ist, dass alle diese Vorgänge synchronisiert ausgeführt werden, durch die Bewegung eines einzelnen Teils, den Läufen. Diese sind in eine rotierende Vorrichtung (General Electric nennt sie "Rotor") eingebaut, und laufen um eine gemeinsame Achse innerhalb der Verschalung. Der Feuermechanismus jedes Laufes befindet sich außerhalb des Rotors und belegt bestimmte Nocken an der Innenseite der Verschalung. Wenn der Rotor rotiert, führen die Nocken den Lauf perfekt synchronisiert durch den Feuermechanismus. Nach diesem Prinzip funktionieren sämtliche Kanonen von General Electric.
Jede GAU-8 Patrone ist etwa 290 mm lang. Die Mündungsgeschwindigkeit entspricht in etwa der der Vulcan, aber die schwere Munition ist nicht nur wirksamer, sondern hat auch bessere ballistische Eigenschaften. Das Geschoss wird nach dem Verlassen des Laufs um einiges weniger abgebremst, so dass die Flugzeit für 1.200 m 30% geringer als bei der M-61 Munition ist. Es fällt während des Fluges nur vernachlässigbare drei Meter. Die Genauigkeit der GAU-8 ist mit 5 mil 80% angegeben, das heißt, dass 80 % der Geschosse, bei einer Entfernung von 1.200 m, innerhalb eines 6,1 m großen Kreises liegen. Zum Vergleich ist die M-61 mit 8 mil angegeben.



Munition

Eine sehr wichtige Neuerung in der Entwicklung der GAU-8 Munition ist die Verwendung von Aluminiumlegierungen anstatt des traditionellen Stahls oder Messings. Dies erhöht die Geschossmenge um 30% bei gleichem Gewicht. Die Geschosse haben auch Führungsbanden aus Plastik, welche die Lebensdauer der Läufe erhöhen. Sie sind beeindruckend zu begutachten und zu handhaben und wiegen 662 g oder mehr. Es sind vier Typen im Dienst. Zwei davon gibt es für fast jede Kanone: Übungsmunition und Mehrzweckgeschosse mit einer Hochexplosiv-/Brandladung (HEI). Speziell für die A-10 wurden jedoch zwei panzerbrechende Munitionstypen (API) entwickelt. Die USAF wählte Honeywell und Aerojet für die Entwicklung und die Produktion der A-10 Munition aus. Zwei Hersteller deshalb, weil wenn Gegenstände in größeren Stückzahlen beschafft werden, die Air Force sie immer bei zwei verschiedenen Herstellern kauft, und sie diese dann jedes Jahr gegeneinander um den Auftrag bieten läßt, was den Preis senkt. Die zwei API-Typen unterscheiden sich nur geringfügig im Detail, ansonsten sind sie sehr ähnlich. Keiner von beiden Typen enthält irgendwelchen Sprengstoff. Stattdessen bestehen sie aus einem leichten Aluminiumkörper, der einen kleinen Eindringkörper (Penetrator) mit einem kleineren Kaliber als die Granate, umschließt. Die Granate selbst hat eine dünne Aluminiumhaut, welche als aerodynamische "Windschutzscheibe" fungiert. Der Eindringkörper besteht aus abgereichertem Uran, einem Nebenprodukt des Anreicherungsprozesses mit welchem Brennelemente für Kernkraftwerke hergestellt werden. Das Material hat eine extrem hohe Dichte, es macht etwa zwei Drittel des Gewichts eines Geschosses aus.
Das Resultat ist, dass zwei Drittel der Aufprallenergie auf den kleinen Eindringkörper konzentriert werden. Dies ist genug Energie um ein 30 Tonnen schweres Gewicht schlagartig einen Fuß (etwa 33 cm) weit zu bewegen. Die ganze Energie konzentriert sich aber auf eine Fläche eines 10-Pfennig Stücks. Diese Munition ist nicht nur in der Lage die Seiten und Dachpanzerung eines modernen MBT zu durchbrechen, zusätzlich entzündet sich das abgereicherte Uran beim Aufschlag und sendet eine Stichflamme in das Innere des Zieles.
Die Munitionszuführung der GAU-8 ist verbindungslos, was das Gewicht reduziert und die Wahrscheinlichkeit einer Störung herabsetzt. Das Zuführungssystem hat zwei Enden, da die abgeschossenen Hülsen nicht vom Flugzeug ausgestoßen werden (was mögliche Beschädigungen am Flugwerk verursachen könnte), sondern zurück in die Munitionskammer geführt werden. Das System basiert auf dem Zuführungssystem, welches auch für spätere M-61 Installationen entwickelt wurde. Jedoch wurden modernere Konstruktionsmöglichkeiten und Materialien verwendet um Gewicht einzusparen.
Im Inneren der zylindrischen äußeren Trommel befindet sich eine rotierende innere Trommel, welche einem tief eingeschnittenem Schneckengetriebe gleicht. Der spiralförmige Kanal, der sich um diese rotierende Trommel windet, enthält die 1.350 Schuss. Sie werden radial, mit der Spitze zur Achse der Trommel, gelagert, und ihr Boden wird von spiralförmigen Führungen in der starren äußeren Trommel gehalten. Wenn der Rotor sich zu drehen beginnt, werden die Geschosse vorwärts entlang der Trommel in den Drehmechanismus und den Ladegurt der Kanone geführt.
Die Energie für die Kanone und ihr Ladesystem wird vom doppelten Hydrauliksystem der A-10 abgezweigt. Die zwei Hydraulikpumpen stellen 57,4 kW zur Verfügung, welche benötigt werden um das System mit maximaler Feuerrate zu betreiben. Wenn eines der beiden Hydrauliksysteme versagt, kann der verbleibende Motor das System mit einer Feuerrate von 2.100 s/min betreiben.
Das Laden der verbindungslosen Munition ist die Aufgabe des einzigen speziellen Bodenequipments, das die A-10 benötigt. Das Munitionsladesystem [ALS - Ammunition Loading System] gleicht einer angehängten Version des Zuführungssystems der GAU-8, und funktioniert nach dem selben Prinzip: es lädt Munition und entfernt die leeren Hülsen gleichzeitig. Ein kompletter Munitionswechsel dauert etwa 13 Minuten.



Versionen

Ein Teil der in der GAU-8/A verwendeten Technologie ist in der kleineren 25 mm GAU-12/TJ Equalizer verwendet worden, die speziell für den AV-8B Harrier II entwickelt wurde. Von General Electric wurde auch die GAU-13 entworfen, eine vierläufige Kanone, in der GAU-8 Komponenten verbaut worden sind. Diese Kanone wurde in Behälterform getestet. Die Avenger ist auch Basis der Entwicklung der niederländischen Goalkeeper Marineluftabwehrkanone. Kein im Dienst oder in Entwicklung befindliches Flugzeug außer der A-10 trägt jedoch das komplette Avengersystem. Die Waffe ist einfach zu groß. Sie ist 5,06 m von der Mündung bis zum hintersten Eck des Ladesystems lang und die Munitionstrommel alleine hat einen Durchmesser von 87,6 cm und ist 181,6 cm lang. Mit kompletter Munition wiegt das System 1.830 kg.
Kurz gesagt ist ein feuerbereites GAU-8 System etwa genauso lang wie ein schwerer Rolls Royce oder ein großer Cadillac. Bei maximaler Feuerrate entsteht eine Rückstoßkraft von etwa 40 kN, was in etwa der Schubleistung eines der beiden Triebwerke entspricht. Die Leistungen der Kanone sind genauso wichtig für die Aufgabe der A-10, wie die Funktion der Triebwerke und Tragflächen. Kein anderes Flugzeug kann den Platz der A-10 einnehmen.
Die Kanone gibt der A-10 die Möglichkeit mehrere Ziele in einer Mission anzugreifen. Es ist vorgesehen, dass sie ihre gesamte Munition in zehn zwei Sekunden langen Feuerstößen verschießt. Jeweils mit einer Minute Pause zum Kühlen der Läufe. Im realen Normalfall hingegen sind die Feuerstöße und Kühlpausen viel kürzer. Bei einem Feuerstoß von einer Sekunde Dauer bei 1.220 m Abstand würden 40 Geschosse auf die Länge eines Panzers verteilt, ein halbes Dutzend reicht schon für eine Zerstörung des Ziels. Mit der theoretischen Fähigkeit 15 bis 20 solcher Stöße abzufeuern, ist es unwahrscheinlich das eine A-10 einen Angriff wegen Munitionsmangel abbrechen muss.
Das Vorhandensein der GAU-8 hat den Bedarf an vielen anderen Systemen, welche für andere Flugzeuge seit den späten Sechzigern gedacht waren, nichtig gemacht. Die Geschosse fliegen mit Mach 3. Ein 1.220 m entferntes Ziel erreichen sie in 1,2 Sekunden. Dies bedeutet, dass die Bewegung eines MBT für das Zielen irrelevant ist, von der A-10 aus sind alle Bodenziele unbeweglich. Aufgrund der flachen Flugbahn der Geschosse braucht die Flugbahn eines Zieles nicht geschätzt oder exakt gemessen zu werden. Innerhalb der normalen Maximalreichweite ist die Flugbahn eine gerade Linie vor dem Flugzeug, die durch einen festen Punkt auf dem HUD markiert wird. Das Nichtvorhandensein von Trägheitsnavigation, Laserentfernungsmessern und anderer Waffenzielsysteme macht das Flugzeug nicht nur einfacher, sondern verringert auch die Arbeit für den Piloten. Ohne die Ziel- und Feuereigenschaften der GAU-8/A, würde das A-10 Konzept des beweglichen, mittelschnellen Panzerabwehrflugzeugs mit visueller Navigation und Zielsuche vielleicht wegen Überbeanspruchung des Piloten kollabieren.
Die Kanone ist extrem zuverlässig. Ladehemmungen kommen statistisch gesehen nur alle 150.000 Schuss oder einmal in über 100 Missionen vor. Selbst dann kann die Kanone häufig noch im Flug wieder "repariert" werden, indem der Pilot das Ladesystem kurz rückwärts laufen lässt und es dann noch mal versucht. Es gibt kein Lenksystem, das ausfallen kann, und nichts was gestört oder getäuscht werden könnte. Diese Fakten addieren sich zu der Tatsache, dass die Zielzerstörungswahrscheinlichkeit eines GAU-8 Feuerstoßes hoch ist: Tests haben gezeigt das immerhin 50% der Stöße in einem Tauchangriff von hinten, und ein drittel der Stöße von der Seite, effektiv wirken.



Die GAU-8/A einer A-10 Thunderbolt II wird dem speziellen Munitionszuführungsystem [ALS - Ammunition Loading System] aufmunitioniert. (Picture by US Army)

Bezeichnung der Kanone:   GAU-8/A Avenger
Typ:   extern angetriebene, siebenläufige 30 mm Gatling
Hersteller:   General Electric
Gewicht:   Kanone: 281,2 kg
Munition: 936,9 kg
Gesamt: 1.830 kg
Abmessungen:   Gesamtlänge: 6,40 m
Länge der Kanone: 2,90 m
Kanonendurchmesser: 35,6 cm
Munitionstrommel:   Durchmesser: 87,6 cm
Länge: 181,6 cm
Feuerrate:   1.800 bis 4.200 s/min
Ladesystem:   Rotierendes, verbindungsfreies Zweiwegesystem
Antriebssystem:   ein über 2 Hydraulikpumpen angetriebenes elektrisches System mit insgesamt 57,4 kW
Lauflebensdauer:   21.000 Schuss
Reichweite:   über 1.250 m
Zuverlässigkeit:   1 Fehler auf 150.000 Schuss
Munitionstypen:   PGU-13/B HEI Hochexplosiv- / Brandmunition
PGU-14/B API Panzerbrechend / Brandwirkung
PGU-15/B TP Übungsmunition
Munitionsvorrat:   1.350 Schuss
Länge der Geschosse:   290 mm
Munitionsgewicht:   API PGU-14/B: 727 g
API (Aerojet): 748 g
API (Honeywell): 717 g
TP PGU-15/B: 694 g
HEI PGU-13/B: 662 g
Mündungsgeschwindigkeit:   API-PGU-14/B: 983 m/s
API (Aerojet): 980 m/s
API (Honeywell): 1.030 m/s
TP PGU-15/B: 1.036 m/s
HEI-PGU-13/B: 1.021 m/s
Durchschlagsleistung (API):   500 m Entfernung:: 69 mm
1000 m Entfernung:: 38 mm
Streuung:   5 mil
Rückstoßkraft:   40,82 kN im Durchschnitt bei 4.200 s/m

Avenger im Einsatz (Picture by US Army)


 

Text by Jetpilot. Letztes Update:  7. September 2007