CONCORDE

Suihkuajan aamunkoitto

Concorden tarina alkaa tavallaan toisen maailmansodan savuavien raunoiden keskeltä. Maailmanpalon leimahdus toi mukanaan suihkuajan aamunkoiton, joka alkoi kirkastua sitä mukaa, kun kansakunnat alkoivat siirtyä jälleenrakentamisesta sodanjälkeisten vuosikymmenten tulevaisuususkoon kaikkine nykyajan ihmeineen. Merkittävä tekijä tämän tulevaisuususkon toteutumisessa oli se, että arvio tuhatvuotisen valtakunnan kestosta heitti 988 vuodella. Tarjolla oli saksalaisia.

Ilman kiihtyvä kokoonpuristuminen sen läpi kulkevan siiven nopeuden kasvaessa tuo mukanaan rutkasti päänraapimista. Noin 0,8 Machin tienoolta alkaa transsooninen alue, missä vastusvoimat kasvavat eksponentiaalisesti. Lisäksi koneen eteen kertyvä paineaalto saa potkurit menettämään tehokkuuttaan: niiden on yhä vaikeampi luoda eteensä alipainetta ja pumpata ilmaa lävitseen. Saksalainen Adolf Busemann tutki transsoonista aluetta vuodesta 1933 alkaen. Sodan loputtua amerikkalaiset löysivät Busemannin koetuloksineen Völkenrodesta, ja olivat kuin ällikällä lyötyjä. Tapahtumat johtivat nuolisiipisen Boeing Stratojetin syntyyn joitain vuosia myöhemmin.

Deltasiiven keksijä taas oli toinen saksalainen, Alexander Lippisch, joka rakensi ensimmäisen tämän siiven kannatteleman koneen jo 1931. Busemann puolestaan toi deltasiiven transsooniselle alueelle, missä kärkiväliltään lyhyt mutta johtoreunaltaan pitkä siipiprofiili toimii oivallisesti: se on luja, jäykkä ja kevyt rakenne, jolla on pieni poikkipinta-ala. Trans- ja ylisoonisen nopeusalueen vastusvoimat kasvavat karkeasti ottaen suhteessa siiven kärkiväliin, joten deltasiivestä kiinnostuttiinkin laajalti.

Yliäänimatkustajakoneesta alettiin haaveilla lähes välittömästi, kun Chuck Yeager rikkoi X-1 –rakettikoneella äänivallin 1947. Oli selvää, että miehitetty yliäänilentäminen oli mahdollista. Toisen maailmansodan ylijäämänä nyt oli myös käytössä suihkumoottoriteknologiaa, jota eivät potkurien rajoitteet koskeneet. Suihkuvirtauksen nopeudelle ei käytännössä ollut rajaa. Ensimmäisinä nopeutta janosivat kuitenkin ymmärrettävästi hävittäjät.

Deltasiiven kanssa olivat kuitenkin vielä kokeet kesken, ja suorituskykyisimmät yliäänihävittäjät käyttivätkin vielä perinteisempää siipiratkaisua. Näistä koneista hirmuisin oli Lockheed Starfighter. Se kykeni ensimmäisenä lentokoneena ylläpitämään kaksinkertaista yliääninopeutta, ja rikkoi pitkin 1950-lukua ennätyksen toisensa jälkeen. Korean sodassa runtua saaneet hävittäjälentäjät hamusivat nopeutta ja nousukykyä hinnalla millä hyvänsä, ja sitä myös saivat. Starfighterin siipiprofiilin sanelivat ylisoonisen alueen vastusvoimat, mistä syystä siipi on äärimmäisen lyhyt ja ohut – niin ohut ja terävä, että mekaanikkojen on suojattava sen johtoreuna maassa erillisellä suojakumilla, etteivät saisi vahingossa viiltohaavoja. Tähtihävittäjän siipi ei jaksa tuottaa nostetta alhaisissa nopeuksissa, kun paine-ero siiven ylä-ja alapinnan välillä heikkenee olemattomiin virtausnopeuden laskiessa. Tästä syystä laskeutumisnopeus onkin hirvittävä 350 km/h, vaikka siipeä huijattiin puhaltamalla moottorin vuotoilmaa sen alle keinotekoisen nosteen tuottamiseksi. Vastaavasti nousuun tarvitaan valtavat muskelit. Hävittäjältä tämä vielä onnistui, mutta matkustajakonetta ei voitu kuvitellakaan, ei varsinkaan olemassaoleville kiitoradoille. Työntövoimaa oltaisiin tarvittu kuuraketin verran. Yliääniaika oli jäämässä unelmaksi.

Kunnes hommaan tarttuivat kolmas ja neljäs saksalainen. Aerodynaamikot Johanna Weber ja Dietrich Küchemann nimittäin julkaisivat sarjan artikkeleita, joissa he tutkivat virtauksen irtoamista erilaisista deltasiipiprofiileista. He havaitsivat, että deltasiivet tuottavat suurilla kohtauskulmilla voimakkaita vortekseja eli pyörteitä siiven yläpinnalle, mikä jää tavallaan siiven varjoon sen liikkuessa ilmamassan läpi. Pyörteet laskevat ilmanpainetta ja täten luovat voimakkaasti nostetta. Ilmiön oli havainnut jo Yeager koelentäessään deltasiipistä Convair YF92-prototyyppiä, mutta Weber osoitti, ettei kyseessä ollut pelkkä kuriositeetti, vaan ilmiötä voitiin käyttää parantamaan deltasiiven ominaisuuksia hitaissa lentonopeuksissa. Weber osoitti edelleen, että pyörteen synnyttämä noste kasvoi sitä suuremmaksi, mitä pidemmän siiven yli se vaikutti. Siksi siiven juuren tuli olla mahdollisimman pitkä. Kun tähän yhdistetään vastusvoimien vaatima lyhyt kärkiväli, syntyy deltasiivelle tyypillinen jyrkkä siipikulma. Lisäksi alettiin tutkia johtoreunan jatkeita. Yliäänilentäminen muuttui käytännössä yhdessä yössä. Unelmasta saattoikin tulla totta.

Alipaine luo vesihöyryä siiven yläpinnalle.

Unelman nousukiito

Supersonic  Transport Advisary Committee (STAC) aloitti työnsä lokakuussa 1956. Työryhmän tehtävä oli luoda käyttökelpoinen yliäänikoneen suunnitelma, ja järjestää sen tuotanto. Heti kättelyssä ryhmä päätti rahoittaa koekoneen Handley-Page HP.115, jolla tutkittaisiin siiven yläpinnan pyörteitä  eri lentoasennoissa. Siipikulma oli jopa deltasiivelle jyrkkä 75 astetta. Siiven camber-kulmaa eli johtoreunan jyrkkyyttä voitiin säätää vaihtamalla vanerista sahatut johtoreunapalat erimallisiin. Ulkoisesti lähinnä paperilennokkia muistuttava koekone karisti viimeisetkin epäilyt Weberin ja Küchemannin laskelmista: sitä kyettiin ohjaamaan hallitusti 111 km/h ilmanopeudessa, alle kolmasosassa siitä, mihin Starfighter kykeni.

Seuraavaksi hiottiin deltasiiven arkkitehtuuria.  Pääongelmaksi muodostui painopisteen ja nostovoimakeskiön keskinäinen hallinta, sillä tavanomaisessa lentokoneessa näiden välistä etäisyyttä voitiin säätää suhteellisen yksinkertaisesti siirtämällä siipeä rungossa eteen- tai taaksepäin. Deltasiivellä tätä tilaa ei juuri ollut, sillä siiven juuri kattoi lähes koko rungon pituuden. Siksi suunnittelu keskittyi erilaisten deltaprofiilien ominaiksuuksien painottamiseen. Vaihtoehdot olivat suora delta eli kolmio, goottilaisen holvin muotoinen puoliparaabeli ja karniisinmuotoinen kaksoisparaabeli, ogive delta. Nostovoimakeskiö ja erityisesti painopiste ja sen vaihtelu polttoainekuorman huvetessa osoittautui hallittavimmaksi viimeisimmällä vaihtoehdolla, joka on niistä myös kaikkein elegantein. Hawker Siddeley tutki siiven sulauttamista runkoon, eräänlaiseksi lepakkomaiseksi konstruktioksi, ja Bristol Aircraft puolestaan ohutta, itsenäistä siipeä. Tässäkin kilvassa jälkimmäinen ratkaisu voitti.

Tässä vaiheessa projektin megalomaaniset mittasuhteet alkoivat käydä ilmeisiksi. Hintalapuksi olisi tulossa 75-90 miljoonaa puntaa, eli nykyrahassa noin kaksi miljardia puntaa. Brittihallitus halusi koneen, sillä Britannian lentokoneteollisuus oli jäämässä amerikkalaisten jalkoihin. Nykyteknologialla brittikoneiden oli vaikea pärjätä amerikkalaisille, eritoten kun Boeing 707 oli tulossa markkinoille parin vuoden sisällä, tehden keskisuurista potkurikoneista hetkessä vanhanaikaisia. Markkinoille oli siis tähyttävä seuraavan sukupolven kalustolla, yliäänikoneella. Samalla Britannia palauttaisi vanhan kunniansa teknillisen kehityksen kärjessä. Hintalappu kuitenkin hirvitti, ja britit eivät myöskään voineet luottaa teollisuutensa ja tutkimuksensa kapasiteettiin. Siksi brittiläisistä lentokonetehtaista kansallistettu British Aircraft Company BAC etsi kumppaneita jo aikaisessa vaiheessa. Avunpyyntöjä sateli Amerikkaan Lockheedille, Douglasille, Boeingille, General Dynamicsille ja ranskalaiselle Sud Aviationille.

Amerikkalaiset suhtautuivat yhteistyöhön nihkeästi. Ensinnäkin kaupallinen yhteistyö vanhan emämaan kanssa olisi poliittisesti kiusallista. Toisekseen Amerikassa uskottiin tulevan yliääniajan nousevan siivilleen XB-70 Valkyrien kautta, joka oli vielä kunnianhimoisempi projekti, kolmen Machin ydinpommittaja. Sen sijaan ranskalaiset ehtivät itse ehdottaa yhteistyötä briteille. Bristolin insinöörit olivät ällikällä lyötyjä, kun Sud Aviationin Super-Caravelle muistutti kovasti heidän omaa suunnitelmaansa Bristol 223. Ranskalaisilla oli myös lähes täysin samat tavoitteet ja ongelmat kuin briteillä. Sud Aviationilla oli täysi syy olla ylpeä Caravellestaan, olihan se ollut suurmenestys ja vakiinnuttanut lyhyiden reittien suihkukoneiden perusrakenteeksi pyrstömoottorit, joiden avulla matkustamon melutaso laski, samoin kuin koneen maavara. Etuina olivat aerodynaamisesti puhdas siipi  ja mahdollisuus käyttää hydraulisesti laskeutuvia portaita, mikä teki pienkentiltä toimimisen kannattavaksi.

Deltasiipisen Super-Caravellen kohdalla kuitenkin paukut loppuivat kesken, eikä ranskalaisilla ollut halua kehittää suuria matkustajasuihkukoneita. Oltiin varmoja siitä, että seuraava sukupolvi tulisi olemaan yliäänikoneiden aikakausi, eikä pian vanhenevien jättikoneiden kehitykseen siis kannattanut tuhlata aikaa ja rahaa. Jättiprojektia ajoi eteenpäin luonnollisesti myös politiikka. Näihin aikoihin sekä Britannia että Ranska kansallistivat lentokoneteollisuutensa, joten projektia veti eteenpäin kaksi valtionyhtiötä. Ranskan presidentti Charles de Gaulle vierasti brittejä ja ennenkaikkea näiden pyrkimystä EEC:hen, joten yliäänikoneprojketi nähtiin ennenkaikkea brittien sitoutumisena Euroopan teollisuuteen. Yhteistyö alkoi virallisesti 29. marraskuuta 1962, mutta sopimusta eivät allekirjoittaneet BAC ja Sud-Aviation, vaan maiden hallitukset. Tammikuussa 1963 ilmestyi nimi Concorde, mikä tarkoittaa sekä englanniksi että ranskaksi yhteisymmärrystä (tosin englanniksi ilman viimeistä vokaalia). Se poimittiin yksinkertaisesti sanakirjasta.

Haulikkohäät

Yhteistyön edellytys oli jakaa tehtävät osapuolten kesken. Ranskalaiset saivat kontolleen 60 % rungon suunnittelusta, sillä moottori jäisi pitkälti brittien vastuulle – olihan heillä jo käynnissä yliäänirynnäkkökoneprojekti BAC TSR-2, ja Ranskan teollisuus keskittyi mieluummin pienempien hävittäjämoottorien (SNECMA ATAR) kehitykseen. Koska kumpikin yhtiö oli muodostettu väkisinnaittamalla pienempiä yhtiöitä, oli tehtaitakin lukuisia ympäri kumpaakin maata. Siksi kullekin tehtaalle annettiin täysi vastuu suunnitella kukin osakokoonpano tai koneen lohko sekä valmistaa ne. Tehtaat olivat Weybridgessä, Filtonissa, Hurnissa, Prestonissa, Toulosessa, Bouguenaisissa, St. Nazairessa ja Bourgesissa. Ainoa kahdennettu tuotanto oli kokoonpanossa: parittomat rungot koottiin Toulosessa ja parilliset Filtonissa.

Brittien vastuulla olivat nokkakartio ja ohjaamo, moottorikehdot, moottorit, ilmanotot, sivuvakaaja ja pyrstökartio. Ranskalaisten kontolla olivat painerunko ja matkustamo, siivet, siivekkeet, laskutelineet, hydrauliikka, ohjaus-, navigointi- ja viestijärjestelmät ja ilmanvaihto. Sähköistysten, happi- ja polttoainejärjestelmien, moottorinhallinnan, ilmastoinnin, jäänpoisto- ja palonhallintajärjestelmien osat jaettiin yhtiöiden kesken.

Kaikkiaan  Concorden parissa työskenteli alihankkijat mukaanlukien noin 50 000 ihmistä. Näistä vain harvat viestivät keskenään muutoin, kuin välittömien esimiestensä kautta, eivätkä siis tienneet miten muiden osien kehitys eteni, kuin heidän omansa. Projektinhallinta oli valtava haaste, ja kaikissa avainpaikoissa olikin englantilais-ranskalainen työpari, jotka kävivät tiivistä viestintää komponenttivalmistajien kanssa (horisontaalinen viestintä) että osakokoonpano- ja suunnitteluyksiköiden kanssa (vertikaalinen viestintä). Jokaisesta asiasta oli käytännössä velvoite päästä yhteisymmärrykseen jokaisella tasolla, ennenkuin osa voitiin lyödä lukkoon. Yhteistyöllä ei ollut pääjohtajaa ja varajohtajaa kuin nimellisesti: käytännössä pääjohtajia oli kaksi, britti ja ranskalainen. Lisäksi yhteistyön moottorina olivat pitkälti vanhojen vihamiesten poliittiset intressit. Asetelma oli täydellinen, jos tarkoituksena oli luoda kaoottinen farssi.

Hämmästyttävää kyllä, Concorde eteni jopa sujuvasti. Johtokunta kokoontui hyvin harvoin, kun taas toimihenkilöt suorastaan veljeilivät keskenään. Suurin osa teknillisistä ongelmista on puhtaasti teknillisiä, joten niihin on puhtaasti teknillinen ratkaisu, ja juuri niitä ongelmia insinöörit on koulutettu ratkaisemaan. Lisäksi työnjako oli kuitenkin selkeä. Insinööriparien eri tehtaiden välillä piti huolehtia lähinnä siitä, että eri osat sopivat toisiinsa ja täyttivät niille asetetut vaatimukset.  Kansallisylpeys ja kielimuuri murtuivat yllättävän helposti. Ranskalaiset Sud-Aviationin insinöörit olivat tottuneet puhumaan englantia jo rakentaessaan Caravellea kansainvälisille markkinoille, mikä oli osoittautunut menestykseksi. Heillä oli siis etulyöntiasema, koska he pysyivät kärryillä edistyksestä kummassakin maassa. Britit taas eivät halunneet jäädä apumiehen asemaan, joten useimmat oppivat pikkuhiljaa puhumaan ranskaa. Kummatkin saivat myös käyttää itselleen tuttuja yksiköitä, britit tuumia ja ranskalaiset metrejä. Kaikki mitat oli kuitenkin aina kirjattava piirustuksiin molemmilla yksiköillä ja muuntokertoimet oli vakioitu. Ennenkaikkea insinöörit saivat työrauhan, kun kylterit tekivät kuin viekkaat varkaat ja väärät valtiaat, ja etsiytyivät kukin omia teitä omiin kupliinsa omassa maassaan.

Kommelluksitta touhu ei tietenkään mennyt. Eri tehtaiden välillä oli luonnollisesti kitkaa, sillä ne olivat syystäkin ylpeitä omista saavutuksistaan. Kitka ei tosin johtunut niinkään siitä, että työtä oli pakko tehdä vierasmaalaisten kanssa, vaan yhtiöiden kansallistaminen aiheutti ärtymystä. Monet kokivat, että se yhtiö, jota he olivat ylpeydellä palvelleet, oli lakaistu syrjään aivan turhaan. Lisäksi brittien ja ranskalaisten välillä oli tapakultturieroja, jotka olivat yllättävän sitkeitä. Briteille oli tavallista puhutella toisiaan etunimellä, ja erään pitkän ja raskaan kokouksen päätteeksi erään brittityöryhmän päällikkö pyysi Jeania, ranskalaisen työryhmän päällikköä, pyytämään Honorinen paikalle, jotta kokouksessa syntynyt päätös tulisi varmasti kirjattua standardinmukaisesti asiapapereihin. Jean kysyi ihmeissään: ”Kuka on Honorine? ”

Honorine oli ollut Jeanin sihteeri jo kolme vuotta, mutta ranskalaiset tunsivat hänet vain nimellä Mademoiselle Dupont.

Ainoa teknillinen riita oli koneen koossa. Ranskalaiset halusivat pienempää konetta, koska pelkäsivät kustannusten karkaavan. Britit taas pitivät transatlanttista kantamaa välttämättömänä, pääsisihän yliäänikone oikeuksiinsa sitä paremmin, mitä pidemmälle se lensi. Tilanteen ratkaisivat lopulta markkinavoimat: lentoyhtiöt halusivat suurempaa ja pidemmälle kantavaa konetta. Keväällä 1967 arvioitiin, että vuoteen 1980 mennessä myytäisiin vähintään 350 yliäänikonetta, ja Concordella olisi selvästi eniten etumatkaa markkinoille. Prototyyppien rakentaminen oli alkanut jo kevättalvella 1965. Amerikkalainen Boeing 2707-konsepti takkuili jatkuvasti kääntyvien siipiensä kanssa, ja joutui palaamaan lähtöruutuun. Concorde oli matkalla kohti markkinoiden yksinvaltaa.

Ensilento koitti 2. maaliskuuta ihmeiden vuonna 1969. Samana vuonna siivilleen nousi myös Concorden konseptin kilpailija, jättimäinen Boeing 747, ja Apollo 11 laskeutui Kuuhun. Kokonaan uusi maailma oli käden ulottuvilla. Maailma oli ihmeiden kyllästämä.

Rakkauden hehku

Kahteen Machiin vaadittiin hirvittäviä muskeleita. Voimanlähteen alkukotina on Bristol Siddeley Olympus, joka kyyditti niin ikään deltasiipisiä Avro Vulcan –pommikoneita. Olympusta jatkokehitettiin edelleen yliäänirynnäkkökone TSR-2:ta varten, jolloin mukaan tuli ranskalainen SNECMA. Tämäkin projekti jaettiin osiin: Moottoria ja sen apulaitteita kehitti Bristol Siddeley, ilmanottoja BAC ja pakosuutinta sekä jälkipoltinta SNECMA. TSR-2 kuoli keväällä 1965, mutta nyt Rolls Royce/SNECMA Olympus 593:na tunnettu moottori jatkoi elämäänsä, sillä Concorde tarvitsi muskelinsa, ja ne se myös sai. Olympus 593 on kaikkien aikojen murhakulli.

Kaksivaihesen aksiaalikompressorisen suoran suihkumoottorin korkea- ja matalapainepuolella on kummallakin 7 ahtovaihetta ja yksivaiheinen turbiini. Kahden Machin nopeudessa ilmanoton lämpötila kasvaa 120 asteeseen, joten kompressorikoteot, staattorilavat ja roottorit on tehty titaanista neljää viimeistä korkeapainevaihetta lukuunottamatta, jotka ovat nikkeliseosta Nimonic 90. Siinä on 54 % nikkeliä, 21 % kromia, sama mokoma kobolttia ja pari prosenttia titaania sekä alumiinia. Samasta seoksesta on valmistettu 16 kaksoissuuttimella varustettu liekkikehä.  Työntövoimaa pukataan kuivana 140 kN ja jälkipoltolla 170.

Kolmen tonnin painoinen kerosiinikrematorio käyttää dinosaurusmehua 33,8 grammaa kilonewtonsekuntia kohti (siis puolet enemmän, kuin ohivirtaava JT3D), mutta nyt fysiikka alkaakin tehdä outoja. Koska mekaniikassa työ on voima kertaa matka ( W = F * s ), teho on voima kertaa nopeus ( P = F * v).  Olympus 593:lla molemmat luvut ovat suuria, sen tehoekvivalentiksi tulee 27 megawattia eli 36 000 hevosvoimaa. Teho on myös energiaa jaettuna ajalla ( P = E / t) , ja tällä kaavalla Olympus 593 käyttää polttoaineen energiasta hyödykseen 43 %, mikä on huikea luku. Tämä johtuu pitkälti siitä, että suihkumoottorit toimivat sitä paremmin, mitä nopeammin kaasu niiden sisällä virtaa, tai oikeammin, mitä suurempaan nopeuteen se kiihtyy. Concorden polttoainetalous on kuitenkin todella kehno: se kulkee tädellä kuormalla 6,87 kilometriä per matkustaja per litra kerosiinia, kun Boeing 707 kulkee 14,45 ja Boeing 747 taas 20,8. Tämä johtuu kahdesta syystä: Concordeen mahtuu tiiviistikin vain 120 matkustajaa, ja toisekseen yliääninopeudessa lentäminen vaatii suurten vastusvoimien voittamista. Siksi polttoainetta kuluu paljon, vaikka moottorit tuottavatkin työntövoimaa paremmalla hyötysuhteella. Niiden täytyy tuottaa työntövoimaa suhteessa enemmän, kuin hitaammin lentävien lentokoneiden. Jopa monimutkainen yliääniaerodynamiikka poislukien vastusvoimat nimittäin kasvavat karkeasti ottaen nopeuden neliössä.

Concorden ilmanotto oli monimutkainen järjestelmä. Kulmikkaassa ilmanotossa on useita ramppeja,joilla ilman virtausnopeutta ja –painetta voidaan säätää. Sisäänvirtavaan ilmaan luodaan ilmanottoputken muodolla useita shokkiaaltoja, joissa paine nousee mutta nopeus laskee. Tämä on välttämätöntä, sillä moottori voi tuottaa työntövoimaa vain kiihdyttämällä ilmaa ( F = m*a). Painesuhde on jo ilmanotossa 7,3:1, siis laiskahkon bensiinimoottorin luokkaa.

Vielä mielenkiintoisemmaksi ilmanotto menee, kun tarkastellaan sen ohivirtausportteja säätyvine vuotoramppeineen, apuilmanottoaukkoja, ja alemman ohivirtauspuolen sivuvirtausramppeja. Lisäksi säätyvän Lavalin suuttimen etupuolella on sivuottoluukut.  Tämä on monimutkaisen Concorden monimutkaisin järjestelmä, vaikkei sitä ulkoa näkeään; kulmikas ilmanotto vaikuttaa hyvin yksinkertaisen näköiseltä. Todellisuudessa tietokoneiden hallinnoima järjestelmä tuntee lukuisia eri toimintamoodeja, ja vaihtaa niiden välillä automaattisesti ilman, että ohjaamomiehistön täytyy puuttua asiaan.

Lyhyesti ilmaistuna lentoonlähdössä kaikki ilmanotot ovat auki, paitsi ohivirtausvaihe (tätä ei pidä sekoittaa ohivirtausmoottoriin; Olympus 593 on puhdas turbojet, eli ohivirtaava ilma ei ole kompressorin paineistamaa, vaan ohivirtaus ohittaa koko moottorin). Tällöin moottori saa kompressorinsa läpi maksimaalisen määrän sisääntuloilmaa, eli massavirta on suuri. Ohivirtauksen tarkoitus on sekä jäähdyttää jälkipoltinta, että ruokkia sitä happipitoisella ilmalla. Siksi sivuvirtausrampit  ja suuttimen sivuottoluukut ovat auki, mutta ohivirtausputken alkupää on kiinni.

Lentoonlähdön jälkeen jälkipolttimet sammutetaan, sillä niiden tarkoitus on tässä vaiheessa vain lyhentää lentoonlähtömatkaa. Ohivirtausportit avautuvat, ja apuilmanotot avautuvat enemmän, jotta pakovirtaus jäähtyy ja moottorimelu alenee. Sivuvirtausrampit sulkeutuvat aerodynaamisen vastuksen ohjaamina viimeistään nopeudessa 0,93 Mach.

Yliääninopeuden lähestyessä ilmanottoramppien kulmia muutetaan. Ne alkavat muodostaa shokkiaaltoja. Nopeuden edelleen kasvaessa Apuilmanotot avataankin ulospäin: ne alkavat vuotaa ilmaa, jota tulee nyt liikaa moottorin tarpeisiin nähden. Nopeudessa Mach 1,3 tasapaino saavutetaan. Apuilmanotot sulkeutuvat jälleen, ja ylärampit avautuvat täyteen mittaansa. Täydessä vauhdissa moottorin toiminta on kokenut samanlaisen transitiovaiheen, kuin Lockheed Blackbird: moottorit ylläpitävät enimmäkseen vain palamista ja tuottavat noin 8 % työntövoimasta. 21 % voimasta syntyy ohivrtauksen paetessa moottorin suuttimesta, ja muhkeat 63 % syntyy ilmanottojärjestelmän paine-eroista. Kaksinkertaisessa yliääninopeudessa painesuhde on huima 82:1, josta vain 11,3:1 syntyy moottorien kompressoreissa.  Yli puolet Concorden tuulitunnelitestauksesta menikin ilmanottojärjestelmän kehitykseen.

Yliäänielämää

Concorde oli täynnä huipputekniikkaa. Moottoreita ohjattiin tietokoneilla. Autopilotti mahdollisti nousun ilman, että lentäjät koskivat mihinkään. Hydraulijärjestelmän paine oli 28 MPa, eli kolmanneksen tavanomaista suurempi, jotta toimilaitteet voitaisiin tehdä keveämmiksi. Automaattinen painopisteenhallinta pumppasi polttoainetta säiliöstä toiseen pitääkseen painopisteen paikallaan. Lisäksi polttoaine toimi hyvänä lämpöakkuna, mitä käytettiin matkustamoilman ja rakenteiedn jäähdyttämiseen.  Aivan erityinen piirre liittyi äänivallin rikkomiseen: ilman virtausmekanismin muuttuessa ylisooniseksi myös paine- eli nostovoimakeskiö siirtyy siivessä noin kaksi metriä taaksepäin. Tämä johtaa vastaavasti nokan laskutaipumukseen.  Trimmin käyttö tämän torjumiseen olisi johtanut valtavaan vastuksen kasvuun, joten polttoainejärjestelmä huolehti myös tästä: se siirsi polttoainetta takasäiliöihin äänivallin lähestyessä. Se myös otti huomioon koneen negatiivisen ja positiivisen kiihtyvyyden, ja siirsi vastaavasti polttoainetta vastavaiheessa. Concordea ei tarvinnut normaalissa lennossa trimmata kertaakaan.

Runko on lähes kokonaan duralumiinia, joka pitää ominaisuutensa noin 200 asteeseen saakka, mikä on koneelle riittävä. Kapea runko ja ohut mutta laaja siipi myös aiheuttavat näkyviä taipumia koneen liikehtiessä. Nämä eivät kuitenkaan olleet ongelma, ja koelentäjät tekivät Concordella voitontynnyreitä ilman, että yksikään sen järjestelmistä hälytti. Sillä oli lähes hävittäjän lento-ominaisuudet, ja jopa enemmän: Concorde on aito superkruiseri. Jälkipolttimet nimittäin sammutetaan transsoonisen vastuksen hälvettyä viimeistään 1,7 Machin nopeudessa, mistä jatketaan täyteen vauhtiin kuivalla poltolla. Tähän eivät pysty useimmat hävittäjätkään.

Concordella oli valenokka: aerodynaaminen nokkakartio erillisine tuulilasikiiloineen laskettiin alas matalissa korkeuksissa, jotta lentäjät ylipäätään näkisivät eteensä, sillä laskuun tultiin ja lentoon lähdettiin suurilla kohtauskulmilla. Nousussa ja laskussa nokkakartio laskettiin 7 astetta alaspäin, mutta laskulähestymisen aikana 12,5 astetta, sillä Concordea lennettiin matalalla jopa 18 asteen kohtauskulmilla. Tällöin se käytännössä roikkuu ilmassa moottoriensa varassa, ja kömytys onkin muhkeaa. Kohtauskulman takia pyrstössä on pienet apurattaat pyrstötörmäysten välttämiseksi kiitorataa vasten. Lentoonlähtönopeus oli huimaava 400 km/h, ja laskuunkin tultiin karskisti 270 km/h. Siksi Concordessa on lukkiutumattomat hiilikuitujarrut, mutta yllättävää kyllä, ei jarruvarjoa. Olympus 593:ssa oli nimittäin yliteknisyyden huipentamiseksi myös moottorireverssit eli suihkujarrut, erittäin poikkeuksellinen piirre jälkipolttavalle moottorille. Suihkusuuttimet voidaan kääntää sisään pakovrtaukseen, jolloin niiden juuri aukeaa, mistä suihkuvirtaus pakenee eteenpäin.

Ilman kompressio, tästä johtuva lämpeneminen ja tästä edelleen johtuva lämpölaajeneminen saa Concorden pitenemään lennossa 30 senttiä. Suurin osa tästä laajenemisesta tapahtui ohjaamokartion ja matkustamon paineseinän rajapinnassa, missä lämpötilaero oli suurimmillaan. Lentomekaanikoilla olikin tapana työntää yliääninopeudessa lentäjänlakkinsa roikkumaan lipasta lentopaneelin taakse syntyvään aukkoon. Mielenkiintoisena yksityiskohtana vuonna 1973 ensimmäinen prototyyppi Concorde 001 lensi Afrikan yllä täyttä hönkää auringonpimennyksen perässä, ja sen kattoon oli porattu kameraportit ja tähystysaukot. Auringonpimennys kestää maan pinnalla kahdesta seitsemään minuuttia. Concordessa se kesti 74 minuuttia.

Alun loppu

Concorde lentää ylempänä ilmakehässä kuin muut matkustajakoneet, noin 18 000 metrissä eli otsonikerroksen alapäässä. Täällä aurinkotuulen ionisoiva säteily on voimakkaampaa, kuin maanpinnalla. Concorden lentonopeuden vuoksi kuitenkin miehistöt ja matkustajat altistuivat pienemmälle säteilyannokselle, kuin tavanomaisissa suihkukoneissa. Altistusaika oli 8 tunnin sijaan 3 tuntia.

Concordella oli näyttää kannuksensa. Se oli kirjaimellisesti insinööritaidon kruununjalokivi. Unelman ampui kuitenkin alas vuoden 1973 öljykriisi. Öljyn hinta hyppäsi nelinkertaiseksi. Concorde oli suunniteltu siitä lähtökohdasta, että polttoaineen hinta olisi vain murto-osa koneen käyttökustannuksista, ja 1950-luvun loppupuolella lentomatkustajat muutenkin olivat vielä pitkälti ylempää keskiluokkaa, jotka maksoivat nopeasta matkustamisesta eivätkä siitä, että ylipäätään jotenkin pääsisivät perille. Concorden maturointi palveluskäyttöön kesti tammikuuhun 1976 asti, ja tällöin kaikki halut sen hankkimiseen olviat kadonneet. Lentoyhtiöt kamppailivat tuolloin jo olemassaolevankin kalustonsa ylläpidon kanssa. Concorde oli polttoaineelle yhtä perso kuin teekkari keskioluelle. Lisäksi alkuperäisen 90 miljoonan punnan sijaan Concorden kehitys oli tullut maksamaan 1300 miljoonaa puntaa, eli nykyrahassa noin 8 miljardia. Yksikköhinnaksi alkuperäiselläkin myyntimäärällä laskettiin 23 miljoonaa puntaa. Lisäksi tuottamansa valtavan yliäänipamauksen vuoksi Concorde ei saanut lentää yliääninopeudella kuin meren yllä. Näillä markkinoilla sillä oli neekerin mahdollisuudet Ku Klux Klanin grillijuhlilla. Ainoat tilaajat olivat Englannin ja Ranskan valtionyhtiöt British Airways ja Air France.

Lennot Concordella alkoivat tammikuussa 1976 Lontoosta Bahrainiin ja Pariisista Rio de Janeiroon. USA aluksi kielsi Concorde-lennot ilmatilassaan vedoten yliäänipamauksiin, mutta todellinen syy oli häpeä amerikkalaisen yliäänikoneen epäonnistumisesta. Lupapolitiikkakin hölleni pikkuhiljaa, kun amerikkalaiset oivalsivat, että Concorde-lennot lisäisivät bisneslentoja amerikkalaisille lentokentille ja täten hyödyttäisivät heidän talouttaan, mutta amerikkalaisilla ei ollut lentojen taloudellista riskiä.

Taloudellisen riskin kantoivat veronmaksajat. Koneita rakennettiin yhteensä 20 kappaletta, joista 14 oli operatiivisia matkustajakonemalleja, 7 kummallekin lentoyhtiölle. British Airways maksoi lopulta pitkien vaiheiden ja yksityistämisen jälkeen kustakin koneestaan yhden punnan kappaleelta. Kun sillä näin ei ollut pääomarasitteita, koneita voitiin lentää voitollisesti. Concordessa oli vain ykkösluokka, ja suurin osa sillä matkustaneista ei maksanut omaa lippuaan itse, eikä täten tiennyt, minkä verran sillä lentäminen maksoi. BA sääti lippujen hintaa tämänmukaisesti: niissä oli ilmaa. Ykkösluokan edestakainen lippu New Yorkiin maksoi vuonna 1984 Concordella 2400 puntaa, ja saman yhtiön 747:llä vajaa 2000 puntaa. Tuo 400 punnan erotus oli käytännössä voittoa lentoyhtiölle.  Air France ei tähän kyennyt, sillä briteistä lentää paljon enemmän bisnesmatkustajia Amerikkaan, kuin Ranskasta. Sen sijaan Air France vuokrasi koneitaan mielellään eteenpäin, 90-luvulla jopa Pepsi-yhtiölle.

Lopun alku

Kaikki kuitenkin jatkui erilaisten poliittisten suhmuroiden sekamelskasta huolimatta yli 20 vuotta. Sitten koitti murheellinen päivä 25. heinäkuuta 2000, kun Continental Airlinesin DC-10-40 täristi JT9D-moottoristaan irti suihkujarrun etureunan tiivistelistan. Muutaman kymmenen sentin mittainen titaaniliuska jäi lojumaan Pariisin Charles de Gaullen kiitoradalle. Air Francen Concorde F-BTSC oli seuraavana jonossa. Irronnut liuska osui päälaskutelineen renkaisiin. Korkeapaineiset renkaat räjähtivät, kun teräväreunainen lista läpäisi ne. Renkaankappaleet lensivät suurella voimalla ympäri kulkukehäänsä, ja osa niistä osui yläpuolellaan olevaan siipeen. Raskaat kappaleet löivät suoraan täysiä polttoainesäiliöitä vasten. Säiliöt kuitenkin kestivät itse iskun: repeämät tulivat sisältä ulospäin.

Täysissä säiliöissä ei kokoonpuristumattomalla nesteellä ollut tilaa joustaa, kun renkaanpala löi sen alareunaan lommon. Tämä aiheutti vesivasarailmiön: säiliön paine nousi räjähdysmäisesti, kun sen tilavuutta pienennettiin. Tilavuus ottaa paikkansa kyselemättä, ellei sen vastapaine riitä vastustamaan tunkeumaa. Tämä tarkoittaa sitä, että polttoainesäiliön alareuna oli riittävän luja muttei jäykkä vastustaakseen tunkeumaa, ja säiliön takareuna oli vähemmän luja, ja tästä vähiten lujasta paikasta tilavuus tulee väkisin ulos. Tämän säiliön takareuna on moottorien vieressä. Concorde nousee jälkipolttimet päällä. Loput voitte arvata.

Murtuneesta säiliöstä valuu kerosiinia satoja litroja sekunnissa suoraan jälkipolttoliekkiin. Koneen vasen siipi muuttuu valtavaksi soihduksi. Lentäjillä ei ole muuta vaihtoehtoa, kuin yrittää nousta, sillä ratkaisunopeus V1 on jo ylitetty.  Epäsymmetrinen työntövoima kampeaa koneen toiselle kyljellen.  Palava kerosiini hehkuu yli 1000 asteen lämmössä. Alumiini alkaa sulaa. F-BTSC romahtaa hotelli Hotellissimon päälle. Savun hälvettyä raunioista kaivetaan 109 vainajaa.

Kone oli räjäytellyt renkaitaan ennenkin, eikä sellainen ole suihkukoneelle muutenkaan tavatonta. Siksi ne on paineistettu inertillä typellä eikä ilmalla, jottei kuuman renkaan pamahtaminen kuiluissa aiheuttaisi tulipaloa. 70- ja 80- lukujen vaihteessa Concordelle kävi useita tilanteita, missä räjähtäneet renkaat vaurioittivat moottoreita, hydrauliikkaa ja sähköjä. 1988 irronnut renkaanpultti jopa lävisti polttoainesäiliön, 1993 toinen Concorde repäisi rullatessaan omat säiliönsä auki renkaan räjähdettyä. 1989 G-BOAF onnistui lentämään koko matkan Uudesta-Seelannista Sydneyyn osa sivuvakaajasta irtirevenneenä. Syynä oli niittaukseen päässyt korroosio. Lentäjät eivät huomenneet juuri mitään outoa kuin vasta maassa.

Viimeiset jäähyväiset

Concordelle tehtiin raivokkaasti korjaussarja.  Polttoainesäiliöt sisäpäällystettiin kevlarilla, jotta mikään isku sen enempää sisältä kuin ulkoakaan päin ei voisi päästää polttoainetta ulos. Renkaiksi kehitetttiin pikavauhtia huomattavasti jämymmät versiot, mitä alettiin myös käyttää muissa lentokoneissa. Juuri, kun uudistukset oli saatu asennettua Concordeihin ja lennot saattoivat jatkua, tapahtui Bushin unelma, syyskuun 11. 2001. Turvatarkastuksista tuli Touretten syndooma,  ja öljysota Irakissa potkaisi polttoaineen hinnan jälleen uudelle tasolle. Yleisö oli myös ehtinyt menettää luottamuksensa Concordeen, josta oli pienten lukujen matematiikan vuoksi tullut turvallisimmasta mahdollisesta matkustajakoneesta vaarallisin.

Sekä Air France että British Airways päättivät eläköittää laivastonsa. Ranskalaiset siirsivät koneensa pikkuhiljaa museoihin, mutta BA piti vielä jäähyväiskiertueen, missä Concordet tekivät ylilennon jokaisen kiertuekaupungin yllä. Viimeinen lento laskeutui Filtoniin 26. marraskuuta 2003.

Concorden tarina oli päättynyt. Serkkunsa Lockheed Blackbirdin tavoin Concorde lensi suoraan insinöörien sydämiin. Kumpikin on kerrassan mykistävä näky.  Concorden ura kesti 27 vuotta.  Yliääniaika on suljettu museohangaarien kevytmetallisarkofageihin, eikä se enää koskaan palaa.

Hyvästi, ja kiitos näistä vuosista.

Boeing 747 – Very heavy, very humble

747:n tarina on saatavissa kuunnelmana

Jumbojetin tarina alkaa Yhdysvaltain ilmavoimien aivotrustista. Kylmän sodan viheliäiset sivuraiteet kaikenlaisissa luotaantyöntävissä maapallon perslävissä vaativat maailmanpoliisin logistiikalta paljon. Siksi ilmavoimissa alettiin vuonna 1963 ideoida rahtikoneiden ylijättiläistä, jolla vihanpitovälineitä voitaisiin rahdata pitkin planeettaa. Vaadittiin merkittävästi suurempaa konetta, kuin palvelukseen juuri astuva Lockheed Starlifter. Toukokuussa 1964 Ilmavoimat käynnisti tarjouskilpailun, jolla oli vetoava nimi: CX-HLS eli Cargo Experimental Heavy Logistics System. Koneelta vaadittiin 81 tonnin kuormauskykyä, 800 km/h maksiminopeutta ja 5000 meripeninkulman eli 9300 kilometrin toimintasädettä, ja se tuli kyetä lastaamaan niin keula- kuin peräporteistakin.  Kilpailuun karsiutuivat pian Boeing, Douglas ja Lockheed.

Kilpailun voitti Lockheed, jonka koneesta tuli C-5 Galaxy. Boeingille jäi käteen puolivalmiit piirustukset. Hihassa oli kuitenkin ässä; Boeing oli mullistanut lentomatkustamisen maailman 707:llään. Maailman lentokentät eivät pysyneet edeltäjiään tuplaten suuremman ja nopeamman koneen tuomien matkustajavirtojen tahdissa. Pan Am, joka oli avannut pelin tilaamalla uhkarohkeasti 707:ää, aikoi ihan tunnelman kohottamiseksi tehdä saman tempun uudestaan. Kaksi kertaa suurempien koneiden käyttö mahdollistaisi matkustajamäärien kaksinkertaistamisen samalla kiitoratakapasiteetilla. 707:ää ei kuitenkaan voitu enää kasvattaa. Pidempi runko olisi vaatinut suurempia moottoreita, jotka taas eivät olisi mahtuneet siipien alle, jolloin oltaisiin vaadittu kokonaan uudet laskutelineet, jotka taas olisivat vaatineet kokonaan uusia runkolohkoja. Boeing oli kuin pornolehti kädessä kiinni jäänyt teini - Kun homma oli jo puolivälissä, oli sama jatkaa loppuun asti. Rahtikoneesta muokattiin matkustajakone.

Työtä määrättiin tekemään Joe Sutter, Boeingin Kelly Johnson.  Sutter teki ensitöikseen kierroksen Pan Amin ja muiden suurten lentoyhtiöiden konttoreissa, ja kartoitti mitä nämä oikein kaipasivat. Alkuperäisissä 747:n piirustuksissa oli ylätasosiipi paremman kuormauskorkeuden saavuttamiseksi, mutta tämä piirre vaihtui pian alatasoon. Matkustajakäytössä ei tarvittu sotilasrahtarin kenttäkelpoisuutta, mutta ylätaso nostaa nostovoimakeskion painovoimakeskiön yläpuolelle, mikä tekee koneesta alttiin Dutch roll –imiölle, eli suunta-kallistusheilahtelulle.

Koneen ohjaamo kuitenkin säilytettiin alkuperäisen rahtarin mukaisesti yläkerrassa, jonne se oli siirretty rahtioven tieltä, ja jotta koneesta saataisiin läpiajettava. 60-luvun alussa nimittäin oltiin jokseenkin varmoja, että lentomatkustamisen tulevaisuudessa olisi kaksi tietä: lyhyitä reittejä lentäisivät pienet suihkukoneet ja taivaan uudet valtiaat, yliäänikoneet, valtaisivat mannertenväliset reitit. Tähän menisi kuitenkin vielä reilu vuosikymmen. Siihen asti lentoyhtiöt voisivat lennättää jättikoneella matkustajia ja siirtyessään yliääniaikaan antaa lomakookoksille uuden elämän siinä käytössä, mihin ne alunperin olikin suunniteltu, eli rahtikoneina. Koneisiin voitaisiin jälkikäteen asentaa suhteellisen helposti avattava nokka, jolloin koko kabiini voitaisiin ahtaa täyteen rahtikontteja. Tämä teki 747:stä suhteellisen turvallisen sijoituksen.

747 ja 707. Kuva: https://airandspace.si.edu/multimedia-gallery/7254hjpg

747:n suunnittelussa käytettiin aivan uudenlaista mentelmää eli vikapuuanalyysiä. Tämä deduktiivinen vianetsintämenetelmä muodostaa kustakin koneen osasta Boolen algebralla oman vikapuunsa, joka paljastaa järjestelmien keskinäiset riippuvuudet ja täten vian etenemisen ja vaikutukset muihin koneen osiin. 747 onkin täynnä varman päälle pelaamista. Rahtikonekäytön vuoksi sen rakenteet on ylimitoitettu, hydraulijärjestelmä kolminkertainen, laskuteline neliosainen ja ohjainpinnat – siis eivät niiden ohjaimet vaan itse siivekkeet – on kahdennettu. Siiven kolmiosaiset nousulaipat olivat aikansa tehokkaimpia. Ne lisäsivät siiven pinta-alaa 21 %, mutta nostovoimaa 90 %.  747 kykenikin käyttämään olemassaolevia kiitoratoja. Siipikulma on nuolisiivelle varsin jyrkkä 37,5 astetta, sillä 747 lentää aivan transsoonisen alueen rajalla, 0,88 Machissa eli 900 km/h.

Boeing 747 asetti kokonaan uudenlaisen standardin. Se oli ensimmäinen jumbojetti, eli laajarunkokone. Siinä oli koko koneen pituudelta kaksi käytävää. Jos tämä ei riittäisi, yläkerrassa on ylimääräistä tilaa rahtikonesuunnitelmien jäljiltä. Lentoyhtiöt eivät tienneet Boeingia paremmin, mitä oikein tehdä ylimääräisellä tilalla. Aluksi sinne rakennettiin baari, mutta pian alettiin asentaa matkustajapaikkoja myös yläkertaan. Siksi muutamissa ensimmäisissä 747-koneissa on kolme ikkunaa yläkabiinissa per puoli, mutta myöhemmissä kymmenen. Aivan ennenkaikkea 747 oli kooltaan suorastaan gargantuaaninen: sen lentoonlähtöpaino oli 333 tonnia, pituus  70 metriä ja kärkiväli lähes 60 metriä. Matkustajapaikkoja oli 550.

Alkuperäinen yläkerta näkyy alkupään 747-100:issa.

Jättiläinen vaati jättiläisen muskelit. Niitä tarjosi ehta murhakulli, Pratt&Whitney JT9D. Ilmavoimien rahtikoneprojektiin kehitetty helvetinkone oli ensimmäisiä korkean ohivirtaussuhteen suihkumoottoreita, eli high-bypass turbofaneja. Se tuottaa enemmän työntövoimaa ohivirtauksellaan, kuin suihkuvirtauksellaan; tarkkaan ottaen suhteessa 5:1. Kaksipaisuntaisessa moottorissa on matalapainepuolella yksivaiheinen ohivirtauspuhallin, kolmivaiheinen kompressori ja nelivaiheinen turbiini. Korkeapainepuolella taas on 11-vaiheinen kompressori ja kaksivaiheinen turbiini. Polttokammiona on liekkikehä. Ohivirtauspuhallin on yhtä megalomaaninen kuin 747 itse: sen halkaisija on 2,34 metriä. Aikuinen mahtuu seisomaan siinä kädet ylhäällä. Vielä megalonaanisempaa on sen suorituskyky. Neljän tonnin painoinen riski möliskö pauhui 213 kilonewtonin eli 21 tonnin voimalla. Syy valtavaan ohivirtauspuhaltimeen piilee persoudessa dinosaurusmehulle: JT9D imee kerosiinia noin 17 grammaa newtonsekuntia kohti. Sillä on kaksi kertaa suoran suihkumoottorin, eli turbojetin, työntövoima mutta vain kaksi kolmasosaa sen kulutuksesta.

747:llä oli näyttää kannuksensa. Sen kehittäminen olisi kuitenkin hyvin kallista. Pelkästään koneen koko ja monimutkaisuus tekivät siitä suuren haasteen, modernista teknologiasta puhumattakaan. Lisäksi 747 oli mitoiltaan niin hyytävä, ettei se olisi mahtunut Boeingin tehtailta ulos. Riski oli suuri. Pan Amin johtaja Juan Trippe ja Boeingin johtaja Bill Allen pitivätkin keskenään tuokion, jota Suomessa kutsuttaisiin saunaillaksi. Sen päätös oli, että ”jos sinä poika rakennat, niin minä poika ostan!”. Huhtikuussa 1966 Pan Am tilasi 25 Boeing 747:ää.

Boeing päätti rakentaa kokonaan uuden tehtaan Everettiin, Washingtonin osavaltioon. Projekti vastasi mittakaavaltaan pyramidien rakentamista (Kheopsin pyramidin tilavuus on 2,583 miljoonaa kuutiometriä: Everettin tehtaan maansiirtotöissä maata kaivettiin noin 3 miljoonaa kuutiometriä). Hommia painettiin kuumeisesti, koska Boeing oli luvannut Pan Amille ensilennon kolmen vuoden sisällä. Työmaa oli yhtä saatanallinen kuin Oulun Teekkaritalolla; toisessa päässä tehdasta vielä rakennetaan, kun toisesta päästä rullaa ulos täysikokoinen staattinen 747:n malli. Rakennus on edelleen tilavuudeltaan maailman suurin.

747:n rollout 30. syyskuuta 1968

Sillä välin kun tuotantolaitosta tuotettiin, Boeing rakensi täysikokoisen mallin lisäksi erikoisen kulkuneuvon: kuorma-auton katolle asennetun 747:n ohjaamon. Yläkannella sijaitsevasta ohjaamosta on nimittäin matkaa asvaltin pintaan 7 ja puoli metriä, ja koelentäjiä oli koulutettava valtavan koneen käsittelyyn.

Syyskuussa Euroopan hulluna vuonna 1968 ensimmäinen 747 rullasi ulos tehtaalta. Tuotantopäätöksestä valmiiseen koneeseen oli kulunut 29 kuukautta; millä tahansa mittapuulla kunnioitusta herättävän lyhyt aika. Joe Sutterin insinööriryhmä tunnettiinkin nimellä Uskomattomat. Tässä vaiheessa tehtaalla ei ollut vielä valmista kattoa.

Ensilento koettiin ihmeiden vuonna 1969. Silloin ihmiset katsoivat taivaalle sydän täynnä toivoa. Tämä vuosi näki taivaiden kaunottaren: Concorden,  jättiläisen: 747:n, sekä ihmeen: Apollo 11:n.

Koelennoillaan 747 käyttäyti moitteettomasti. Siivekkeissä oli vielä pieniä vikoja, mutta ennenkaikkea täysin siististi lentävä kone oli täysin immuuni Dutch rollille. Boeing oli viimein karistanut suuren apinan selästään, sillä olihan ilmiö vaivannut kaikkia sen suihkujättiläisiä. Siivissä havaittiin flutteria eli tärinää, joka ratkaistiin heikentämällä muutamia jäykkäreitä. Korkeusvakaajan flutteri oli kuitenkin suurissa nopeuksissa tietyillä asetuksilla niin rajua, että ainoa ratkaisu oli asentaa painolastia. Tilaa oli hyvin minimaalisesti, ellei koneeseen tehtäisi aerodynaamisia muutoksia, jotka olisivat hyvin pitkällisiä. Siksi vakaajan painolasti on tiheintä materiaalia, jota saatavilla oli: köyhdytettyä uraania. Isotooppia U-238 on korkeusvakaajissa yhteensä 282 kiloa.

Kokoonpanoa Everettissä. Mittasuhteissa on jotain megalomaanista.

JT9D oli vielä raakile, kun 747 nousi siivilleen. Kompressorit sakkailivat ja kaasuvipujen ronski käsittely heitti turbiininkehykset irti paikoiltaan. Pulmien ratkaisu venyi seuraavaan kevääseen, johon mennessä Everettin tehtaalta oli valunut ulos 20 muuten valmista konetta. Tyhjiin moottorikehtoihin oli valettu betonia vastapainoksi. Pratt&Whitney kuitenkin kokosi itsensä ja JT9D kasvoi aikuiseksi. 747 esiteltiin yleisölle Pariisin lentonäytöksessä kesällä 1969. Joulukuussa se sai lentokelpoisuustodistuksen. Tammikuussa 1970 Yhdysvaltain ensimmäinen nainen Pat Nixon rikkoi shamppanjapullon koneen nokkaan Washingtonin lentokentällä. Palveluskäyttö alkoi.

747 oli vaativa lentoyhtiöille. Useimmat ostivat konetta enemmän sen suuren toimintasäteen kuin sen kapasiteetin takia. 747 söi kuitenkin 70 % kuormallakin 95 % siitä kerosiinista, mitä se söisi täydellä kuormalla. Lentoyhtiöiden oli siis markkinoitava lentojaan hyvin aggressiivisesti, jotta koneen kannattavuusraja tulisi täyteen. Monet yhtiöt tilasivat konetta lähinnä sen statuksen vuoksi – markkinajohtajilla oli oltava kovimmat vehkeet.  Siksi kokeiltiinkin kaikenlaista uutta. American Airlines väsäsi pianobaarin erään 747:nsä nokkaan ja palkkasi itsensä Frank Sinatran sinne esiintymään. 747 tarjosikin lähes rajattomat mahdollisuudet tarjota joko tonnikalapurkkimaista massakuljetusta, tai ylellisen kokemuksen ensimmäiselle luokalle baareineen ja sohvineen. Japanissa 747 sai aivan erityistä käyttöä, jota varten Boeing kehitti erityiset 747SR-mallit (Short Range). Tiheästi asutussa vuorten halkomassa Japanissa oli kysyntää lyhyttä reittiä sahaaville jättiläisille, jotka ahdettiin yhtä täyteen kuin Tokion metrot. SR-malleissa oli vahvistettu lähes jokaista rungon osaa, ja koneiden laskeutumissyklien elinkaari onkin kaksinkertainen perusmalleihin nähden, 52 000 sykliä. Vastaavasti osa polttoainesäiliöistä on poistettu.

747:n silkka massiivisuus toi myös lento-onnettomuudet uudelle tasolle. Ei ole sattumaa, että vakavimmat lento-onnettomuudet liittyvät 747:ään – mihinkään muuhun purkkiin ei mahdu sitä populaa. Maaliskuussa 1977 kaksi 747:ää törmäsi Teneriffan lentokentän kiitoradalla. Kuolleita oli 583. Eräs japanilainen 747 oli tullut laskuun liian jyrkällä kohtauskulmalla, ja saanut kiitoratakosketuksen. Kone korjattiin hätäillen ja seitsemän vuotta myöhemmin, elokuussa 1985 painerunko väsyi puhki. Painerungosta syöksyvä paineaalto ryntäsi peräsimen sisään, iskien sen irti. Ohjauskyvytön kone syöksyi vuoreen kyydissään 524 sielua. Heistä 4 jäi henkiin.

Koneen kehityskaari jatkui. Uusissa malleissa lentoonlähtöpainoa ja täten hyötykuormaa sekä kantamaa yhä vain lisättiin. Uusia moottoreita tuli tarjolle sopimaan lentoyhtiöiden olemassaolevaan kalustoon. 747SP, Special Performace, oli ultrapitkänmatkan versio. Siinä runkoa oli lyhennetty 14 metriä massan vähentämiseksi. Siipi oli kuitenkin sama, joten samalla nostovoimalla saatiin lentoonlähtömassan suurempi polttoainepitoisuus. Versio ei ollut kovin suosittu, mutta sen rakenteessa tehtiin merkittävä muutos koneeseen: yläkerran jatke kytkettiin mekaanisesti runkopalkilla siipipalkkiin, joka nyt siis oli lyhyemmässä koneessa lähellä siipeä. Kun 747:ää kehitettiin edelleen, tätä osaa käytettiin hyväksi. 747:n saattoi nyt tilata kaksi kertaa alkuperäisen mittaisella jatketulla yläkannella. Nämä mallit saivat liitteen SUD sanoista Stretched Upper Deck. Versiosta 747-300 eteenpäin tämä ylärunko oli vakiovaruste.

747SP. Lyhennetty runko näkyy selvästi.

747 koki renessanssin kahdesti.  747-400 toi vuonna 1989 lasiohjaamon, jossa lentomekaanikon tehtävä oli poistettu. Ohjaamossa oli enää kaksi lentäjää. Samalla erilaisten namiskuukkeleiden määrä ohjaamossa laski 971:stä 365:een. Siipeä pidennettiin ja se sai wingletit, eli jättöpyörrettä ja sen vastusta hillitsevät siivekkeet. Korkeusvakaajaan lisättiin polttoainesäiliö. Laskuteline sai hiilikuitujarrut ja suuremmat pyörät. Moottoreista kehitettiin uudemmat, tehokkaamat versiot. Myös niiden hallinta muuttui täysin digitaaliseksi (Full Authority Digital Engine Control).

Tässä vaiheessa kuitenkin konetyypin ongelmat nousivat esteeksi. Tyyppihyväksyntää ei myönnetty ennen kuin yläkerran lattiaa oltaisiin vahvistettu äkillisen paineen menetyksen varalta. Yksi 747 menetti samana vuonna 1989 paineensa rahtioven petettyä suunnitteluvirheen vuoksi. Samalla meni valtava lohko koneen kylkeä ja ikkunapaikkoja. 9 matkustajaa lensi Tyyneenmereen. Samanlaisia ongelmia oli tapahtunut 747-kannan ikääntyessä, joten homma meni uusiksi ja palikat vaihdettiin. Tyyppihyväksynnästä tulikin tilapäinen, kunnes osat vaihdettiin kaikkin koneisiin.

747:issä ilmeni myös toinen vakava suunnitteluvika: sivuvakaajaa kääntävä sylinteri saattoi kuluessaan läpilyödä ääriasentoon, ja hirttäytyä sinne. Tässä vaiheessa tilanteen pelasti enää Joe Sutterin suunnittelema redundanssi:  Sivuvakaajia on kaksi päällekkäin ja niillä on toisistaan riippumattomat toimisylinterit. Kaikissa tunnetuissa sylinterin kulumistapauksissa lentäjät saivat kumottua yhden sivuvakaajan ääriasennon toisella ja ohjattua koneen laskuun kääntämällä sitä käyttäen ulompien moottorien kaasuvipuja.

747-400. Tässä näkyy jo vakioksi muuttunut pidennetty yläkerta. Wingletit paljastavat 400-sarjalaiset armotta. Huomaa kolmiosaiset laipat. 

Seuraava, ja konetyypin viimeinen,  renessanssi on 747-8. Konetta pidennettiin 5,6 metriä, kaikkea modernisoitiin jälleen (ennenkaikkea 777:n ja 787:n osilla), moottoriksi tuli uuden sukupolven murhakulli GEnx ja kaikkialle asennettiin metroseksuaaleja uusmateriaaleja. Samalla lentoonlähtöpaino karkasi jo  447 tonniin.  Kyseinen malli on edelleen tuotannossa. Taloudellisen tuotannon alarajana pidetään 250 konetta. 747:ää on rakennettu kaikkiaan 1536 kappaletta. Se on ollut valtava menestystarina.

747-8 Intercontinental on sulavalinjainen. Pituuden lisäksi sen erottaa sahalaitaisista moottorikoteloista ja taivutetuista siivenkärjistä (raked wingtip). 747-8 on maailman pisin matkustajakone.

2000-luvulla 747:n on ohittanut uusi ylijättiläinen, Airbus A380. Kauttaaltaan kaksikerroksinen superjumbo on vallannut 747:n lokeron taivaiden kuningattarena ja riistänyt siltä valtikan, jota se piti 37 vuotta. Omana aikanaan 747:lle veti vertoja ainoastaan sen konseptillinen kilpailija Concorde. Molemmat lähtivät samaan kilpaan 1969. Tavallaan vahingossa 747 voitti. Se selvisi öljykriisistä ja jatkuvasta polttoaineen hinnanoususta suuren kokonsa turvin, mikä myös avitti sitä sotilasilmailun puolelle: 747:n runkoon on rakennettu niin lentävä komentokeskus E-4B, avaruussukkulan kantoalusta, lentävä ohjustentorjuntalaser, kuin myös se kaikkein ikonisin Air Force One.

Boeing 747 on monella tapaa poikkeuksellinen kone. Se ei ole ensimmäinen ylijättiläinen, saati mullistanut maailmaa edeltäjiensä tapaan, mutta on ensimmäinen lajiaan ja tyhjensi kerralla koko pajatson. Laajarunkokoneita rakensivat pian kaikki. Nöyrä jättiläinen otti paikkansa ilmailun kulmakivenä. Siitä tuli ikoni. Very Heavy, Very Humble.