Tupolev Tu-95 - Venäjän karhu

Venäjän karhun tarina alkaa toisen maailmansodan savuavien raunioiden keskeltä. Yhteensä kolme amerikkalaista B-29:ää teki pakkolaskun Neuvostoliittoon saatuaan osumia pommituslennoilla Japanin yllä. Neuvostoliitto kopioi koneet, mistä syntyi Tupolev Tu-4, ensimmäinen todellinen strateginen pommikone Neuvostoliitossa.

Korean sodassa neukkujen MiG-15:t antoivat runtua amerikkalaisille B-29:ille, mikä merkitsi mäntämoottoristen pommikoneiden loppua. Suihkuhävittäjät lensivät niitä lähes kolme kertaa nopeammin. Siksi Tu-4:n jatkokehitystyö keskeytettiin; tarvittiin enemmän nopeutta, tehoa ja polttoainetta, jotta pommikone kantaisi Amerikkaan saakka. Tämä taas oli välttämätöntä, sillä ensimmäisen sukupolven ydinaseet eivät kunnioittaneet kuin gravitaatiota: ne oli pudotettava kohteeseensa pommikoneella.

Tehoa saataisiin taivaan uusilta valtiailta, turbiineilta. Neuvostoilmavoimat vaati 8000 km toimintasädettä, mikä kantaisi Kamtsatkan niemimaalta Los Angelesiin, ja hyötykuormaksi vaadittiin 11 tonnia. Tehtävä annettiin Tupolevin ja Mjasistevin suunnittelutoimistoille. Jälkimmäinen tuotti suihkukäyttöisen M-4 –pommikoneen, mutta Tupolev piti suihkumoottoreita liian janoisina tehtävään (ja oli oikeassa: M-4 ei koskaan kyennyt täyttämään toimintasädevaatimuksia ja pommittajakäyttö jäi vaatimattomaksi). Mäntämoottoreiden teho taas ei millään riittäisi, joten Tupolev ehdotti potkuriturbiinien käyttöä. Ne tarjoaisivat lähes suihkukonemaista lentonopeutta mutta kuluttaisivat merkittävästi vähemmän polttoainetta. Ilmavoimat hyväksyikin Tupolevin ehdotuksen heinäkuussa 1951. Konetta alettiin rakentaa.

Tu-95 sai potkuriturbiinikoneelle poikkeuksellisen siiven. Sen nuolikulma on huikea 35 astetta, suurten suihkukoneiden luokkaa. Tämä ei ole ihme, sillä siiven perusratkaisut ja aerodynamiikka perustuvat samaan aikaan kehitystyössä olleen suihkupommittajan, Tu-16:n siipeen, jota Tupolev kehitti aerohydrodynaamisen keskusinstituutti TSAGI:n kanssa. Hurja nuolikulma oli tarpeen, sillä Tu-95 kolkutteli 900 km/h lentonopeuksia, ja ennen kaikkea näin saatiin koneen massakeskiö siirrettyä riittävän taakse. Pääsiipipalkin nimittäin täytyi mahtua kulkemaan pommikuilun editse, jotta solakkaan runkoon saatiin suuri kuilu mihin primitiiviset ydinpommit mahtuisivat.

Kuva: The Aviationist

Potkuriturbiinisuunnitelma oli kunnianhimoinen 1950-luvun taitteessa. Koneeseen vaadittiin neljää 10 000 hevosvoiman moottoria aikana, jolloin tehokkaimmatkin prototyypit puskivat vain 4800 hv. Tätä työtä pyöritti Kuznetsovin suunnittelutoimisto vankityövoimalla: heillä oli saksalaisia. Kolmannen valtakunnan raunioista oli kaivettu irti kaikki mikä irti lähti, ja tähän ryöstösaaliiseen kuului myös Junkersin moottoritehtaan insinööriosasto (yhteensä 622 germaania) ja SS-standartenführer (eversti) Ferdinand Brandner. Kuibusheviin (nyk. Samara), Neuvostoliiton Raaheen karkotettu natsi oli jo kehittänyt yliteknisen fiaskon Jumo 222:n ja vietti nyt vankileirielämää muuttaen natsiteknologiaa kyrillisille aivoille soveltuviksi. Tupolevin projektiin Kuznetsov ja Brandner sovelsivat natsiaikaisia potkuriturbiinipiirustuksia, joiden pohjalta alettiin uusia turbiineja rakentaa.

Pikkuhiljaa syntyivät TV-2 ja sen jatkokehitelmä TV-2F, joka kykeni 6250 hevosvoimaan. Tu-95:n ensimmäinen prototyyppi rakennettiin näiden moottorien varaan, joille tehtiin epäpyhä kaksoiskopulaatio: kussakin moottorikehdossa oli kaksi moottoria kytkettynä kontrarotaattoripotkuriin. Se nousi siivilleen marraskuussa 1952, mutta kopulaatiovaihdelaatikko levisi jo puolen vuoden päästä tuhoten prototyypin miehistöineen.

Murhakulli lähikuvassa eli Kuznetsovin pakoaukot. Kuva: Wikipedia

Seuraavassa prototyypissä voimanlähteenä oli hirveä murhakulli, Kuznetsov NK-12. Neukkulaiset korkean lämpötilan nikkeliseokset olivat maturoituneet riittävästi, jotta paineet ja koko laitteen koko saatiin kasvatettua aikuisten mittoihin. Aksiaalityyppinen 14-vaiheinen kompressori ruokkii liekkikannuja, joiden takapäät on yhdistetty liekkikehäksi, joka ruokkii 5-vaiheista turbiinia, jonka turbiinikehät on kytketty planeettatyyppisen alennusvaihteen kautta kahteen nelilapaiseen vakionopeuksiseen kontarotaattoripotkuriin, jotka pyörivät peräkkäin vastakkaisiin suuntiin. Täten ne kumoavat toistensa vääntömomentin ja kasvattavat potkurien työntövoimaa kasvattamatta sen poikkipinta-alaa efektiivisesti juuri lainkaan. Kompressorin painesuhde vaihtelee lentokorkeuden mukaan 9:1 ja 13:1 välillä, mistä huolehtivat säätyvät ilmanohjaimet ja hukkaportit. Turbiiniin virtaa 65 kiloa kaasua sekunnissa 1250 kelvinin lämpötilassa. NK-12 painoi 2900 kiloa ja raapi taivasta 15 000 hevosvoiman teholla. Se teki tämän hörppäämällä dinosaurusmehua 163 grammaa hevosvoimatuntia kohti (219 g/kWh), eli yli 40 % hyötysuhteella. Se on edelleen tehokkain koskaan rakennettu potkuriturbiini. NK-12 oli niin suuri menestys, että pahasaksalainen Brandner sai palkinnoksi palata Österbaumiin 1953 (Adolfin omena ei kauas puusta pudonnut: myöhemmin mies toimi mm. opettajana Maon Kiinassa ja rakensi Nasserin Egyptille suihkumoottorin).

Tu-95 on sosialismin tuotteeksi suorastaan elegantti. Kuva: Aviation Stock Exhange

NK-12:n muskeleilla Tu-95 kykeni näyttämään kannuksensa. Sarjatuotanto alkoi tammikuussa 1956. NATO:n hävittäjät kohtasivat niitä usein Atlantin, Itämeren ja Tyynenmeren yllä. Jopa matkalentotehoilla raakaa murinaa pitäneet pommikoneet saivat osuvan NATO-koodinimen: Bear eli Karhu. Aluksi kone palveli neuvostoilmavoimissa ydinpommittajana, mutta aika ajoi pian tällaisen roolin ohi, kun ilmataistelu- ja ilmatorjuntaohjukset sekä ennenkaikkea ydinohjukset kehittyivät. Sen sijaan Tu-95:lle kävi täsmälleen samoin kuin sen läntiselle vastineelle B-52:lle: sen varustusta muutettiin jatkuvasti täyttämään yhä uusia rooleja, antoihan suuri runko siihen mainiosti tilaa. Tu-95 varustettiinkin pian ilmatankkauspuomilla ja risteilyohjuksilla, ja siitä kehitettiin pidempirunkoinen laivastoversio Tu-142 pudotettavine kaikuluotainsondeineen ja hakeutuvine torpedoineen.

Ihan omanlaistaan käyttöä Tu-95 koki siviilipuolella: Aeroflot halusi oman versionsa kuljettamaan Neuvostoliiton tasa-arvoisimpia miehiä diplomaattireissuilleen. Tästä seurasi pian, huhtikuussa 1957, hyvin neukkulaisen karu tekele, Tu-116. Siinä pommikoneen rungosta on poistettu tykkitornit, pommiluukut ja pommitähtäimet. Pommikuilujen tilalle asennettiin kaksi matkustajaosastoa, huussi ja  garderoobi. Osastot oli paineistettu, mutta niistä ei päässyt kulkemaan toisiinsa tai ohjaamoon. Näitä koneita, joihin saatiin ängettyä huimat 24 matkustajaa, rakennettiin vain kaksi eikä niitä koskaan käytetty käyttötarkoitukseensa.

Tu-116. Kuva: Wikipedia

Sen sijaan marraskuussa 1957 taivaalle nousi Tu-114, joka sai siihenastiset matkustajakoneet näyttämään varpusenkyyneliltä. Koneeseen oltiin suunniteltu kokonaan uusi, tilava runko, johon Tu-95:n siivet ja päälaskuteline kytkettiin keskitason sijaan alatasoon. Päälaskuteline mahtui potkurien alle kuten pommikoneessakin, mutta nokkateline ei, kun runko nousi nyt toista metriä ylemmäs. Siksi se on kolme metriä korkea strutsinjalka. Aikanaan runko edusti hyvin modernia suunnittelua: siinä oli matkustamon alla rahtitilat, keittiö ja miehistön lepotilat. Matkustajia kyytiin mahtui 224 - siis enemmän kuin Boeing 707:ään, joka ei ollut vielä päässyt palvelukseen - ja lentonopeus oli potkurikoneelle mykistävä kuten Tu-95:lläkin: 850 km/h. Koneen lentäessä matkustajalentoja Atlantin yli USAF:n lentäjät seurasivat sitä hävittäjillään todistaakseen itselleen, että suuri potkurikone todella kykeni moisiin nopeuksiin. Uskottava oli.

Tu-114. Kuva: Airliners.net

Tu-114 esiteltiin lännessä Brysselin maailmannäyttelyssä 1958. Sama koneyksilö CCCP-Л5611 kuljetti Nikita Hrustsevin ensimmäiselle NL:n johtajan valtiovierailulle Yhdysvaltoihin syyskuussa 1959. Lento näin korkeilla panoksilla oli riskialtis konetyypin koelentojen ollessa vielä kesken, mutta Andrei Tupolev uskoi koneeseensa ja lähetti poikansa Aleksein mukaan lennolle mukanaan Tupolevin insinööriryhmä, joka viritti koneen puolilleen diagnostiikkalaitteita. Käytännössä valtiovierailu oli koelento. Tu-114:n saapuessa Andrewsin lentotukikohtaan Washingtonissa Neuvostoliiton uhkapeli tuotti mehevän voiton eli lännen täydellisen nöyryytyksen: tukikohdasta ei löytynyt tarpeeksi korkeita matkustajaportaita, ei edes tikkaita, jotka olisivat yltäneet Tu-114:n gargantuaaniseen korkeuteen maanpinnasta. Hrustsev joutui laskeutumaan koneesta sen omia hätätikkaita pitkin.

Palveluskäyttö Aeroflotissa alkoi huhtikuussa 1961. Tupolevit murisivat Moskovasta ympäri maailmaa Neuvostoliiton suuruuden päivinä. Samalla ne murisivat koko joukon ennätyksiä, jotka ovat yhä voimassa, kuten potkurikoneiden kattonopeusennätys 878 km/h ja 5000 km radan keskinopeusennätys 857 km/h. Yhteensä 60 000 hevosvoimaa karjui siipien alla kuin perseeseen ammuttu karhu: melutaso kabiinissa oli 112 dB, osin siksi, että potkurinlavat eivät karkaa ylisoonisiin nopeuksiin, vaan ne on suunniteltu pyörimään siellä. Tu-114 lensi Aeroflotin riveissä 14 vuotta kuljettaen 6 miljoonaa matkustajaa kokematta yhtään operatiivista onnettomuutta. Konetyyppi tunnettiin taloudellisena ja luotettavana, mutta elinkaari oli painerunkotekniikan primitiivisyydestä johtuen vain 14 000 tuntia, ja Aeroflotin 21 konetta saavuttivat tämän iän kesällä 1977.

Sotilaskoneen siviilimuunnoksesta seurasi pian sotilasmuunnos, Neuvostoliiton ensimmäinen AWACS-kone Tu-126 vuonna 1965. Siinä Tu-114:n rungon päälle oli rakennettu hulppea ufomainen tutka Liana (NATO-koodi Flat Jack). Pähein Karhun versio oli kuitenkin Tu-95LAL, ydinkäyttöisen pommikone Tu-119:n prototyyppi.  Tu-95:n pommikuiluun asennettiin ilmajäähdytteinen ydinreaktori ja lennoilla tutkittiin sekä reaktorin käytettävyyttä että säteilysuojausta, joka oli koottu nestemäisestä natriumista, berylliumoksidista, kadmiumista, parafiinivahasta ja teräksestä. Koneen moottorit olivat tavanomaisia Kuznetsoveja, mutta Tu-119:ssä sisemmät moottorit olisivat käyttäneet reaktorin kuumentamaa ilmaa. Lopulta sosialistinen realismi voitti, ja ydinkäyttöiset pommikoneet jäivät mielikuvituksen varaan (amerikkalaisilla oli vastaava NB-36 –projekti).

Tu-126. Kuva: Wikipedia

Kylmän sodan loppu 1991 merkitsi myös neuvostoilmavoimien loppua. Venäjän orvot palauteltiin pikkuhiljaa itäblokin ylijäämästä äiti Venäjälle pitkin 90-lukua, joka oli liian persaukinen operoidakseen koneita laajemmassa mittakaavassa, joita strategisten aseiden rajoitussopimus START 1 sitäpaitsi rajoitti. 1991 rivissä oli 84 Tu-95MS:ää (käyttää Tu-142:n pidempää runkoa) ja 63 Tu-95K:ta sekä 11 koulutusversiota Tu-95U. Karhun tarina ei kuitenkaan päättynyt: Tu-95MS ja Tu-142 säilyivät Venäjän arsenaalissa ja Vladimir Putinin kuvitelmat Neuvostoliiton uusista suuruuden päivistä johtivat laivaston täyteen reaktivointiin 2007. Karhut palasivat partioimaan säännöllisesti pohjoisen pallonpuoliskon valtamerten ylle. Venäjän karhu tulee elämöimään vähintään pitkälle 2020-luvulle. Silloin konetyypin ensilennosta on kulunut 70 vuotta. Lajinsa viimeinen on palannut haudastaan.

Lähteet:
https://theaviationist.com/2014/05/15/tu-95-launches-6-aclms/
https://fas.org/nuke/guide/russia/bomber/tu-95.htm
http://www.ausairpower.net/APA-Bear.html
http://www.airpages.ru/eng/ru/troph3.shtml
https://www.rikoooo.com/images/addon-ons/tupolev_tu-114_126_fsx_p3d/manual/history.html
https://www.airforce-technology.com/projects/tu95bear/