Kömyn valtakunta: Lockheed TriStar - Vain muutaman dollarin tähden

Kolmimoottoritrilogia, 2. osa

Kolmitähden tarina alkaa menestyksestä. Oikeastaan sitä edeltävien ensimmäisen sukupolven suihkukoneiden, Boeing 707:n, 727:n ja Douglas DC-8:n menestyksestä. Ne olivat raivanneet taivaasta turbiinien valtakunnan, jotka suurella matkustajakilometrien tuotollaan imivät kysyntää ja suurella koollaan pakottivat lentokentät kehittymään suurten koneiden käsittelyyn. 1960-luvun puolivälissä alettiin hahmotella seuraavan sukupolven matkustajakoneita, kuten Boeing 747:äänsä rahtikoneprojektin pohjalta, ja Douglas kehitti DC-8:sta pidennettyjä, tehokkaampia Super 60 –sarjan minijättiläisiä. American Airlines esitti tällöin Douglasille ja Lockheedille tarjouspyynnön lentokoneesta, jolla olisi toimintasäde New Yorkista Eurooppaan ja Dallasista Latinoamerikkaan, mutta 747:ää pienempi kapasiteetti ja siten käyttökustannukset – AA pelasi kannattavuusrajan kanssa varman päälle, sillä se piti 747:n myymistä täyteen hankalana.

Koneen olisi silti oltava kohtuullisen suuri ja vedettävä vajaat 400 matkustajaa. Sekä koneen koko että toimintakyky Atlantin yli vaativat vähintään kolmea moottoria. 60-luvun loppupuolen moottoriteknologia rajoitti moottoreiden työntövoimaa, ja lisäksi liittovaltion ilmailuviranomainen FAA rajoitti kaksimoottoristen matkustajakoneiden toimintaa 30 minuutin lentomatkaan lähimmälle lentokentälle. Yksikäytäväisestä koneesta tulisi tässä kokoluokassa epäkäytännöllisen pitkä, joten molemmat yhtiöt päättivät heti kättelyssä kehittää laajarunkokoneen, jumbojetin, jossa olisi koneen halki kaksi käytävää.

Kuva: Airline Reporter

Douglas otti konservatiivisen lähestymistavan. Sen DC-10:ssä käytettäisiin niin paljon koeteltua DC-8:n teknologiaa kuin mahdollista kehityskustannusten pitämiseksi kurissa. Lockheedilla ei ollut tähän sen enempää varaa kuin haluakaan: Sotilaspuolelle erikoistunut Lockheed oli kyllä kokenut teknologian kehittäjä, olihan sillä oma hämäriin projekteihin erikoistunut laboratorio Skunk Works, haisunäätien työpaja (ansioluettelo oli jo 60-luvulla päätähuumaava: F-104 Starfighter, U-2 Dragon Lady, SR-71 Blackbird). Sen sijaan matkustajakoneita Lockheed ei ollut tuottanut yli vuosikymmeneen, ja edellinen yritys, L-188 Electra, oli suunnitteluvirheisiin kaatunut floppi. Nyt ei siis olisi varaa epäonnistua. Lockheed päätti kehittää koneesta modernia teknologiaa käyttäen niin tehokkaan ja kyvykkään kuin mahdollista, ja missä teknologia ei ollut valmista, se oli kehitettävä. Koneesta tulisi esimerkillisen tehokas, hiljainen, käyttökelpoinen ja luotettava. Kolmimoottorinen lomakookos sai intendentuuritunnuksen L-1011 ja nimen TriStar.

Kuva: Airline Reporter

Kolmimoottorisuus on suihkukoneelle hankala konfiguraatio parittoman moottorimäärän vuoksi. Keskimmäinen moottori voidaan sijoittaa käytännössä vain pyrstökartion tai sivuvakaajan sisään. DC-10 päätyi yksinkertaisuutensa vuoksi jälkimmäiseen ja TriStar ensimmäiseen ratkaisuun. Pyrstöön upotettu moottori joutuu imemään ilmaa runkoa kiertäen, S-putken kautta. Tällöin ilman mutkittelu aiheuttaa turbulenssia ja virtausvastusta, mitkä heikentävät moottorin hyötysuhdetta, mutta rakenteesta saadaan kevyempi, kun tonnien painoista moottoria ei tarvitse kannatella rungon yläpuolella, moottorin huolto helpottuu sen sijaitessa lähempänä maata ja ennenkaikkea korkeusvakaaja ei ole huoltotöiden tiellä. S-putkiratkaisulla myös vastusvoimat pienenevät 2-4 %.

S-putki. Kuva: Wikipedia

Lockheed panosti moottoriratkaisuunsa paljon. Niin paljon, että se jätti kaiken yhden kortin varaan: moottoriksi valikoitiin uuden sukupolven murhakulli, Rolls Royce RB 211. Rolls Royce oli jo 1965 alkanut kehittää kolmipaisuntaista ohivirtaussuihkumoottoria. Yksi ohivirtauspuhallin, 7-vaiheinen keskipainekompressori ja 6-vaiheinen korkeapainekompressori ruokkivat liekkikehää, josta purkautuva suihkuvirtaus pyörittää yksivaiheisia korkea- ja keskipaineturbiineja ja kolmivaiheista matalapaineturbiinia. RB211 kuuluu kaikkien modernien kaupallisten suihkumoottoreiden lailla korkean ohivirtaussuhteen ohivirtaussuihkumoottoreiden sarjaan, eli high-bypass turbofaneihin. Se siis tuottaa enemmän työntövoimaa ohivirtauksellaan kuin suihkuvirtauksellaan, tarkkaan ottaen suhteessa 5:1. Rakenteessa ohivirtauspuhallin puhaltaa ilmaa nimensä mukaisesti moottorin ohi potkurin tapaan, mutta varsinainen taika on kolmivaiherakenteessa. Maksamalla rakenteen monimutkaisuuden lunnaat kohonneine rakentamis- ja ylläpitokuluineen Rolls Royce oli löytänyt insinöörimaailmasta natsien kultaa: kukin painealue toimi optimaalisella kierroslukualueellaan. Kun turbiinien ja kompressoreiden hyötysuhde nousi, saatiin myös suuri ohivirtaussuhde aikaan pienemmällä moottorin halkaisijalla, mikä taas pienentää ilmanvastusta ja hillitsee rakenteen painoa.

Kuva: Airline Reporter

Painonhallintasyistä Rolls Royce myös valmisti ohivirtauspuhaltimen Hyfil-hiilikuitukomposiitista. Ylikehittynyt teknologia myös näkyi RB211:n janoisuudessa dinosaurusmehulle: reilut 180 kN pukkaava möliskö imi kerosiinia 10,8 grammaa kilonewtonsekuntia kohti, siinä missä 747:n JT9D:t 17 grammaa, 707:n JT3D:t 22 grammaa ja alkuperäiset JT3C:t 26 grammaa. Näillä kannuksilla Lockheed valitsi yksinomaan RB211:n TriStarin voimanlähteeksi.

Ylikehittyneen moottorin lisäksi TriStarin avioniikka oli suoraan tulevaisuudesta. Ylikehittynyt autopilotti osasi tehdä täydellisen automaattisen laskeutumisen ILS-varustetuille lentokentille täysin nollanäkyvyydessä. Tarkkaan ottaen järjestelmässä oli suuntaa, korkeutta ja nopeutta ylläpitävän autopilotin lisäksi automatisoitu lennonhallinta, automaattinen vakautusjärjestelmä, kolminkertainen intertianavigointijärjetelmä, nelinkertainen hydrauliikkajärjestelmä, automaattinen vianetsintä- ja tallennusjärjestelmä ja erityinen suoratoiminen nostovoiman hallintajärjestelmä Direct Lift Control: automatiikka osasi käyttää siiven laippoja ja siivekkeitä tekemään pieniä muutoksia koneen lentorataan laskeutumisvaiheessa, mikä eliminoi täysin manuaalisessa lähestymisessä sovelletun peräsimien käytön. Koneen nokka siis pysyi käytännössä samassa asennossa vaikka laskeutumiskulmaa ja –nopeutta muutettiin.

Kuva: Airline Reporter

Kiihtyvyysanturit siivenkärjissä ja pyrstössä mittasivat lentotilaa jatkuvasti, ja ohjausjärjestelmä liikutti siivekkeitä jakamaan nostovoimaa mahdollisimman tasaisesti koko siiven yli - ominaisuus, joka pehmensi koneen käyttäytymistä ja joissain oloissa myös polttoainetaloutta. Performance Management System piti koneen optimaalisessa matkalentonopeudessa käyttäen kaasuvipuja nuukuudella. Sen sijaan PMS-oireet nostivat ja laskivat nokkaa aavistuksellisesti, säätäen koneen nopeutta ja säästäen moottoreita. Lockheed myös onnistui eliminoimaan S-putken virtaushäviöt lähes kokonaan tuulitunnelikokeissa, rajoittaen putken S-kurvien säteen neljännekseen putken halkaisijasta.

Kuva: Airline Reporter

Lockheed kuunteli lentoyhtiöitä suunnitellessaan matkustamoa. Keittiö siirrettiin rahtitilaan koneen alakertaan, ja sille rakennettiin oma ovi nopeuttamaan täydennystä lentokentällä. Tarjoilukärryt nostettiin kabiiniin kahdella pienellä hissillä. Sisutuksen suunnitteli oikea sisustussuunniteluyhtiö, Sundberg-Ferrar. Avara sisäkatto omintaikeisine vohvelivalaisimineen pyrki rikkomaan putkimaista vaihkutelmaa. Myöhemmin TriStariin lisättiin erikoinen piirre: ~~Aladoobi~~ garderoobi päällysvaatteille penkkirivin keskelle. TriStar suunniteltiin aikana, jolloin lentoyhtiöt eivät laskuttaneet ruumaan menevästä matkatavarasta eikä koneessa siksi ole tavaralokeroita käytävien varrrella kuin ikkunapaikoilla. Kaikki ulko-ovet olivat sähkötoimisia. Lockheed tarjosi lentoyhtiöille lisäksi lähes rajattoman määrän valikoida sisätilaratkaisut mieleisikseen - jopa ohjaamon väri oli valittavissa.

Kuva: Airline Reporter

.
Keväällä 1968 Lockheed oli saanut lähes sata tilausta. Paluu matkustajakonemarkkinoille oli todellisuutta. Lockheed Constellationin, 1940-luvun edistyneimmän matkustajakoneen kullanhohtoiset ajat olivat palaamassa. Lockheed oli valinnut korttinsa huolella elämän suuressa korttipelissä.

Ikävä kyllä kädessä ei ollut kuningasvärisuora tai edes ässäneloset. Rolls Royce joutui yhä paheneviin ongelmiin kehittäessään RB211:ttä. Hyfil-rakenteinen puhallin hajosi rasituskokeissa, missä moottoriin ammuttiin paineilmatykillä kana. Rakennetta ei saatu millään kestämään, joten puhallin rakennettiin uudelleen titaanista, mikä vei sekä aikaa että rahaa. Projektin pääinsinööri Adrian Lombard oli potkaissut tyhjää jo 1967. Monimutkainen kolmipaisunta myös söi yhä enemmän ja enemmän insinööritunteja. Yhden moottorin tuotantohinta oli karannut luvatusta 511 000 dollarista 550 000:een. Ennenkaikkea projekti ei pysynyt aikataulussa, kun suunnittelukustannukset karkasivat yli kaksinkertaisiksi ja Rolls Royce konkurssin partaalle. Eikä vain partaalle. Uudenvuoden tienoolla 1970 Rolls Royce oli ajautunut maksukyvyttömyyteen ja yhtiö otettiin selvitystilaan. Lockheed oli nyt kuin teini, jolta poliisi oli vienyt kossupullon. TriStarin runkoon ei voitu RB211:n kehittyneisyyden vuoksi asentaa toista moottoria, sillä suurempi puhaltimen halkaisija ei olisi mahtunut upotukseen ja integroituun moottorikehtoon, eikä pienempipuhaltiminen moottori olisi tuottanut riittävää tehoa. Lockheed oli kussut vastatuuleen.

Kuva: Airline Reporter

Kusessa oli myös Britannian hallitus. Rolls Royce oli maan merkittävimpiä teknologiateollisuuden työnantajia ja varasi suuren osan maan huippuinsinööreistä ja tuotekehityksestä. Valtavat summat tuotekehitysrahaa olivat myös vähällä valua viemäriin, mitä alleviivasi se, että RB211:tä kehitettiin käytännössä vain Lockheediä varten. Hallitus päätti tehdä sen mitä tehtävissä oli, kansallistaa yrityksen. Perustettiin uusi, veloista vapaa Rolls Royce jonka leipiin insinöörit siirtyivät keväällä 1971. Valtiontuella Rolls Royce kaivoi eläkkeeltä kovia tekijämiehiä, kuten Stanley Hookerin, tekemään tarvittavaa lujuuslaskentaa ja suunnittelua. Raharuiske ja nenänniisto lopulta tepsivät: RB 211 sai sertifikaatin huhtikuussa 1972. 12 päivää myöhemmin ensimmäinen TriStar astui palvelukseen.

Nyt oli kuitenkin liian myöhäistä. Kehittynyt TriStar tuli markkinoille lähes vuotta DC-10:n jälkijunassa. TriStar myös ylikehittyneen tekniikkansa ansiosta oli lähes yhtä kallis ostaa, kuin 747. Valtion tiukassa kontrollissa Rolls Royce ei myöskään voinut kehittää moottoriaan, toisin kuin DC-10:n moottoritoimittaja General Electric, joka pian toi tehokkaampia CF6:n versioita markkinoille, millä kasvatettiin DC-10:n lentoonlähtöpainoa ja polttoainekuormaa ja täten jatkettiin toimintasädettä. DC-10 voitti operationaalisessa joustavuudessa sen, minkä TriStar voitti tehokkuudessa. Hooker sai kehitettyä tehokkaaman, 220 kN version vasta 1973, kun DC-10 tarjosi tehokkaampien moottorien turvin mannertenvälistä versiota jo 1972. DC-10-30 lensi tuolloin 9600 km ja TriStar parhaimmillaankin 6700. TriStar tosin oli hieman suurempi: matkustajapaikkoja oli noin 20 enemmän ja maksimilentoonlähtöpainoa kymmenisen tonnia enemmän.

Todellista pitkänmatkanversiota L-1011-500 saatiin odottaa vuoteen 1978 saakka: tämäkin saavutettiin lyhentämällä runkoa 4,3 metriä ja lisäämällä tukirankoja runkoon ja laskutelineisiin, jotta lentoonlähtöpainoa ja siten polttoainekuormaa saatiin kasvatettua. Rungon lyhennys söi matkustajapaikkoja, mutta ennenkaikkea pienensi tyhjäpainoa eli suhteellinen polttoainekuorma nousi vielä enemmän. Kantamaa oli nyt 9900 km, tosin DC-10-30ER kellotti jo 10600 km.

Asioita pahentaakseen Lockheed osoitti, ettei ollut oppinut mitään Starfighterin lahjusskandaalista 1960-luvun alussa: Japanin poliisi sai Lockheedin kiinni Japanin pääministeri Kakuei Tanakan lahjonnasta TriStarin ostoon valtion lentoyhtiölle 1976. Päitä putoili myös Lockheedin johtokunnassa, ja lopulta Lockheed sai tarpeekseen. 250:s ja viimeinen TriStar rullattiin Palmdalen tehtaalta 1984 ja toimitettiin Royal Jordanialle kesäkuussa 1985.

1980-luvulla kolmimoottoristen markkinoita nakersivat pahasti kaksimoottoriset laajarunkokoneet Airbus A300 ja Boeing 767, varsinkin sitä mukaa kun rajoitukset kaksimoottoristen toiminnalle karisivat moottoreiden luotettavuuden ja viranomaissertifioinnin kehittyessä. Kolmimoottoriset menettivät teränsä, kun kaksimoottoristen ei enää vaadittu pitävän yhtä lyhyttä etäisyyttä varalaskupaikkaan kuin 1960-luvulla (ETOPS-säännöt: Extended-range Twin-engine Operational Performance Standards), ja moottoreiden työntövoima kasvoi sitä vauhtia että kolmas moottori kävi tarpeettomaksi. McDonnell Douglas rakensi 386 DC-10:tä ja 60 ilmatankkerikonetta KC-10 USA:n ilmavoimille. Välimallin koneiden markkina oli lopulta 1970-luvulla liian pieni kahdelle kilpailijalle. Niiden kanssa kilpailivat sekä niitä pienemmät että suuremmat konemallit, ja kumpikin vieläpä epäonnistui markkinoilla: TriStar myöhästymällä sekä kilpailun alusta että sen jatkosta moottoripulmiensa vuoksi ja vieläpä sotkeutumalla lahjusskandaaliin, ja DC-10 taas hutiloidulla suunnittelulla, mikä johti katastrofaalisiin onnettomuuksiin. Yleisö menetti luottamuksensa.

Lockheed ei enää koskaan palannut matkustajakonemarkkinoille. McDonnell Douglas taas rahapulassaan ja 80-luvun puolivälin markkinatilanteessa kykeni enää jatkokehittämään DC-10:n pidennetyksi, modernisoiduksi MD-11: ksi. Kone poltti enemmän polttoainetta kuin oli luvattu, ja ETOPS-määräysten höltyminen 90-luvulla ratkaisivat pelin lopullisesti kaksimoottoristen hyväksi. Boeing osti persaukisen McDonnell Douglasin 1997. Kolmimoottoriset laajarunkokoneet olivat raivanneet kummankin niitä valmistaneen yhtiön ulos markkinoilta.

Lockheed TriStar haihtui pois matkustajaliikenteestä vuoteen 2009 mennessä. Yksikään TriStar ei ollut joutunut suunnitteluvirheen takia onnettomuuteen, jossa joku olisi kuollut - seikka, mitä ei voi sanoa yhdestäkään muusta 1960-luvun suihkukoneesta. Royal Air Force kotiutti tankkerikonversionsa 2014. Viimeisen Lockheedin tarina oli päättynyt.