Valkyyrian ratsastus alkaa tuhannen auringon valosta. Ydinpommit olivat muuttaneet strategisen pommituksen luonnetta radikaalisti, kun yhdellä pommilla pystyi tuhoamaan kokonaisen kaupungin. Enää ei kaivattu valtavia pommittajalauttoja, vaan yksittäin toimivia pommittajia, joiden oli suorituskyvyllään peitottava vihollisen ilmapuolustus. Siksi raskaat pommikoneet siirtyivät suihkuaikaan heti, kun se vain oli teknisesti mahdollista.
Niistä
ensimmäinen astui palvelukseen jäniksen vuonna 1951. B-47 Stratojet lensi yhtä
nopeasti kuin aikakautensa hävittäjät, noin 900 km/h. Sitä oli siis vaikea
tavoittaa hävittäjällä, jotka oli aseistettu vain tykein, ja niiden piti siksi
päästä lähietäisyydelle. Lisäksi se lensi niin korkealla, 12 000 metrissä,
että hävittäjien oli vaikea edes nousta niin ylös pienempien siipiensä takia.
Niiden myös oli vaikea liikehtiä ohuessa ilmassa, sillä ne olivat hyvin lähellä
sakkausrajaansa, ja kääntyvä lentokone menettää kaarroksessa nopeuttaan samasta
syystä ja samalla tavalla kuin kaartava moottorivene menettää: alus osuu
väliaineeseen kulmassa, mikä lisää sen vastusta ja näin liike-energiaa muuttuu
väliaineen paineeksi. Stratojet siis vältti hävittäjät lentämällä kovaa ja
korkealla.
Stratojetin
tanakampi isoveli B-52 Superfortress taas toi strategiselle pommikoneelle
tärkeää toimintasädettä, sillä siinä roolissa tärkeää on pystyä vaikuttamaan
syvälle vihollisen alueelle. Stratojetin toimintasäde oli vain 3200 km, B-52:n
yli 8000. Samalla pommilasti kasvoi moninkertaiseksi, sillä B-52 on jättimäinen
lentokone: lentoonlähtömassa yli 220 tonnia. Kaikkien strategisten
pommikoneiden oli oltava 50-luvulla jättiläisiä, sillä myös atomipommit olivat
tonnien painoisia järkäleitä.
Suihkuhävittäjien
kehitys oli kuitenkin vielä nopeampaa kuin pommikoneiden, ja ne rikkoivat
äänivallin säännöllisesti jo 1950-luvun puolivälissä. Siksi niiden välttämiseen
vaadittiin vielä lisää nopeutta. Näin Päivänvalon näki Convair B-58 Hustler,
deltasiipinen kahden Machin ydinpommittaja. Se oli kuitenkin raju rauta
lennettäväksi, kallis ylläpitää ja ennenkaikkea sen toimintasäde oli lyhyt – se
oli jokseenkin sama 3200 km, kuin Stratojetillä.
USA:n ilmavoimien
strateginen lennosto SAC julkaisi näistä syistä vuohen vuonna 1955 puolustusministeriölle
tarpeen kehittää pommittaja, joka yhdistäisi B-52:n toimintasäteen ja
pommikuorman B-58:n nopeuteen, vaikka kumpikin kone oli yhä suunnittelupöydällä.
Ilmavoimien tutkimuskeskus ARDC alkoi luonnostella uutta konseptia, jossa
harkittiin niin perinteisiä polttoaineita kuin ydinvoimaakin. Näiden
välimaastossa tutkittiin Zip fueleja,
korkeaenergisiä boraaniseostettuja hiilivetypolttoaineita. Boraaneilla on
erittäin korkea energiapitoisuus, noin 70 000 kJ/kg, kun kerosiinilla se
on 42 000 kJ/kg. Ne kuitenkin syttyvät helposti itsestään kosketuksissa
hapen kanssa, joten stabilointisyistä niitä seostettiin kerosiiniin. ARDC tutki
ainakin etyylidiboraanin (CH3CH2)B2H5,
propyylipentaboraanin (CH3CH2CH2)B5H9,
etyylidekaboraanin (CH3CH2)B10H13, metyylidekaboraanin
(CH3)B10H13 ja etyyliasetyleenidekaboraanin
(CH3CH2)(C2H)B10H12
seostamista.
Tämä oli aitoa
menoa. Boraanikerosiinit ovat sekä syövyttäviä että myrkyllisiä, kuten ovat
niiden palokaasutkin. Lisäksi kombustiossa boori muodostaa hiilen kanssa
boorikarbidihiukkasia, jota syövät abrasiivisesti turbiinin siipiä. Myös
ensimmäiset teollisuuden luonnokset olivat yhtä villejä: niissä kaavailtiin
valtavia polttoainesäiliöitä upotettavaksi ulompaan siipiprofiiliin. Siiven
ulompi osa olisi perinteinen suora siipi, sillä se tuottaa tehokkaasti nostetta
pienillä nopeuksilla ja helpottaisi lentoonlähtöä. Sisempi siipi olisi
deltasiipi, ja ulommat siipiprofiilit irrotettaisiin siirryttäessä
yliäänilentoon, ja ne ohjattaisiin erikseen maahan. SAC ei pitänyt moista
epäsikiötä edes lentokoneena, vaan muodostelmalentona.
Alkuperäinen luonnos. "Floating panel" olisi ollut käytnnössä itsenäinen trapetsisiipinen lentokone. Kuva: Wikipedia. |
Teollisuuden
käskettiin tyytyä sentään surrealismiin. Villikot palasivat ruotuun, ja
hahmotelmat olivat tästä eteenpäin pitkärunkoisia, jyrkkiä ja ohuita
deltasiipiä. Samaten boraanikerosiinien käyttö rajoitettiin jälkipolttimiin,
jotteivät moottorit olisi syöneet omia turbiinejaan. Samalla myös
lentokenttähenkilöstö välttyisi myrkyttymiseltä. Myös huippunopeuden pitäisi
olla valtava, sillä koneen oli oltava hävittäjiä nopeampi, ja ne lensivät jo
kaksinkertaisella äänennopeudella. Siispä pommikoneen oli lennettävä
kolminkertaisella. Lisäksi nopeasta lentämisestä oli ylimääräistä etua: nopeat
lentokoneet välähtävät tutkan näytössä vain muutamia kertoja, sillä varsinkin
korkealla lentäessään ne ehtivät pois tutkan kattamalta alalta vähäisemmän
antennin keilausmäärän takia, ja tutkan yllä on kartionmuotoinen katvealue.
Tutkan näyttö taas näyttää kohteita sitä mukaa, kun antenni osoittaa niitä
kohti, joten nopeaa konetta oli vaikeampi havaita ja varsinkin jäljittää kuin
hidasta. Tämä oli douhetismin, uskon pommikoneen pysäyttämättömyyteen ja
taistelutahdon murtamiseen kaupunkeja pommittamalla, äärimmäinen huipentuma.
Hävittäjien kehitys
kuitenkin toi paljon tietoa yliäänilennosta ja moottoreiden toiminnasta
ylisoonisella nopeusalueella. Kävi ilmi, että mitä suuremmalle ilmanopeudelle
moottori suunniteltiin, sitä parempi sen hyötysuhde oli. Huippunopeudellaan
lentävä yliäänikone imi dinosaurusmehua noin kaksi kertaa suuremmalla tahdilla,
kuin alisoonisessa lennossa. Se kuitenkin eteni neljä kertaa nopeammin, joten
alhaisin polttoaineenkulutus lennettyä kilometriä kohti saavutettiin juurikin
huippunopeudella. Tämä vei pohjan ajatukselta myskiä boraanikerosiinilla
lisänopeutta vain maalia lähestyttäessä tai penetroitaessa vihollisen
ilmatilaa: oli tehokkaampaa myskiä kone suoraan kolminkertaiseen äänennopeuteen
ja lentää koko matka sillä.
North American
Aviation tutki myös kiihkeästi NACA:n tuulitunnelikokeiden tuloksia. Apinan vuonna
1956 insinöörien käsiin saapui tutkimusraportti, joka käsitteli kompressionosteen
hyödyntämistä. Ajatuksena oli käyttää koneen nokan synnyttämää yliääniaaltoa,
korkeapaineista shokkiaaltoa, nosteen
synnyttämiseen. Siipi synnyttää nostetta paine-erolla, eli siiven alapuolella
ilma kulkee pidemmän matkan kuin yläpuolella, ja on näin korkeapaineisempaa.
Ajamalla yliäänipaineaalto siiven alle lentokone saisi osan ilman puristamiseen
käyttämästään energiasta takaisin nostovoimana. Tämä taas voitaisiin toteuttaa
sijoittamalla ja muotoilemalla siipi huolellisesti paineaallon mukaan. Ilmiö
muistuttaa plaanissa ajavaa moottorivenettä, jonka oma keula-aalto nostaa
vedenpinnan yläpuolelle ja näin vähentää veden vastusta. Näin North American tuli luoneeksi yliäänipatosiiven. North Americanin
insinöörit myös keksivät kääntää koneen siivenkärkiä alaspäin yliäänilennossa,
mikä puristi paineaallon tiukemmin siiven alle, ja toi lisäksi poikittaisvakavuutta,
sillä taitetut siivenkärjet toimivat tällöin ikäänkuin ylimääräisinä
sivuvakaajina. Ilmavoimat oli vakuuttunut, ja North American voitti koneesta järjestetyn
tarjouskilpailun jouluaatonaattona kukon vuonna 1957.
Ironisesti juuri
pyrkimys tällaisten pommittajien torjuntaan mahdollisti sen kehityksen. North
American Aviation kehitti ilmavoimille samaan aikaan kolmen Machin F-108 Rapier-torjuntahävittäjää,
ja mittava kehitystyö tuli mahdolliseksi, kun molemmat projektit voivat hyötyä
toistensa kehityksestä. Ne käyttivät samaa moottoria, tuulitunnelidataa ja
järjestelmiä. Näin kehityskustannukset suhteellisesti laskivat. Kone sai
ilmavoimilta intendentuuritunnuksen B-70 (ja vastaavasti sen protoyyppi olisi
XB-70) ja nimeämiskilpailun kautta nimen Valkyrie
kevättalvella koiran vuonna 1958.
Valkyrie koki
samoja ongelmia, kuin sen etäinen serkku Lockheed Blackbird. Ilman puristuminen
koneen edessä kolminkertaisessa äänennopeudessa
sen pintaa korvensi 230 °C, nokkaa 315 °C, siiven johtoreunaa
330 °C ja moottorikehtoja 540 °C. Näissä lämpötiloissa alumiiniseoksilla
ei ole enää juuri ominaisuuksia jäljellä.
Toisin kuin Lockheed, North American Aviation käytti titaania säästeliäästi.
Sitä on siiven johtoreunoissa ja nokassa. Tosin Valkyrie-projekti kehitti
titaanirakenteiden valmistustekniikkaa: titaanin hitsaukseen kehitettiin
mekanisoitu menetelmä, missä TIG-valokaarta liikutetaan siniaallon muodossa, ja
sulaa suojataan argonkaasulla. Titaanille kehitettiin myös etsausmenetelmä,
jolla päästiin 1100-1400 MPa lejeeringeissä 5 mm urissa 0,05 mm
mittatarkkuuteen.
Valkyrie yliääniasussaan. Taittuvat siivenkärjen lukitsevat shokkiaallon siiven alle. Kuva: Alphacoders.com |
Materiaalilaatu taas on PH 15-7Mo, austeniittis-martensiittinen erkautuskarkeneva rosteri. Matalan nikkelipitoisuutensa (6,5...7,75 %) ja korkean kromipitoisuutensa (14...16 %) ansiosta se karkenee lämpökäsittelyssä osin martensiittifaasiin, ja erkautushehkutuksessa intermetalliset yhdisteet, kuten Ni3Al erkautuvat itsenäisiksi rakeiksi. Juuri erkaumien vuoksi laatuun seostetaan 0,75...1,5 % alumiinia. Korroosionkestävyyden tuo 14...16 % kromia, mikä mangaanin (1%) ja hiilen (0,09%) ohella myös parantaa teräksen karkenevuutta. Nikkelin ja molybdeenin ansiosta seos on kuumaluja: se pitää 1250~1600 MPa myötörajansa 550 °C saakka.
Kuva: NASA |
Myskiäkseen
vaadittuihin nopeuksiin Valkyrie vaati vaakaa konetehoa. Sitä varten General
Electric otti moottorin koneista, jotka olivat liian rajuja lennettäviksi, ja
muokkasi siitä yliäänimurhakullin. YJ93 on J79:n, Lockheed Starfighterin ja Convair B-58:n voimanlähteen, isoveli. Yksipaisuntaisessa suorassa suihkumoottorissa on
säätyvillä staattorilavoilla varustettu 11-vaiheinen ahtovaihe ja kaksivaiheinen
turbiini, joiden välistä liekkikehää ruokki 36 kaksoissuuttimen ruiskuttama erikoiskerosiini, JP-6. Siihen on
seostettu alkaaneja, sykloalkaaneja ja aromaattisia hiilivetyjä, joilla
kerosiinin leimahduspiste, siis piste, missä polttoaine muodostaa riittävästi
höyryjä vapaassa ilmassa ollakseen syttymiskelpoinen kaasuseos, on nostettu 65 °C
lämpötilaan. Jet A1:llä se on 38 °C. Lisäksi JP-6:een on seostettu
stabilointiaineita, joilla sen jäätymispistettä on laskettu -46 °C
alapuolelle.
Seosaineista
huolimatta JP-6 on herkkä hapettumaan kosketuksissa ilman kanssa, ja tästä
syystä Valkyrien polttoainesäiliöt paineistettiin typpikaasulla jo täyttövaiheen
aikana. Samaten säiliöt pidettiin typpipaineistettuna lennon aikana, sillä se
korvennus, missä Valkyrie lensi, riitti heittämällä kiehuttamaan kaasuja jopa
JP-6:sta, varsinkin kun kone lensi lähes 24 000 metrissä, missä ilmanpaine
on anhiton ja polttoaineen höyrynpaine vastaavasti traumaattinen – se ei halua enää
olla nestettä. Kun polttoainetta vielä käytettiin koneen jäähdytysnesteenä,
mihin lämmönvaihtimissa ylijäämäkuumuus ajettiin, olisi polttoainehöyry
säiliöissä ollut muutoin itsesyttymislämpötilan yläpuolella. Inertillä typellä
paineistamalla Valkyrien polttoitsemurha ilmassa eliminoitiin. Typpeä oli nestepulloissa
yhteensä 350 kiloa.
YJ93:t myskivät
staattista työntövoimaa kuivana 89 kilonewtonia, ja mahtavien jälkipolttimien
liekeissä 120 kN. Jotta gargantuaaninen
245-tonninen Valkyrie voitiin rykiä kolminkertaiseen äänennopeuteen,
moottoreita ei vaadittu vähempää kuin kuusi kappaletta.
Kuuden suihkuputken rykelmä on vaikuttava näky. Kuva: NASA |
Valkyrie
kuitenkin ammuttiin alas jo ennenkuin yhtään konetta oltiin rakennettu. F-108
Rapierin tarina päättyi piirustuslaudalle syyskuun 23. porsaan vuonna
1959. Mahtavien yliääniturbiinien ulvonta alkoi peittyä rakettien vielä
mahtavampaan jyrinään. Sotilaallista lokeroa, mihin Rapier ja Valkyrie oli
suunniteltu, nakersivat toisesta päästä ydinohjukset, toisesta
ilmatorjuntaohjukset. Avaruuskilvan sytyttyä ohjusohjelmiin syydettiin valtavia
määriä rahaa ja insinöörejä, ja ohjusten kehitystahti kiihtyi ennennäkemättömän
nopeaksi. Pommikonekuilun sijaan maailmannapojen välillä alkoi vallita
ohjuskuilu. Neuvostoliitto rakensi ydinasepelotettaan yhä kiivaammin
mannertenvälisten ohjusten varaan, joten tarve pommittajalauttojen
torjuntahävittäjille katosi. Samalla Valkyrien kustannukset karkasivat pilviin,
sillä se jakoi resurssinsa Rapierin kanssa. Vastaavasti USA kehitti
tarmokkaasti omia ydinohjuksiaan, eikä tarvinnut enää läpimurtopommittajia.
Viimeinen naula
arkkuun oli Gary Powerin ohjamaan U-2 –vakoilukokonene alasampuminen
Neuvostoliitossa vappuna rotan vuonna 1960. Ilmatorjunta sai nyt pommikoneetkin
kynsiinsä, joten niiden oli väistämätöntä siirtyä matalapenetraatiotaktiikkaan,
missä kohdetta lähestyttiin tutkakatveessa. Tähän rooliin kovaa ja korkealla
lentävä Valkyrie sopi kuin saniainen ruuvimeisseliksi. Lisäksi se oli
tavattoman kallis: John F. Kennedyn astuessa virkaansa tammikuussa härän vuonna
1961 Valkyrie-ohjelma oli maksanut 800 miljoonaa dollaria (6,7 miljardia
dollaria nykyrahaa). Jotta uhratuista rahoista saataisiin edes jotain irti,
yhden prototyypin ja 11 esisarjan koneen tilauskantaa leikattiin kolmeksi XB-70
– koekoneeksi. Sotilaallinen käyttö unohdettiin tyystin, joten asejärjestelmät,
suunnistaja ja pommittaja leikattiin koneesta pois.
Lopulta kuitenkin
koitti 21. syyskuuta lohikäärmeen vuonna 1964. Kuusi moottoria syöksi
erikoiskerosiiniaan palokammioihinsa, ja turbiinien mahtava ulvonta kiihtyi
tuhanneksi ukkoseksi. Valkyrie oli ilmassa.
Valkyrie käytti jarruvarjoja. Kuva: NASA |
Alkukiekaisu jäi
tosin noloksi. Laskutelineen varoitusvalo syttyi heti alkumetreillä, joten
ensilento piti lentää teline ulkona. Lisäksi laskussa yksi päätelineen renkaista
lukittui ja syttyi tuleen lehdistön silmien edessä. Yliäänilennot alkoivat
lokakuussa, ja Mach 3 saavutettiin 14. lokakuuta käärmeen vuonna 1965.
Teknologian monimutkaisuus alkoi näkyä. Valkyrie osoittautui epävakaaksi yli 2,5
Machissa, joten lentonopeus rajoitettiin siihen. Toisen koekoneen siipiä
käännettiin siksi 5 ° ylöspäin, mikä riitti vakauttamaan koneen. Tällä
koneella lennettiinkin vakiintuneesti yli 3 Machin nopeuksia.
Sitten koitti
kesäkuun 8. hevosen vuonna 1966, kun synti suuri surkia särki taivahan. General
Electric pyysi ilmavoimilta eräänlaista perhepotrettia varten
muodostelmalentoa, missä lentäisi eri koneita, mitkä oli varustettu GE:n
moottoreilla. Valkyrietä seurasivat taivaalle F-4 Phantom (J79), F-5 Freedom
Fighter (J85), F-104 Starfighter (J79) ja T-38 Talon (J85). Koneet asettuivat
auramuodostelmaan, ja mudostelman rinnalla lentävän Lear Jetin ikkunoista
otettiin sarja edustavia kuvia.
Kuvauksen
päättyessä Joe Walkerin ohjaama
Starfighter oli ajautunut hieman liian lähelle Valkyrietä sen oikealla puolella.
Se alkoi vatkata siipivorteksissa, ja ajatutuessaan sen ytimeen Starfighter yhdenäkin
tempautui Valkyrien oikeaan siipeen, kiepahti sen yli selällään, rysähti
Valkyrien kumpaankin sivuvakaajaan ja edelleen vasempaan siipeen. Toinen
Valkyrien sivuvakaajista halkaisi Starfighterin ohjaamon ja Walkerin
lentokypärän, ennenkuin kone roihahti tulipalloksi Valkyrien takana. Valkyrie
taas joutui toinen sivuvakaaja irronneena ja toinen silpoutuneena
lattakierteeseen, joka ei ollut oikaistavissa. Siipisäiliöistä suihkusi valtava
pilvi polttoainetta koneen taakse, mutta se ei syttynyt tuleen edes osuessaan
moottoreiden pakovirtaukseen. Valkyrien ohjaaja Al White onnistui aktivoimaan
heittoistuimensa vetäytymismekanismin laukaisuaukon kohdalle (istuimen piti
vetäytyä noin käsivarrenmitan verran erityisen ravunpyrstömäisen kapselin
sisään, sillä se oli tarkoitettu ylisooniseen nopeuteen, missä ilmavirta olisi
ilman suojakuorta musertanut hyppäävän lentäjän). Hänen kätensä jäi sulkeutuvan
kuoren väliin, ja kiskoessaan sitä irti White näki, ettei perämies Carl Crossin
istuin lähtenyt vetäytymään, vaan oli edelleen ohjaimissa. G-voimat olivat jo
niin suuria, ettei vetäytymismekanismin työsylinteri toiminut. White sai
kätensä viimein irti, ja painettua laukaisukytkintä. Pakokapseli ponnahti
Valkyriestä muutamaa sekuntia ennen koneen rojahtamista Kalifornian hiekkaan.
Starfighter tulessa hetki törmäyksen jälkeen. Kuva: Tacair |
Kun kolmannen
koneen rahoitus oli jo peruttu, ilmavoimat ja NASA jatkoivat kokeita
jäljellejääneellä ensimmäisellä koneella apinan vuoteen 1968 saakka. Koska Valkyrie oli rakennettu tässä vaiheessa nimenomaan koekoneeksi, mittausdata oli kattavaa, ja tuotti uutta tietoa mm. ohjausjärjestelmän suunnittelusta, paineaallon käyttäytymisestä, korkean ilmakehän turbulenssista ja arvokasta vertailudataa suurnopeustuulitunnelikokeiden ja tosiolosuhteiden väliltä.
4. helmikuuta kukon vuonna 1969 Valkyrie lensi viimeistä kertaa, museoitavaksi Wright-Pettersonin lentotukikohtaan Ohion Daytoniin. Koneen koelentoluonnetta kuvannee se, että jopa tältä siirtolennolta kerättiin mittausdataa.
4. helmikuuta kukon vuonna 1969 Valkyrie lensi viimeistä kertaa, museoitavaksi Wright-Pettersonin lentotukikohtaan Ohion Daytoniin. Koneen koelentoluonnetta kuvannee se, että jopa tältä siirtolennolta kerättiin mittausdataa.
Valkyrie nousee viimeiselle lennolleen. Kuva: USAF |
Valkyrien tarina
oli päättynyt. Se maailma, mihin se oli rakennettu, katosi ennen Valkyrien
nousua taivaalle. Suihkuajan aamunkoiton kirkastuminen päivänpaisteeksi
synnytti loputtomaan tulevaisuususkoon nojaavassa maailmassa megalomaanisia
unelmia, joiden ohi ajoi juuri se sama tulevaisuususko, sen ruokkimat
teknologian jättiläisaskeleet ja kylmä realismi. Sama kohtalo odotti lopulta jokaista
Valkyrien sukulaista.
Yliääniaika on suljettu museohangaarien kevytmetallisarkofageihin, eikä se enää koskaan palaa.
Yliääniaika on suljettu museohangaarien kevytmetallisarkofageihin, eikä se enää koskaan palaa.
Taube, L. J: SD 72-SH-0003, B-70 Aircraft Study Final
Report, Vol. III. North American Rockwell, 1972
Saatavilla: https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19950002361.pdf
Saatavilla: https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19950002361.pdf
Davies, Peter E: North American XB-70 Valkyrie. Osprey
Publishing, 2018.
Spokane Daily
Chronicle, 21. syyskuuta 1964. Saatavilla: https://news.google.com/newspapers?id=O49YAAAAIBAJ&sjid=mPcDAAAAIBAJ&pg=6240%2C4973602
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti