torstai 24. joulukuuta 2020

Tupolev Tu-160

 

Jälkipolttimien joulu, osa IV 

Sarjan päätösosa

Venttipommarin tarina alkaa nurinkurisesti Yhdysvalloista. Hrustsevin Neuvostoliitto oli suuruudenpäivissään, ja uskoi ennen kaikkea ydinohjuksiinsa strategisena arsenaalina (siinä määrin, että Neuvostoliitossa strategiset ohjusjoukot olivat oma, maa-, meri- ja ilmavoimiin rinnastettava puolustushaaransa). Amerikkalaisten mittava yliäänipommittajien kehitys kuitenkin osoitti, että konekonseptissa oli potentiaalia. Neuvostoliittolaiset suunnittelutoimistot siis esittelivät omat konseptinsa kolminkertaiseen äänennopeuteen yltävistä pommikoneista 1961, joista Suhoin T-4 valittiin jatkokehitykseen 1964. Koneen, joka oli selvästi pienempi kuin amerikkalaisten strateginen XB-70 Valkyrie, täysikokoinen malli rakennettiin 1966. Se muistutti kovasti Tu-144:ää: kaksoisdeltasiipi, etucanardit ja neljä jälkipolttavaa suoraa suihkumoottoria kiilamaisessa ryppäässä ohuen, nuolimaisen rungon alla.

Yliäänipommittajan suunnittelu oli kuitenkin yhtä vaativaa kuin yliäänimatkustajakoneen. Siipiprofiileja tutkittiin asentamalla erilaisia siipiä Suhoi Su-9 –torjuntahävittäjien runkoihin, canardeja eli pieniä ohjaavia etusiipiä taas tutkittiin Su-7 –hävittäjillä. Lentokelpoiseksi rakennettu prototyyppi 101 valmistuikin vasta vuoden 1971 lopulla. Sitä varten kehitettiin paljon uutta huipputekniikkaa, kuten nelinkertaisesti varmistettu fly-by-wire-järkestelmä, automaattinen tehonsäätö, 280 barin hydraulijärjestelmä, ja turbopumppuinen polttoainejärjestelmä. Uutta tuotantotekniikkaa Neuvostoliitossa edustuvat automatisoidut läpihitsaus – ja uppolankahitsauslaitteet sekä titaaniseosten etsaus. Yksipaisuntaiset suorat Kolesov RD36 –moottorit olivat idässä ensimmäisiä, jotka oli tarkoitettu jatkuvaan yliäänilentoon ilman jälkipolttotehoa. Tu-144:n tapaan siinä oli laskeutuva nokkakartio kiitoradan tähystämistä varten laskeutumisvaiheessa, matkalennossa se nostettiin suoraksi ja konetta lennettiin mittareiden varassa. Monimutkainen kone oli pakko rakentaa automaattisten järjestelmien varaan, sillä sen miehistö oli rajoitettu kahteen.

Käytännössä Suhoi T-4 oli vähintään yhtä kunnianhimoinen kuin Tu-144. Nelimoottorisena pitkälle automatisoituna Mach 3:n pommikoneena se oli vähintään yhtä kallis ja raskas käyttää ja ylläpitää, kuin läntiset kolmen Machin vastineensa Valkyrie ja Blackbird, ja vaati niiden lailla erikoispolttoaineen, jolla oli alhainen höyrynpaine. Samoin sen rakenteen oli oltava titaania ja kuumalujaa nikkeliterästä. Fysiikan lait olivat samat myös Neuvostoliitossa. T-4 jäi yhdeksi lentäväksi ja toiseksi järjestelmäprototyypiksi, kun Tupolev esitteli raskaan taktisen Tu-22- pommikoneensa seuraajaksi paljon suorituskykyisemmän, käytännössä kokonaan uuden koneen Tu-22M. Se oli paljon käytännöllisempi, kustannustehokkaampi ja vähemmän kunnianhimoinen.


Suhoi T-4


Amerikkalaisten tavoin Neuvostoliitto kuitenkin jatkoi edelleen raskaan yliäänipommittajan kehitystä. Ilmatorjuntaohjusten kehitys  oli tehnyt yliäänipommittamisesta riskialtista, kun nopeus ja korkeus eivät enää taanneet suojaa. Siksi kolminkertaista äänennopeutta ja sen mukanaan tuomia vaikeita ratkaisuja ei enää nähty välttämättömiksi. Pommikoneen oli oltava joustavampi ja kyettävä myös matalalentopenetraatioon, mikä vaati uutta teknologiaa. Sitä tarjosi muuttuvageometrinen siipi, joka oli 60- ja 70-lukujen taitteessa kuuminta hottia. Sillä saatiin muutettua siiven nuolikulmaa vastaamaan lentotilaa eri korkeuksissa ja nopeuksissa. Suora siipi tuottaa hitaassa lennossa paljon nostetta, mikä pitää sakkausnopeuden matalana, jyrkällä siipikulmalla taas saadaan suurissa nopeuksissa nostettua siiven kriittistä Mach-lukua, missä virtaus paikoin ylittää äänennopeuden ja muodostaa shokkiaaltoja. Muuttuvageometrisellä siivellä varustettu lentokone pystyi toimimaan joustavasti eri lentotiloissa, ja se oli tärkeimpiä syitä, miksi Tu-22M otettiin innokkaasti käyttöön (samaan aikaan maailmalla kehitettiin koko joukko muuttuvageometrisiä hävittäjiä ja rynnäkkökoneita). Tästä syystä neuvostoliittolaiset suunnittelijat käyttivät aika järjestään kääntyvää nuolikulmaa, kun uusi pommittajaprojekti alkoi marraskuussa 1967.

Suhoin T-4MS:ää pidettiin liian monimutkaisena uudeksi pommikoneeksi. Mjasishevin M-20 oli lupaavin, mutta suunnittelutoimistolla ei ollut resursseja näin vaativan koneen saattamiseksi tuotantokuntoon. Siksi jatkokehitysvaiheeseen valittiin 1972 Tupolevin suunnitelma 160. Ilmailun sukupolvi oli vaihtumassa, ja jälleen kerran valtava määrä uutta teknologiaa oli kehitettävä. Tu-160:n täysikokoinen staattinen koemalli saatiinkin valmiiksi vasta 1977, ja lentokuntoinen prototyyppi neljä vuotta myöhemmin.

Se oli talvinen päivä Zhukovskin lentokentällä Moskovan liepeillä, joulukuun 18. 1981. Turbiinien kimakka ujellus viilsi korvia, kun prototyyppi 70-01 rullasi kiitotien päähän. Ohivirtaavat moottorit tekivät viillosta tuhannen kosken kuohut, kun kierrokset kiihtyivät lentoonlähtöteholle, ja valtava massa ilmaa kiihtyi moottoreiden läpi. Maa vapisi dinosaurusmehun syöksyessä jälkipolttimiin, ja niin itäblokin taivaalle nousi Douhetin viimeinen dinosaurus.



Tu-160 on vähintään yhtä täynnä modernia huipputekniikkaa kuin T-4 oli. Svengaavan 60-luvun tilalla oli nyt 70-luvun koneellisesta discoboogiesta alkava siirtymä 80-luvun neukkuteknoon. Silmiinpistävin piirre lienee sen muuttuvageometrinen nuolisiipi, jolla liikkuu 20 asteen lasku- ja nousuasetuksen, 35 asteen matkalentokulman ja 65 asteen yliäänikulman välillä. Yhtä silmiinpistävä on sen siivenjuuri, jota ei oikeastaan ole, vaan runko sulautuu soljuvasti solakaksi siiveksi kuin nainen alumiinista taottu.

Siivet ovat paitsi taittuvia, myös itse täynnä liikkuvia osia: neliosaiset etureunasolakot, kolmiosaiset kaksiaukkoiset jättöreunalaipat, kärkiosan ohjaussiivekkeet ja hyvin erikoinen osa: pienoissiipi, joka taittuu siiven ”kainaloon” alhaisilla nuolikulmilla täyttäen siihen muuten muodostuvan aukon. Se myös kiertyy pystyasentoon siiven ollessa yliääniasennossa, toimien pienoissiipiaitana. Myös pyrstö on erikoinen: Korkeusvakaajat ovat samalla korkeussiivekkeitä, jotka voivat liikkua keskenään eri suuntiin toimien pituusakselia ohjaavina siivekkeinä, sillä siipien siivekkeitä käytetään vain siiven laskuasussa. Sivuvakaaja taas on kiinteä ristipyrstön puoliväliin saakka: korkeusvakaajan yläpuolinen osa liikkuu kokonaan yhtenä kappaleena toimien peräsimenä.

Siivet yliääniasennossa - ei kuitenkaan yliääniasussa, sillä ilmatankkauskikkeli on ulkona. Huomaa kainalolaipat.


Siipikondomien alla ovat pareittain ohivirtaavat kolmipaisuntaiset Kuznetsov NK-32:t. Niiden kolmivaiheinen puhallin, viisivaiheinen keskipaineahdin ja 7-vaiheinen korkeapaineahdin ruokkivat liekkikehää, missä krematoitunut kerosiini syöksyy kömynä yksivaiheisten korkea- ja keskipaine- ja kaksivaiheisen matalapaineturbiinin läpi jälkipolttosuuttimesta ulos. Moottoripareissa on moottorien välissä palomuuri, jonka jatkeena on ilmanottokanavassa jakaja, jossa on automaattisesti säätyvät ilmansyötön säätörampit. Menetelmä muistuttaa hieman Concorden säätyvää ilmanottoa, mutta on yksinkertaisempi, käyttäen vain yhtä säätöramppia. Kuznetsov on yliäänikoneelle hyvin moderni moottori: kolmipaisuntaisen moottorin eri ahto- ja turbiinivaiheet toimivat kukin omalla optimaalisella kierroslukualueellaan. Ohivirtaussuhde on maltillinen 1,4:1, millä saavutetaan taloudellinen matkalentoteho, mutta myös hyvä ylisooninen hyötysuhde. Kokonaispainesuhde 28,4:1 on hyvää 80-luvun keskitasoa. Ohivirtauksen ansiosta muhkea 137 kN työntövoima muuttuu jälkipoltolla traumaattiseksi 245 kN, sillä jälkipoltin saa happirikasta ilmaa ohivirtauskanavasta.

Asekuorma on yhtä muhkea. Kahdessa pommikuilussa on yhteensä 12 ripustunta pyörivissä revolvereissa Kh-55-risteilyohjuksille. Samoihin ripustimiin voidaan myös ripustaa 24 kevyempää Kh15 –rynnäkköohjusta. Teoriassa sen pommilasti voisi olla 40 tonnia pommeja. Kantama on vakuuttava 12 600 kilometriä, minkä ohella Tu-160 on lähes kaikkien muiden strategisten pommikoneiden lailla ilmatankattava.




Avioniikka oli kovinta ja läkähdyttävintä rautaa mitä työn paratiisi saattoi tuottaa. Obzor-K –navigointi-ja tähtäintutka, Sopka-maastonseurantatutka optinen videotähtäinlaite OPB-15T, inertia-tähtikolmiomittausnavigointijärjestelmä K-042 liukuvalla karttanäytöllä, risteilyohjuksen navigointi- ja laukaisulaite Sprut-SM, sekä tavanomainen patteristo radioita, omakonetunnistimia, tutkanhäirintälähettimiä, tutkavaroittimia, silpun, ja soihdunheittimiä ja transpondereita.

Henkisen edeltäjä T-4:n tapaan myös monimutkainen ohjausjärjestelmä on nelinkertainen, nyt täysin digitaalinen fly-by-wire. Se on laajasti hajautettu, ja sisältää yhteensä satakunta erilaista mikroprosessoria. Niiden lisäksi koneessa on neljä biologista prosessoria, eli ohjaaja, perämies, suunnistaja/aseupseeri sekä suunnistaja/vastatoimiupseeri. Miehistö istuu rinnakkain ja peräkkäin kuin autossa ikään, kaikilla on Zvezda K-36 –nolla-nolla-heittoistuimet (ne voidaan laukaista nollakorkeudessa ja –nopeudessa) ja ohjaajilla hävittäjätyyliset ohjaussauvat. Mittaristo sentään on klassiseen sosialistisen realismin tyyliin analoginen.

Neuvostoliitossa linjoiltaan joutsenkaulaunen ja valkoista ydinräjähdyksen fotonipilveä heijastavaa maalikerrosta kantava Tu-160 kantaa lempinimeä Белый лебедь, Belij Lebed, valkoinen joutsen, NATO tuntee sen koodinimellä Blackjack. Lentäjiä tyyppikoulutetaan Tu-160:een samalla Tu-134UBL:llä, kuin Tu-22M3:een.


Tu-160 ja Tu-22M3


Kone oli niin huippumoderni, että ymmärrettävästi sen operationaalinen kypsyys sai luvan ässehtiä aina huhtikuuhun 1987 saakka. 32 konetta oli kokoonpantu, kun sosialismi heitti lusikan nurkkaan. Näistä 19 oli Ukrainassa, joka piti koneet itsenäistyttyään. Koneet pääosin lojuivat hangaareissa, sillä Ukrainalla ei ollut varoja eikä halua ylläpitää strategista lennostoa. 1999 NATO:n pommittaessa Serbiaa Venäjä havahtui, ja lunasti 8 jotenkuten lentokuntoista konetta Ukrainalta, ja kuittasi kauppahinnan Ukrainan maakaasuveloista kolmen Tu-95MS:n ohella. Villeimmissä hahmotelmissaan Tupolev 90-luvulla kaavaili Burlak-järjestelmää, missä Tu-160 olisi ollut pienten kantorakettien lentävä laukaisualusta.

On ironista, että Neuvostoliiton kovin sotarauta saavutti operatiivisen kypsyyden Venäjällä vasta 18 vuotta myöhemmin, syystalvella 2005. Toimintakykyisten koneiden määräksi arvioitiin 16 vuonna 2015. Putinin Venäjä lennättää niitä ahkerasti länsimaiden lähistöllä jatkaen neukkuaikaista ohjuspartioperinnettä. Venäjän strategisessa arsenaalissa on täysi triadi Tupoleveja, joilla pokerinaama pelaa yhden miehen venttiään.




Lähteet:

http://www.airvectors.net/avtu160.html

https://web.archive.org/web/20090602035032/http://www.moscowtopnews.com/?area=postView&id=903

https://fas.org/nuke/guide/russia/bomber/tu-160.htm

https://web.archive.org/web/20060514222436/http://www.sukhoi.org/eng/planes/museum/t4/

https://web.archive.org/web/20160308012217/http://www.en.take-off.ru/news/107-june2012/728-pd30futurerussianthirtytonner

https://www.ruaviation.com/news/2014/8/19/2551/?h

http://www.jet-engine.net/civtfspec.html

Kuvat: Wikipedia, Russianplanes.net

Ei kommentteja:

Lähetä kommentti