Ultranopean lentämisen ongelmia osa II

NASA X-43
(Kuva I)

Kun rakennetaan huippuluokan suorituskyvyllä varustettuja lentokoneita, niin silloin pitää muistaa se, että niistä lähtevä paineilmakartio, mitä kutsutaan nimellä "yliäänipamaus" eli "sonic boom" voi olla hyvin tuhoisa maassa oleville ihmisille sekä taloille. Jos puhutaan äänettömistä STEALTH-koneista, niin silloin niiden nopeus pitää säätää siten, että ilma pääsee ikään kuin väistämään niiden edestä, jolloin kone olisi lähes täysin äänetön. Yliäänipamaus syntyy siten, että ilma ei ehdi väistämään koneen edestä, jolloin se muuttuu koneen ympärille levittäytyväksi paineilmakartioksi, joka voi rikkoa ikkunoita.

Tuon paineilmakartion ongelmana on se, että mitä kovempaa lentokone lentää, niin siltä kovempi tuo kartio on, ja sitä laajemmalle alueelle se ulottuu. Jos lentokoneen nopeus kasvaa tarpeeksi suureksi, niin sen kehittämän yliäänikartion ilma pakkautuu lopulta kovemmaksi kuin teräs, mikä tarkoittaa sitä, että tuo lentokoneen kehittämä yliäänipamaus voi rikkoa jopa talojen seiniä, eli ne voivat aiheuttaa erittäin perusteellista tuhoa maan pinnalla. Eli tuo paineisku voi olla niin voimakas, että koko talo romahtaa sen voimasta. Samoin vastaan tuleva teräksen kova ilmakartio voi vaarantaa vakavasti muuta lentoliikennettä.

Tällaista ongelmaa ei ollut vielä esimerkiksi Saab Drakenin kaltaisten konventionaalisten yliäänikoneiden lentäessä, mutta kun esimerkiksi SR-71 aloitti salaiset ylilennot Neuvostoliiton ilmatilassa, niin sen onnistui pudottaa kokonaisia lintuparvia sekä surmata jonkin verran karjaa, koska sen nopeus oli paljon suurempi kuin normaalien lentokoneiden, joille korkeustaulukot oli tehty, mikä johti siihen että yli Mach 3:n lentävän lentokoneen yliäänikartio alkoi viistää maata, ja iskeä lintuja alas ilmasta. Nuo lentokorkeustaulukot oli tehty noin Mach 2,5 lentäville F-15 hävittäjille, ja kukaan ei muistanut että SR-71/A-12 vakoilukone saattoi lentää 1000 Km/h nopeammin kuin F-15, tai oikeastaan en tiedä, että oliko nuo lentotaulukot tehty hitaammille koneille kuten A-7, jotka pääsivät hätäisesti yli äänivallin, ja seurauksena oli se, että metsät raikuivat kun tuo vakoilukone kiiti taivaalla 3,5 kertaisella äänennopeudella.

Boeing X-51 B-52:n siiven alla
(Kuva II)

Tämä yliäänikartion aiheuttama ongelma on tietenkin korostunut esimerkiksi HTV:n eli Hypersonic Test Vehiclen kaltaisten ultranopeiden lentokoneiden aikakaudella, jolloin lentokoneen nopeus kohotetaan Mach 12:sta eli yli 12 0000 Km/h. Tuollainen huippukone nostetaan ensin esimerkiksi Minuteman- tai Trident rakettien  avulla ilmakehän yläosiin, ja sitten se käännetään syöksyyn, jolloin SCRAMJET, eli vetyä polttoaineenaan käyttävä hypersooninen patoputkimoottori sytytetään, kun tuo lentokone saavuttaa tarpeeksi tiheän ilmakerroksen.

Hypersoonisen lentokoneen moottorin suunnittelun ongelmana on se, että ilma syöksyy sinne todella suurella nopeudella, ja silloin käy helposti niin, että tuo palotapahtuma siirtyy moottorin ulkopuolelle, milloin se ei enää tuota työntövoimaa. Siksi tarvitaan moottori, joka on muotoiltu hypersoonista lentoa varten, ja noiden SCRAMJET-moottorien startti tapahtuu vasta, kun lentokoneen nopeus on kasvatettu noin 6000 kilometriin tunnissa. Tällä hetkellä NASA:n X-43 pitää hallussaan aerodynaamisen lentämisen virallista nopeusennätystä, joka on MACH 9,6. Syy miksi noiden koneiden nopeutta on vaikea mitata, johtuu siitä, että niiden muoto tekee näistä välineistä vaikeasti tutkalla havaittavia, ja niiden runko on valmistettu hiilikuiduista, jotka eivät anna niin vahvaa tutkakaikua kuin metallinen lentokone. Eikä mitään tutkia ole kalibroitu mittaamaan noita äärimmäisen kovia lentonopeuksia, joten niiden asteikko saattaa loppua kesken.

Taitelijan näkemys HCM:stä eli
 Hypersonic Cruise Missile:stä
Kuva III

Noissa HTV-kokeissa se tapahtuu nostamalla lentokone raketilla ilmakehän ulkopuolelle, ja sitten se pannaan syöksymään takaisin ilmakehään, mutta esimerkiksi FALCON lähtee liikkeelle konventionaalisilla suihkumoottoreilla, joilla nopeus nostetaan noin MACH 1:een, jonka jälkeen koneen RAMJET eli supersooninen patoputkimoottori sytytetään. Normaalin patoputkimoottorin eli RAMJET:in toiminta-alue on noin Mach 1-6 eli 1000 -6000 Km/h jonka jälkeen voidaan SCRAMJET-moottorit käynnistää. Ongelma tietenkin on sähkövoiman tuotto, joka voidaan kuitenkin hoitaa joko tuulimyllyllä eli RAT (Rapid Air Turbine)-turbiinilla tai polttokennoilla  Tuollaisen huippukoneen ongelmana on se, että syöksyessään ilman läpi se synnyttää erittäin tiheän paineiskun, joka voi vaarantaa muuta ilmailuliikennettä.

Tuollainen ilmasta laukaistava hypersooninen lentokone kuten noin MACH 6 nopeuksiin kykenevä  X-51 Waverider voi toimia mallina esimerkiksi hypersooniselle ristelyohjukselle, joka toimitetaan perinteisellä raketilla operaatioalueelleen, ja joka sitten joko iskee suoraan kohteeseen, tai hidastaa ensin siten, että se voi liikkua äänettömästi vihollisen alueella. Samalla tavoin voidaan toteuttaa myös ilmasta laukaistava vakoilukone, joka voidaan toimittaa kuljetuskoneella tai pommittajan siiven alla huomaamattomasti esimerkiksi Pohjois-korean rajan lähelle, ja laukaista sen ilmatilaan, ilman että kukaan ei sitä huomaa. Nuo tulevaisuuden ohjukset saattavat toimia siten, että niissä on sekä ilmasta-ilmaan ohjuksia, laser-aseita sekä sisäinen taistelukärki.

Laseraseen asentaminen tuollaiseen ohjukseen on periaatteessa aivan helppoa, eli se varutetaan vain turbogeneraattorilla, joka tuottaa laserin tarvitseman sähkövirran, ja ohjuksen läpi päästettävä ilma jäähdyttää tuon laserin elementtiä, niin että se ei ylikuumene. Tuo laser voidaan tehdä samalla tavoin kuin laser-luodit, eli se toimisi vain hetken, ennen kuin ohjus syöksyy kohteeseensa. Jos puhutaan siitä että hypersooninen ohjus osuu lentokenttään, laivaan  tai rakennukseen noin kymmenkertaisella äänennopeudella, niin se ei ehkä tarvitse taistelukärkeä ollenkaan, vaan pelkkä kineettinen energia tuhoaa kohteen. Ja jos se lentää matalalla, niin se voi saada aikaan pahempaa tuhoa kuin ydinase, kun sen painerintama viistää maata repien kaiken kappaleiksi.

"Musta kolmio UFO" eli onko tämä NATO:n tai USA:n uusi vakoilukone?

1. UFO eli unidentified flying object eli olisiko tämä mystinen TR3B  "ASTRA"

Lautasen muoto on valittu ehkä sen takia, että tuosta laitteesta saataisiin tehtyä STEALTH eli tutkassa näkymätön. Tietenkin sillä voi olla myös muita muotoja kuin tuo lautanen, eli esimerkiksi kolmio tai sikari voivat olla noiden tuntematonta alkuperää olevien kohteiden muotona, ja toki ne voidaan päällystää aktiivisella pinnoitteella, jolla estetään tuon aluksen tai ajoneuvon erottaminen ympäröivästä maastosta tai taustasta. 

Toki tuo alus voisi olla esimerkiksi koverretun asteroidin näköinen, jotta se saataisiin avaruudessa katoamaan luonnollisten taivaankappaleiden joukkoon. Mutta noiden alusten alkuperä on kuitenkin arvoitus, ja niiden epäillään olevan joko supervaltojen salaisia lentokoneita tai sitten ne voivat olla humanoidien avaruusaluksia.

Eli termi Unidentified Flying Object tarkoittaa vain yksinkertaisesti tunnistamatonta lentävää esinettä, joka voi olla esimerkiksi F-117 tai joku muu ilmakehässä liikkuva lentokone tai helikopteri mutta myös esimerkiksi ilmalaivat tai kuumailmapallot ovat joskus aiheuttaneet UFO-ilmoituksia, joten 98% näistä havainnoista saa luonnollisen selityksen, ja toki onhan tuo teoreettinen humanoidien avaruusalus oikeasti luonnollinen kappale, joka on aivan sama kuin meidän konventionaaliset lentokoneetkin  ovat.

2.. UFO:n voimantuotto

Tuollaiset laitteet voivat olla turbiineista tai ydinlaitteista voimansa saavia välineitä, eli niissä voi olla samanlaiset suihkuturbiinit kuin lentokoneissa, ja ne voivat silti leijailla maan pinnan yläpuolella. Eli en kyllä usko, että edes AREA-51 haluaa laittaa ydinreaktoreita normaaleihin lentokoneisiin, koska onnettomuuden sattuessa olisi edessä erittäin suuret puhdistustyöt, joiden kustannukset voisivat nousta vähintään Tshernobylin tasolle.

Toki nuo lentolaitteet voidaan varustaa myös ydinreaktoreilla, joissa käytetään synteetiisiä alkuaineita kuten ununpentiumia tai einsteiniumia polttoaineena. Kun puhutaan siitä, että nuo äärettömän pienet reaktorit ovat sellaisia, että niiden pitää mahtua lentokoneeseen, niin usein unohdetaan se, että niiden ei tuolloni tarvitse antaa mitään megawattiluokan tehoja ulos. Eli ehkä joku perin kymmenen tonnin nostokyky voisi rittää, jotta tuollainen ydinkäyttöinen alus saadaan ilmaan. 

Mutta ongelmia sitten tulee siitä, että jos tuollainen ydinkäyttöinen alus osuu esimerkiksi johonkin matkustajakoneeseen, niin silloin voivat tulokset olla katastrofaalisia. Samoin jos koneissa on käytössä STEALTH-tekniikkaa, ja ne ovat näkymättömia sekä ihmissilmälle että tutkalle, niin se vaatii niiden lentäjiltä todella paljon keskittymistä, että ne eivät törmää muihin koneisiin. 

3. Antigravitaatio

Antigravitaatio tarkoittaa siis tekniikkaa, jossa lentokoneen moottorista tehdään sellainen, että sen ääni ei kuulu sivulle. Tällöin lentokone on havaitsijasta katsottuna täysin äänetön, joten se näyttää leijuvan ilmassa. Tuo efekti voidaan luoda painamalla esimerkiksi suihkumoottorin ääntä kapeaksi keilaksi LRAD-laitteen avulla, jotta sitä ei voisi havaita sivulta. 

Kuitenkin tuollainen laite on hiukan vaikeaa toteuttaa, koska sen vaatima energia on niin suuri. Esimerkiksi tavallisen suihkumoottorin pakokaasujen painaminen kapeaksi kiilaksi varmasti vaatii jonkin verran energiaa. Mutta periaatteessa se tapahtuu tekemällä tuosta suihkumoottorista eräänlainen äänilaser, jonka pakokaasut ovat erittäin tarkasti taaksepäin suunnattuja.  Tosin moottori voidaan aina asettaa toimimaan alaspäin, jolloin se toimii samalla lentokoneen nostomoottorina.

Ydinreaktoria käytettäessä tuo nostovoima voidaan aikaansaada joko plasma ionimoottorilla tai NERVA:lla eli ydinraketilla, missä tuo reaktori kuumentaa vetyä, joka sitten syöksyy raketin suuttimen kautta ilmaan. Vety ei normaalisti muutu radioaktiiviseksi, kun se syöksyy läpi ydinreaktorin, joten se sitten voisi olla tuollaisen aluksen voimanlaitteena osa, ja tarvitsemansa sähkövoiman  tuo alus saisi sitten saisi turbogenraattoreista, joita voidaan käyttää samalla NERVA (Nuclear Energy Rocket Vehicle Application)-laitteistolla. 

Tuota laitteistoa sitten käytetään aluksen viemiseen eteenpäin, eli vety pannaan sitten kulkemaan turbiinin läpi, ennen kuin se syöstään rakettimoottoriin, mutta kuitenkin tuo sähkövoiman tuotto on äärimmäisen tärkeä asia, jos tuossa aluksessa käytetään sähködynaamisia voimanlaitteita, jotka tarvitsevat erittäin voimakasta sähkövirtaa kiihdyttämään varten, jotta ne voivat muodostaa ionimoottorin hiukkasvirran avulla  tarvittavan tehon, jotta tuo alus voisi kohota maan pinnasta näennäiseen levitaatioon, joka voisi näyttää hyvinkin äänettömältä, jos aluksesta lähtevä turbogeneraattorin ääni saadaan pidettyä alhaisena. 

Erittäin eksoottinen versio noista sähködynaamisista voimanlaitteista on eräänlainen kiihdytinlaitteisto, missä lentokoneen siiven etureuna ionisoi ilmaa, ja sitten tuota ionisoitunutta kaasua johdetaan siiven sivuitse, eli sen ylä ja alapuolelta, jolloin saadaan aikaan sama efekti, kuin lentokoneen lentäessä eteenpäin. Tällöin koneen sippiin kiinnitetyt magneetit vetävät tuota kaasua siiven yli, ja jos koneen runkoon on sijoitettu vastaava laitteisto, niin kone vetää silloin kaasua ohitseen.Mutta tuo laitteisto vaatii sitten erittäin kovan sähkövirran, jotta ionisaatio saadaan suoritettua, ja tuo aluksen ohi kiihdytettävä kaasu saadaan liikkumaan tarpeeksi nopeasti, ja toki myös liikuteltavan kaasumäärän pitää olla tarpeeksi suuri, jotta kone voidaan saada liikkumaan ilmassa. 

kimmonsivu.blogspot.fi