Nr. 6/2003


Üksainus küsimus
Miks majesteetlik tehislind ikkagi lõpetas?

Vastab Tallinna Tehnikaülikooli professor, füüsika-matemaatikadoktor Rein-Karl Loide.

Käesoleva aasta oktoobris jõudis lõpule üks eredamaid peatükke lennunduse ajaloos – ülehelikiirusega Concorde tegi oma viimase lennu. Air France lõpetas Concorde’i lennud mais, British Airways oktoobri eelviimasel nädalal. Tegemist oli ainulaadse ja huvitava projektiga, mis väärib meenutamist.

Concorde’i projektiga alustati 29. novembril 1962, mil peale pikemaajalisi läbirääkimisi allkirjastati inglaste ja prantslaste vahel ühisprojekt ülehelikiirusega reisilennuki ehitamiseks. Tegemist oli suurima ja ka kõige problemaatilisema projektiga lennunduse ajaloos, sest lahendada tuli ülimalt tõsiseid tehnilisi ülesandeid. Teisalt oli tegemist ka Euroopa väljakutsega Ameerika Ühendriikidele.


Delta-tiib ja lööklaine

Olgugi, et esimene ülehelikiirusega lend toimus juba 1947. aastal ja ülehelikiirusega hävitajad olid olemas, oli sedalaadi reisilennuki loomine omaette väljakutse. Vaja oli luua lennuk, mis võimeline lendama nii helikiirusest aeglasemalt kui kiiremini, tagades ühtlasi reisijaile normaalsed lennutingimused ja talutava lööklaine.

Lennunduses on teatavaks piiriks hääle(heli)kiirus õhus, mis on normaaltingimustel 331,4 meetrit sekundis ehk ligikaudu 1200 kilomeetrit tunnis (tähistatakse sageli ka Mach 1(1)). Väiksema kiiruse korral liikumisel on õhuvool ümber lendava objekti (näiteks tiiva) suhteliselt ühtlane ja mingeid probleeme ei tekita, helibarjääri ületamisel aga õhu voolamine lennuki umber järsult muutub: tekib kooniline lööklaine (Machi koonus), mis põhjustab helilöögi. Helilöök tuleb järsust rõhumuutusest ja on kuuldav suhteliselt lühiajalise pauguna. Lööklaine iseenesest on häiriv, kuid võib põhjustada ka reaalset kahju, näiteks aknaklaaside purunemiset. Arvatavasti mäletavad veel paljud omaaegseid Vene hävitajaid – lennuk lendas kaugel ees, lennuki mootori müra kuuldus aga hiljem, pärast lööklainest tingitud pauku.

Niisiis oli vaja luua selline lennukikonstruktsiooni, mille korral lööklaine oleks väga nõrk, lennuki lennuomadused aga head nii ülehelikiirusega kui sellest madalama kiirusega lendamisel. Lõppkokkuvõttes loodigi sptsiifiline tiivakonstruktsioon, mis oma kujult meenutab delta-tähte ja kannab seetõttu delta-tiiva nime. Säärane tiivakuju kindlustab kõige ökonoomsema lennu suurtel kiirustel (ülehelikiirusega lendamisel õhutakistus oluliselt suureneb) ning võimaldab ka väiksematel kiirustel vajaliku tõstejõu. Kuna alahelikiirusel liigub selline lennuk suhteliselt suure nurga all, tuli lennuki juhikabiin teha muudetava nurgaga. Nii paikneb lennul lennuki nina (juhikabiin) lennuki sihis, maandumisel ja õhkutõusmisel aga on suunatud allapoole. Loomulikult oli küllaga ka muid tõsiseid tehnilisi probleeme, mis leidsid lahenduse. Tasub teada, et lennuki konstrueerimisest ja ehitamisest võttis osa üle 600 firma.


Katsetustest reisilendudeni 13 aastat

Esimesed katsetused algasid juba 1963. aasta lõpul. Esimene lennukimudel – Prantsuse Concorde 001 – valmis 1967. aasta detsembris, mille järel algasid testimised. Inglise Concorde 002 valmis järgmise aasta alguses. Esimeste õhkutõusmisteni jõuti 1969. aasta märtsis ja aprillis. Algul katsetati lendamist väiksematel kiirustel ja siis ülehelikiirusega. 1974. aastaks oli kogutud kõikide kontinentide vahel lennates üle tuhande lennutunni. 1976. aasta jaanuarist algasid plaanipärased reisilennud. Siin tekkis mitmeid probleeme, mis olid peamiselt seotud lööklainest tingitud müra ja kartustega, et need tekitavad kahjustusi. Samal põhjusel võttis aega ka peamiste lennuliinide London-New York ja Pariis-New York avamine. Lõpuks jõuti kokkuleppeni, et ülehelikiirusega lennatakse ainult ookeani kohal, mandri kohal aga piirdutakse väiksema kiirusega. Kui rekorditest rääkida, väärib märkimist asjaolu, et Concorde on läbinud tee Londonist New Yorki 2 tunni ja 58 minutiga, keskmise kiirusega 1900 km/h. Tavalise lennukiga võtab selle vahemaa läbimine aega 7–8 tundi.


Prantsuse presidentide lemmik

Mõningaid huvipakkuvaid fakte. Kõigepealt probleemidest. Esimene tõsine vastulöök tekkis 1964. aasta lõpus kui Briti uus valitsus otsustas majandusraskuste tõttu projektist ühepoolselt loobuda. Seda siiski õnneks ei juhtunud. Teine “probleem” oli nimes, kas Concord või Concorde. Algul pandi nimeks Concord, inglased aga soovisid Concorde, sest “e” tähendaks nii Inglismaad, Prantsuse-Inglise ühendust, Euroopat kui ka suurepärast lennukit (“E”ngland, “E”ntente, “E”urope, “E”xcellent). Kolmanda ja kõige tõsisema probleemi tekitas 2000. aasta 25. juuli õnnetus, mil Air France’i Concorde kukkus New Yorgi lennul vahetult pärast õhkutõusmist alla, hukkus 113 inimest pardal ja neli maal. Õnnetuse põhjustas rattakummi purunemine, mis ei võimaldanud normaalset õhkutõusu. See katastroof andis Concorde’i edasistele lendudele tõsise löögi, sest resijad ei olnud enam valmis riskeerima. Rõõmsama poole pealt võib mainida, et Concorde’ist sai alates Georges Pompidou’st Prantsuse presidentide ametireiside lemmiklennuk. Aastal 1973 muutus Concorde korraks teaduslaboriks, kui temaga lennates sai kauem kui kunagi varem maailmas jälgida üht päikesevarjutust: seitsme minuti pikkust varjutust õnnestus 17 kilomeetri kõrgusel maksimaalse kiirusega lennates jälgida 74 minutit. 1986. aastal tegi Concorde soovijatele ümbermaailmareisi, mis kestis 18 päeva. Sellest oli lennuaega umbes 32 tundi ja ülehelikiirusega lennati ligikaudu18 tundi. Vaatamata ülikallile piletile, mis maksis ligi 21 000 dollarit, oli pardal 94 reisijat.


“Concordsky” nagu Concorde

Ega teisedki käed rüpes istunud. USA alustas 1963. aastal oma projektiga, mis siiski täit finantseerimist ei leidnud ja kaheksa aasta pärast see lõpetati. Suurem tähelepanu läks seal ilmselt sõjalennukite peale. Eraldi väärib märkimist aga N Liidu tegevus, kes kogu oma eksistentsi jooksul on kopeerinud peamiselt teiste tehnikat (mainime siin ainult fotoaparaate, autosid ja tuumapomme). Nii ka nüüd. KGB ja sõjaväeluure olid tasemel ning 1968. aasta lõpuks valmis “esimene” ülehelikiirusega lennuk TU-144, mille esimene lend oli küll madalama kui helikiirusega, ent toimus varem kui prantslastel. Kuna lennuk sarnanes Concorde’iga nagu kaks tilka vett, anti talle hüüdnimeks “Concordsky”. TU-144 saatus oli aga kurb. Üks lennukitest purunes 1973. aastal iga-aastasel Prantsuse Le Bourget’ õhunäituse demonstratsioonesinemisel, teine katastroof juhtus 1978. aastal. Pärast seda võeti lennukid käigust ära. Nende puuduseks oli suur kütusekulu, vibratsioon ja müra, mis tegid sõidu üsna ebamugavaks.


Teedrajav lennuriist

Mida öelda lõpetuseks? Concorde oli kahtlemata suurepärane ja teedrajav projekt. Vaatamata kõigile ülehelikiirusega seotud probleemidele olid projekti peamiseks lõpetamise põhjuseks siiski majanduslikud kaalutlused. Nagu tehnilistest andmetest näha, on ülehelikiirusega lennu kütusekulu ülimalt suur, mis teeb lennu kalliks. Sellest tuleneb ka kallis piletihind, ning kütusehinna pideva tõusu ja reisijate arvu kahanemise tõttu ei tasunud lennud end enam ära. Oma panuse reisijate arvu vähenemisele andis ka 2000. aasta lennuõnnetus. Lisaks sellele olid lennukid juba mõningal määral amortiseerunud ja samal viisil ei oleks enam saanud jätkata. Jätkamiseks oleks tulnud teha suuri kulutusi, et arendada välja uuem ja parem lennuk. Mis saab edasi? Tundub, et momendil kindlat järeltulijat Concorde’ile ei ole. Pakutakse mitmeid variante, üks ja ilmselt reaalseim oleks väike, 8- kuni 10-kohaline ülehelikiirusega lennuk. Milline neist realiseerub, näitab tulevik.

Tundub, et Concorde loobus õigel ajal, kui veel mingeid võimalikke katastroofimärke silmapiiril polnud, ning seetõttu jääb ta lennunduse ajalukku sellise teetähisena, mida on raske ületada.


(1) Austria teadlase Ernst Machi (1838–1916) järgi. Kui mingis keskkonnas liikuva keha kiiruse v ja samas keskkonnas leviva heli kiiruse a suhe on väiksem kui 1, siis liigub keha alahelikiirusega ning kui suurem ühest, siis ülehelikiirusega.