Tu-144 (Konkordsky) kaks elu
Ülo Vaher
24.01.2009

Käesoleva aasta lõpus möödub 40 aastat lennundusajaloo ühest tähtsündmusest – esmakordselt tõusis õhku ülehelikiirusega reisilennuk Tu-144, mille loomisse oli andnud panuse ka eestlasest insener ning mis püstitas 13 maailmarekordit. Kuigi reisijate lennud lõpetati 10 aastat hiljem, äratati lennuk 1996 uuesti ellu, et koos NASAga ehitada see ümber lendavaks uurimislaboriks, kogumaks vajalikke andmeid teise põlvkonna ülehelikiirusega reisilennukite (nende hulgas ka Tu-244 ja Tu-444) loomiseks 21. sajandil.

Möödunud sajandi teisel poolel algas lennunduses ülehelikiirusega lendude ajastu. Juba sõja ajal oli mõnel hävitajal õnnestunud ületada helikiirus (M = 1225 km/h), kuid see oli saavutatud suhteliselt väikeste lennukitega. Nüüd seati eesmärgiks luua helist kiiremini lendavad suured reisilennukid. Selline väljakutse oli jõukohane vaid suurriikidele – USAle ja N.Liidule, sest vaja oli suurt hulka vastava ettevalmistusega konstruktoreid ning kopsakaid finantse. Isegi sellised riigid nagu Suurbritannia ja Prantsusmaa olid sunnitud oma ressursid ühendama, et välja töötada nende kuulus topelthelikiirusega ja saja reisijakohaga Concorde (koosmeel). USAs valmistati ette aga märksa suuremate ja kiiremate lennukite projekte, millest tuntuimad olid Boeing 2707 ja Lockheed L-2000, kuid siis sekkusid rohelised. Nende õhutusel vallandunud vastuseisu tõttu peatati vastavad programmid senati poolt 1971. aastal, kuigi oli kulutatud juba üle 700 miljoni dollari ning president Kennedy oli lubanud, et astronautide Kuu-lendudega samal ajal võivad tavakodanikud lennata ülehelikiirusega reisilennukitel. Peatamine oli kasulik N.Liidule, kellel tuli nüüd konkureerida vaid Concorde’i tegijatega. Ülehelikiirusega reisilennuki nõukogude variandi loomisse rakendati suur osa lennukitööstusest, kusjuures juhtimine ja vastutus pandi Tupolevi konstrueerimisbüroole, mistõttu sai ta nimeks Tu-144.

Luurele tööd
Kuna venelased alustasid hiljem, tuli neil Concorde’ist ette jõudmiseks järele uurida, milliseid lahendusi selle juures on kasutatud ning püüda neid võimalusel ära kasutada.
Nii näiteks arreteeris Prantsuse politsei 1965. aastal Aerofloti Pariisi esinduse juhi S. Pavlovi koos Concorde’i tehniliste joonistega. Tema „tööd” jätkas S. Fabiev, kuid Prantsuse vastuluure sai ka sellele jälile ja laskis tal edasi tegutseda kuni 1977. aastani, kasutades teda selleks, et venelastele ette sööta võltsitud andmeid. Seda meenutades ei suuda prantslased siiani naeru pidada, kui kujutavad ette, kuidas venelased võisid püüda valmistada Tu-le rehve närimiskummi retsepti alusel, mis oli neile salaja ette söödetud. Tegelikult ei olnud õieti kasu ka võltsimata andmetest, sest nõukogude tehnika baseerus teistel standarditel kui prantslaste oma – erinevad olid näiteks metallisortide koostised ja põhidetailide mõõtmed.
Kuid mittespetsialistidele torkas kõigepealt silma Tu-144 väliskuju suur sarnasus Concorde’i omaga, kuid see tulenes suures osas aerodünaamika seadustest, mis olid mõlemale ju samad. Välise sarnasuse tõttu sai Tu-144 hüüdnime Konkordsky, samal ajal NATO nomenklatuuris kandis ta koodnime Charger (ratsu). Venelased nägid Konkordsky nimes hoopis vihjet kuulsale vene lennukiehitajale Igor Sikorskyle ja tema maailmakuulsale neljamootorilisele Ilja Murometsile, mis valmis Riias Vene-Balti vagunitehases 1913. aastal. Tollal oli see tõeline lennundusime. See võis pardale võtta 16 reisijat, kelle jaoks oli esmakordselt lennunduses eraldatud kinnine salong leentoolide, elektrivalgustuse ja küttega, samuti söögi- ja isegi vannituba. Peatselt algavaks I maailmasõjaks ehitati need lennukid ümber omalaadi lendavateks kindlusteks, mis suutsid kanda kuni 800 kg pomme ja 16 kuulipildujat ning olid kaitstud 5 mm soomusega.

Sarnased, kuid erinevad
Ühe lennuki headus ja edukus sõltub paljude tegurite koostoimest, kuid lennuki puhul, mille kiiruseks 2M, on kõige otsustavamateks tema mootori efektiivsus ja väliskuju aerodünaamika. Viimane töötatakse välja matemaatilise modelleerimise ja arvukate katsetustega tuuletunnelis. Et konkurentide põhinäitajad – kiirus umbes 2M ja reisijate arv 100–150 – olid samasugused, siis aerodünaamika seadused tingisidki, et nende väliskuju pidi olema samuti sarnane. Tu-144 tiiva optimaalse kuju (topelt-delta) ülehelikiirustel 2M lendamiseks arvutas välja eestlannast insener Leida Kosjatsenko (Altdorf). Tema loodud tiivakuju on sobivaim just ülehelikiirusel lendamisel, samas muudab lennuki suhteliselt ebastabiilseks ja raskesti juhitavaks alahelikiirustel, s.o stardil ja maandumisel. Selle probleemi lahendamiseks varustati Tu-144 ninaosa 6,1 m pikkuste lisatiibadega, mis ülehelikiirusel tõmmati lennukisse sisse ning lükati enne maandumist taas välja. Concorde’i konstruktorid lahendasid selle probleemi teisti, muutes tiiva tagaserva kumeraks, mis küll vähendas efektiivsust ülehelikiirustel, kuid tagas piisavalt head lennuomadused ka alahelikiirustel.
Concorde’i ehitajate tähtsaim eelis Tu-144 loojate ees oli nende käsutuses olev tollal efektiivseim turboreaktiivmootor Rolls-Royce Snecma Olympus 593 Mk 610, mida venelastele keelduti müümast selle sõjalise tähtsuse tõttu. Seetõttu tuli neil asuda ise sobivat mootorit välja töötama Kuznetsovi OKBs. Erinevalt Concorde’i mootorist tuli Tu-144 mootoris NK-144 kiiruse 2M saavutamiseks kasutada nn tagapõlemisprotsessi. See käis nii: mootori põlemiskambri tagaossa suunati täiendav kogus kütust ja põletati seal kõrges kuumuses, mille käigus tekkinud gaasid andsid kambrist väljumisel lisatõuke/-veojõu. Selline mootori ebamajanduslik tööre_iim tähendas sama kütuse- ja stardikaalu juures aga väiksemat lennukaugust või väiksemat kasulikku lasti (reisijate arvu). Uue, sellest puudusest vaba Kolessovi mootoriga RD-36-51 varustati aga hilisemad mudelid Tu-144D, mis võimaldas suurendada lennukaugust 6500 km-ni. Concorde’i eeliseks oli ka võimalus kasutada Lucase-nimelist mootori töö kontrolli ja automaatika elektroonika-paketti (seda venelastele ka ei müüdud), samuti oli neil efektiivsem jahutussüsteem, milles kasutati oskuslikult ära kütuse toitesüsteemi. Venelased ehitasid täiesti iseseisva süsteemi, mis muidugi suurendas mootori kaalu.
Kuid mitmes osas Tu-144 jällegi ületas oma rivaali, seda eeskätt kiiruse, mõõtmete ja reisijate arvu poolest (Tu-l 150 reisijat, Concorde’il 100 reisijat ). Esimese õhulennu sooritas Tu-144 katsemudel 31. detsembril 1968 – oma konkurendist ligi kolm kuud varem. Esimene ülehelikiirusega lend sooritati 5. juunil 1969. a, kahekordne helikiirus ületati ligi aasta hiljem. Kokku püstitas Tu-144 13 erinevat lennundusrekordit nii kiiruse, kõrguse kui ka veose kaalu osas.
Kahjuks ei pääsenud Tu-144, nagu Concorde’gi, lennuõnnetustest, kuid erinevalt viimasest ei hukkunud tema pardal siiski ükski reisija. Kuulsaim avarii toimus Pariisi lennundusnäitusel 1973. a demonstratsioonlennul, mille põhjuste kohta on esitatud erinevaid versioone. Neist tuntuima kohaselt oli piloot sunnitud kokkupõrke vältimiseks ootamatult tema lähedale ilmunud Prantsuse hävitajaga Mirage (väidetavalt luureülesandega filmida Tu-144 uudset tüüpi lisatiibade tööd) sooritama ülijärsu manöövri, mille käigus tekkis ülekoormus kuni 6g ning lennuk purunes.
Tu-144 seeriatootmine toimus Vorone_i lennukitehases. Arendustöö ja täiustused lennuki juures kestsid pidevalt, põhjendati seda aga reisijatele maksimaalse ohutuse tagamisega. Näiteks olid peamised juhtimissüsteemid dubleeritud kuni neljakordselt. Selle peale võiks küsida, kas palju head on hea ka kokkuvõttes?

Karjäär jäi lühikeseks
Pärast arvukaid katsetusi ja kontrollimisi anti lennuk 1977. a Aeroflotile üle reisijate veoks, peamiselt Moskva ja Almatõ vahel. Nüüd aga selgus kurb tõsiasi – Aeroflot ei olnud huvitatud nende kasutamisest ning püüdis neist võimalikult kiiresti lahti saada, sest nad tõid kaasa täiendavat tööd ja vastutust, ta oli nagu õrn ratsahobune künnihobuste tallis. Nõukogulikus plaanimajandussüsteemis puudus kontingent, kelle jaoks aeg on raha ja kelle pealt maailma lennukompaniid võivad hästi teenida tänu ülikõrgetele piletihindadele. Concorde teenis hästi kuni 2001. aasta 11. septembri terrorirünnakuni, sest teda kasutasid üle lombi lendamiseks meeleldi mitte üksnes Prantsuse presidendid, vaid ka mitut masti superstaarid, suurärimehed ja pankurid (eestlastest on teada Eesti Panga endise presidendi V. Krafti lend). Kõik see Venemaal puudus ja Aeroflot lõpetas reisilennud juba järgmisel aastal. Lennukite ehitamine jätkus aga Vorone_is kuni 1984. aastani.
Tu-144 loomise põhieesmärk – prestii_ ja propaganda – oli juba saavutatud. Lennukeid jätkus eksponeerimiseks pea kõigil lennundusnäitustel, kus nad vaatajate huvipuuduse üle kurta ei saanud. Kahte eksemplari kasutati ka mitmesugusteks atmosfääri ülakihtide geofüüsikalisteks uuringuteks, sealhulgas radiatsiooniohu hindamiseks. Samuti kasutati Tu-144 Vene kosmosesüstiku Buran pilootide õppe- ja treeninglendudeks.

Uus tulemine
Eelmise sajandi 90ndatel aastatel taaselustusid maailmas uue põlvkonna ülehelikiirusega reisilennukite loomise ideed. Pärast külma sõja lõppemist tekkisid selleks soodsamad tingimused riikidevahelise koostöö näol. Sellekohane kokkulepe NASA ja Tupolevi firma vahel sisaldus ka 1994 allkirjastatud USA ja Venemaa majandusliku ja tehnoloogiaalase koostöö raamlepingus. See nägi ette Tu-144 andmist ameeriklaste käsutusse ümberehitamiseks lendavaks laboratooriumiks ja varustamiseks vajaliku eriaparatuuriga. NASA kui programmi HSR (High Speed Research) üldfinantseerija sõlmis omakorda lepingud konkreetsete uurimistööde läbiviimiseks Boeingu ja General Electricuga. Lendavaks laboratooriumiks valiti välja 1981. a valminud ning veel vähe väsinud (ainult 82 tundi lennanud) Tu-144D tüüpi eksemplar pardanumbriga RU 77114, millele nüüd lisandusid tähed LL. Lennuk varustati senisest veelgi võimsama mootoriga NK-32-1, mida seni kasutati ainult strateegilisel pommitajal Tu-160 (Blackjack). Salongist eemaldati reisijate istmed, piloodikabiini istmed asendati katapulteeritavatega ning lennuk topiti täis igasugust mõõteaparatuuri, mis suutis lennu käigus mõõta üheaegselt ligi 800 mitmesugust näitajat: lennuki erinevate osade ja seda ümbritseva õhukihi temperatuuri, rõhku, voolukiirust, hõõrdumist, samuti helibarjääri ja lööklaine levimist jne. Peale veojõu, aerodünaamika, termiliste ja akustiliste omaduste uuriti ka lennuki ja maapinna reljeefi vastastikmõjusid. Selle ülisuure andmevoo kogumiseks võeti senise analoogsüsteemi asemel kasutusele uudne digitaalne andmete salvestamis- ja töötlemissüsteem Damien. Lennuki käsitsemist ja juhitavust katsetasid ja hindasid ka NASA katselendurid R. Rivers ja G. Fullerton. Erinevaid eksperimente viidi läbi nii maa peal kui õhus. Maapealsete katsetuste käigus uuriti mootorite toimimist, kui lööklained muudavad kiiresti õhu sissevõtuavade asendeid. Lendude käigus mõõdeti ka lennuki kere ja tiibade deformatsioone. Õhuhõõrdumisest võib lennuki pinnatemperatuur ülehelikiirusel tõusta kuni 120 °C ning seetõttu kere pikeneda 300 mm. Suure täpsusega mõõdeti ka lööklaine survet ninaosas ning külglibisemist sõltuvalt kohtumisnurgast. Ühendades katselendude andmeid õhutunnelis mudelitel saadud andmetega on võimalik välja töötada arvutiprogramme, mis edaspidi võimaldavad prognoosida täpsemalt ka reaalsete lennukite aerodünaamilisi jt omadusi. Oma teises elus aastatel 1996–1999 sooritas Tu-144LL kokku 27 uurimistöölendu.
Seejärel pandi teenekas ja kuulus lennuk majanduslikes raskustes vaevleva Tupolevi lennunduskompleksi poolt müüki interneti oksjonipoes, kus selle soovis osta üks Texase miljonär, kuid lennuki toimetamiseks üle piiri ei saadud valitsuselt luba sellel oleva sõjalise tähtsusega mootori pärast. Sellist probleemi ei tekkinud siiski nn tavalise TU-144D puhul pardanumbriga 77112, mis õnnestus omandada Saksamaa Sinsheimi auto- ja tehnikamuuseumil 2000. a. Oma 4000 km teekonnal Sinsheimi mööda maa- ja veeteid läbis ta ka Soome lahe. Koos rivaali Concorde’iga paviljoni nr 1 katusel moodustavad nad arvutute külastajate meelisekspositsiooni, mida on lihtne külastada ka igaühel meist.
Kõige viimasena valminud Tu-144D eksemplari pardanumbriga 77115 (üldse valmis neid kokku 16, s.o sama palju kui Concorde’gi) väljaostmiseks korraldasid _ukovski linna lennundusentusiastid suure korjanduse ja kavatsevad selle paigutada oma linna projekteeritava memoriaalmuuseumi katusele ning jäädvustada nii mälestuse ajaloolisest superstaarist.

Sarnased artiklid