Reipasta matalalentoa ilmatyynyn päällä

Kerran jo hyllytetty maaefektitekniikka on tehnyt comebackin. Venäjällä on tekeillä 500 tonnin jättikone, joka lentää parin metrin korkeudessa. Pian maaefektikoneella voi myös päästä puolessa tunnissa Helsingistä Tallinnaan.

Kerran jo hyllytetty maaefektitekniikka on tehnyt comebackin. Venäjällä on tekeillä 500 tonnin jättikone, joka lentää parin metrin korkeudessa. Pian maaefektikoneella voi myös päästä puolessa tunnissa Helsingistä Tallinnaan.

Wigetworks Pte Ltd

Lokakuun 16. päivänä 1966 Kaspianmerellä Neuvostoliitossa nousi ilmaan 350-tonninen lentokone. Sen siipien kärkiväli oli vain 37,6 metriä, ja sitä liikutti kahdeksan suihkumoottoria.

Jättiläiskone ei edes yrittänyt päästä muutamaa metriä korkeammalle vedenpinnasta.

Alus oli maailman ensimmäinen maaefektikone eli venäläisittäin ekranoplan, jota Neuvostoliiton armeija aikoi käyttää joukkojen ja varusteiden kuljetukseen.

Kun Yhdysvaltojen tiedustelupalvelu CIA havaitsi koneen satelliittikuvistaan, tutkijat saivat harmaita hiuksia. Heillä ei ollut aavistustakaan, mikä laite kone oli ja mihin se kykeni.

CIA:ssa outoa ilma-alusta alettiinkin kutsua Kaspian merihirviöksi.

Venäläiset käyttivät koneesta lyhennettä KM, joka tuli sanoista ”korabl-maket” eli aluksen malli tai prototyyppi.

KM:n tarina päättyi vuonna 1980, kun se kokemattoman lentäjän virheen seurauksena upposi Kaspianmereen 20 metrin syvyyteen. Sittemmin Neuvostoliitto romahti, ja maaefektialuksen kehittäminen pantiin jäihin. Koko ajatus unohtui pitkäksi aikaa, mutta nyt se on taas otettu esiin.

Kaspian merihirviötä pienempiä malleja on jo käytössä, ja niiden ansiosta konetyyppi on kokemassa uuden tulemisen. Suunnitteilla on myös KM:ää reilusti suurempi malli, jolle on kaavailtu siviilikäyttöä.

Pian maaefektikoneilla voidaan kuljettaa rahtia merten ja autiomaiden yli – ja ehkä matkailijoita Helsingistä Tallinnaan.

Maaefektikoneella merten yli

/ 3

Rauhallisille vesille

Matalalla lentävät koneet sopivat sellaisille merialueille, joilla aallokko ei äidy korkeaksi eikä laivaliikenne ole liian vilkasta. Reittejä on suunnitteilla mm. Kaspianmerelle ja Mustallemerelle. Helsingin ja Tallinnan välisen liikenteen on lupailtu alkavan ehkä jo tänä vuonna.

1

Arktisille alueille

Maaefektikoneiden nopeus ja kyky nousta ja laskeutua ilman lentokenttää tekevät niistä hyvän työkalun operaatioihin Arktiksen alueella, missä asutusta on harvassa. Niitä on suunniteltu tiedustelutoimintaan ja pelastusviranomaisten käyttöön.

2

Erämaihin

Tähän asti maaefektikoneilla on lennetty lähinnä veden päällä, mutta ne sopivat myös mantereiden tasaiseen maastoon, kunhan siellä ei ole kovin paljon rakennuksia eikä puita. Sopivia seutuja olisivat esimerkiksi Siperian tundra ja Australian aavikot.

3
©

Matalalennossa on monia etuja

KM:n kunnianhimoisin manttelinperijä on myös venäläinen, vaikka siitä käytetään yleisesti englanninkielistä nimeä Heavy Cargo Aircraft Lifting Body (”raskaan kuorman nostavarunkoinen ilma-alus”) eli HCA-LB.

Vaikka sen muotoilu näyttää oudolta, leveän ja litteän rungon ja lyhyiden siipien on tuulitunnelitesteissä todettu tuottavan tarpeeksi nostetta, jotta kone pysyy ilmassa.

Maaefekti eli maavaikutus on aerodynaaminen ilmiö, jossa matalalla liikkuvan lentokoneen siipien ja maanpinnan välille syntyy yhteen puristuneen ilman vyöhyke, joka luo koneelle suuremman nosteen kuin lennettäessä korkeammalla ilmassa.

Monet linnut hyödyntävät maaefektiä liidellessään lähellä merenpintaa. Paras korkeus on noin puolet siipien kärkivälistä. Maavaikutus syntyy niin meren ja jäätikön kuin mantereenkin päällä, kunhan maasto on jokseenkin tasainen.

Maaefektin ansiosta suuret ja raskaat koneet voivat lentää kauemmin, nopeammin ja vakaammin pienemmällä polttoainemäärällä kuin muuten.

Ilmeisistä hyödyistä huolimatta maaefektikoneiden kehitys loppui huono-onnisen KM:n jälkeen.

Kun Neuvostoliitto romahti vuonna 1991, suunnitelmat haudattiin, mutta nyt ne on kaivettu esiin.

Koneiden koko pienenee

Viime vuosina yhä useammat yksityiset yritykset ovat käynnistäneet maaefektikonehankkeita. Osa niistä on jo saatu päätökseenkin.

Singaporelainen Airfish 8 on kahdeksanpaikkainen maaefektikone, joka on nopeampi kuin laivat ja polttoainetaloudeltaan parempi kuin tavalliset lentokoneet.

Se on suunniteltu käytettäväksi esimerkiksi pikkusaarien tai porauslauttojen välisessä liikenteessä. Airfish 8:n etuja on muun muassa se, että se ei tarvitse lentokenttää tai erikoisrakenteista laituria.

Lisäksi sen kahta potkuria pyörittää tavallinen auton V8-moottori.

Nyt käynnissä olevat maaefektikonehankkeet ovat pienimuotoisia, mutta niiden innoittamana unohtunut tekniikka on kokemassa uuden nousun.

Merihirviö sai seuraajan

Maaefektitekniikan synnyinmaassa Venäjällä on suuria suunnitelmia. HCA-LB on perinyt merenpohjaan päätyneen Kaspian merihirviön mittasuhteet. Sen on määrä kuljettaa kerralla jopa 50 rahtikonttia.

HCA-LB toimii parhaiten lentäessään 3–12 metrin korkeudessa, mutta se on suunniteltu niin, että se voi lentää myös ilman maaefektiä eli se voi nousta ilmaan tavallisilta lentokentiltä.

Venäjä kaavailee maaefektikoneita myös armeijan käyttöön arktisilla alueilla.

Venäjän varapääministeri Borisov on esitellyt Orlannimisen hankkeen osana maan puolustusvoimien vuoteen 2027 ulottuvia suunnitelmia.

Konetta kehitetään armeijan käyttöön, mutta ensisijaiset tehtävät ovat kuulemma tiedustelu- ja pelastusoperaatiot ja kuljetukset Siperiassa ja arktisella alueella, missä maasto on tasaista.

Alustavien suunnitelmien mukaan Orlanista tulee kaksikerroksinen ja se voisi kuljettaa enimmillään 550 matkustajaa tai 64 tonnia rahtia.

Uusvanhaa tekniikkaa on luvassa myös Suomenlahdelle. Helsingin ja Tallinnan välillä päästään matkustamaan maaefektikoneella lähitulevaisuudessa, ehkä jopa jo tänä vuonna. Näin on ainakin lupaillut virolainen Sea Wolf Express -yhtiö.

Sen kyydissä matka Suomenlahden yli taittuisi jopa puolessa tunnissa. Sea Wolf Expressin koneessa on pyörät, joten koneeseen nousu ja sieltä laskeutuminen tapahtuu kuivalla maalla.

Ilmatyyny kantaa

Uusi innostus 52 vuotta vanhaan, jo kertaalleen hyllytettyyn tekniikkaan perustuu etupäässä kahteen seikkaan. Ensinnäkin matala lentokorkeus ehkäisee ilmapyörteiden syntymistä.

Normaalisti lentokoneiden siipien kärjet saavat aikaan keilamaisen pyörteen, joka lisää ilmanvastusta. Maaefektikoneissa syntyvä pyörre hajoaa, kun pyörrekeila osuu maahan.

Toinen etu on se, että ilmanvastuksen pienentyessä koneen alla oleva ilma muodostaa ilmatyynyn.

Siipi ja maanpinta luovat ikään kuin suppilon, joka puristaa ilmaa koneen alle. Koneen alle syntyy suurempi paine kuin sen yläpuolelle.

Paine-ero pyrkii tasoittumaan, jolloin syntyy noste, joka painaa konetta ylöspäin samalla tavalla kuin tavallisen lentokoneen kulkiessa ilmassa.

Ekranoplan kykenee ilmatyynyn avulla lentämään vakaasti, nopeasti ja taloudellisesti.

© Oliver Larsen

Kun lentokone kulkee ilmassa, ilma virtaa siiven ylitse ja alitse. Tällöin siiven alapuolelle syntyy suurempi paine kuin yläpuolelle. Kun paine-ero pyrkii tasoittumaan, syntyy noste.

© Oliver Larsen

Kun kone esimerkiksi laskeuduttaessa lähestyy maanpintaa, noste kasvaa, koska ilman on vaikeampi virrata pois siiven alta kuin korkealla ilmassa. Siipien ja maan väliin syntyy ikään kuin ilmatyyny. Ilmiötä sanotaan maaefektiksi eli maavaikutukseksi.

Kun kone pysyttelee maanpinnan lähellä, se voi hyödyntää sekä alentuneen ilmanvastuksen että suuremman nosteen.

Maavaikutus on sitä suurempi, mitä lähempänä maanpintaa lennetään. Parhaimmillaan maaefekti on korkeudessa, joka on noin viisi prosenttia koneen siipivälistä. Silloin koneen teho voi olla jopa 2,3 kertaa niin suuri kuin tavallisissa lentokorkeuksissa.

Monet tavanomaisetkin lentokoneet käyttävät hyödykseen maaefektiä, tosin vain muutaman metrin matkalla nousukiidossa. Sitten ne nousevat normaaliin matkalentokorkeuteensa 9–12 kilometriin.

Siellä ilmatyynystä ei enää ole iloa, mutta ilmakehä on jo niin ohut, että ilman vastus on suhteellisen pieni.

©

HCA-LB

  • Tehtävä: Rahtikuljetus
  • Kantokyky: Jopa 50 rahtikonttia eli 500 tonnia
  • Huippunopeus: 500 km/h
  • Toimintasäde: 6 000 km
  • Toteutuminen: Tuulitunnelikokeet käynnissä
©

Sea Wolf Express

  • Tehtävä: Matkustajaliikenne
  • Kantokyky: 14 matkustajaa tai 1 400 kiloa
  • Huippunopeus: 200 km/h
  • Toimintasäde: 600 km
  • Toteutuminen: Liikenne Helsinki–Tallinna-reitillä alkaa ehkä vielä tänä vuonna.
©

Orlan

  • Tehtävä: Valvontalennot
  • Kantokyky: 550 matkustajaa tai 64 tonnia
  • Huippunopeus: 500–600 km/h
  • Toimintasäde: 3 000 km
  • Toteutuminen: Prototyypin odotetaan valmistuvan 2027.
© Wigetworks Pte Ltd

Airfish 8

  • Tehtävä: Matkustajaliikenne ja valvonta
  • Kantokyky: 8–10 matkustajaa tai 1 000 kiloa lastia
  • Huippunopeus: 195 km/h
  • Toimintasäde: 450 km
  • Toteutuminen: Tuotannossa.

Matala lentokorkeus asettaa rajansa sille, missä maaefektikoneilla voi lentää, mutta siitä on joissakin tilanteissa etuakin. Maaefektikoneet lentävät niin matalalla, että tutkassa ne jäävät maaston ja maanpinnan kaartumisen varjoon.

Koska ne lentävät merenpinnan yläpuolella, niitä ei voi havaita myöskään kaikuluotaimilla.

Lähivuodet näyttävät, saako vanha tekniikka nyt kylliksi ilmaa siipiensä alle.