Yolcu ve kargonun sesüstü süratlerle taşınmasında bir düşü geliştiren Concorde ve Tupolev Tu-144 uçakları, yenilikleri, doğruları ve yanlışlarıyla incelenip gökyüzünden çekildiler. Sivil havacılığın en iddialı ancak ticari olarak çok kusurlu projelerinden ama en önemlilerinden biri olarak kabul edilmektedir. Ne var ki, bu konudaki arayışlara öncü rol modellikleri devam etmektedir...

CONCORDE:

İngiliz British Aircraft Corporation (BAC) ve Fransız Aérospatiale (öncesinde SUD Aviation) şirketleri tarafından ortaklaşa geliştirip üretilen süpersonik (SST: Supersonic Transportation) yolcu uçağıdır. Öncü çalışmalar İngiltere’de başlamış, 1954’te daha sistematik biçime bürünmüştü. Daha sonraları Fransız’da benzer çalışmalar başlayınca taraflar bilgileri paylaşmaya yönelmişlerdi.

1962 yılında program maliyeti 70 milyon sterlin (2021’de enflasyon etkisi giderilmiş eşdeğeri 1.39 milyar sterlin) tahmini üzerinden İngiliz-Fransız şirketleri ortak çalışma antlaşması imzalamışlardı. Ancak bu antlaşmadan önce Fransa’nın sunduğu planların büyük bölümü aslında İngiltere’den bir şekilde aşırma olduğu ve bazı ufak tefek değişikliklerle sunulduğu da açığa çıkmıştı.

Başlangıçta Concorde projesi Birleşik Krallık kabinesinde özellikle hazine bakanlığınca red edilmişti. Ne ki Avrupa Ekonomik Topluluğuna katılmak için can atan İngiliz hükümeti, bu proje ortaklığı ile üyelik yolunda önemli bir fırsat yakaladıklarını düşünmüşlerdi.

İsim seçiminde ise İngilizce’de “Concorde”, Fransızca’da “Concord” kelimelerinin her iki dilde de antlaşma, uyum, birlik anlamına gelmesi önemli rol oynamıştı.

Başlangıçta her iki şirket birçok temel konuda hemen hemen aynı fikirde olmalarına rağmen bir tek yolcu kapasitesine bağlı gövde boyu ve koridor sayısında anlaşamamışlardı. Sonuçta aerodinamik problemler tek koridor ve dar gövdeyi dikte ettirmişti.

Bu arada ABD de gelişmeleri yakından takip ederken, Amerikalı uçak üreticilerinin Avrupalı bir şirketle iş birliğine hükümetin gerekli desteği vermeyeceği fikri kesinleşmişti. Böylelikle Concorde rakipsiz (Tupolev Tu-144 hariç) kalmıştı. 1967’de Boeing şirketi B-2707 SST projesine başlamıştı. Tasarıya göre Mach 3 hızında ve 300 yolcu taşıyacaktı. İki prototip üretimi yarıda kalmış,pek çok öngörülmeyen mühendislik problemleri yanısıra gövde ve kanat kaplamalarının süpersonik hızlarda aşırı ısınma ve deformasyon problemleri nedeniyle 1971’de program iptal edilmişti. Başka bir ABD şirketi Lockheed, L-2000 SST modelinin tasarımına girişmişti. Projeye göre 300 yolcu taşıyacak model çok fazla ilgi uyandırmayınca yine iptal edilmişti. 1990’larda NASA liderliğinde High Speed Civil Transport (HSCT) programını birçok Amerikalı uzay-havacılık şirketiyle birlikte başlatmıştı. Mach 2.4 hızında, 300 yolcu taşıması planlanmıştı. Proje halen sonik patlama etkilerini azaltma araştırmaları ve yüksek ısı problemleri üzerine yoğunlaşmıştır...

Concorde’un altı adet prototipinin üretimi Şubat 1965’te başlamıştı. İlk test uçuşu 2Mart 1969’da Toulouse’den yapılmıştı. Projenin başında her türlü planlama, pazarın toplam 350 uçak olacağı tahminine göre şekillenmişti. Ve birçok büyük havayolundan yüz kadar ön sipariş almışlardı.

Concorde’un uçuşta alttan görünüşü

Gecikmeler (özellikle ses sürati üzerinde yepyeni problemlerin çözüm arayışları) ve maliyet aşımları, program maliyetini 1976’da 1.5-2.1 milyar sterline (2021’de enflasyon etkisi giderilmiş eşdeğeri 9-13.2 milyar sterlin) yükseltmişti.

Concorde 1975 yılında Fransız ve İngiliz sivil havacılık otoritelerinden (CAA) uçuşa elverişlilik sertifikalarını almıştı.26Aralık 1975 günü ilk ticari uçuşları için Air France Paris-Dakar-Rio de Janeiro, British Airways Londra-Bahreyn rotaları için aynı anda 11.40a.m UTC de havalanmışlardı. Ardından 1976’da Paris'ten Air France, Londra’dan British Airways şirketleri Amerika’da önce Washington-Dulles, ardından New York-JFK meydanları için transatlantik uçuşlarına başlamıştı.

Ogival delta kanatlarının yanısıra kuyruğunda yatay stabilize olmayan (bazı kaynaklarda kuyruksuz olarak geçmektedir) alüminyum-titanyum alaşımlı kaplamalı bir gövdesi vardı.Kanat açıklığı 23.80 metre idi. Kalkış ve inişte çok yüksek hücum açısı nedeniyle pilotlara görüş sağlamak için yukarıya toparlanabilir-sarkık burunlu (droop nose) bir uçaktı. Ogival delta kanatın (bileşik yuvarlatılmış) geliştirilmesinde ve test edilmesinde NASA’nın da önemli katkıları olmuştu.

Dört adet Olympus 593 turbo jet motoru vardı. Motor hava alıklarının ses üstü süratlerde daralma özelliği, önemli aerodinamik problemleri çözmüştü. Yine motorların kalkışta ve ses süratine geçişte kullanılan after-burner (fazladan itki sağlayan art-yakıcı) özellikleri de vardı.Maksimum beş dakika kullanım limitli after-burner, toplam itkinin yüzde 20'sini elde ediyordu. Her bir motor kalkışta after-burner ile maksimum 38.050libre≈17.259kg güç sağlıyordu.

Uçak maksimum 60.000’≈ 18.288m tavanı ve Mach 2.07≈ 2.167km/sa hıza ulaşabilmesine rağmen Mach 2.02 ile seyahat rejimini kullanıyordu. Ortalama 1.852m yi (1deniz mili) 2.75saniyede kat ediyordu.  Menzili 7.222km idi. İki pilot bir uçuş mühendisi (FEO) ile uçuruluyordu.

Yüksek hızlarda değişen aerodinamik dengeler uçuş kumandalarını aşırı hassas kıldığı için çözüm olarak, kanat içinde bulunan 17 adet depolardaki yakıtın yerini değiştirerek en ideal ağırlık merkezi (CG: Center of Gravity) vb. ayarlarını sağlama düzeneğini geliştirmişlerdi. Bu sistem diğer trim sistemlerine yardımcı bir görev üstlenmişti. Ayrıca dünyada ilk analog fly-by-wire (kablosuz) kumanda satıhlarına sahipti.

Yerdeki operasyonlar için özel dikmeler (ortalamalardan çok uzun), fren sistemleri ve lastikler geliştirilmişti. Örneğin Heathrow’a inişten sonra hava koşullarına ve ağırlığa bağlı olarak fren sıcaklıkları 300-400C° arasında oluyordu. Fren diskleri ilk kez Concorde’a kullanılıp sonra tüm uçaklarda yaygınlaşan karbon bazlı idi. Tekerlekleri yaklaşık 400km/sa hıza dayanacak şekilde üretilmişti. İnişte çok yüksek hücum açısı nedeniyle motorların piste sürtünme riskini önlemek için gövdenin alt arka ucuna küçük bir tekerlek daha konulmuştu.

Air France 4590 Paris kazası

Concorde, kabin içi koltuk düzenlemesine göre yan yana ikili koltuklarla dörtlü sırayısağlayan, toplam 92-128 yolculu tek koridorlu dar bir gövdeye sahipti. Uçağın yüksek hızları esnasında sürtünmeden kaynaklanan kabin içinde aşırı ısınma probleminin çözümü için pencerelerin boyutları küçültülürken ilaveten özel soğutucu bir klima sistemi de eklenmişti. Uçağın burun ve motorlarında aynı nedenle gelişen aşırı ısınma problemi yüzünden sürati M 2.02 ile sınırlandırılmıştı. Ayrıca gövdenin büyük bir bölümü ısı yansıtıcı özel beyaz bir boyayla kaplanmıştı. Bir tek Pepsi reklamı için maviye boyanan gövde ve kanatlar yüzünden ses üstü hızla uçuşu 20 dakikayla kısıtlanmıştı. Uçak statik haldeyken boyu 61.67 metre olmasına rağmen yine de yüksek hızlarda sürtünmeyle artan ısınma nedeniyle genleşen gövde 6 cm. kadar uzayabiliyordu.

Concorde’un yüksek irtifadaki uçuşları, uçak içindekiler için diğer uzun menzilli uçaklara oranla iki kat kozmik radyasyona maruz bırakacağı hesaplanmıştı. Bunun cilt ve diğer bazı tür kanser oluşumunda büyük rolü olmasına rağmen uçuş süresinin öbür uçaklara göre daha kısa olması bir nebze riski azaltmaktaydı. Bu yüzden aşırı radyasyona maruz kalmayı önlemek amacıyla uçakta bir radyometre ve radyasyonun artma-azalma hızını ölçen bazı aletler kullanılmıştı. Radyasyon düzeyi çok yükselirse uçuş seviyesi 47.000’≈14.325m altına azaltılıyordu.

Ses altı süratlerdeki yolcu uçakları New York-Paris uçuşunu yaklaşık yedi saatin üstünde tamamlarken, Concorde aynı rotayı 3.5 saatin altında kat ediyordu. 56.000’≈ 17.068m seyir irtifasında başka trafik olmadığı için okyanus geçişlerinde diğer trafiklerin kullandığı Oceanic Track System ve Random Route’ların dışında, kendileri için en optimum yolları kullanıyordu. Ayrıca yakıt yükü azaldıkça hafiflemekte ve böylelikle okyanus geçişlerinde 45.000’ ila 60.000’ (≈13.716-18.288m) arasında kademeli ve en optimum tırmanış-seyir-alçalma uçuş profili uygulanıyordu.

Uçakların satış aşamasına gelindiğinde durumlar son derece karamsardı. Bunların en başında araştırma, geliştirme ve üretim aşamalarında maliyetinin hesaplanandan altı kat daha pahalı olması gelmekteydi. Kalkıştaki gürültü kirliliği ve ses hızına geçişte oluşan sonik patlamaya gösterilen tepkiler, ardından gelen kısıtlamalar da önemliydi. Ayrıca 1972’de başlayan petrol krizi uçuş işletme maliyetlerinde dikkate değer artışı da getirmişti. Bu probleme ses altı yolcu uçaklarının motor, kanat, vb. tasarımlarında getirilen yeniliklerle daha verimli ve ekonomik performans göstermeleri karşısında Concorde oldukça dezavantajlı pozisyondaydı. Örneğin Concorde 1 galon (3.785lt) yakıtla 15.8 yolcu mili kat ederken, geniş gövdeli uçaklardan B-747: 46.4, Douglas DC-10: 53.6 yolcu mili gibi değerlere ulaşıyordu. Bu nedenlerle İngiliz ve Fransız havayollarının dışındaki 16 havayolu tanıtım ve diğer siparişlerini iptal etmişlerdi.Gelişmeler karşısında İngiliz ve Fransız hükümetleri tüm maliyetleri üstlenmişlerdi. Bu yüzden prototipler de dahil sadece toplam 20 adet Concorde üretilmişti.

ABD kongresi, sonik patlamalarla oluşan gürültü şikayetleri ve protestolar, biraz da ticari rekabet kaygıları ile uçuşları yasaklama kararı getirmişti. Daha sonra bazı mahkeme ve hukuki süreçleri takiben yasak kısmen kaldırılmıştı. Bunda mahkemeye sunulan başkanın uçağı AirForce-1’in gürültü düzeyinin ses altı hızlarda ve kalkış-inişte Concorde’dan daha fazla olduğu raporu önemli etkendi.  Ancak kongre sadece okyanus üzerinde ses hızıyla uçuş iznini verirken, ABD toprakları üzerinde ses üstü hızlarda uçuşu kesinkes yasaklamıştı. Benzer kısıtlamalar Uzakdoğu hatlarında Malezya, Hindistan üzerinde de konulmuştu...

Bu arada British Airways’in sırf hükümeti rahatlatmak için Concorde uçuşlarında no-show (gerçekleşmemiş rezervasyon) rakamlarının şişirildiği durumları da ortaya çıkmıştı. 1983’te Pan American şirketi, İngiliz Hükümetinin Concorde uçuşlarını sübvanse etmekle suçlamıştı. Öte yandan British Airways’de okyanus uçuşları için sadık bir yolcu kitlesi de gelişmişti. Bu şekilde British Airways, operasyonun son 20 yılında sadece beş uçak ile çalışırken, Amerika hattında yarım milyar sterlinin üzerinde kâr elde etmişti.

25 Temmuz 2000 Paris Charles de Gaulle meydanındaki kazada uçaktaki yolcu ve ekip ile yerdekiler dahil toplam 113 kişi yaşamını yitirmişti. Ardından düşük yolcu potansiyeli, 11 Eylül İkiz Kule saldırıları, artan bakım maliyetleri, muhalefetlerin her iki hükümete ağır eleştirileri gibi faktörler nedeniyle 10 Nisan 2003’te Air France ve British Airways birlikte, Concorde’u emekliye ayırma kararı almışlardı. Daha sonra uçakların bir kısmı dünyanın çeşitli yerlerinde müzelere sevk edilerek kapalı ve açık alanlarda sergilenmeye başlamışlardı.

Projenin önemli bir handikabı ise rakip uçak üreticileri her türlü ekonomiklik çabaları için motor, gövde ve avionik vb. bölümlerinde birçok yenilikleri uygulamışlardı. Oysa Concorde’un aynı bölümler için yenileştirme, güncelleme çabası hükümetlerin baskıları nedeniyle neredeyse hiç yoktu. Her ne kadar Concorde ticari yönden başarısız bir proje olmasına rağmen, sivil-askeri havacılığa yaptığı teknolojik katkıları çok fazlaydı.

Tupolev Tu-144’ün önden görünümü ve bıyık kanardları

Concorde ile benzerliğinden ötürü batılı gazeteciler tarafından “Concordski” olarak adlandırılmıştı. Ayrıca Sovyetlerin sanayi ve ticari casusluk faaliyetleriyle Concorde’la ilgili tüm plan, doküman vb. bilgilerin çalındığı her zaman iddia edilmişti.

Tu-144’ün ilk uçuşu Concorde havalanmadan üç ay önce Aralık 1968’de gerçekleşmişti. Her şeye karşın gökyüzüne ilk çıkan olmuştu!Tu-144 programı biraz da propaganda ve teknolojide Batı’dan geri kalmama kaygısıyla problemlerin üzerinde yeterince çalışılmadan aceleye getirildiği çok sonraları dillendirilmişti. Nitekim yabancı basın mensupları ve elçilerin davet edildiği ilk gösteri uçuşu tam üç kez, art arda nedeni belirtilmeden iptal edilmişti...

Tu-144 tıpkı Concorde gibi dört motorlu kuyruksuz, delta kanatlı, kalkış-iniş için düşük burunluydu. Ayrıca kokpitin arkasında ve her iki yanında yüksek süratlerde içeri geri alınabilir “Bıyık Kanardları” tıpkı hareketli burun gibi iniş ve kalkışta açılıyordu. Tu-144, Concorde’a göre daha büyük ve daha hızlıydı: Boyu65.5m, kanat açıklığı 28m idi. Maksimum tavanı 66.000’≈ 20.116m ve maksimum Mach 2.15 (bazı kaynaklarda M 2.35 ve M 2.37 olarak geçmektedir) sürati olmasına rağmen problemler nedeniyle servis tavanı 20.000m ≈65.617’ ve sürati Mach 2.07≈2.200km/sa ile sınırlandırılmıştı. Menzili 3.080km idi. Bir pilot (kaptan) iki uçuş mühendisi ile uçuruluyordu.

Concorde ve Tu-144, Almanya’nın Sinsheim Auto&Technik Müzesinde yanyana sergileniyorlar

Tu-144, prototipler ile “D” ve “S” serileri dahil toplam 16 adet üretilmişti. “S” ilk üretilen seri olup dokuz adet, “D” bazı yenilikler uygulanıp geliştirilerek beş adet üretilmişti. Başlangıçta motorların yetersizliği nedeniyle menzili daha azdı. Daha sonra geliştirilen yeni motorlarıyla menzil olarak Concorde’a yaklaşmıştı. İnişte yavaşlamak için fren paraşütüne ihtiyaç duyulmuştu. Ayrıca düşük süratlerde uçuşun kontrol edilebilirliğinde ciddi kumanda zafiyeti vardı.

Tu-144 projesinin en ilginç noktalarından birisi de teknolojik yardım için Batı’dan bazı önemli taleplerde bulunmalarıydı. Bu, SSCB’nin teknolojik ve siyasi prestijini bozmasına rağmen yapılmıştı. Örneğin motorların elektronik kontrolu (FADEC) için Lucas Industries, BAC-Aérospatiele’den motor hava alıklarının geometrisi ve hareketli tasarımı, kanat hücum kenarı buz çözme (anti-ice) sistemleri, yakıt boruları vb. önemli konulardı. Bu taleplerin neredeyse tamamı ileride Rus bombardıman uçaklarında kullanılacağı endişesiyle İngiliz Hükümeti tarafından veto edilmişti.

26 Aralık 1975’te ilk ticari uçuşunu Moskova-Alma Ata rotasında, sadece kargo ve posta yükü taşımıştı. Yolcu taşıma hizmeti Kasım 1977’de başlamıştı. Tu-144, nedense yurtiçi ticari uçuşlarda kullanılmıştı: Tek bir uçuş rotasında, o da Moskova-Alma Ata arasında haftada bir kez olmak üzere yolcu taşımıştı. Ortalama 58 yolcu taşıdığı 55 uçuştan sonra bir daha yolcu taşımamıştı. 102 adet ticari uçuş (yolcu-kargo vb.) gerçekleştirmişti. Daha sonra uzay uçuşlarında astronot eğitimleri için bir tanesi bazı değişikliklerle (Tu-144LL) NASA tarafından satın alınmıştı.Bir Tu-144D, 1986-1988 yılları arasında Sovyet Buran Uzay Mekiği kozmonotlarının eğitiminde kullanılmıştı.

Tu-144’ün birçok askeri versiyonu tasarlanmıştı. Bombardıman versiyonu Tu-135P daha proje aşamasındayken iptal edilmişti. Yine havada kıtalararası füze atabilen Tu-144R, düşman hava savunma sistemlerini bastırmak için tasarlanan elektronik karıştırma (ECM) modeli Tu-144PP vb. hepsi, projeleri tamamlanmadan iptal edilmişlerdi.

Tu-144S modeli 80 uçuşta 226 büyük arıza yaşamıştı. Gövdede metal yorgunluğundan kaynaklanan çatlaklar büyük problemler yaratmıştı. Kabin içinde motorların gürültüsü Concorde ile kıyaslanamayacak derecede büyüktü (90-95dB). Yan yana oturan yolcular ancak bağırarak konuşabilirken, önlü arkalı oturanlar çığlık atsalar bile birbirlerini duyamadıklarından bahsedilmişti. Gövdenin arka bölümünde ise gürültünün şiddeti daha da dayanılmaz olduğu sonradan açıklanmıştı.

Tu-144’lerden biri 1973’te Paris hava gösterisinde kaza yapmıştı. Ekipten 6, yerde 8 kişi ölürken 25’te yaralı vardı. Kaza sonrası birçok spekülasyonların arasında en ilginci Sovyetler Fransa’yı, Tu-144’ün peşine bir Mirage savaş uçağı takarak bıyık kanardlarının resmini çekme gayretinden kaynaklandığı iddiasıyla suçlamasıydı. Bu sav hiçbir zaman doğrulanamamıştı. Ardından Mayıs 1978’te teslimat öncesi test uçuşunda bir uçak daha kaza geçirmişti. Bu kaza yolcu taşımacılığının sonu olmuştu. Sovyetler hükümeti projeye hep çekimser bakmış ve 1Temmuz 1983’te Tu-144 programını komple iptal etmişti.

Tu-144 projesinde genel hata, Concorde’u geçmek, daha önce havalanmak için emniyet ve kaliteye zarar verecek ölçüdeki acelecilik, daha sonra çok ağır zararlara neden olmuştu. Bunda siyasi otorite ve bürokrasinin baskısı önemli rol oynamıştı.

NOTLAR

*En hızlı Concorde uçuşu 7Şubat 1996’da British Airways’in G-BOAD numaralı uçağı tarafından New York JFK-Londra Heatrow havaalanı arasında yapılmıştı. Kalkış-iniş dahil 2saat 52dakika 59saniye süren uçuşta ortalama hız 282km/saniye idi. Ayrıca yine Concorde dünyanın çeşitli yerlerinde, farklı hız kategorilerinde de rekorlar kırmıştı.

*İngiliz uyruklu Barbara Harmer 1993’te British Airways’de ilk kadın pilot olmuştu. Aynı şekilde Air France’ta Béatrice Valle’de ikinci kadın Concorde pilotu olmuştu.

*Bir komplo teorisine göre İngiliz-Fransız tasarım ekibi, planların Ruslar tarafından çalınacağını bildiklerini ve kasıtlı olarak yanlış bilgilerin aktarıldığını iddia edilmekteydi. Bu yüzden Tu-144’ün birçok önemli problemler yaşadığı yaygın kabul görmüştü.

*1973 yılında Concorde 001, güneş tutulmasını havadan izleme görevi için özel gözlem araçlarıyla donatılmıştı. Süpersonik hızı sayesinde yaklaşık 74 dakika ile en uzun güneş tutulması gözlemini havadan gerçekleştirmişti.

*Müteveffa İngiltere kraliçesi ve Fransız devlet başkanları, diğer ülkelere yaptıkları ziyaret uçuşlarında prestij gösterisi olarak Concorde’la seyahat etmişlerdi.

*İstanbul Atatürk Havalimanına da iniş yapan Concorde, yetersiz yolcu potansiyeli, gürültü ve alt yapı sorunları (kalkışta pist uzunluğunun yetersiz olduğu iddia edilmişti)gibi nedenlerle tarifeli uçuşlara geçmemişti.

*NASA yönetimindeki bir grup tarafından X-59 koduyla yeni bir süpersonik yolcu uçağının araştırma ve prototip çalışmaları ABD’de hızla ilerlemektedir. Gürültü düzeyini azaltmak için neredeyse gövdesinin yarı uzunluğundaki konik burun yapısıyla daha sessiz sonik gümlemeler üretmesi tasarlanmıştı. Proje yöneticisi ses düzeyi için sonik patlama yerine “boğuk patlama” ifadesini kullanırken uçağın kategorisini SST yerine Quiet Supersonic Transportation (QueSST) olarak tanımlamıştı. Ayrıca yakıt tüketiminde Concorde’a oranla %25 tasarruf sağlayacağını belirtmişti.İniş ve kalkışta pilot görüşü için hareketli burun yerine sanal görüntüler kokpit içindeki ekranlara yansıtılmaktadır

*Concorde’un motorlarının her bir parçası internette, bazı alışveriş sitelerinde satılmaktadır.

Faydalanılan Kaynaklar:

*Uçak ve Uzay Mühendisleri İçin Uçuşa Başlangıç (John D. Anderson Jr. – Nobel Akademik Yayıncılık Eğitim Danışmanlık Tic. Ltd. Şti. 2016)

*Flying Concorde: The Full Story (Brian Calvert – Crowood Press. 2002)

*A Century of Flight (Ray Bonds – Salamander Books Ltd. 2003)

*Concorde: The Rise and Fall of the Supersonic Airliner (Jonathan Glancey – Atlantic Books, 2015)

*Tupolev Tu-144: The Soviet Supersonic Airliner (Yefim Gordon & Dmitriy Komissarov & Vladimir Rigmont – Schiffer Military, 2015)

*The History of Aviation (Robert Jackson – Amber Books, Barnes& Noble Inc. 2007)

*Turbulent Skies (T. A. Heppenheimer – John Wiley & Sons Inc. 1995)

*The History of Aviation (Editor: James Bennett – Amber Books, 2007)

*Soviet Supersonic: A Technical Disaster (Studies in Intelligence CIA – PDF, 1984)

*www.thisdayinaviation.com

*www.smithsonianmg.com

*www.popsci.com

*www.simpleflying.com

*www.businessinsider.com

*www.wikipedia.org

*www.flyingmachines.org