Esiselvitys Hornetin suorituskyvyn korvaamisesta - Ilmasotateknologiaa

Puranen Lauri kenrm 12701Dh2012

Teksti: Kenraalimajuri (evp) Lauri Puranen, esiselvitystyöryhmän puheenjohtaja

Lähiaikoina ilmestyvässä Kylkiraudan numerossa 3/2015 julkaistaan artikkeli puolustusministerin toimeksiannosta laaditusta esiselvityksestä F/A-18 Hornet -kaluston korvaamiseksi. Tässä artikkelissa on tiivistelmä eversti Sampo Eskelisen esiselvitykseen kirjoittamasta luvusta, jossa käsitellään keskeisiä havaintoja ilmasodankäynnin teknisestä kehityksestä.

Hornet esiselvitys

Suomen ensimmäiset F/A-18 Hornet -torjuntahävittäjät laskeutuivat Pirkkalan tukikohtaan 7.11.1995, eli lähes 20 vuotta sitten. Hornet hävittäjän hankinta oli Suomelle niin turvallisuuspoliittisesti, maanpuolustuksellisesti kuin teknologisesti erittäin merkittävä tapahtuma. Hävittäjäkoneen suorituskyvyn ja teknisten ratkaisujen osalta siirryimme täysin uudelle ”sukupolvelle”. Saimme silloin käyttöömme yhden Euroopan nykyaikaisimmista ja tehokkaimmista hävittäjistä, jonka suorituskykyä olemme kyenneet ylläpitämään Euroopan kärkikastissa kahden merkittävän ylläpitopäivityksen myötä. Samalla Hornetin tehtäväkenttää on laajennettu ilmasta - ilmaan toiminnasta myös ilmasta - maahan toimintaan.

Vaikka meillä nyt 20 vuoden käytönkin jälkeen on yhä käytössämme täysin nykyaikainen monitoimihävittäjä, lähestyy Hornetin elinkaaren loppu vääjäämättä. Hornetin elinkaareksi on alun perin määritetty 30 vuotta ja tällä suunnitelmalla on koko kaluston käyttö ja ylläpito suunniteltu. Tämän aikataulun mukaisesti Hornetit tulee siis korvata vuosina 2025 - 2030.

Hornetien suorituskyvyn korvaamiseksi laadittiin puolustusministerin toimeksiannosta esiselvitys Hornet-kaluston korvaamisesta. Tämän selvityksen keskeinen suositus on korvata Hornetit alkuperäisen aikataulun mukaisesti monitoimihävittäjällä. Esiselvityksessä kartoitettiin myös varsin laajasti ilmasodan kehitystä ja ilmasotaan liittyvää teknologiaa nyt ja tulevaisuudessa.

Ilmasodankäyntiin liittyvä teknologia

Havaittavuus ja häiveteknologia

Kohteen havaittavuus tutkalla riippuu käytettävästä tutkajärjestelmästä. Tutkahavaittavuuden suureena käytetään tutkapoikkipinta-alaa (radar cross section, RCS). Esimerkiksi perinteisen hävittäjän tutkapoikkipinta-alan voidaan arvioida olevan 3-20 m2, pommi- ja kuljetuskoneen 20–100 m2 ja risteilyohjuksen alle 1 m2 riippuen kohteen fyysisestä koosta, tutkan taajuudesta sekä maalin valaisu- ja havainnointikulmasta. Eräiden arvioiden mukaan tutkapoikkipinta-alaa voidaan pienentää häiveteknologian avulla 1/10–1/1000 osaan. Koska tutkapoikkipinta-alan muutos ei ole suoraan verrannollinen havaintoetäisyyden muutokseen, kyetään ilma-aluksen havaintoetäisyyttä pienentämään parhaimmillaan alle kymmenesosaan häivesuunnittelun ja -teknologian avulla. Tämän suuruusluokan havaintoetäisyyden pienentyminen vaikeuttaa merkittävästi vastustajan tutka-asejärjestelmän käyttöä ja käytännössä tuottaa taistelutilanteessa ratkaisevan edun häivekoneelle.

Tutkapoikkipinta-alan pienentämiseen käytettävät ratkaisut eivät ole yleispäteviä erilaisia tutkajärjestelmiä vastaan. Häiveteknologian käytöllä on tähän saakka pyritty varsinaisten tutka-aseiden käytön vaikeuttamiseen, ts. ammuntatilanteen muodostumisen ehkäisemiseen. Vaikka hävittäjissä käytettyjen häiveteknologisten ratkaisujen tehoa voidaan pienentää ilmapuolustusjärjestelmän integroinnilla ja uusilla pidempien aallonpituusalueiden tutkajärjestelmillä, häiveteknologialla saavutettava hyöty ei kuitenkaan kokonaan poistu. Asejärjestelmien käyttämät tulenjohtotutkat toimivat pitkälle tulevaisuuteen alueella, jolle häivehävittäjien havaittavuuden pienentäminen on toteutettu. Vaikka järjestelmien kyky havaita häivehävittäjät paranee, altistuminen sekä maasta että ilmasta laukaistavien tutkaohjusten tulenkäytölle ei merkittävästi kasva.

Aerodynamiikka ja voimalaite

Lentokoneen liikehtimiskyvyn, nopeuden ja toimintasäteen parantaminen ovat tärkeimpiä hävittäjien suorituskyvyn kehittämisen tavoitteita. Absoluuttinen nopeus ja nopeusylivoima vastustajan suhteen määrittävät hävittäjän kyvyn ennättää torjuntatilanteeseen, ryhtyä taisteluun vastustajan kanssa ja irtautua taistelutilanteesta.

Monitoimihävittäjien joustava operatiivinen käyttö perustuu kaluston toimintasäteeseen ja -aikaan sekä selviytymiskykyyn toimintaympäristössä. Suuren nopeuden merkitys hävittäjän selviytymiskykytekijänä on kiistämätön, mutta sen ylläpitäminen on polttoainetehokkuuden kannalta erittäin haastavaa. Moottoriteknologiakehityksen myötä polttoainetehokkuutta on kyetty parantamaan, ja uusimmilla hävittäjillä kyetään niin sanottuun super cruise -lentämiseen, jolla tarkoitetaan ääntä nopeampaa lentämistä ilman jälkipolttoa. Tällaisilla hävittäjillä saavutetaan arviolta 1,2–1,7 -kertainen äänen nopeus, mikä häiveteknologian rinnalla pienentää merkittävästi koneen altistuvuutta ilmatorjuntajärjestelmien tulelle ja parantaa koneen mahdollisuuksia väistää kohdattua hävittäjäuhkaa.

FA 18 C D Hornet Kuva Ilmavoimat

Sensorit

Aktiivisesta elektronisesti keilaavasta tutkasta (active electronically scanned array, AESA) on muodostunut monitoimihävittäjän tärkein sensori. Tällaista monitoimitutkaa voidaan käyttää kaikissa sää- ja valaistusolosuhteissa ilma-, maa- ja merimaalien etsintään ja seurantaan useiden kymmenien tai jopa satojen kilometrien etäisyydelle.
Näkyvän valon, infrapuna- ja ultraviolettialueella kuvaa muodostavat sensorit ovat toimintaperiaatteeltaan passiivisia, joten ne eivät paljasta käyttäjäänsä kohteelle. Kuvantavia järjestelmiä käytetään maa-, meri- ja ilmamaalien havaitsemiseen, seurantaan ja tunnistamiseen. IRST-järjestelmällä (infrared search and track) tuotetaan seurantatietoja ilmamaaleista. IRST on passiivinen järjestelmä ja sitä käytetään ensisijaisesti tutkan rinnalla, mutta tapauskohtaisesti myös tutkan tuottaman seurantatiedon korvaajana. Passiivisten sensoreiden merkitys on uudelleen korostunut häiveteknologian ja digitaalista radiotaajuusmuistia (digital radio frequency memory, DRFM) hyödyntävien häirintäjärjestelmien yleistymisen myötä.

 Lentokoneaseet

Hävittäjän monitoimikyvyn hyödyntämistä rajoittavat koneen kyky kantaa asekuormaa ja aseiden voimakas eriytyminen yksinomaan ilma-, maa- tai merimaaleihin vaikuttamiseen soveltuviksi. Lentokoneaseiden kehitys on ollut voimakasta viimeisen kahden vuosikymmenen aikana. Yleisiä kehityssuuntia ovat monikäyttöisyys sekä kantaman ja osumatodennäköisyyden kasvattaminen. Asejärjestelmien integroinnin sekä sensori-, maalinosoitus- ja tietovuojärjestelmien kehityksen myötä hävittäjä voi lentosuuntaansa muuttamatta käyttää ohjus- ja pommiaseistusta kaikkiin suuntiin koneen ympärille. Useimmat aseet ovat ammu ja unohda -tyyppisiä, millä tarkoitetaan aseen itsenäistä hakeutumiskykyä maaliin laukaisun jälkeen. Tällöin kone voi välittömästi irtautua taistelutilanteesta uhkaa väistääkseen tai hyökätäkseen uutta maalia vastaan.

Sensorifuusio, järjestelmäintegraatio ja verkkotoiminta

Asejärjestelmien integrointia toteutetaan monella tasolla. Eri sensorien tuottamien tietojen integroinnilla pyritään muodostamaan, ylläpitämään ja selkeyttämään päätöksenteon edellyttämää tilannekuvaa, parantamaan asejärjestelmän ohjaamiseen tarvittavan informaation laatua sekä estämään vastustajan vastatoimien häiritsevä tai lamauttava vaikutus.

 

 (Toimituksen päivitys: Puolustusministeri Jussi Niinistö on valtuuttanut 20.10.2015 puolustusvoimat käynnistämään Hornetin suorituskyvyn korvaamishankkeen, jonka tavoitteena on korvata 2025 alkaen poistuva Hornet -kalusto. Päätös hankkeen käynnistämisestä perustuu hallitusohjelmaan. Lue lisää tästä linkistä.)