Süpersonik Yolcu Uçakları ve Hipersonik Füzeler Geliyor

Lockheed Martin’in geliştirdiği yeni sessiz ve çevre dostu X-59 süpersonik yolcu uçağı nasıl çalışıyor? Peki hipersonik füzeler, hipersonik kayma araçları (HGV) ile MaRV savaş başlıkları nedir ve nasıl çalışır? Hipersonik füzeler neden son iki yılda popüler oldu, ne işe yarıyor ve gerçekten etkili mi? Artyakıcı olmadan süper seyir yeteneğine sahip olan süpersonik yolcu uçakları eski Concorde’un ardılları olarak ne zaman kullanıma girecek? Peki ya yörünge altı roketlerle hipersonik yolcu uçuşları 2040’larda başlayacak mı?

Süpersonik uçuş nedir?

Sesten hızlı uçan uçaklara süpersonik uçak deriz. Füzeler genellikle sesten hızlı uçarken süpersonik uçaklar daha çok askeri jetlerle sınırlıdır. Oysa 1976–2003 yıllarında uçan Fransız–İngiliz ortak üretimi Concorde (Mach 2,04, 2180 km/h) ve 1968–1983 yıllarında uçan Rus Tupolev Tu-144D (Mach 2,15, 2500 km/h) yolcu uçaklarını saymazsak dünyada ticari amaçlı süpersonik uçuş yapılmamıştır. Bunun nedeni de süpersonik hızlara çıkmanın zor ve pahalı olmasıdır. Biz de süpersonik uçaklar ve hipersonik füzelere geçmeden önce süpersonik uçuşlarla süper seyir arasındaki farkı açıklayalım.

Günümüzde birçok savaş uçağı artyakıcıları ateşleyerek Mach 2,2 ve daha yüksek hızlara erişir. Artyakıcılar motorun egzoz çıkışına boruyla ayrıca yakıt enjekte eder ve bu yakıtı egzozun hemen dışında yakarak ek itiş gücü sağlar. Oysa bunun için motorun yanma odasında yaktığı yakıttan daha fazlası kullanılır. Bu da yakıt tüketimini aşırı arttırarak uçağın menzilini kısıtlar. Günümüzde bütün standart av/atak ve önleme savaş uçakları artyakıcılarla süpersonik hıza çıkar. Buna karşın süpersonik uçuşu kısa sıçramalar halinde ancak birkaç dakika sürdürebilir. Peki süpersonik uçuş ne işe yarar?

İlgili yazı: Natron Gölü Kuşları Nasıl Taşa Çeviriyor?

 

Süpersonik uçuşun faydaları

Madem sesten hızlı uçmak yakıt tüketimini aşırı artırıyor, öyleyse neden süpersonik uçaklar kullanıyoruz? Bunun nedeni zamanın yenilemeyen bir kaynak olmasıdır. Yakıta harcadığınız parayı kazanır ve gerekirse yeni enerji kaynakları bulursunuz. Oysa geçen zaman geri gelmez. Siz de taksilerin otobüsten pahalı olduğunu bilirsiniz. Fiyat farkını ister hakkaniyetli bulun ister bulmayın, aceleniz varken taksiye bineriz. O parayı zaman kazanmak için öderiz.

Aynı şey silahlı kuvvetler de için de geçerlidir. Gerçi askeri uçaklar pahalı ve kritik olduğu için hava kuvvetleri onları idareli kullanır. Artyakıcılı süpersonik uçuş yakıt tüketimini artırdığından savaş uçakları nadiren ses üstü hıza çıkar. Bunu da hava önleme yapmak için görev bölgesine hızla ulaşmak gibi istisnai durumlarda yapar. Öte yandan radara yakalanması zor olan Amerikan F-22, Rus Su–57, Çinli J–20 gibi hayalet savaş uçakları için artyakıcılar son derece risklidir. Sonuçta motorun egzoz ısısıyla ek yakıt yakmak uçağın kıç tarafından çok sıcak ve parlak bir alev çıkmasına neden olur.

Süper seyir ihtiyacının kökeni

Bu da uçağın hava savunma sistemleri tarafından daha erken ve kolay tespit edilmesine, dolayısıyla da ısı arayan uçaksavar füzelere kolay hedef olmasını sağlar. Düşünün ki hayalet savaş uçakları radara yakalanmamak için gövdesinin içinde az sayıda silah taşır. Gövde içi silah taşıma kapasitesi kanatlardan azdır. Bu yüzden de hayalet uçakların hedefini nokta atışıyla, füze israf etmeden vurup hızla geri dönmesi gerekir. İşte bu yüzden başta ABD ve Fransa olmak üzere birçok ülke süper seyir özelliğini geliştirmiştir. Peki süper seyir nedir ve neden yeni süpersonik yolcu uçaklarında kullanılacak?

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

 

Süper seyir nedir ve nasıl çalışır?

Bu teknolojide savaş uçakları en çok Mach 1,8, yani 2200 km/h hıza ulaşır ve bu hızda 20–30 dakika uçar. Süper seyrin işe yaraması için uçağın yararlı yük (silah, elektronik donanım) kapasitesini azaltmadan en az 20 dakika süpersonik uçuş sağlaması gerekir. Ayrıca uçağın maksimum yakıt kapasitesinin yüzde 40’ından fazlasını da harcamamak gerekir. Yoksa uçağın harekat menzili kısalır ve pilot daha az silah taşımak zorunda kalır.

Gerçi Mach 1,8’de süper seyir en hızlı artayakıcılı süpersonik uçuştan (Mach 2,87) daha yavaştır. Oysa F-16 ile 9 dakika yerine 30 dakika sürdüğü için çok işe yarar. Süper seyirde artyakıcı kullanılmadığı için yakıt tüketimi düşüktür. Sesten hızlı uçuşun 3-4 kata kadar uzun sürmesinin asıl sebebi budur. Sadece Mach 1,8 ile 30 dakika uçmak bile savaş uçaklarının görev bölgesine kısa sürede ulaşmasını sağlar. Ayrıca uçağın gövdesi artayakıcılı uçuş kadar ısınmadığından daha az yıpranır.

Uçağın süpersonik hıza göre nispeten düşük sıcaklığı da hasım hava savunma sistemlerinin termal kameralarına yakalanma riskini azaltır. Bu sebeple savaş uçakları savaş bölgesine yaklaşırken süpersonik hızda uçsa da hasım hava savunma sistemlerinin yanında ses üstü hızda gitmez. Bunu da genellikle füzelerden kaçmak veya bölgeden ayrılmak için yapar. Özellikle Rus uçaklarına okyanus üstünde önleme yapacak F-22’ler süper seyri kullanır. F-15’ler de çok hızlı önleme uçakları olarak aynı senaryoda acımadan artyakıcı kullanır (3000 km/h maksimum) ama onlar zaten hayalet uçak değildir.

İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?

 

Pilotlar süpersonik hıza nadiren çıkar

Süpersonik hızın intikal süresini kısaltma karşılığında yakıt harcadığını unutmayın. Süper seyirde daha az olsa bile yakıt tüketimi artar. Bu da uçağın havada kalış, yani angajman süresini kısaltır. Bu avantajı kısmen telafi etmenin en iyi yolu yüksekten uçmaktır. İster artyakıcılı süpersonik hız olsun ister süper seyir, uçaklar yakıt tüketimini ve hava sıkışmasına bağlı ısınmayı azaltmak için yüksek irtifada uçar. (Uçaklar sürtünme sebebiyle değil, süpersonik hızda uçarken öndeki havayı sıkıştırdığı için ısınır).

Özellikle yüksek ısı uçak gövdesi için zararlıdır. Örneğin F-35 artyakıcıyla süpersonik hıza çıkar ve mevcut hızını koruyarak bir süre sesten hızlı devam eder. Bu gerçek anlamda süper seyir değildir ama uçağın intikal süresi için avantajlıdır. F-35 bu yolla ~11 dakika için Mach 1,2’de süper seyir yapabilir. Öte yandan artyakıcı alevi ve yüksek hız hem aerodinamik hem de termal açıdan yıpratıcıdır. Hatta ABD’li mühendisler F-35’lerin radar sinyallerini emerek onları kısmen görünmez kılan boyanın süpersonik uçuşlarda yanıp bozulmasından endişe etmiştir. F-35’lerin yeniden boyanması uçağın yerde boşuna beklediği pahalı bakım süresini uzatacak ve maliyetleri artıracaktır.

Zaten bir uçak 1 saatlik uçuştan sonra yerde ne kadar bakım görüyorsa o kadar pahalı ve işe yaramazdır. Özetle artyakıcılı süpersonik uçuş ve süper seyir yakıt tüketimi, görünürlük artışı ve yıpranma gibi sebeplerden dolayı nadiren, özenle yapılır. Dahası süper seyre özel olmayan motorları F-35’teki gibi birkaç dakika için süper seyre zorlamak çok zararlıdır. Süper seyir bu tür motorları hızla yıpratır. Kısacası uçağın görev profilinde süper seyir gerekliyse buna uygun motor üretmek gerekir.

Süper seyir motorları özeldir

Dahası süper seyrin az yakıtla uzun sürme kriterini karşılayan motor üretmek zordur. Sonuçta motorlar süper seyirde yüksek sıcaklıklarda çalışır. Bu sırada motor içi fan kanatçıklarının ısıdan yumuşayıp deforme olmaması gerekir. Aksi takdirde motorun performansı düşer veya kanatçık koparsa motor içeriden şarapnel etkisiyle parçalanıp patlar. Bu yüzden dünyada pek az savaş uçağı süper seyir yapabilir. Yunanistan’ın Fransa’dan satın aldığı Dassault Rafale, İngiliz–Alman–İtalyan–İspanyol ortak yapımı Eurofighter Typhoon, İsveç Saab JAS-39E Gripen, Amerikan F-22 Raptor (içlerinde en iyisi), Rus Su-57 PAK FA ve Suhoy Su-35 uçakları süper seyir yapabilir. Peki hava kuvvetleri süper seyir özelliğini nasıl kullanıyor?

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

 

Süpersonik savaş uçakları ve süper seyir

ABD’nin F-16’lara süper seyir kazandırma programından haberdar olan okurlarım neden bizim F-16’lara bunu uygulamadığımızı soruyor. Yapamayız; çünkü bu motor teknolojisi elimizde yok ve ABD ambargo koyduğu için bize vermez. Hem Amerikalılar da bundan vazgeçti. Sonuçta F-16 gövde içinde silah taşımıyor ve gövde dışındaki silahlar da uçağın aerodinamik özelliğini bozuyor. Bu yüzden F-16 süper seyirde çok yakıt tüketiyor, fazla ısınıyor, kolay tespit ediliyor ve hızlı yıpranıyor. Tek motorlu bir 4. nesil savaş uçağı olan F-16’ya süper seyir yaptırmak yerine yeni uçak geliştirmek daha kolay. Nitekim NASA’nın süper seyir özellikli iki F-16 prototipi delta kanatlıydı ama NASA bunları emekli etti.

Gerçi F-16 Blok 70/72 Viper güncellemesi bu uçağın sesten az hızlı olarak süper seyir yapmasını sağlıyor. Buna karşın F-16’nın hava sürtünmesinin az olduğu orta ve yüksek irtifada (en az 8 km yüksekte) az yükle uçması gerekiyor. Bu sebeple ABD hava kuvvetleri bu özelliği F-16’da kullanmayı pratik bulmuyor. Yoksa F-18 ve F-15’ler de teknik olarak birkaç dakikalığına süper seyir yapabilir. Peki ya Rusların Türkiye’ye satmak istediği Su-35’ler? Bu uçaklar süper manevra yeteneğine sahip olduğundan F-16’lardan daha sağlam ve aerodinamik bir gövdeye sahiptir. Aynı zamanda iki motor taşır ve bu ne işe yarar derseniz:

İlgili yazı: Okyanuslar Hakkında Yanıtını Bilmediğimiz 7 Soru

 

Çin, ABD ve Rusya süper seyir seviyor

Çift motor, bir uçağın süper seyir süresini artırırken yakıt tüketimini azaltarak uçuş performansını artırır. Bu sebeple 4. Nesil++ hava üstünlük uçağı olan Su­-35’ler, fazla ısınma ve yıpranma yaşamadan acil durumlarda süper seyir yapabilir. Çinliler de J–20 uzun menzilli hava önleme ve su üstü saldırı hayalet uçaklarına süper seyir kabiliyeti kazandırmak için çok çalışıyor. Sonuçta Çin’in ABD donanmasını Tayvan’dan uzak tutması gerekiyor. Bu yüzden de J-20’nin açık suda seyreden hasım donanmaya ulaşmak için daha çok yol kat etmesi gerekiyor.

Çin’in J-20’ye süper seyir yaptıracak motorun testlerini tamamlamasına birkaç yıl var. Oysa şimdiden 150 J-20 ürettiklerini düşünürsek ABD’nin müttefiklerine güven vermek için neden 78 F-22’yi alelacele bölgede konuşlandırdığını anlıyoruz. Siz de bundan yola çıkarak süper seyir özelliğinin yeni bir teknoloji olduğunu düşünebilirsiniz fakat yazının başını anımsayın… Önce Tupolev Tu-144D ve sonra da Concorde süpersonik hızda uçan ilk yolcu uçaklarıydı. Bunların aerodinamik yapısı aşırı ısınmalarını önlüyordu. Yine de çok yakıt yakıyor ve ses patlamasına yol açıyorlardı. Biz de hipersonik füzelere geçmeden önce ticari süpersonik uçuşlarını görelim. Ne de olsa yeni süpersonik uçaklar geliyor:

İlgili yazı: Dünyadaki En Ölümcül 5 Toksin Nedir?

 

Süpersonik yolcu uçağı Concorde

Süpersonik yolcu uçakları neden gerekli derseniz… Sesten yavaş yolcu uçakları New York–Paris arasında 7–8 saat uçarken Concorde bu süreyi 3,5 saatten aza indiriyordu. Sovyetlerin süpersonik yolcu uçağı Tu-144D ondan da hızlıydı. Kısacası dünyanın neresine uçarsanız uçun, süpersonik uçaklar 5000 km’den uzun uçuşlarda süreyi ekonomik olarak yarı yarıya indirir. Peki Concorde ve Tu-144D neden bugün uçmuyor derseniz bunlar yakıt tüketimi, işletmesi ve bakım masrafları çok yüksek olan uçaklardı:

Öyle ki Concorde’la 100 yolcu ve 9 mürettebat dahil en fazla 109 kişiyi 6500–6667 km mesafeye taşımak büyük miktarda yakıt gerektiriyordu. Üstelik Concorde’un Airbus A380 gibi uzun mesafelerde 800 yolcu taşıyarak maliyetleri azaltması imkansızdı. Bugün elimizdeki teknolojiyle A380 gibi büyük bir uçağı saatte 2200 km hıza çıkaramayız. Dahası Concorde’un Londra’dan Avustralya’ya uçması için mutlaka aktarma yapıp yakıt alması gerekiyordu.

Bu harcamaları 100 yolcuya bölünce biletler pahalı oluyordu. Sesten yavaş uçaklar ise 11–17 saat boyunca aktarma yapmadan uçuyordu. Dolayısıyla süpersonik uçakların maliyetleri azaltmak için uzun mesafeli uçuşların büyük kısmını kapması imkansızdı. Bütün bunları anlatıyorum; çünkü çevrecilerin sandığının aksine, bu uçaklar ses çıkardığı ya da çevreyi kirlettiği için değil, işletmecilikte astarı yüzünden pahalıya geldiği için kullanımdan kalktı.

Ozon tabakası katili

Ayrıca Concorde’un 18,3 km ve Tu-144D’nin 16 km irtifada uçması yolcular için radyasyon sorununa yol açıyordu. Yüksek irtifada atmosfer inceldiği kozmik ışınların şiddeti artar. Üstelik Güneş’in morötesi ışınlarını kesen ozon tabakası da 15–40 km irtifada yer alır. Kısacası bu uçaklar ozon tabakasının içinden uçuyordu. Elbette karbondioksit gibi sera gazları çıkararak küresel ısınmayı hızlandırıyordu. Özellikle de uçak motorlarının egzozundan çıkan azot oksitler ozon tabakasını parçalıyordu. Gelelim süpersonik uçuşların gürültü sorununa:

İlgili yazı: 18 Ayda Nasıl 24 Kilo Verdim?

 

Süpersonik ses patlaması

Süpersonik uçaklar ses hızını aşarken sonik patlamaya yol açar. Gerçi ses hızını ancak havanın ince olduğu yüksek irtifada aşar ki yakıt tüketimi azalsın. Yine de Concorde, rüzgar tüneli bilgisayarlarının ilkel olduğu zamanlardan kalma eski bir tasarımdır. Ayrıca savaş uçaklarının tersine çok büyüktür. O kadar büyük ve ağır bir uçağın ses hızını aşarken yol açtığı sonik patlama çok şiddetlidir ve 80 km mesafeden duyulabilir.

Nitekim Concorde’un 110 desibele ulaşan sesi gerçekten kulağa patlama gibi geliyor ve civarda pencereleri zangırdatıyordu. Üstelik uçağın motorları da çok gürültülüydü ve özellikle kalkış sırasında çevreyi rahatsız ediyordu. Bunun da iki sebebi vardı: Ağır Concorde kalkış sırasında artyakıcı kullanıyordu. Bu sebeple çok ses çıkarıyordu. Aynı zamanda süpersonik hıza çıkmak için de artyakıcı çalıştırıyordu. Bir kez ses bariyerini aşınca süper seyre geçiyordu.

Bu iki sebeple Concorde uçuşları birçok şehirde yasaklandı ve dolayısıyla işletme maliyetleri iyice arttı. Tu-144D ise daha beterdi; çünkü süper seyir kabiliyetine sahip değildi.  Bu yüzden de 6500 km’lik uçuş boyunca artyakıcılarla uçuyordu. Öte yandan 6500 km’nin tamamını artyakıcılarla uçmak yakıt tüketimini artırarak uçuşların zarar etmesine sebep oluyordu. Uçağın içi o kadar gürültülüydü ki insanlar birbirini duyamıyordu. Zaten Sovyetlerin tek amacı Tu-144D’yi Demir Perde ülkelerinde Concorde karşısına koyarak saygınlığını korumaktı.

Yine de Tu-144D’de resmen helikopter pilotları gibi kulaklık takmak gerekiyordu. Özellikle de uçağın motorlara yakın olan kısmındaki gürültü 96 dB’ye çıkarak işitme kaybına yol açıyordu. Gerçi Tu-144D 1990’lara kadar kargo uçağı olarak çalışmaya devam etti ve bu sırada süper seyir kabiliyeti kazandı ama yolcular bundan nasibini alamadı.

Tu-144D Concorde’a karşı

Concorde süper seyir yaptığı için çok daha sessizdi. Yine de ses altı bir uçaktan üç kat fazla ses çıkarıyor ve çevreyi 5 kat fazla kirletiyordu. Bir diğer sorun ise (ki buna hipersonik füzelerde geri geleceğiz) atmosferde sesten hızlı uçan cisimlerin sürtünme ve şok dalgası sebebiyle aşırı ısınmasıdır. Örneğin Concorde 18 km’den yüksek irtifada sesten 2 kat hızlı uçarken bile burun kısmının sıcaklığı 127 dereceye ulaşıyordu. Bu da uçağın özel maddelerden üretilmesini gerektiriyordu. Bunlar hem hafif (yoksa ses hızını aşamazdı) hem de yüksek ısıya dayanıklı olmalıydı:

İlgili yazı: Zamanda Yolculuk Etmenin 9 Sıra Dışı Yolu

 

Süpersonik ve hipersonik alaşımlar

Örneğin Concorde, Hiduminyum-RR58 denilen özel bir alaşımdan yapılmıştı. Bu alaşımın ana maddesi alüminyumdu. Buna ek olarak yüzde 2,5 oranında bakır, yüzde 1,5 magnezyum, yüzde 1 demir, yüzde 1,2 nikel, yüzde 0,2 silisyum ve yüzde 0,1 titanyum katılmıştı. RR58 kaplaması ise yüzde 1 zirkon içeren alüminyumdandı. Concorde gövde alaşımının çok pahalı olduğunu belirtmeye gerek yok sanırım. Uçağın yüksek sıcaklık ve strese maruz kalan yerleriyse çelikten üretilmişti.

Ses yalıtımı için de reçineyle bağlı çam elyafı kaplama tercih edilmişti. Bu aynı zamanda dış gövde için ısı kalkanı görevi görüyordu. Bütün bu maliyetler sebebiyle süpersonik uçuş teknolojisi 65 yaşında olsa bile bugüne dek yolcu uçakları yaygınlaşmadı. Concorde uçuşlarını 2003’te ve Tu-144D de yolcu uçuşlarını 1983’te sonlandırdı. Uçağın tamamen emekliye ayrılması ise 1990’ı buldu. Oysa süpersonik yolcu uçaklarının tabutuna çiviyi çakan trajedi yaşanan trajik kazalar oldu:

25 Temmuz 2000’de Air France’ın Fransa, Charles de Gaulle havaalanından kalkan ve New York’a giden 4590 sefer sayılı uçuşu Gonesse üzerinde düştü ve kazada 109 kişi (herkes) hayatını kaybetti. Tupolev Tu-144D de 1973’te düzenlenen Paris Havacılık Fuarında yere çakıldı ve mürettebatla yerdeki seyircilerle birlikte 14 kişinin ölümüne neden oldu. Peki bu uygarlığın süpersonik yolcu uçaklarından vazgeçtiği anlamına mı geliyor? Tersine, yeni başlıyoruz ama tarih tekrarlanmayacak:

İlgili yazı: Evrenin En Büyük Yıldızı UY Scuti mi?

 

Sessiz ve çevreci süpersonik uçak

Concorde Soğuk Savaş’ta uzay yarışı mantığıyla tasarlanmıştı. 78 OPEC krizi öncesinde petrolün bol bulunduğu israf döneminden kalmaydı. Günümüzde ise havacılık sektörü süpersonik uçuşların gerekli olduğunun farkında. Kim İstanbul’dan Sidney’e 8 saatte uçmak istemez ki? Buna karşın havacılık sektörü sessiz uçan, az yakıt tüketen ve çevreyi kirletmeyen ekonomik uçaklar üretmek gerektiğini de anladı. Öyleyse NASA’nın isteğiyle Lockheed Martin’in geliştirdiği X-59 prototipine bakalım:

X-59 QueSST dışarıdan sadece 75 desibel çıkararak uçacak. 16,77 km uçuş tavanına sahip olan uçak 1,4 mach, yani 1489 km/h hıza ulaşacak. Üstelik süpersonik hıza çıkarken ses patlamasına yol açmayacak. Bu özellik tabii ki düşmanı uyarmadan hasım hava sahasında ses hızını aşacak savaş uçakları için geliştirildi. 😉 Günümüzde F-16’ların da sahip olduğu bu özellik artık yolcu uçaklarına uyarlanacak.  Elbette X-59 sadece bir test uçağı ama ileride 2 Mach hızında uçan ticari sessiz ve temiz uçakların önünü açacak. Bu bağlamda endüstri süper seyir hızını orta mesafede 1,8 Mach’la da sınırlayabilir. Zamandan tasarrufun büyük fark yarattığı uzun uçuşlarda ise rekabet gücünü artırmak için 2,2 Mach sınırını zorlayabilir.

Diğer yandan Lockheed Martin en çok 40 yolcu taşıyacak bir uçak geliştirmek istiyor. Daha büyük bir uçağın sessiz uçamayacağı ve yakıt tüketiminin artacağını düşünüyor. Bu da sorunlu bir yaklaşım. Uçuş başına 40 yolcu bilet fiyatlarını artırır ve sadece en zenginler süpersonik uçaklara binebilir. Yine de Concorde’un tersine, süpersonik uçaklar normal uçakların uçabildiği ülkelerin birçoğuna uçarsa süpersonik uçuşları ölçeklemek mümkün olabilir. Peki sizce bu konudaki en büyük rekabet kimden gelecek? Elon Musk’ın öncülük ettiği hızyuvarından tabii!

Hızyuvarı süpersonik uçaklara karşı

Hızyuvarı neredeyse vakum tüpler içinde yere hava üfleyen kompresörlerle rayların üzerinden sürtünme olmadan adeta uçarak ses hızında giden tramvayların adıdır. Bunlar hali hazırda geliştiriliyor ve 40 kişi veya tek bir konteyner taşıyor. Üstelik havalimanında bekleme süresi olmadan normal tren gibi şehrin içinde indi–bindi yapıyor.

Bu sebeple bırakın süpersonik uçakları, hızyuvarının şehirlerarası uçuşları gereksiz kılması mümkündür. Yine de Çin ve Londra’yı trenle bağlamak 20 yıl alacak. Diğer ülkeleri de hızlı trenle bağlamak zaman alacak. Savaşlar ve karışıklıklar yeryüzünü kasıp kavururken zenginlerin süpersonik uçaklarla dünyanın dört bir yanına uçması için belki de pazar olacak. 😉 Biz de mademki süpersonik uçakların tarihi ve geleceğini gördük, şimdi de hipersonik füzelere bakalım:

İlgili yazı: Kara Delik Termodinamiği Nedir ve Nasıl Çalışır?

 

Hipersonik uçak süpersonik uçağa karşı

Görebildiğim kadarıyla süpersonik yolcu uçaklarının hızyuvarı ve ses altı uçaklarla rekabet etmesi mümkün değildir. Saatte 400 km’den hızlı giden çok hızlı trenlerin ülkeler arasında yaygınlaşması da buna eklenince ya süpersonik yolcu uçakları ölü doğacak veya Concorde gibi az sayıda uçuşla sınırlanacaktır. Buna karşın sesten 12–15 kat hızlı uçan hipersonik roketler güçlü rekabet yaratabilir. Nitekim sesten 5 kat hızlı uçan bütün araçlara hipersonik araç diyoruz. Birazdan göreceğimiz gibi atmosferin içinde bu hıza ulaşmak çok zordur. Bunu yolcu uçağıyla yapmak herhalde imkansızdır.

Öte yandan 100 km irtifaya, yani yörünge altı uzaya çıkıp havanın olmadığı irtifada yörünge altı uçuş yaparak sesten 12–15 kat hızlı uçmanız mümkündür. Açıkçası Elon Musk’ın SpaceX şirketi, Mars için geliştirdiği Yıldız Gemisi’nin 40 kişi taşıyan küçük bir versiyonuyla, zenginleri 1 saatte New York’tan Frankfurt’a uçurmak istiyor. Venus Aerospace girişimi de bunu yapmak istiyor. Bu da 40 yolcu veya iki konteyner yükü 1 saatte dünyanın herhangi bir yerine ulaştırmak demek. Kim o kadar hızlı kargo ister derseniz para verecek birileri mutlaka bulunur ama askeri amaçlı taşımacılık özellikle devrim yapar.

Hipersonik füze ihtiyacı artıyor

Bu bağlamda Mach 1 deniz seviyesi ve Dünya atmosferinde ses hızıdır. 0,8 Mach’ın altında sesten yavaş uçarsınız. 0,8–1,2 Mach ses hızı ve 1,2–5 Mach arası da süpersonik hızdır. Örneğin havadan havaya füzeler genellikle 3,5–4 Mach hızla uçar. Dediğim gibi 5 Mach’ın üzeri hipersoniktir. Üstelik füzesavar füzeler genellikle Mach 7-9’la uçan hipersonik füzeleri vuracak kadar hızlı değildir. Bunlar çok hızlı uçtuğundan hasım hava savunma sistemleri füzeleri fark edene dek çok geç olur; çünkü birkaç saniye içinde hedefini vururlar. Öyleyse neden hipersonik füze yapmıyoruz?

İlgili yazı: Çubuklu Sarmal Galaksiler ve Karanlık Madde

 

Süpersonik Yunan tehdidi

Öyle ya, Yunanlıların Fransa’dan aldığı Rafale uçaklarına Mach 4’ten hızlı uçan Meteor füzesi takılacak. Aktif radar güdümlü bu görüş ötesi ateşle ve unut havadan havaya füzenin (BVRAAM) 100 km’yi aşan bir menzili var. Füzeden kaçış olmayan menzil ise 60 km. Yunan pilotları, eğer Snecma M88-4E motoru takılıysa, 4 füze ve bir adet kullan–at yakıt tankıyla Mach 1,4 hızında 20 dakika süper seyir kabiliyetine sahip olacak Rafale uçakları ile Türk hava sahasına hızla yaklaşabilirler. F-16’larımızı uzaktan düşürecek Meteor füzeleri atıp geri dönebilirler.

Buna karşın Türk F-16’ları sadece Blok 40M ve 50M (yaklaşık Blok 50+ eşdeğeri) seviyesindedir. Yunanistan’ın 84 F-16’sının ise 2027’de F-16V Block 70/72 (F-16 Viper) seviyesine çıkacağını yani 4++ nesil savaş uçağı olacağını, üstelik en azından elektronik düzeyde 5. nesil özelliği kazanacağını düşünürsek durum ciddi. Ne de olsa bu 84 F-16V Blok 70/72 Yunan F-35’leriyle uyumlu uçabilecek ki Yunanistan 18-24 F-35 satın almayı planlıyor. Tabii çaresiz değiliz.

Ordumuzun Baykar tasarımı Muharip İnsansız Uçak Sistemi MİUS’un yanı sıra 250 adet 5. Nesil Milli Muharip Uçak TF-X üretmek ve 64 adet dikey atım sistemine sahip 7 adet hava savunma destroyeri inşa etmek gibi önlemleri var. Bunlar F-35, F-16V ve Rafaleları hem sayı üstünlüğü hem de teknolojiyle dengeleyecektir. Oysa bu projelerin bitmesi ve kullanıma girmesi 2040’ı bulacaktır.  Hipersonik füzeler ise Türk ordusuna güç çarpanı ile caydırıcılık kabiliyeti kazandıracaktır; çünkü bunları elimizdeki F-16’lardan atabiliriz. En yavaş hipersonik füzeler ve en hızlı süpersonik füzeleri, 5. Nesil savaş uçağı sayısını artırana kadar envantere sokup gibi kısmi denge sağlayabiliriz.

Gökhan ramjet füzesi

Nitekim TUSAŞ Mach 4’ten hızlı uçabilen bir ramjet geliştirmek için çalışıyor. Bu motor Meteor muadili Gökhan uçaksavar füzesinin onun kadar hızlı olmasını sağlayacak. İyi bir ramjet ise Mach 6’ya, yani saatte 7600 km hıza çıkabilir. Biz de Yunan savaş uçaklarıyla hava savunma sistemlerini hızla etkisiz hale getirmek için ramjet motorlu süpersonik ve hipersonik füzelere ne kadar acil ihtiyacımız olduğunu gördük. Peki dünya hipersonik füze teknolojisinin neresinde?

İlgili yazı: Beyin-Bilgisayar Arayüzleri Nedir ve Nasıl Çalışır?

 

Ramjet nedir ve nasıl çalışır?

Öncelikle Gökhan füzesi için geliştirilen ramjetin teorik üst sınırı Mach 6’dır. Bu sebeple Türkiye ramjet teknolojisiyle hipersonik füze seviyesine pek ulaşmış olmayacaktır. Peki neden normal turbofan jet motorlarıyla hipersonik hızlara çıkamıyoruz? Süpersonik hıza çıkmakta da zorlanıyoruz? Bunun sebebi motorun hızlandıkça ısınmasıdır. Turbofan motorların içindeki fan, havayı motorun içine çekerken sıkıştırıp oksijen miktarını artırarak yakıtın daha hızlı ve sıcak yanmasını sağlar. Böylece uçağı hızlandırır. Oysa ses hızını aştıktan sonra motora hava girişi çok hızlanır.

Bu da hem hava alıkları hem de yanma odasında hava basıncıyla sıcaklığı artırır. Dolayısıyla artyakıcı kullanmadan, sadece turbofan motorla uzun süre sesten hızlı uçmak zordur. Sıcaklığının aşırı artmasına bağlı olarak parçaların erime tehlikesi vardır. Ayrıca ses üstü hızlarda tek sorun motor değildir. Hava alıklarının havayı düzgün sıkıştırması, uçağın hem sesten yavaş hem de sesten hızlı olarak iyi uçabilmesi, yüksek ve alçak irtifada iyi performans sergilemesi gerekir.

Bütün bu sebeplerle Boieng SR-71 çok yüksek irtifa keşif uçağı ve Rus MIG-31 av önleme uçağını saymazsak (ki onlar da hızlı uçmak için özel teknolojiler kullanır/dı) pek az uçak Mach 2’den hızlı uçar. İşte ramjetleri turbofan jet motorlarının bu sınırlamalarını aşmak için geliştiriyoruz. Turbofan motorlarda, hava motora uçağın burun tarafındaki hava alıklarından girer. Hava alıklarıyla motorun ön bölümünün özel içyapısıyla sıkışır. Böylece çalkantıları azalır ve yanma odasının hemen önünde dönen fan bıçaklarıyla iyice sıkıştır. Bu da havayı (oksijeni) daha yakıtı tutuşturmadan ısıtır.

Turbofan motorların sınırları

Üstelik havanın çalkantısız ve düzgün sıkışması oksijenin yakıtla daha iyi karışmasını sağlar. Yüksek sıcaklıkla düzgün karışım da daha iyi yanma ve dolayısıyla itici güç artışı demektir. Aynı zamanda az yakıtla çok yol olmak anlamına gelir. İnanın ki uçak yakıtı ağır ve pahalıdır. Yakacaksanız tamamını en verimli şekilde yakmak istersiniz. Oysa Mach 2’nin üstüne çıkınca aşırı ısınma problemiyle karşılaşırsınız. Hele Mach 3’ün üzerinde turbofan jet motorunuz güvenli çalışamayacak kadar ısınır. Ramjet bu sorunu çözer ve nasıl çözer derseniz:

İlgili yazı: Çöp DNA: Neden Gen Bencildir?

 

Süpersonik Meteor ve Gökhan füzeleri

Öncelikle ramjetlerin Türkçesi mahmuz jetlerdir; çünkü Mach 3’te uçan bir ramjet havayı içine çekmek yerine adeta mahmuzlar. Havayı içine zorla sokar. Bu sebeple de ramjetlerde turbofan kullanılmaz. Dönen fan bıçakları bu hızlarda parçalanacağı için tehlikeli bir saatli bombadır. Ayrıca motoru ağırlaştırır. Bu nedenle ramjet tasarlarken içindeki bütün hareketli mekanizmaları söküp atarsınız. Ramjetler süpersonik ses tünellerinde incelikle tasarlanmış birer borudan ibarettir. Bunlar Mach 3–5 için hava akışını optimize eden ve yüksek ısıya dayanıklı özel alaşımdan üretilen borulardır.

Peki neden savaş uçaklarına ramjet takmıyoruz? Dediğim gibi ramjetin havayı mahmuzlayıp çalışmak için Mach 3’e çıkması gerekir. Bunun için de önce uçağı artyakıcıyla Mach 3’e çıkarmanız ve sonra ramjeti ateşlemeniz gerekir. Mach 3’e çıkmanın zorluklarını aşsanız bile uçağa hem turbofan hem ramjet takmak çok karmaşık ve pahalı bir iş olur. Uçağın yakıt tüketimini ve ağırlığını artırdığı için Mach 3’e çıkmanıza baştan izin vermez. Bu sebeple ramjetleri savaş uçaklarında değil roketlerde kullanırız. Neden derseniz:

Öncelikle uçaktan ve gemiden atılan roketler uçaklardan daha hafif ve basittir. İkincisi uçaklar roketleri neredeyse ses hızında uçarken ateşler. Bu sebeple roket yarışa hızlı başlar. Sonra roketin kendi katı yakıt roket motoru ateşlenir ve roketi rahatlıkla Mach 3’e çıkarır. Ardından genellikle roketin arka tarafını saran 4 küçük hava alığı devreye girer. Bunlar havayı mahmuzlayarak ramjeti çalıştırır ve roket hızını Mach 4’ün üzerine çıkarır. İşte Yunan Rafalelarının taşıyacağı Meteor füzeleri böyle uçar. Türkiye’nin Meteor muadili Gökhan füzesi de böyle çalışacaktır.

Süpersonik rüzgar tüneli yapıyoruz

Tabii ramjet yapmak özel alaşımlar ve süpersonik rüzgar tünelleri gerektirir. Bu yüzden herkes ramjet yapamaz. Türkiye’de ise süpersonik rüzgar tüneli yok. Bu yüzden TÜBİTAK–SAGE Trisonik Rüzgar Tüneli geliştiriyor. Rüzgar hızını ihtiyaca göre ayarlayarak çalışan bu tünelde mühendisler ses altı hıza, ses hızına ve süpersonik hıza sahip sistemleri test edecek. Şimdi hipersonik hıza yakın uçan bu füzelerin teknolojisini Fransız Meteor füzesiyle yakından görelim. Böylece neden Gökhan’dan bile hızlı hipersonik füzelere ihtiyacımız olduğunu anlarız. Ayrıca hipersonik füzeler hakkında ön bilgi ediniriz:

İlgili yazı: Pozitron Emisyon Tomografisi (PET) Nasıl Çalışır?

 

Hibrit ramjet–roket motoru

Meteor hibrit roket motoru kullanıyor. Bunlardan biri hızı ayarlanabilen kanallı roket (TDR) ramjet ve diğeri de buna entegre “egzoz çanı kullanmayan hızlandırıcı roket motoru”dur. Bu ikincisini her füzede görebilirsiniz. Füzeyi hızlandıran ve arkasından alev çıkaran katı yakıtlı roket motoru budur. Neden uzay roketleri gibi egzoz çanı yok derseniz, bu füzeyi ağırlaştırır ve çapını büyütür. Bu sebeple askeri roketlerde sadece arkasında delik olan tüpler kullanırız. Kısacası Meteor füzesi bu açıdan havai fişeklere benzer. TDR tarafında ise çok ileri teknoloji kullanır:

Meteor füzesinin önce katı yakıt roketi ateşlenir ve füze Mach 3’e çıktığında ramjet devreye girer. Füzenin arkasında ve atındaki hava alığından giren hava ramjeti besler. (Bu alıkların ağzı roket aşamasında ramjet zarar görmesin ve o da düşük güçle çalışmaya başlamasın diye kapalıdır). Üstelik ramjet de kendine özgü bir katı yakıt kullanır. Peki bir ramjet katı yakıtla nasıl çalışır? İşte Meteor’un dahice yanı budur:

Roket motoru Mach 3’e çıkınca son ürettiği sıcak egzozla TDR ramjetin katı yakıt deposu olan gaz jeneratörünü ısıtır. Gaz jeneratöründeki bu yakıt roketin sıcak egzozuyla buharlaşarak yanmaya hazır bir gaza dönüşür. Ramjet de havayı mahmuzlayarak içine aldığı oksijenle gazı yakar. Böylece Meteor’un TDR ramjeti dolaylı olarak katı yakıtla çalışır ve bir anlamda bir yangının külünü yeniden yakıp geçer.

Meteor’dan kaçış yok

Üstelik ramjet bir jet motorudur; yani katı yakıtlı roketlerin tersine, ramjetin ayarını kısabilir veya açabilirsiniz. Bu da füzenin uzun menzilde gerekirse hız keserek keskin dönüşlü manevralar yapması ve hedefi bulmasını sağlar. Dahası ramjet olduğu için hedefi kovalayacağım diye çok yakıt tüketip takatsiz kalmaz. Bu sayede 60 km içindeki hedeflere mutlaka yetişip onları vurur. Uçaklar aktif radar güdümlü Meteor’u keskin manevralar yaparak atlatamaz. İşte Türkiye’nin Gökhan füzesiyle yerli eşdeğerini yapmaya çalıştığı füze budur. Gökhan Meteor’a benzerse ulusal roket teknolojisi çağ atlayacaktır:

İlgili yazı: İnsan Uygarlığı Yeni Evrenler Yaratabilir mi?

 

Süpersonik füze hedefi nasıl bulur?

Bir kere Meteor ve diğer füzelerde aktif radar güdüm vardır, yani bu füzeler uçağın radar izini görür. Hem de hedefi uçağın radarının gösterdiği yerde bulamazsa kendi arayıp bulur. Meteor hayalet uçaklara karşı etkilidir; çünkü ABD hasımlarını sindirmek için hayalet uçak teknolojisini çok abartır. Hayalet uçakları bulmak zordur ama bir kez gördükten sonra (ki 50 km’den mutlaka görürsünüz) onlara Meteor ateşlemek kolaydır. Sonuçta Meteor Mach 4’ten yüksek hızda uçağa o kadar hızlı yaklaşır ki F-35 bile Meteor’un küçük radarından kaçamaz. Füze yaklaşırken uçağın o küçük radar izi büyür. Peki bu yeni hava savaşları açısından ne anlama geliyor?

İşte size hipersonik füzeler için ilk ipucu: Mademki hayalet uçakları hava savunma radarlarıyla görmek zor, öyleyse 5. Nesil uçak kaldırıp arayıp hasmınızı bulacak ve Gökhan füzesiyle vuracaksınız. Kısacası hayalet uçaklara karşı etkili hava savunma yapmak için hem yerden hava savunma füzesi atmanız hem de kendi uçaklarınızla hava önleme yapmanız gerekir. Gökhan füzesi de ramjet hızını Meteor gibi onda bire kadar yavaşlatıp artırabilirse çok yüksek manevra (keskin dönüş) yeteneğine sahip olacaktır. Ayrıca Meteor’un motorlu oynar kanatçıkları vardır ve bunlar da füzeyi hedefe doğru çeviren akıllı güdüm kiti gibi çalışır. Bu neden önemli derseniz:

İlgili yazı: Hangisi Doğru: Mini Neptün mü, Süper Dünya mı?

 

F-35’e karşı süpersonik ramjet füze

Meteor’un hayalet uçakları vurmak için aktif radarlı ve hızlı olması yetmez. O uçakları aydınlatan bir uçağın gözetiminde olması gerekir. Düşünün ki Gökhan, Meteor kadar gelişkin olursa Amerikan F-35’lerinin taşıyacağı en uzun menzilli AMRAAM füzesinden biraz daha uzun menzilli olacaktır. Üstelik 60 km çaplı kaçış yok menzili de en üstün AMRAAM’ın kaçış yok menzilinin üç katıdır. Bu da Türk uçaklarının F-35’leri onlar bize füze kilitleyemeden önce vurma şansını artırır. Nitekim Meteor füzesi uçaklara yardım etmek için veri linki kablosu da taşıyor.

Bu telli sistem uçağın Meteor hedef bilgilerini güncellemesini sağlıyor. Kısacası F-35 radar kilidini kırsa bile veri linki Meteor’u yeniden ona yönlendirmeye yardım ediyor. Meteor görüş ötesi ateşle ve unut ile ateşle ve güncelle desteği veriyor. Yine de bu anlattıklarımdan Türk Hava Kuvvetleri Gökhan füzeleriyle F-35’leri kolayca vuracak sonucunu çıkarmayın. Bunun için kendisi de en azından önden görünmez olacak 5. Nesil TF-X savaş uçağımızın çok iyi bir aktif AESA radara sahip olması gerekir. Gerçi AESA radarda Ruslardan iyiyiz ama herkes onlardan iyi ve biz daha işin başındayız.

2035’ten önce yok size 5. Nesil TF-X

Üstelik dün açıklanan takvime göre TF-X Blok 1 uçaklar 2029’da sadece 4. Nesil++ teknolojisine sahip olacak ve ancak 2035’ten sonra 5. Nesil modelleri çıkacak. Özetle Gökhan füzesiyle hasım F-16’ları ve Rafaleları kendi F-16 uçaklarımızla uzaktan vurma şansımız yüksektir. Oysa F-16’lar ve Gökhan füzesiyle F-35 vurma şansımız çok azdır. Bunun için 5. Nesil TF-X’i beklememiz gerekecektir. Yine de ramjetli en hızlı süpersonik füzelerin hayalet uçaklara karşı nasıl bir güç çarpanı olduğunu anlamış olduk. Öyleyse hipersonik füzelerin nasıl çalıştığına geçelim. Düşünün ki bunlar Meteor’dan kat kat iyi olacak:

İlgili yazı: Kuantum Spin, Elektron Spini ve Spinor Nedir?

 

Hipersonik füzeler Mach 5’ten hızlı

Madem ramjet bu kadar iyi, neden ramjetle net hipersonik hıza; yani Mach 6’nın üzerine çıkamıyoruz? Bunun sebebi durma noktalarıdır. Mach 5’te ramjetin mahmuzladığı hava motorun içinde o kadar hızlı akar ki yanma odasındaki kıvrımlı yerlerde gaz birikmeye başlar. Bu noktalarda gaz sıkışır ve gaz akışı durur ama kinetik enerjinin bir yere gitmesi gerekir. Gider de… Hava molekülleri motoru eritecek kadar ısıtmaya başlar ve biz de buna durma sıcaklığı deriz. Aşağıya bakın:

Denklemde C_p basınç katsayısı, _p bu katsayı ölçülürken geçerli olan statik basınç, _{p sonsuz} ölçümün yapıldığı yerin dışında kalan diğer tüm noktalardaki serbest akış statik basıncı ve _{q sonsuz} da yine diğer tüm noktalardaki dinamik basınçtır. Makine mühendisleri ramjet hızı Mach 5’e çıktığında motorun daha fazla hızlanmak yerine aşırı ısınmaya başlayacağını bu denklemde görecektir. Durma sıcaklığı Mach arttıkça katlanarak artar. Yine resme bakın:

Hipersonik uçuş içinizi ısıtır

12 km irtifada saatte 800 km hızla, yani normal yolcu uçağı hızıyla sesten yavaş uçuyorsanız durma noktası sıcaklığı yaklaşık –50 santigrattır. Aynı irtifada ve Mach 1’de sıcaklık –13 dereceye çıkar. Bu da önemsizdir. Oysa Mach 2’de durma sıcaklığı 117 dereceye çıkar. Kısacası gelecek sefer Concorde eşdeğeri bir süpersonik uçakla uçarsanız elinizi pencereden dışarı çıkarmayın. Peki Mach 5’e çıkarak hipersonik hıza geçerseniz? O zaman ramjet sıcaklığı 1026 dereceyi bulacaktır! Mach 8’de ise ki bu da en hızlı seyir füzelerinin teorik sınırıdır (geleceğiz) ramjet sıcaklığı 2726 dereceye ulaşacaktır.

O sıcaklıkta titanyum çoktan erir ve motoru tungstenden yapmanız gerekir. Bu da süper ağır ve pahalı olur. Kolay gelsin! Yine de Mach 8’e çıkan hipersonik füzeler var. Hatta en yeni S-400 hava savunma füzeleri Mach 25,6 ve S-500 füzeleri de Mach 27’ye çıkıyor. Tabii Türkiye’nin aldığı S-400’lerde 189 km irtifada nükleer başlıklı balistik füze savunması yapacak bu füzelerden yok. Bizim S-400’lerin füzelerini açıklamazlar ama sadece uçak vurmaya elverişliler. Yine de hipersonik Mach 25 askeri teknolojiyle sınırlı değildir. Uzay mekiği de Dünya’ya dönerken Mach 25’le atmosfere giriyordu. E nasıl oluyor bu?

İlgili yazı: Oda Sıcaklığında Süper İletkenler Ne Zaman Geliyor?

 

S-440 ve S-500 hipersonik füzeler

Birincisi sıcaklık asıl motorun içinde artar, roketin dışında değil. İkincisi S-400 ve S-500 füzeleri yüksek irtifa hava savunma roketleri olarak direkt yukarı uçar. Uçarken hava incelir, sürtünmeye bağlı ısınma ve durma noktalarından kaynaklanan asıl ısınma azalır. Dahası hava sıcaklığı düşer. Uzayda ise hava yoktur ki isterseniz Mars’a saatte 100 bin km hızla gidin. Kim tutuyor? Öyleyse marifet 20 km irtifada Mach 8’le giden hipersonik füze yapmaktır, yani atmosferin içinde uçacak… Peki buna ne gerek var?

Çin, ABD donanmasını J-20 uçaklarıyla uzaktan vurup batırmak ister. Bunun için en iyi çözüm ABD savaş uçakları ve donanma radarlarının menzili dışında uçarken hipersonik gemisavar füzeler atmaktır. Bunları bombardıman uçaklarından da atabilirsiniz. Hele Rusların Tu-160’i gibi uzun menzilli süpersonik bombardıman uçaklarınız varsa tadından yenmez. Bunlar görev bölgesine hızla ulaşır ve füzeleri Mach 2 hızda fırlatır. Böylece füzeler daha az yakıtla Mach 3’e ulaşır, ramjetle Mach 5’e çıkar ve scramjetle de Mach 7-8’e ulaşır.

Amerikalılar bu kadar hızlı füzeleri tespit edene ve karşı füze atana dek hipersonik gemisavar füzeler Amerikan uçak gemilerini vurur. Açıkçası hipersonik gemisavar seyir füzeleri ve kara saldırı füzelerine karşı etkili bir hava savunma sistemi yoktur. Sonuçta füzesavar füzeler atmosferde süpersoniktir, hipersonik değil. Rusların S-400 ve S-500 sistemlerini saymazsak tabii… Öyle ki hipersonik füzeler bombardıman uçaklarını yeniden gündeme taşımıştır. Amerikalılar B-52’den ses altı hızda atılan hipersonik füzeler geliştiriyor. Ruslar da mevcut Tu-160 bombardıman uçağı filosunu modernize ederek yenilerini inşa ediyor.

Süpersonik ramjet size yetmez

Bu yarışta Çinliler de var ve bu konuya geri geleceğim ama yüksek ısıya dayanıklı hipersonik ramjetleri hangi metalden yapacağız? En gelecek vaat eden metaller tantal karbür ve hafniyum karbür alaşımlarıdır. Bunların erime sıcaklığı yaklaşık 4300 derecedir! Bu da hipersonik füzenizi Mach 8’e çıkarmaya yeter fakat bunun için yeni bir motor tasarlamak da gerekir. Öyleyse ramjet yerine scramjet nedir ve nasıl çalışır?

İlgili yazı: Güneş Fırtınaları Nedir ve Ne Kadar Tehlikelidir?

 

Süpersonik yanma jeti scramjet

Ramjette havayı süpersonik hızla mahmuzluyoruz ama özel tasarım hava alıkları, yanma odasına giden hava tüneli ve özel şekilli yanma odasıyla ses altı hıza yavaşlatıyoruz. Peki havayı süpersonik hızda motora soksak? Böylece durma noktası oluşumunu önleyerek ısıyı düşürsek ve jet motorumuz da yakıtı aşırı hızlı yakarak hipersonik hıza çıksa? Nitekim bu teknolojiye süpersonik yanma ramjetleri, yani scramjet diyoruz. Scramjetlerin ramjetlerden tek farkı havayı süpersonik hızda sıkıştırarak daha yüksek sıcaklıkta çalışan borular olmasıdır.

Oysa bu kez de karşınıza havanın motora önden girip çok hızlı bir şekilde arkadan çıkması sorunu çıkar. Hava motorun içinde sadece 1 milisaniye, yani saniyenin binde biri kadar kalır. Bunun için scramjetin yanma odasının kıvrımlarını özel tasarlarsınız. Ezcümle hipersonik motor şeklen basittir ama özel alaşım ve formlar gerektirdiğinden tasarlaması en zor motordur. Resmen hava soluyan roket olup havacılık teknolojisinin doruk noktasıdır.

Atmosferde yatay uçuş hipersonik hız rekoru ise Mach 9,6 ile NASA’nın X-43 scramjetine aittir. Boeing’in X-51 scramjeti ise Mach 9,36’yla daha yavaş uçmasına karşın ayrı bir rekor kırdı. Bu uçak SR-71 süpersonik casus uçağı için geliştirilen JP-7 jet yakıtı kullanıyordu. JP-7 de hidrojenden daha güvenli ve ucuzdur. Nispeten yavaş yandığından çok kullanışlıdır, yani askeri hipersonik füzelere uygundur. Nitekim X-51 3,5 dakika boyunca hipersonik uçtu ve bu sürede 360 km yol aldı! Bu motor gemisavar ve kara atak hipersonik füzeleri için iyi bir prototipti.

Askeri hipersonik füzeler

Tabii askeri füzeler daha küçük, yavaş ve güvenli olacak. Böylece biz de Çin, Rusya ve ABD arasındaki yeni hipersonik füze silahlanma yarışına geldik. Hipersonik füzeleri gemiden ve karadan da atabilirsiniz. Oysa gördüğünüz gibi en iyi platformlar av önleme, hava üstünlük ve bombardıman uçaklarıdır. Öyleyse kim ne tür hipersonik füzeler geliştiriyor? Dahası hipersonik kayma araçları (HGV) ve MaRV teknolojisi nedir? Hemen görelim:

İlgili yazı: Kuantum Çoklu Dünyalardaki Paralel Evrenler Nerede?

 

Hipersonik füze taktikleri

Öncelikle kıtalararası nükleer başlıklı balistik füzeler (ICBM), bunların mobil araçlardan ve denizaltılardan atılan versiyonları (M-ICBM, SSBN), kısa ve orta menzilli balistik füzeler (SRBM, özellikle MRBM) hep hipersonik silahlardır. Önce uzaya çıkar veya çok yükselir, yörüngeye oturmadan balistik (parabolik) bir rota izler ve atmosfere hipersonik hızda girerek veya alçalarak hedefi hızla vururlar. Yere o kadar hızlı inerler ki bunları ABD’nin terminal yüksek irtifalı hava savunma sistemi THAAD’ın fırlattığı füzeler bile havada kolay vuramaz. Zaten THAAD ve S-400’ten başka bunu becerebilecek bir sistem de yoktur. Oysa sadece ve sadece S-400 ve özellikle S-500 ICBM vurabilir.

Nitekim THAAD füzesi Mach 8,2 hızla sadece 150 km irtifaya çıkabilir. Şimdi diyeceksiniz ki “Ama hocam, nükleer başlıklar da yere yaklaşırken hava sıkışması sebebiyle yavaşlıyor. Doğru, ama THAAD füzeleri nükleer başlıkları ancak atmosferin içinde vurabiliyor. Hem de her başlığa iki füze atarak, yani pek etkili bir sistem değil… Bunu telafi etmek için her THAAD kamyonu 8 füze fırlatıcısı taşıyor.

Amerikalılar THAAD’ı tıpkı Guam’da olduğu gibi Arleigh Burke sınıfı balistik hava savunma kalkan destroyerlerine entegre etmeye çalışıyor. Böylece destroyer radarıyla THAAD radarı menzilini artırarak Kuzey Kore’den gelecek bir veya iki adet nükleer füzeyi vurabilirler. Oysa bu sistem 360 derece gözetleme sağlamadığı için yetersiz kalıyor. Örneğin 10 MRBM veya tek bir ICMB bile vuramaz. Kısacası ABD’nin kendi S-500’üne ihtiyacı var fakat Amerika bu teknolojiden çok uzak. Özellikle de gemilere entegre etmekten uzak…

ICBM’e karşı savunma yok

Zaten S-500 sistemi gemiye takamayacak kadar büyüktür. Uzun menzilli ve çok hızlı olduğu için S-500’ü asla yeterince küçültüp gemiye takamazsınız. Tabii ABD’nin destroyer ve ağır kruvazörlerden atılan SM-3 Blok IIA antibalistik füzesi 18 Mach hız ve 900 km menzil ile orta menzilli balistik füzeleri belki vurabilir. Gerçi ABD yeni nesil Patriot hava savunma sistemleriyle 1500-2000 km’ye kadar kısa menzilli balistik füzeleri de vurmaya çalışıyor ama bu kabiliyet de çok sınırlı. Oysa bunların hiçbiri Çin’in kıtalararası gemisavar balistik füzeleri ve Rusya ile Çin’in hipersonik kayma aracı başlıklarına karşı işe yaramaz. Yine de SM-3 Blok IIA ve THAAD, Çin’in okyanus kıyısına konuşlu orta menzilli hipersonik balistik gemisavar füzelerine karşı bir dereceye kadar etkilidir. Neden derseniz:

İlgili yazı: Uzaydan Güneş Enerjisi Işınlamak Ekonomik mi?

 

Süpersonik füzelerin modası geçiyor

ABD hasımları anakaradan uzak tutan engin okyanuslarla çevrili bir ülke. Aynı zamanda okyanus aşırı emperyalist çıkarlar güttüğü için hava savunmasını denizde yapıyor. Zaten ABD’nin karada THAAD hariç dişe dokunur bir hava sistemi yok ki o da sadece orta menzilli balistik füzeler karşı etkili. Örneğin Tayvan THAAD kullanamaz; çünkü Çin Tayvan’ı kısa menzilli füzelerle tehdit ediyor, THAAD alırsa büyük olasılıkla saldıracaktır ve THAAD sistemi çok pahalıdır.

Yine de Amerikalılar kendileri için THAAD kullanmakta haklılar! Ruslar uzun menzilli ICBM atsa nükleer savaş çıkar ve o zaman hava savunmasının anlamı kalmaz. Orta menzilli balistik füzelerin nükleer savaş riski ise nispeten azdır. Bunlar genellikle konvansiyonel başlıklıdır. Dolayısıyla bir füzeyi ne kadar uzakta durdururlarsa o kadar iyi olur fakat Amerika daha işin başında.

Örneğin THAAD ve SM-3 füzelerinin isabet oranı en ideal şartlarda bile yüzde 50-55’tir… Nitekim medyada hipersonik füzelerin rolü yanlış anlaşılıyor. Bir yandan konuyu bilmeyen tıklama avcıları var. Diğer yandan her ülke kendi füzesini abartıp karşı tarafın füzesini küçümsüyor. Bir de hipersonik füzelerin rolünü anlamayan veya bunu bilerek küçümseyip kamuoyundan yeni silahlanma yarışını gizlemeye çalışan devlet maşası kurnaz uzmanlar var. Bunlar örneğin Rus kamuoyunun Rus hipersonik silahlarına olan inancını sarsmaya çalışıyor. İşin gerçeği, dünyada stratejik harp öğretisi kökten değişiyor. Biz de bunu hipersonik füzelerle göreceğiz:

İlgili yazı: Güneş Sistemindeki 300 Yıllık Gizem Nasıl Çözüldü?

 

Neden süpersonik ve hipersonik füzeler?

Balistik füzeler stratejik saldırı amaçlı olup son çare silahıdır. 400 km’den uzun menzilli SRBM’leri bile mecbur kalmadıkça kullanmazsınız. Hasımlarınız bunları ateşlediğinizi görürse nükleer saldırı düzenlediğinizi düşünür. Sonra da kendi füzeleri vurulmadan önce hepsini ateşler. Küresel nükleer savaş çıkarmanın en kolay yolu budur. Oysa hipersonik füzeler nispeten kısa menzillidir. Bunlar uçaklar ve bazen de karadan atılır. Gerçi kara sistemleri nükleer savaş için daha risklidir.

Bu yüzden en çok Çin, o da okyanustaki ABD donanmasını ve ABD’nin müttefiklerinin deniz aşırı üslerini vurmak için bunları kıyılarda konuşlandırmıştır. Kısacası hipersonik füzeler işi nükleer savaşa vardırmadan hasımlarla savaşmayı sağlar. Hipersonik gemisavar füzelerle donanmaya, seyir füzeleriyle ise başta hava savunma sistemleri olmak üzere, kara hedeflerine saldırırsınız. Hipersonik füzeler düşman bombardıman, erken uyarı (AWACS), sinyal karıştırma (HAVASOJ) ve tanker uçaklarını hedefler. Hatta denizi gözetleyen insansız hava araçlarını (İHA) vurabilir ve hasmınızı kör ederek asıl askeri hedeflere ilerlersiniz.

Hipersonik füzeler dünyanın herhangi bir yerini hızla vurup nükleer tırmandırma olmadan hasımları dize getirme şansı verir. Buna olup bitti savaşı da diyebiliriz. Gerçi hiç kimse ABD ve Rusya’yı bu şekilde vurmayacaktır; çünkü bu ülkeler hemen nükleer silahlarla karşılık verecektir. Her ikisinin de savaş öğretisi orantısız güç kullanmak üzerine kuruludur. Yine de her ülkenin hipersonik füze ihtiyacı farklıdır. Örneğin Çin bunları Tayvan’ı ilhak etmek için kullanacaktır. Tayvan’ın askeri tesislerini savaş uçakları kalkmadan imha edecek ve eşzamanlı olarak ABD’nin deniz aşırı üslerini vuracaktır:

İlgili yazı: Aynalar Neden Sadece Sağı Sola Çevirir?

 

Çin işi süpersonik ve hipersonik füzeler

Çin’in amacı Amerika’nın Tayvan’a yardım etmesini önlemektir. Aynı zamanda ABD donanmasını hipersonik tehditle açık denizde Tayvan’dan uzak tutmak ister. Çin bunun için sadece J-20’leri kullanmayacak. Aynı zamanda bombardıman uçaklarından gemisavar seyir füzeleri de fırlatacak. Gerçi büyük olasılıkla Amerikan uçak gemilerine hemen saldırmayacak; çünkü ABD uçak gemilerini çok sever ve onsuz yapamaz. Uçak gemilerini vurmak, nükleer olmasa da tam kapsamlı savaşı göze almaktır. Bombardıman uçakları ise ABD donanmasına yaklaşarak daha hızlı vurmaya izin verir:

Çin, ABD donanmasına karşı önce uçak gemisi katili lakabını taşıyan Dong-Feng 21 (DF-21) kısa menzilli nükleer balistik füzeyi geliştirdi. Şu anda elinde 60–80 füze ve 60 karasal füze fırlatma silosu var. Ayrıca yılda 10–11 füze üretme kapasitesine sahip. Buna uçak gemisi katili diyoruz; çünkü DF-21 dünyanın ilk gemisavar balistik füzesidir (ASBM). DF-21’in kara hedeflerine saldıracak versiyonu 1700 km menziliyle Tayvan, Japonya, Filipinler ve Güney Kore’yi vurabilir. Bunu yaparsa amaç ABD’nin müttefiklerini Tayvan’dan uzak tutmak ve ABD’nin müttefik üslerini kullanmasını engellemek olacaktır. DF-21 sahilden atılırsa tüm bu ülkelere ulaşabilir. Nitekim mobil fırlatıcıları vardır.

Hipersonik gemisavar füze

DF-21’in deniz versiyonu da olup menzili 1500 km’dir ki doğrudan ABD uçak gemilerini hedefler. Dahası Japonya da Çin uçak gemilerinden çekindiği için TCG Anadolu’nun büyük modelleri sayılan İzumo sınıfı helikopter gemilerini uçak gemisine çevirecektir. Nitekim Japonya 40 adet kısa kalkış/dikey iniş (SVTOL) özellikli F-35B almaya karar verdi. Zaten Çin de başından beri Japonya’yı İzumo sınıfıyla gizli uçak gemisi kullanmakla suçluyordu. Çin’in de 4 uçak gemisi olacağına göre sorun yok bence… Yine de DF-21D’nin artık sadece ABD donanmasını hedeflemeyeceğini görüyoruz. Peki bu işin sonu nereye varır derseniz Çin hipersonik silah sistemlerine devam edelim:

İlgili yazı: Evrende Beşinci Fizik Kuvveti Var mı?

 

Çin yapımı DF-21 füzesi

İlk olarak DF-21D’in hedefi ıskalama ölçüsü (dairesel hata olasılığı, CEP) sadece 10 metredir! Bu da gemileri vurmak için özel tasarlandığını gösterir. DF-21 önce uzaya çıkar, sonra hedefine dalışa geçer ve farklı savaş başlıkları kullanır. Öyle ki hiç patlayıcı taşımasa bile gemiye Mach 5’le çarptığı için Amerikan Harpoon gemisavar füzesi kadar hasar verebilir. Gerçekteyse 600 kg’lık konvansiyonel patlayıcı taşıdığı için bir uçak gemisinin pistini tamamen imha edebilir. Nükleer versiyonu ise 300 kiloton (kt) termonükleer başlık taşır. Oysa bu anlattıklarım DF-21D’in en basit versiyonudur:

Çin bu füzeye çoklu MaRV başlıkları da takabilir. MaRV, manevra yapabilen konvansiyonel veya nükleer başlık demektir. Bunlar atmosfere hipersonik hızla girer ve yavaşlarken manevra yapabilir. Böylece kaçmaya çalışan bir gemiyi vurabilir veya kendisini imha etmek isteyen antibalistik füzelerden kaçabilir. Nitekim yakın gelecekte bir DF-21 füzesi, antibalistik füzeleri şaşırtan aldatıcılarla birlikte, 5-6 savaş başlığı taşıyacaktır. Her MaRV ayrı bir hedefi vuracaktır.

Özellikle nükleer başlıklar ölümcüldür; çünkü hasım donanmanın kapladığı birkaç kilometrekarelik alanı 3 x 100 kilotonluk başlıkla aynı anda vurabilir. Bu da ABD’nin nükleer motorlu hızlı uçak gemilerinin ve diğer gemilerin kaçmasını önler. Gerçi MaRV başlıkları bir HGV, yani hipersonik kayma aracı savaş başlığı değildir. Bu yüzden de Meteor veya seyir füzesi gibi hedefini bulmak için keskin ve sık manevra yapamaz. DF-21D hipersonik bir silahtır ama ABD donanması da güçlüdür:

İlgili yazı: Matematik Nesneleri Gerçek ve Fiziksel mi?

 

Süpersonik ve hipersonik füzeler ABD’ye karşı

En önemli avantajı da kısa kalkış ve dikey iniş yapan F-35B uçaklarıdır. Bunlar katapult desteğiyle tam savaş yüküyle İzumo’dan kalkabilir. Katapult olmadan da yarı yük ve menzille kalkar. Dikey iniş yaptığı için kancalı yakalama sistemi olmadan boş ağırlıkla mini uçak/helikopter gemilerine iner. ABD’nin America sınıfı amfibi saldırı gemileri en çok 25 adet F-35B ve sekiz adet Wasp sınıfı helikopter gemisi de 15 adet F-35B taşıyabilir! Böylece ABD, Çin adalarına kolayca gizlenerek saldırıp geri dönecek F-35 sayısını artırır. Hayalet F-35’lerin uzun menzilli yere saldırı füzeleri Çin radarlarını vurmakta işe yarar.

Üstelik ABD ileride 6. Nesil hayalet Silahlı İHA desteğiyle Çin’in karşısına sadece 10 SİHA ve 2 F-35B ile toplam 120 füze çıkaracaktır. Yükte hafif, pahada ağır bu vurucu gücü eski Wasp sınıfı gemiler bile rahatlıkla taşır. Yalnızca İzumo ve America bile bu durumda iki uçak gemisi kadar etkili olur. Bu durumda Çin’in o çok övündüğü hava savunma sistemleri, J-31 ve J-20 savaş uçakları yetmez. Uzun menzilli bombardıman uçakları ve hipersonik gemisavar füzeleri de yetmez.

Mini uçak gemisi güç çarpanı

Hatta uçak gemileri yetmez; çünkü bunlar büyük ve az sayıdadır. Bunlar çok pahalı birer stratejik rezervdir ve bir yandan kendini hasımlardan korurken diğer yandan Tayvan’la ABD’nin müttefiklerine saldıramaz. Dolayısıyla Çin’in acilen süpersonik jet motorlu hayalet sürü SİHA’ları geliştirmesi gerekiyor. Ayrıca bunlar için mini mühimmat da geliştirmeli ki her SİHA 10 adet uzun menzilli havadan havaya füze taşıyabilsin. Bunun dışında artık nasıl yaparlar bilmem ama F-35B gibi kısa kalkış ve dikey iniş yapan uçak üretmeleri de lazım. Kısacası Amerika karşıtlarına inanmayın. ABD Çin’e karşı hâlâ güçlüdür ve en az 30 yıl öyle kalacaktır. Çin denizinde yarış yeni başlıyor:

İlgili yazı: Evrenin En Küçük ve Yoğun Beyaz Cücesi Keşfedildi

 

ABD’nin süpersonik önlemleri

Amerikan donanması uçak gemilerinin yerini sürekli değiştirerek kendini korur. Casus uydular da Dünya’da aynı noktayı üç dakikadan fazla gözetleyemediği için Çin’in bu savaş gemilerini bulması zordur. Sonuç olarak casus uydular keskin gözlü olmak için yere yakın uçar. Bu sebeple de Dünya ile aynı hızda dönmez. Dünya da kendi çevresinde döndüğünden her yeri sürekli göremez. Ayrıca uyduların küçük manevra motorlarının yakıtı sınırlıdır. Manevra yakıtı daha ziyade uyduyu yörüngede tutmakta kullanılır. Bu yüzden acil durumlar dışında bir uydunun yörüngesini değiştirmezsiniz.

Buna karşın Çin kendi küresel konumlandırma (GPS) uydularını fırlatıyor. Ayrıca sırasıyla radarla veri toplayan Jianbing-5/YaoGan-1 ve fotoğraf çeken Jianbing-6/YaoGan-2 casus uydularını kullanıyor. Bunlarla Tayvan Boğazını gözetliyor. Zaten Çin’in güçlü hava savunma sistemleri, ABD’nin Tayvan’a yaklaşmasını, hele Tayvan Boğazında Çin’le Tayvan arasına girmesini şimdilik engellemiştir. Çin’in diğer sürprizi ise havada karakol uçağı görevi yapan İHA’lar olacaktır. Bunlar hasım donanmayı görüp bilgisini merkeze geçecektir. Çin bu bilgileri uydularla birleştirip savaş gemilerini DF-21 ile vurabilir. Her ne kadar Çin İHA’ları bir Aksungur olmasa da hızla gelişiyor ki sırada hipersonik füzeler var…

İlgili yazı: Kuantum Fiziğinde Dolanıklık Nedir ve Nasıl Çalışır?

 

Süpersonik olmayan bombardıman uçakları

Çin DF-21’in havadan fırlatılan hipersonik seyir füzesi versiyonunu geliştiriyor. 3000 km menzilli bu füze H-6K ve H6K/N uzun menzilli bombardıman uçaklarından atılacak. Bu uçaklar süpersonik değil ama füzeyi hedefe doğru taşıyarak menzilini artıracak. Elektronik harbe karşı en yeni model olan H-6N/H filoları ise aynı anda onlarca DF-21 fırlatarak ABD donanmasının hava savunma sistemlerini aşırı yükleyip isabet kaydedebilir. Hatta H-6N/H’nin yüksek irtifada gözetleme yapmak için WZ-8 yüksek hızlı İHA fırlatma kabiliyeti de olacaktır. Çin bu modeli özellikle ABD’ye karşı geliştirmiştir.

Oysa Çin, ABD uçak gemilerini savaş uçakları ve hava savunma destroyerlerinin koruduğunu biliyor. Bu sebeple sadece J-20 hava üstünlük uçakları, bombardıman uçakları ve DF-21’le saldırmayacak. Ayrıca 1800–2500 km menzilli hipersonik nükleer füze geliştiriyor. Karadan fırlatılan bu SRBM füzeler Mach 10’a ulaşabiliyor. Üstelik DF-17 Çin’in ilk hipersonik kayma aracı (HGV) başlığını taşıyor. Peki bunun klasik balistik füze ve MaRV’dan farkı nedir? Klasik balistik füze başlıkları ya hiç manevra yapmaz ya da sınırlı manevra kabiliyetiyle hedefe düşer. Doğrudan hedefi vurması gerektiğinden hasım hava savunma sistemlerine nispeten kolay hedef olur.

Hipersonik kayma araçları geliyor

Örneğin Pentagon füzenin fırlatıldığı yeri görüp nereye düşeceğini bilerek hava savunma destroyerlerini uyarabilir. Buna karşın HGV’ler atmosfere hedeften 300–400 km uzakta girer. Sonra hipersonik planör gibi uçarak şaşırtma manevraları yapıp hedefi bulur. Son aşamada hedefe alçaktan uçtuğu için bunları durdurmak çok zordur. Sonuçta antibalistik füzeler savaş başlıklarını atmosfer dışında vurmak için tasarlanmıştır. HGV ise uzaydan Dünya’ya döndükten sonra hedefini bir seyir füzesi gibi bulur. Çin DF-17 HGV’lerinde konvansiyonel başlık kullanırsa ABD gemilerini işi nükleer savaşa dökmeden vurabilir. Bu da bizi HGV’yi küçümseyen Amerikalı sözde uzmanlara getiriyor:

İlgili yazı: Toryum Reaktörü Temiz Nükleer Enerji mi?

 

Hipersonik füzeler ve Amerika

Amerikalı uzmanlar HGV’nin bir abartı olduğunu öne sürüyor. Hem de ilk HGV’leri Amerika geliştirmişken! Güya bunlar hedefe balistik füzelerden geç ulaşıyormuş. O yüzden gereksiz bir teknolojiymiş. Tabii ki HGV’lerin hedefe dalış hızı daha düşüktür ve tabii ki hedefe birkaç dakika geç ulaşırlar. Sonuçta bunlar yere takoz gibi düşen aptal nükleer başlıklar değildir. Bunlar birer hipersonik planördür. Diğer yandan HGV’ler hedefe farklı açıdan yaklaşarak şaşırtma yapar.

Hatta vurduğu yerle fırlatıldığı yer arasında bir bağlantı kurmak da zordur. Bu da nükleer savaş riskine girmeden hasımları konvansiyonel başlıkla etkisiz hale getirmeyi kolaylaştırır. Hipersonik silahlar harp doktrinini değiştiriyor derken kastım budur. Eskiden bu tür saldırıları ancak balistik füzelerle yapıyorlar ve nükleer savaş korkusuna bunları da kullanamıyorlardı. Oysa çok kutuplu dünyada hasım sayısı arttı ve stratejik silahları riske girmeden taktik amaçla kullanma gereği doğdu. ABD, Rusya ve Çin hipersonik füzeleri bu yüzden geliştiriyor. ABD ise yine ortalığı karıştırıyor:

Neden derseniz… 1987’de ABD ve Rusya 500–5000 km menzilli nükleer balistik füzeleri asla kullanmamak üzere INF anlaşmasını yapmıştı. Oysa Trump 2019’da anlaşmadan huyu olduğu üzere tek taraflı çekildi. Tabii Rusya’yı da anlaşmayı delmekle suçladı ve o yüzden çekildim dedi. Buna karşın asıl ABD, HGV başlıkları ve hipersonik füze geliştirerek anlaşmayı delmişti. Ruslar da birçok konuda kapalı kutudur ama nükleer silahlarda çok açık sözlüdür. Rusya, nükleer savaş çıkmasın diye, bütün yeni nükleer füze teknolojilerini el altından Amerika’ya duyuran temkinli bir ülkedir.

Peki ABD neden çekildi?

ABD’nin INF’ten çekilmesinin asıl nedeni Rusya değil, Çin’di; çünkü Çin o yıllarda nükleer güç değildi. Bu anlaşmayı da imzalamamıştı ve ne zamandır kendi SRBM füzelerini geliştiriyordu. ABD Çin’e karşı kendi orta menzilli füzelerini üretmek için anlaşmadan çekildi. Ayrıca konvansiyonel başlıklı hipersonik füzelerle Dünya’nın her yerindeki nükleer füze silolarını vurmayı planlıyordu. Nitekim Çin’in DF-17’ye takılan HGV’leri balistik füzenin hızını roketlerin manevra yeteneğiyle birleştiriyor. Böylece ABD destroyerlerinin SM-3 antibalistik füze savunmasını deliyor. ABD kendi HGV’leri ile Çin ve Rusya’nın üslerini önceden vurmayı planlıyor. Ruslar da buna karşılık vermek için S-500 antibalistik füze sistemi ve Sarmat’ı geliştirdiler. Öyleyse Rus hipersonik silahlarını görelim:

İlgili yazı: Türkiye Parafin Yakıtlı Roketle Ay’a Nasıl Gidecek

 

Rus hipersonik ve süpersonik silahları

Ruslar ABD’nin hipersonik konvansiyonel nokta atışı yapan balistik saldırı kabiliyetine karşı RS-28 Sarmat süper ağır kıtalararası silo bazlı karasal ICBM füzesini geliştirdiler. Hatta CIA’e bunu geliştirmekte olduklarını 2007’de el altından duyurdular. ABD’nin tersine gayet sorumlu davrandılar. Sarmat 10 ton yük taşıyabiliyor. Maksimum kapasitesi ise 10 ağır ve 15 hafif MIRV çoklu nükleer başlık… Tabii Ruslar bu kapasiteyi yarı yarıya aldatıcı başlıklarla (decoy) paylaşıyor. Aldatıcılar antibalistik füzeleri üstüne çekerken nükleer başlıkların askeri hedefleri vurmasını sağlıyor.

Hatta Amerikalıların bu aralar en büyük derdi Rus aldatıcılarının şeklini gerçek başlıklardan ayırmalarını sağlayacak fotoğraflar çekmek. Böylece hava savunma füzelerinin sadece gerçek başlıklara uçmasını sağlamak. Diğer yandan Sarmat Rusların en güçlü füzesi olduğu için 800 kt ila 2 megatonluk termonükleer başlıklar taşıyor. Konuya neden Sarmat’tan girdiğimize gelince:

Bu füze 1960’larda Sovyetlerin geliştirdiği kesirli bombardıman stratejisini kullanıyor. Öyle ki kısa hızlanma aşamasıyla uzaya çok hızlı çıkıyor. Bu sebeple ABD’nin fırlatma yerine bakıp füzenin nereye gittiğini görmesini engelliyor. ABD fırlatma yerini görüyor ama füzenin hangi yöne uçtuğunu göremiyor. Ayrıca bol yakıtıyla ABD uydularının görmediği güney kutbundan dolanıyor. ABD üzerine geldiğinde ise başlıklarını farklı eyaletlere tohum eker gibi bırakıyor. Sarmat hipersonik bir füze ama bizi asıl ilgilendiren kısmı Avangard hipersonik kayma aracı:

Süpersonik savunma aşan HGV

ABD, konvansiyonel HGV başlıklı hipersonik balistik füzeler geliştirirken Ruslar geri kaldı. Füze isabetlilik teknolojileri de yeterli olmadığı için nokta atışı yerine stratejik füzelere odaklandılar. Nitekim Sarmat havada manevra yaparak uzaya çıkıyor, yani yükselme aşaması bile fırlatma yerinden farklıdır. Ruslar ABD’ye karşılık Avangard HGV’yi tasarladılar. Bunlar nükleer başlıklı hipersonik planörler olup yukarıda anlattığım tüm üstün kabiliyetlere sahiptir. İşin ilginci Avangard’a konvansiyonel başlık da takarsınız. Avangard’ı taşıyacak Sarmat güney kutbundan dolandığı için ABD’yi hızla vurmaz fakat Avangard türevi HGV’lerin bambaşka bir avantajı var:

İlgili yazı: Evren Simit Şeklinde Olabilir mi?

 

Sarmat ve pusu başlığı Avangard

Diyelim ki Sarmat, Avangard türevlerini yörünge altına çıkarmaz. (Normalde HGV’ler yörünge altında uçar ki yörüngeye ateş eden antibalistik füzelerden kurtulsunlar). Bunun yerine Sarmat bunları yörüngeye ulaştırır. HGV’ler de yörüngede pusuya yatmış mühimmat olarak bekler ve önümüzdeki 2–3 ayda, Rusların canı nereyi isterse orayı vurur. Öyle ki Sarmat HGV’leri tam kapsamlı bir yörünge şantaj cihazına dönüşür. ABD çok ileri giderse onu küresel nükleer savaş çıkmadan durdurmanın etkili bir yolu olur. Ruslar ABD’nin üstün teknolojisini bu şekilde dengeler.

Ben de yörüngede pusu kuran Kargu-2 dron gibi bekleyecek HGV’lerin çok iyi bir nükleer caydırıcı olacağını düşünüyorum. Konvansiyonel savaş nükleere döner gibi olursa bu tür birkaç nükleer HGV’yi yörüngeye sokup hasmınızı ateşkes masasına çekebilirsiniz. Bu çözüme karşı özsavunma yapmak çok zor olduğu için geçici yörünge HGV’leri, ABD’nin hipersonik füzeyle nokta atışı yeteneğine güvenerek gereksiz gerginlik çıkarmasını da önleyebilir. Yine de en iyi çözüm yurtta barış, dünyada barıştır.

Gerçi Ruslar Avangard’ı da hiç şansa bırakmadılar. Bu HGV başlıkları Sarmat dışında UR-100UTTKh ve R-36M2 silo bazlı ICBM’lere, Topol M ve YARS mobil ICBM’lere ve hatta denizaltıdan fırlatılan Bulava SSBN füzesine entegre ettiler. Doğrudan füzelere koymasalar da gerekli teknolojiyi geliştirdiler. Sonuçta 5,4 metre boy ve 2 ton ağırlığındaki birkaç Avangard başlık 100 füze kadar caydırıcıdır. Bu sebeple nükleer silahlanmadan çok nükleer silahsızlanmayı teşvik edecektir. Bunlar hedefe biraz geç ulaşır ama nereden geldiği belli olmadığı için bulup vurmak zordur. Oysa Rusların hipersonik kabiliyeti balistik füzelerle sınırlı değildir. Sıradaki füzeler Kinzal ve Zirkon:

İlgili yazı: Dünyadaki En Tehlikeli 5 Kimyasal Madde Nedir?

 

Süpersonik füzeye karşı Kinzal

Gelelim Rusya’nın Batı için en acil tehdit unsuruna: Kh-47M2 Kinzal hipersonik gemisavar füze… Kinzal (Hançer) dünyanın havadan denize atılan ilk nükleer yetenekli balistik füzesidir (ALBM). Kinzal’ı Rus firkateynleri ve Mig 31 yüksek hızlı önleme uçakları atacak. Her Mig 31 bir adet Kinzal taşır ve bunların menzili hızlı uçak sayesinde 2000 km’yi aşar. Mig 31’in acil durumda 3000 km/h’ye çıkan hızı onu Orta Avrupa (başta Almanya ile NATO karargahı Brüksel) ve Norveç’e çok hızlı ulaştırır. Ayrıca Kinzal’ı Rusların süpersonik donanma bombardıman uçağı Tu-22M de fırlatacak. Her Tu-22M 4 adet Kinzal taşır. Zaten füzenin asıl amacı ABD’nin balistik füze savunma yapan gemilerini vurmaktır.

ABD’nin özellikle Karadeniz’e kıyısı olan Romanya’da üs kurması, kuşatılmak istemeyen Rusları Kinzal’a mecbur etmiştir. Kinzal’ın ikincil hedefi ise NATO ülkelerinin deniz ve kara üsleridir. Mach 10–12 gibi müthiş bir hıza çıkan Kinzal, 20 km’den bırakıldığında hedefine ölümcül bir dalış gerçekleştirir. Bunun için de 100 ila 500 kt’luk nükleer başlık veya 400 kg’lık şarapnel etkili güçlü patlayıcı taşır. Bu füzeyi ileride Rusların 5. Nesil kısmi hayalet önleme uçağı Su-57 PAK FA’ya takmak mümkündür.

Hipersonik Zirkon

Rusların Kinzal füzesiyle dünyanın en büyük, en hızlı ve en güçlü atmosferik hipersonik silahını geliştirerek gelenekleri uyarınca işi abarttıklarını söyleyebiliriz. Neyse ki Rus ayısı bile bazen kibar olabiliyor. Pahalı Kinzal yerine çok daha kullanışlı 3M22 Zirkon hipersonik gemisavar füzeyi geliştiriyor. 300-400 kg konvansiyonel başlık taşıyan 300 km menzilli Zirkon, 28 km yükseğe çıkıp hedefe 8–9 Mach hızla balistik dalış yapıyor. Böylece Çin ve Rusya’nın hipersonik füzeleri hakkında kapsamlı bilgi edindik. Peki ya bu furyayı başlatan ABD? Asıl onlar kapalı kutu:

İlgili yazı: Manyetizma Galaksileri ve Evreni Nasıl Şekillendiriyor?

 

Süpersonik ve hipersonik füzeler

Amerikalılar hemen her konuda olduğu gibi hipersonik füze konusunda da dünyaya öncülük ettiler. Gezegenin herhangi bir yerini konvansiyonel başlıkla hızla ve 1 saatte vurmak için Hızlı Küresel Saldırı programını başlattılar. Oysa bütçe kısıntıları ve Trump yüzünden ilginç bir şey oldu. ABD konsept programa öncü başladı ama herkesten geri kaldı. Hatta Ruslar Sarmat ve Avangard’ı sırf bu yüzden geliştirdi. Pentagondakiler silah tüccarlarının yeni bir Soğuk Savaş başlatma hırsına kapılmasaydı ABD eski Rus silahlarına karşı daha güvencede olacaktı. Öte yandan ABD konvansiyonel caydırıcılık ve önleyici saldırı avantajı peşinde.

Amerika’nın en iyi tanınan hipersonik füzesi, Havadan Fırlatılan Hızlı Yanıt Silahı AGM-183 ARRW’dir. Tahmin edebileceğiniz takma adı da Arrow’dur (Rusların Kinzal hançerine karşı Amerikan oku). Gerçi AGM-183, Kinzal’ın yanında çok sınırlı bir silah. Oysa hipersonik kayma özelliğine sahip ki bu sayede yatay uçuşta Mach 7’yi aşıyor. 15 km irtifada uçan B-52 ses altı ağır bombardıman uçağı, 18 km irtifaya çıkan B1B süpersonik bombardıman uçağı ve 20 km irtifaya yükselen F-15 hava üstünlük ve önleme uçağından bırakıldığı zaman da 24 bin km/h (Mach 20+) gibi müthiş bir hızla dalış yapabiliyor.

Süpersonik ve hipersonik cevap

AGM-183’ün müthiş hızı dışında sürü bombardıman kabiliyeti de var. Sadece B1B bunlardan iç yük ve kanat altı olarak 31 adet taşıyabiliyor. Bu da ABD’nin Çin hava savunma sistemlerini toplu vurmak için cevabıdır. Yalnız bir sorun var. AGM-183 bir türlü çalışmıyor. Amerikalılar bu füzeyi 2021 mayısında Güney California kıyısında yerden fırlatmak istediler ama motoru çalışmadı. Hemen ardından Alaska’dan kalkan bir B-52’den fırlatmak istediler. Bu kez füzenin elektronik sistemleri çalıştı ama motoru yine ateşlenmedi. Tabii ki bu sorunları aşacaklar ama füze geç envantere girecek.

Her durumda hipersonik AGM-183 hem kara saldırı hem de gemisavar füzesi olacak. Özellikle F-15’ler, her ne kadar 5. Nesil hayalet uçak olmasa da bu füzeyle J-20’lerin rolünü üstlenip Çin donanmasına uzaktan saldırabilir. ABD buna ek olarak gelişmiş hipersonik silahı (AHW) test ediyor. Bu da 100 km irtifada, uzayda ama yörünge altında, balistik değil de düze yakın uçuş yapacak uzun menzilli bir hipersonik füze.

Balistik de uçabilir ama ABD, Ruslar AHW’yi nükleer silah sanmasın diye bunu yapmak istemiyor. Tabii AHW’yi özellikle yörüngeyi hedefleyen S-400’lerden kaçırmak da istiyor. 😉 AHW, AGM-183 gibi çalışacak olan farklı bir füze. ABD bunları denizaltılar ve destroyerlerdeki dikey atım sistemlerinden (VLS) fırlatmak istiyor. Gemiler de 20–30 füze atabilecek. Kısacası ABD savaş öğretisinden vazgeçmiyor. Çin ve Rusya’yı açık denizden vurmak için planlar yapıyor. AHW için HGV de tasarlıyor:

Hipersonik kayma aracı HGV

İlgili yazı: Morötesi Felaket: Kuantum Mekaniği Nasıl Keşfedildi?

 

Süpersonik ve hipersonik silahlar için sonsöz

ABD İleri Savunma Araştırmaları Projeler Dairesi (DARPA) muhtemelen gelecek nesil balistik füzelerde nükleer başlık olarak kullanmak üzere Hipersonik Teknoloji Aracı 2’yi de (HTV-2) geliştiriyor. HTV-2 bir hipersonik kayma aracı ve DARPA Şahin Projesi kapsamında Mach 17,53 ile (21 bin km/saat) uçacak. Biz de böylece sessiz ve çevre dostu süpersonik yolcu uçaklarının geleceğiyle ramjet ve scramjet motorlarını gördük. Türkiye’nin Yunan Rafalelarının Meteor füzesine Gökhan’la nasıl karşılık vereceğini inceledik. Hipersonik füzeleri Çin, ABD ve Rusya ekseninde analiz ettik.

Hipersonik gemisavar, balistik ve kara saldırı füzelerinin stratejik harbi nasıl değiştireceğine tanık olduk. Hem atmosferik hem de balistik nükleer ve konvansiyonel başlık opsiyonlarını gözden geçirdik. Özellikle de hipersonik kayma araçlarına odaklandık. Nitekim hipersonik füzeler özellikle yapay zeka ile uçan 6. Nesil savaş uçakları ve SİHA’lara karşı etkili olacaktır. İnsandan hızlı bu sistemlere karşı süpersonik füzeler (çok sayıda atılmazsa) yavaş kalırken hipersonik sistemler işe yarayacaktır. Siz de bu kapsamlı yazının ardından konu değiştirmek isterseniz insanların ne zaman dik yürümeye başladığına bakabilir ve atalarımızın tüylerinin nasıl döküldüğünü görebilirisiniz.

Bugün nükleer silahlarla oynayan bir mağara insanı olan Homo sapiens’in ateşi ne zaman ve nasıl kullandığını merak edebilirsiniz. İnsanları şempanzelerden ayıran yüzde 4’lük DNA’ya göz atıp neden genellikle sağ elimizi kullandığımızı araştırabilirsiniz. İnsan türünün en yakın akrabası Ejderha Adama merhaba deyip insanların konuşmayı ne zaman öğrendiğine bakabilirsiniz. Hızınızı alamayıp 15 milyon yıl süren pandemiyle insan DNA’sına bulaşan virüs genlerini görüp Covid 19’a karşı geliştirilen Biontech mRNA aşısının nasıl çalıştığını da okuyabilirsiniz. Bilimle ve sağlıcakla kalın. 😊

Kinzal hipersonik füze atış testleri

¹The method to increase the thrust of high Mach number Scramjets
²Supersonic Ramjet Engine Inlet for Jovian Flight
³Optimal assignment of collaborating agents in multi-body asset-guarding games
⁴Adaptive Approach Phase Guidance for a Hypersonic Glider via Reinforcement Meta Learning
⁵Explaining the Nuclear Challenges Posed by Emerging and Disruptive Technology
⁶Hierarchical Reinforcement Learning for Air-to-Air Combat
⁷The U.S. Air Force Just Admitted The F-35 Stealth Fighter Has Failed