Savaş Uçağı Yapmak İçin Gerekli Bileşenler Nelerdir?
modern bir savaş uçağı şöyle bir denklem olarak tanımlanabilir
savaş uçağı{[(gövde + motor + görev sistemleri + silah sistemleri) x test, değerlendirme ve sertifikasyon] x lojistik} x program yönetimi
bu denklemin parametreleri üzerinden gidersek de, bir savaş uçağı yapmak için gerekli malzemeleri belirlemiş oluruz.
1. gövde
ingilizce terminolojide airframe olarak geçer. uçağın kaportasıdır yani. uçağın tüm sistemlerini, motorunu ve taşıyacağı yükleri (faydalı yük, payload) taşıyabilecek kadar kuvvetli, havalanabilecek ve havada kalabilecek kadar hafif olmalıdır.
modern savaş alanında radar ve benzeri algılayıcılar ile hava savunma sistemleri çok geliştiği için ayrıca radar, termal kamera ve benzeri algılayıcılarda tespit edilemeyecek ya da en azından çok az iz bırakacak bir yapıda olması da artık elzem. stealth nitelikli olmalı yani; "düşük görünürlük" olarak tercüme edilen "low observable" olabilmeli.
bu da, gövdenin geometrisinin, yapıldığı malzemelerin ve hatta boyasının özel olarak tasarlanması, üretilmesi ve monte edilmesini gerektirir. radar sinyallerini, daha doğrusu elektromanyetik dalgaları soğurması ve/veya farklı yönlere yansıtması; çok ısınan bölgelerinin (mesela motor ve civarının) o ısıyı hızla soğurabilmesi vs gereklidir. gövdenin ek ve birleşim yerleri, kapaklar ile motora hava giren hava alıklarının (intake) özel geometrilere sahip olmaları gerekir. bu geometrilerin belirlenmesi yüksek hesaplama kabiliyetine sahip bilgisayarlar ve karmaşık simülasyon ortamları gerektirir. bir ton da laboratuavar deneyi tabi.
gövdenin, kanatlarla birlikte bir de "yeteri kadar" yakıt taşıyabilmesi lazım. "yeteri kadar"dan kasıt, pek mütevazi olmuyor artık. ülkeler, sınırlarının çok ötesinde harekat yapabilmeyi istiyor, daha az uçakla daha fazla zaman havada devriye uçabilmek istiyor çünkü. bu da daha fazla yakıtla mümkün. daha fazla yakıtı taşımak için de büyük gövde, geniş kanatlar lazım. ama bu kilo artışı, atletik performansı azaltmamalı. bilakis, usain bolt kadar hızlı koşabilen, federer'den daha çevik sumo güreşçileri istiyor günümüzde dünyanın belli başlı hava kuvvetleri. bunu cidden istiyorlar.
2. motor
her şeyin düğümlendiği ve tüm düğümlerin çözüldüğü yer burasıdır. uçak, tipi ve görevi ne olursa olsun motor etrafına tasarlanır. motor isterleri karşılamazsa ya da yoksa (hehe) uçak çöptür. nokta. hindistan ve dahi çin ve dahi rusya bunu pahalı yoldan (milyar dolarlık yollar) öğrendiler, öğreniyorlar. biz de o yoldayız. neyse.
modern savaş uçakları neredeyse münhasıran turbofan motorlarla donatılmışlardır. motorun en kritik bölümü, yanma odası ve çevresindeki sıcak bölümdür (hot section). uçak motoru, malzeme, mekatronik, elektronik ve bilgisayar bilimlerinin zirve yaptığı, benim nazarımda mühendislikle sanatın birbirine yakınsadığı bir alandır. teknoloji transferi, ortak üretim, lisans falanın en yalan dolan olduğu konudur. çok afedersiniz, eşşşek gibi kendinizin çalışıp geliştirmeniz, uğrunda milyarlarca doları ve onlarca yılı gözden çıkarmanız gerektiği bir kara kuyudur.
uçağın kendisi ve silahlarını taşıyabilmesi yanında iyice arşa yaklaşan performans isterlerini karşılayabilmesi, çok farklı silah ve sensör sistemleri ve dahi yakın gelecekte lazer silahlarını çalıştırabilecek elektrik gücü besleyebilmesi, termal kameralar ve ısı güdümlü silahlara karşı ısıl izinin düşük olması, bakımının görece kolay ve düşük maliyetli olması ama bir yandan da arızalar arası ortalama süresinin yüksek olması gereklidir. düzgün bakımla en az 20 - 30 sene teklemeden çalışması, bunu da alçak irtifada, yüksek irtifada, ses altı ses üstü, it dalaşı vb her koşulda uçarken sağlaması beklenir.
3. görev sistemleri
aviyonik sistemler de denebilir. uçağın uçması ve görevini yapması için kullandığı her tür sistemdir. neler vardır bu kategorinin altında?
a. radar ve diğer sensörler
uçak, havadaki ve satıhtaki (kara, deniz) hedefleri tespit etmesi için başta radar olmak üzere çeşitli algılayıcı sistemleri kullanacaktır. elektronik teknolojisindeki gelişmelerle birlikte algılayıcı sistemlerin hedef tespit, teşhis ve takip mesafeleri de büyük oranda artmış durumda. sistemlerin birim zamanda görebildiği, tasnif edip takip edebildiği hedef sayıları arttı. dolayısıyla radardan beklentiler de yükseldi: düşman uçaklarının da radarları gelişmekte olduğu için. hedefi, o sizi görmeden görüp vurmak kritik öneme sahip oldu.
radar iyi, hoş ama bir kusuru var: çalışması için, hedefleri görmesi için elektromanyetik dalgaları yayması ve bunların yansımalarını algılaması gerekiyor. bu da radarın aslında çevresine "ben buradayım ve tam olarak bu koordinatlardan yayın yapıyorum" demesi anlamına geliyor. görülmeden görmek, görülmeden vurmak için ise düşmanın göz ve kulaklarının tespit edememesi kadar, kendinizin de ses çıkarmamanız gerekli. dolayısıyla çevresine yayın yapmayan, aktif değil pasif sensörlerin de uçağa eklenmesi gerekiyor. burada en öne çıkanlar, kızılötesi teknoloji kullanan sistemler. elektrooptik teknolojisindeki gelişmelerle birlikte, yayılan ısılar çok daha uzun mesafelerden tespit edilebilmekte. bu hedef bir düşman uçağı, bir balistik füze ya da bir gemi olabilir. bunları, radar gibi tespit edilebilen bir sistemle değil, kızılötesi kameralarla görmek, uçağa büyük bir avantaj sağlayacaktır.
kızılötesi algılayıcıların bir diğer kullanım alanı, yer hedeflerine taarruz görevlerinde düşman sabit ve hareketli hedefleri bulmak ve takip etmektir. uçağın kendisinin ya da diğer dost unsurların saldırabilmesi için hedefler bu sensörlerle bulunur, lazer ile işaretlenir. bu işlemi de olabildiğince uzak mesafelerden yapabilmek lazım, düşman hava savunmasına yem olmamak için. dolayısıyla kızılötesi sensör, görüntü işleme ve çok uzun menzilli, saçılımı düşük lazer teknolojileri gerekli.
b. elektronik harp sistemleri
bu, pek çok alt başlığı olan geniş bir konu. uçağın, üzerinde aktif ve pasif elektronik harp sistemleri taşıması gerekiyor. çünkü:
- çevresindeki tehdit ortamında elektromanyetik spektrumda kim, ne ile ne yayın yapıyor dinlemesi, tasniflendirmesi ve kaydetmesi lazım
- kendisine yönelik düşman uçak ve hava savunma tehditleri nerede, ne tipte, ne yapıyor, ne yer, ne içer bilmesi lazım
- kendisine yönelik bir tehdit varsa bunu anlaması, tehdidi karıştırması ya da köreltmesi lazım.
zırh ve ok arasındaki rekabetteki gibi, elektromanyetik spektrumda da bitmek bilmez bir yarış, bir rekabet var. uçakların kabiliyetleri geliştikçe, hava savunma sistemleri de gelişiyor. radarın performansı arttıkça, elektronik karıştırma sistemi de güçleniyor. dolayısıyla uçağın aktif ve pasif elektronik harp sistemlerinin devamlı gelişime açık bir mimaride kurgulanması gerekli. bunu sadece sistemin performansı olarak düşünmemek lazım: sınırlı bir fiziksel alana, kısıtlı bir güç ve soğutma bütçesine uyarak yapmanız gerekiyor bunu. hatırlatırım, bu uçak en az 20 - 30 sene envanterde kalacak. türk hava kuvvetleri envanterinde 45 senedir uçan savaş uçağı var mesela (f-4e).
c. özsavunma sistemleri
havadan havaya ve yerden havaya füzelerin, hava savunma sistemleri ve uçakların radarlarının kabiliyetleri geliştikçe, uçakların kendilerini korumak için kullandıkları, kullanmaları gereken sistemlerin nitelik ve nicelikleri de arttı. 20'nci yüzyılın ikinci yarısındaki hava savaşlarında savaş uçaklarının temel özsavunma tedbiri, ısı güdümlü füzelere karşı "flare" adı verilen ısı fişekleri; radar güdümlü füzelere karşı da "chaff" denen alüminyum şeritler idi. ancak artık bunlar yeterli değil: kızılötesi sensörler artık handiyse hd kamera netliğinde ve detayında görebiliyorlar ısıl alemi. yani bir flare ile bir uçağın egzozunu ya da neyse onu ayırt edebiliyorlar. birinci nesil en ilkel kızılötesi füzeler bazen hedefi şaşırıp güneşe, bildiğimiz güneşe kilitlenebiliyorlardı mesela. artık uçağın gövdesinin farklı kısımlarını dahi ayırt edebiliyorlar. radar güdümlü füzeler ha keza, sadece sensörleri daha keskin değil; aynı zamanda güdüm - kontrol bilgisayarları da daha zeki. mesela kendilerine elektronik karıştırma uygulandığında bunu tespit edip, karıştırmanın kaynağına kilitlenebiliyorlar. "home on jamming" deniyor buna.
yani uçağın bir dolu sistem taşıması gerekiyor ve bunların birbirleriyle uyum içinde çalışması gerekiyor ve bunun anlık, milisaniyeler bazında olması gerekiyor. neler bu sistemler? mesela:
d. radar ikaz alıcısı
radar warning receiver deniyor buna. savaş uçaklarındaki elektronik özsavunma sistemlerinin en eskilerinden. çok basitçe, uçağa hangi tip elektromanyetik yayının nereden, hangi dalgaboyunda ve hangi mesafeden yapıldığını algılayan, hafızasındaki tehdit kütüphanesi ile karşılaştırıp tasnif eden bir sistem. yani basitçe uçağı hangi tip radarın takip ettiğini, hangisinin kilitlendiğini tespit eder. radar güdümlü hava savunma sistemlerinden sakınmak ve kaçmak için en kritik sistemdir doğal olarak.
e. anti parantez
ısı güdümlü füzeler, mesela omuzdan ateşlenen stinger gibi füzeler, yani manpads'ler bu nedenle çok tehlikelidir. çünkü uçağa kilitlenmek için aktif bir yayın yapmazlar. uçağın yaydığı ısıya kilitlendikleri için, uçak, böyle bir sistem tarafından takip edildiğini anlamaz. uçağa füze ateşlenene kadar da tespit etmesi imkansızdır. füzenin yaklaştığını, uygun tipte bir tespit sistemi varsa belki anlayabilir, o sistemin adı da,
f. füze ikaz sistemi
missile warning system'dir. kabaca, uçağa taklaşan füzenin egzoz gazı ısısını tespit ederek gelen füzenin yönünü tayin eden bir sistemdir. helikopterlerde yaygınlaşmıştır. 13 mayıs 2016 kobra helikopterinin vurulması olayında gündeme gelmişti mesela.
mws'lerin savaş uçağı gibi yüksek süratli uçaklarda kullanımı çok yeni. zira sistemin o yüksek hızlarda gelen füzeyi tespit etmesi ve uyarı oluşturabilmesi kolay bir iş değil. yavaş yavaş yeni nesil savaş uçaklarında standart hale geliyor.
g. çekili sahte hedefler
"towed decoy" deniyor. bu da çok yeni bir uygulama. radarda sahte hedef izi yaratacak şekilde vericiler taşıyan, uçak tarafından çekilen yemler bunlar. bir diğer türü de uçaktan bırakılan ve belli bir süre havada süzülebilen, harcanabilir (expendable) decoy'lar. bunları yapmak için de mikroelektronik alanında epey bir mahir olmak lazım.
h. seyrüsefer ve iletişim sistemleri
uçağın konumunu ve yönünü son derece keskin bir şekilde tayin edebilmesi lazım. bu, özellikle beyin cerrahisi hassasiyeti isteyen hava savaşında, yer taarruz görevlerinde olmazsa olmaz bir kabiliyet. konum belirleme için farklı sistemler bir arada, uyum içinde kullanılacak elbet: atalet seyrüsefer sistemi (ins) gerek, küresel konumlama sistemi (gnss) gerek, gnss mutlaka elektronik harple karıştırılacak, aldatılacaktır, onun için de alternatif yedek çözümler gerek vb.
iletişim sisteminden kasıt yalnızca telsiz değil tabi ki. elektronik harp alanındaki gelişmeleri yeteri kadar vurguladığımı hiç sanmıyorum. ama vurguladığımı farz ederek, iletişim çok yüksek bant genişliklerinde ve yüksek hızlı olarak kriptolanabilen / şifresi çözülebilen nitelik olması gerekir mantıken. zira iletişim sadece "kahretsin, arkamdalar! mayday!" konuşmaları ile sınırlı değil. uçağın 78 farklı sensörünün algıladığı veriler var, termal kameranın çektiği hd görüntüler var, diğer kara-hava-deniz-uzay-siber kaynaklardan akacak veriler var. tüm bu ses, görüntü ve veri tsunamisinin elektronik harp ortamında, yüksek süratte ve kesintisiz olarak işlenmesi lazım.
uçak bir dünya veri toplayıp bir dünya veri paylaşınca ortaya bir "resim" çıkıyor doğal olarak. strateji oyunlarına aşina olanların daha kolay algılayacağı bir kavram bu. "kim, nerede, ne yapıyor" sorusunu dost ve düşman taraflar için anlık olarak cevaplayan bu resmi uçak kendi başına çizmeli, çizdiği resmi diğer dost asker, tank, savaş gemisi, uçak, karargah ile de anlık olarak paylaşabilmeli. zor iş. bir o kadar da heyecan verici.
4. silah sistemleri
birinci dünya savaşı'ndan bu yana savaş uçakları makinalı tüfek ve top taşıyorlar. tüfek - top ayrımı çap ile alakalı. 2. dünya savaşı'nda deneysel çalışmaları yapıldıktan sonra 1950'lerden itibaren de havadan havaya füzeler devreye girdi. bu füzelerin kabiliyet ve performansları devamlı gelişiyor. artık günümüzde iki ana kategoride havadan havaya füze var: kısa menzilli ve görüş menzili ötesi füzeler.
kısa menzilli havadan havaya füzelere "within visual range air to air missile" deniyor ingilizce terminolojide. kendini tanımlıyor gerçi, düşman uçağını gözle görebildiğiniz mesafede kullandığınız türde füzeler bunlar. en eskileri yalnızca düz bir hatta uçarken ateşlenebilen, en fazla 3-5km menzilli füzelerdi. tabi düşman uçağı, bir yolcu uçağı değilse, kilitlenip ateşleyebilmek azıcık zordu. dolayısıyla füzenin menzilinin ve manevra kabiliyetinin artması, daha zor açılardan da hedefine kilitlenebilmesi lazım: it dalaşında uçaklar durmadan dönüp duruyorlar. gövde ve motorları çok daha gelişti, abuk sabuk manevralar yapabiliyorlar. misal youtube'daki envai çeşit rus savaş uçağı videoları.
burada da şu sorun devreye giriyor: hem havada kısa mesafede dar keskin dönüşler yapacaksın hem de füzenin "gözü" düşmanı takip edebilecek. bu işi kolaylaştırmak için pilotların kaskların ilave görüş sistemleri takıldı. pilot, kaskındaki vizörde temel uçuş bilgileri ile hedefe kilitlenmesini sağlayacak sistemlere sahip oldu. füzelerin kızılötesi arayıcı başlıkları da gelişti ve 90 derece yana bile bakabilecek, "high off boresight" denen yetenek sahibi oldular.
görüş menzili ötesi havadan havaya füzelere de teknik lügatte "beyond visual range air to air missile" deniyor. amraam en meşhuru. bu tip füzelerin burunlarında minik bir radar alıcı - vericisi bulunuyor. bu radar ile füze hedefi kendi bulup takip edebiliyor. sparrow gibi eski nesil füzelerde füzenin yalnızca radar alıcısı bulunuyordu: füze, onu ateşleyen uçağın radarından çıkıp, hedeften yansıyan dalgaları görüyordu. yani uçak, attığı füze hedefini vurana kadar radarını açık tutmak, konumunu korumak zorundaydı. bu da hava savaşında önemli bir zafiyet anlamına geliyor. neyse ki yeni füzeler her işi kendileri yapıyorlar. fire and forget yani "at unut" deniyor buna. bu da zor iş: mikro radar yapmak, uzun menzilli roket motoru yapmak felan.
havadan havaya kısmı böyleyken, havadan yere kısmı çok daha karışık
eskiden ne güzel, uçağın pilotu el bombasının pimini çeker öyle bırakırmış açık kokpitinden. şimdi klasik bombası var, güdümlü bombası var, güdümlü füzesi var. elektronik öyle bir gelişti ki, bombayı ya da füzeyi "akıllı" hale getirmenin çok farklı yöntemleri, kombinasyonları ortaya çıktı. şöyle ki:
radar
kızılötesi
atalet (ins)
gps
arazi profil eşleştirme (terprom)
lazer
artık bir bomba ya da füzede bunların birkaçı aynı anda kullanılıyor. söz gelimi roketsan'ın geliştirdiği teber adı verilen bir kit var. bu kit, klasik bombaya takılıyor. aynı anda hem lazer, hem ins hem de gps güdüm modlarını kullanıyor. bu da şu demek: atıcı uçağın kendisinin ya da mesela bir insansız hava aracının (iha) lazerle işaretlediği hedefe, bu lazer işaretlemesi kesilse ya da bozulsa bile gps koordinatlarını da tespit etmiş olduğu için kesin bir şekilde ulaşabilir. ya da tersi şekilde gps karıştırmasına maruz kalsa bile ins ve lazer işaretleme yardımıyla hassas atış yapabilir. gibi.
bu silahların doğru ve keskin bir şekilde kullanılabilmesi için uçağın görev sistemleri ile uyumlu olmaları gerekli. en azından bir kısmının tercihen uçağın gövdesinin içinde taşınması lazım, zira kanat ve gövde altında sallanan bu cisimler, uçağın radardaki izini epey artırıyorlar. aynı zamanda ek sürtünme kuvveti yaratarak uçağın aerodinamik performansını olumsuz etkiliyorlar. buradan, en baştaki "gövde" ve "motor" başlıklarına geri döndük. her şey iç içe, her şey birbirine bağlı.
şimdi,
5. test, değerlendirme ve sertifikasyon
bütün bu unsurları bir araya getirmek için, her birinin, her birini meydana getiren alt sistem, bileşen ve hatta teknolojilerin düzgün çalıştıklarından emin olunması lazım. atomdan moleküle, dokudan organa ve oradan tüm vücuda uzanan silsilede her şeyin kendi başına ve "diğerleriyle" uyum içinde çalıştığının, uçuş emniyetine bir risk teşkil etmediğinin devamlı olarak test edilmesi, bu testlerin farklı ortam koşullarında tekrarlanması ve yine tekrarlanması, raporlanması, bu raporların analizi, tekrar testler ve en nihayetinde "evet, bu uçak, istendiği ve tasarlandığı şekliyle uçar, işte bu testler de bunun kanıtıdır" denebilmesi lazım.
bunu diyebilmek için de saydığım tüm sistemleri ve bu sistemleri meydana getiren bileşenleri test etmek için uygun cihaz, laboratuar ve test merkezleri gerekiyor. bunları kurmak, işletmek, anılan testleri ve deneyleri tasarlamak; tüm bu test ve değerlendirme sürecinin doğru düzgün yapıldığını denetlemek gerekli. yani bir nevi tüvtürk'ün havacılık versiyonuna sahip olmanız lazım. "ben yaptım oldu" demekle olmuyor yani. bu da şu demek: uçağı tasarlayan ve üreten ekip kadar -hatta onlardan daha tecrübeli- bir ekibinizin, denetleme ve sertifikasyon işini yönetmesi lazım. bu olmazsa, savaşa giden pilotunuzun hayatından, terör kampına atılan bombanızın isabetinden emin olamazsınız.
tüm bu test, değerlendirme ve sertifikasyon sürecinin, uçak üzerinde yapılan her değişiklikle birlikte devam edeceğini, uçağın ömrünün doğal bir parçası olduğunu vurgulamama gerek yok. ama vurgulamış oldum.
6. lojistik
uçağın üretim planlaması, üretimi, üretim hattından çıktıktan sonra testi ve kesin kabulü yapıldıktan sonra hizmeti boyunca ihtiyaç duyacağı tüm yer destek sistemleri, yedek parçalar, yakıt, silah ve sair mal ve hizmetin planlaması da ayrı bir sanat, ayrı bir dipsiz kuyu. f-35 ile birlikte performansa dayalı lojistik diye bir kavram yerleşiyor mesela. uçağın ömrü boyunca yapacağı her görev, harcayacağı her litre yakıtına kadar hesaplanıyor ve bu uçağın istenen harbe hazırlık oranını yakalaması için gerekli tüm kaynaklar belirleniyor. karman çorman bir şey. hangi lojistik destek yaklaşımı tercih edilirse edilsin, endüstri ile son kullanıcının, yani hava kuvvetlerinin çok yakın işbirliğini zorunlu kılan bir başlık bu: 20 - 30 sene boyunca uçağın her türlü bakım, onarım ve güncelleme (modernizasyon) ihtiyaçlarına cevap verebilecek bir havacılık sanayii altyapısı lazım.
ve....
7. program yönetimi
a4 kağıdına yapılan ilk çizimden, en son uçağın törenle hizmetten alınıp hurdalığa gönderilmesine kadar geçecek yıllar ve yıllar boyunca işletilecek bir program yönetimi gerekiyor. "bu uçağı neden istedik, neden bu isteklere karşın böyle bir uçak tasarladık, bu tasarımı meydana getiren alt unsurları neden böyle seçtik, nasıl ürettik, nasıl hizmete aldık, nasıl kullandık, bakımını, tutumunu naıl yapıp nasıl modernize ettik ve en nihayetinde nasıl bir plan ile hizmetten aldık?" sorularına nesnel, ölçülebilir, doğrulanabilir yanıtlar vermeli program yönetimi.
dolayısıyla program yönetimi için, yerleşik bir kültür, bir vizyon gerekli.
tüm bu saydıklarım, tek bir savaş uçağı, yani tek bir denklem için geçerli.
en başa dönecek olursak
savaş uçağı{[(gövde + motor + görev sistemleri + silah sistemleri) x test, değerlendirme ve sertifikasyon] x lojistik} x program yönetimi
denklemi, müteakip uçaklar için tekrarlanacak olursa, yani ardışık "savaş uçağı" denklemleri çözülecek olursa, bu denklemlerin türevi ile bir havacılık sanayii elde edilir.
zor iş.