Stealth-kyvyn merkitys Persianlahden sodassa Wardenin kehäteorian mukaan

Ilmasodankäynnissä on tunnustettu useita teoreetikkoja ja vahvasti nykypäivän ilmasodan-käynnissä on ollut esillä John Warden, jonka teoriaa päästiin käytännössä todistamaan Persi-anlahden sodassa vuonna 1991. Hänen luoman kehäteorian lisäksi sodassa käytettiin laaja-mittaisesti ensimmäisen kerran stealth-kykyä, joka mahdollisti ilmasodankäynnin yllätyksel-lisyyden ja tarkkuuden lisäämisen. Tutkielman tavoitteena on selvittää stealth-kyvyn vaiku-tusta Persianlahden sodassa Wardenin kehäteorian mukaan. Nykyaikaisesta teknologiasta ja varsinkin sen käytöstä on vaikea löytää avoimia lähteitä. Per-sianlahden sota on tämän vuoksi hyvä tutkimuksen kohde tutkittaessa nykyaikaista il-masodankäyntiä, sillä siinä käytetystä stealth-teknologiasta löytyy julkisista lähteistä materi-aalia. Tutkimusstrategiana tutkielmassa on käytetty tapaustutkimusta, jossa tapauksena on Persianlahden sota. Tutkimusmenetelmänä on kirjallisuustutkimus, jonka tarkoituksena on analysoida ja tulkita käytettyjä lähteitä, kuten tutkimuksia ja artikkeleita. Tulokset osoittavat, että Wardenin kehäteoriaa hyödyntämällä stealth-kyvyllä pystyttiin saa-vuttamaan suuri etulyöntiasema Persianlahden sodassa. Kyseisellä kyvyllä saavutettu strate-ginen hyöty oli varsin suurta verrattuna aikaisemmin käytyihin ilmaoperaatioihin. Varsinkin Wardenin kehäteoriaa hyödyntäen stealth-kyvyllä oli mahdollista vaikuttaa suoraan Irakin johtoportaisiin ja muihin oleellisiin komponentteihin järjestelmän toimivuuden kannalta. Persianlahden sodassa Yhdysvallat käytti ensimmäisen kerran stealth-kykyä hyödyntävää hä-vittäjää hankkiakseen yliotteen heti sodan alusta asti. Irak oli hyvin varustautunut ilmapuo-lustuksellisesti, mutta stealth-kyvyn käyttö ensimmäisen kerran strategisella tasolla tuli va-rautuneelle Irakille yllätyksenä. Kyseisen kyvyn hyötyä ei voida siis suoraan projisoida nyky-päivän käytön ja Persianlahden sodan välillä. Stealth-kyvyn yleistymisen myötä myös vasta-keinot ovat kehittyneet ja tänä päivänä ei voida olettaa selviävän yhtä pienillä tappioilla kuin Yhdysvallat selvisi Persianlahden sodassa. Stealth-kyky on myös kriteeri, joka nousee var-masti esille suunniteltaessa seuraajaa Suomen nykyiselle Hornet-hävittäjälle.

Häivemateriaalit ja -rakenteet lentokoneissa

Häiveteknologian osuus sotilaslentokoneiden kehityksessä on kasvanut viime vuosikymmenten aikana merkittävästi, ja tuoreimmat valmistuneet sekä valmisteilla olevat lentokoneet hyödyntävätkin erilaisin keinoin häivetekniikkaa. Häivelentokoneet eivät ole pelkästään enää Yhdysvaltojen yksinoikeus, vaan erilaisia häivelentokoneita on suunnitteilla eripuolilla maailmaa, esimerkiksi Venäjällä ja Kiinassa. Tutkielmassa tarkastellaan tutkavaimennusmateriaaleja ja -rakenteita, niiden fysikaalisia perusteita ja käyttöä sotilaslentokoneissa. Vaimentavat materiaalit ja rakenteet ovat siitä syystä merkittävässä asemassa häivetekniikasta puhuttaessa, koska ne luovat lopullisen eron tutkapoikkipinta-alan näkökulmasta hyvin muotoiltujen lentokoneiden välille. Tutkielman päätutkimuskysymys on, miten materiaaleilla ja rakenteilla voidaan vaikuttaa lentokoneen häiveominaisuuksiin. Alatutkimuskysymykset puolestaan ovat seuraavat: Mitä ovat aktiivinen ja passiivinen häivetekniikka? Miten häivelentokoneessa häiveominaisuudet on toteutettu? Tutkimusmenetelmänä käytetään kvalitatiivista kirjallisuustutkimusta, jonka lähdeaineisto on peräisin julkisista lähteistä (kirjat ja internet-lähteet). Vaimentavat rakenteet tulevat kasvattamaan osuuttaan lentokoneiden häiveominaisuuksista, koska ne mahdollistavat laajalla taajuuskaistalla vaimennuksen ilman, että koneen paino kärsii samanaikaisesti. Vaimentavien materiaalien käyttö puolestaan on vähentymässä, koska teknologian kehityksen myötä lentokoneiden rungon liitoksista on tullut lähes aukottomia, mikä vähentää tutkasäteiden heijastuksia. Tästä seuraa se, että vaimentavilla materiaaleilla ei tarvitse enää torjua väljästä kokoamisesta aiheutuneita heijastuksia, jotka kasvattavat kohteen tutkapoikkipinta-alaa. Uusia innovaatioita häivetekniikan alueella on syntynyt teknisen kehityksen myötä, esimerkiksi älykkäät materiaalit, nanoputket ja plasma stealth. Näiden vaikutukset lentokoneiden häiveominaisuuksiin tulevat selviämään vasta tulevaisuudessa, koska niiden julkiset sovellukset ovat vielä vähäiset. Häiveominaisuuksilla saavutettu hyöty joudutaan punnitsemaan koneen huoltoihin kuluvan ajan suhteen, koska etenkin tutkavaimennusmateriaalit tarvitsevat paljon huoltoa, jotta niiden vaimentavat ominaisuudet säilyisivät. Uusimmissa häivelentokoneissa tutkavaimennusmateriaalien määrää onkin juuri tästä syystä pyritty minimoimaan. Tutkavaimennusrakenteet eivät altistu vaimentavien materiaalien tavoin kulumiselle, jolloin ne eivät tarvitse yhtä paljon huoltoa.

BigTac-ilmataistelusimulointi häivetekniikan hyötyjen tutkimisessa

Ilmavoimat pohtii uuden hävittäjäkaluston ostamista 2020-luvulla poistuvan F-18 Hornetin tilalle. Uusien hävittäjien kasvaneet hankintahinnat herättävät keskustelua niiden Stealth- eli häiveominaisuuksien välttämättömyydestä. Vastakkain asettuvat häivetekniikan tuottama operatiivinen suorituskyky ja suorituskyvyn hinta. Häivetekniikan tuomista mahdollisuuksista ei ole riittävän perusteltua tietoa. Tutkielman tavoitteena on luoda perusta häivetekniikan kustannustehokkuuden tarkastelulle taktiikan näkökulmasta. Tulevien hankintakustannusten tarkastelun perustaksi tarvitaan tietoa siitä, miten BigTac-simulointia voidaan käyttää ilmasotataktiikan tutkimisen työkaluna määritel-lyssä skenaariossa, jossa käytetään häivetekniikkaa. Tämän kysymyksen vastauksena on tar-koitus tuottaa ohjeistus, jonka perusteella häivetekniikan tuomia hyötyjä voidaan tutkia Big-Tac-simuloinnilla. Tässä tutkielmassa tarkastellaan kohteen tutkapoikkipinta-alan vaikutusta uhkajärjestelmien tutkien havaintoetäisyyteen sekä ammuntaetäisyyteen. Tutkielmassa testataan kokein tut-kayhtälön ilmenemistä BigTac-simulaatiossa muutettaessa kohteen tutkapoikkipinta-alaa, ja uhkajärjestelmän päätöksentekoetäisyyden muutosta vaihdettaessa kohteen tutkapoikkipinta-alaa. Näiden kokeiden jälkeen suoritettaan skenaariotarkastelu kahdella eri tutkapoikkipinta-alalla. Ilmasotataktiikan onnistumisen mittaamiseksi skenaariossa mitataan kolmea ominai-suutta, lentoturvallisuutta, selviytymistä ja tehtävän toteutumista. Eri tutkapoikkipinta-aloilla saatuja tuloksia vertaillaan erojen löytämiseksi. Ensimmäisen kokeen tuloksen perusteella ensimmäinen hypoteesi todettiin vääräksi. Hypo-teesissa ilmakehän vaimennus määriteltiin läpäisykerroinvakioksi. Kun läpäisykerroinvakio muutettiin eksponentiaalisesti kasvavaksi vaimennukseksi, tutkayhtälö toteutui BigTac-simulaatiossa. Toisen kokeen tuloksen perusteella toinen hypoteesi osoitettiin todeksi. Uhka ampui aina samalla viiveellä kohteen havaitsemisen jälkeen. Viive esiintyi riippumatta siitä miltä etäisyydeltä uhkan tutka havaitsi kohteen. Kahden kokeen perusteella todettiin, että kohteen tutkapoikkipinta-ala vaikutti oletetusti uhkajärjestelmän tutkan havaintoetäisyyteen ja ammuntaetäisyyteen. Tutkielman skenaariossa tutkapoikkipinta-alan pienentäminen vaikutti ainoastaan kohteiden selviytymiseen. BigTac ei sellaisenaan tarjoa työkalua häivetekniselle tarkastelulle. Jotta tutkimuksesta saadaan vertailukelpoisia tuloksia, on käytettävä asiantuntijaa skenaarion alus-tuksen ja kohteiden toimintatapojen muokkaamiseksi. Skenaarion perusteella esitettiin oh-jeistus BigTacin käyttöohjeeksi tuleville tutkimuksille.