Digital Combat Simulator – ajanvietettä koronakaranteenissa

Näinä stressaavina aikoina joutuessamme olemaan kotona karanteenissa koronaviruksen vuoksi, mietimme kaikki, miten ajan saisi kulumaan. Koko aikaa ei voi ahertaa töiden parissa.

Pääkuva: MiG-29S pitkän kantaman torjuntakonfiguraatiossa. Kuva: DCS

Useilla meistä esiintyvää korona-ahdistusta tulee purkaa jollain tavalla. Elämme nyt hetkessä, missä joka puolelta tulee ideoita ajanvietteeksi. Mekin haluamme Suomen Sotilas -lehden puolesta olla mukana ratkaisemassa tätä ongelmaa.

Miten olisi, jos lähtisimme lennolle taivaan sineen? Eikä mille tahansa lennolle, vaan taistelulennolle? Kerran liikkumista on rajoitettu ja on tullut kehotus pysytellä kotona, voi ajan käyttää hyödyksi vaikkapa harjoittelemalla sotilaslentäjäksi tulemista. Kukapa teistä sotilasikäisistä ei haluaisi HX-hävittäjähankkeen voittajan puikkoihin.

Me täällä Suomen Sotilas -lehdessä lähdimme lennolle ja otimme tyypit venäläisellä klassikolla eli MiG-29 Fulcrum:lla.

Digital Combat Simulator

Fulcrum:lla lentämiseen tarjoaa hyvän mahdollisuuden Digital Combat Simulator -pelimaailma (DCS World). DCS on Eagle Dynamics -studion kehittämä, varmasti monen mielestä realismissaan ja yksityiskohdissaan tämän hetken paras sotilaslentosimulaattori. Se on ollut sitä itseasiassa jo pitkään. Näin karanteeniaikana DCS-simulaattorin pelaaminen on mitä parhainta ajanviettoa, eikä tarvitse kokea seuraavana aamuna morkkista, että tulipas vähän pelattua. DCS-maailmaan saa ison määrän huippurealistisia lännen ja idän ilma-aluksia.

Moni teistä nuoremmista on varmasti pelannut DCS-simulaattoria suuren osan elämästään, emmekä lähde haastamaan teitä. Oma kokemukseni lentosimulaattorien maailmasta käsittää rauhallista proseduraalista lentämistä matkustajakoneilla. Lock-On vuosien takaa taitaa olla viimeksi pelaamani sotilassimulaattori, jonka realismissa oli paljon toivomisen varaa.

DCS-pelimaailmasta eri lentolaitteineen on kirjoitettu paljon vuosien saatossa alan julkaisuissa, emmekä lähde keksimään pyörää uudestaan. Sen sijaan kerromme eri lentolaitteisiin liittyvistä teknisistä yksityiskohdista. Tänään on vuorossa tutkatekniikkaa ja ohjusten kinematiikkaa. Ja tietenkin torjuntatehtävä.

MiG-29 Fulcrumin versiot

Pelissä mallinnetut klassiset Fulcrumit ovat väistyvää kalustoa Venäjän ilmavoimissa. MiG-29-pelipaketissa on mallinnettu kaksi versiota hävittäjästä, perusversio MiG-29 (izdeliye 9.12) ja MiG-29S (izdeliye 9.13S). Näkyvin ero näiden kahden version välillä on MiG-29S-hävittäjän kyhmy ohjaamon takana. Sieltä löytyy mm. L203BE Gardeniya-1FU -elektroninen häirintälähetin.

Molemmissa MiG:ssä on vanha mittariohjaamo. Versiot erottavat oikeassa elämässä toisistaan MiG-29S-hävittäjän erilainen tutkamoodipaneeli. S-versiossa sieltä pitäisi löytyä SNP1- ja SNP2-kytkimet uusille tutkamoodeille, joista toisella voi ampua kahta maalia samanaikaisesti R-77 -ilmataisteluohjuksilla. Itse en löydä näitä kytkimiä. Siellä on vain pelkkä SNP-kytkin, joka tarkoittaa maksimissaan kymmenen maalin seurantaa ja vaarallisimman valintaa hyökkäyksen kohteeksi. Vaarallisimman maalin valinnassa käytetään mm. suhteellisia nopeuksia kriteereinä. Esimerkiksi kaukana, mutta nopeasti lähestyvä kohde voi olla uhkaavampi, kuin lähellä ja hitaasti lähestyvä.

Pelissä molemmissa versioissa on jostain syystä sama paneeli. Niissä on muutenkin toinen pikku virhe, mihin palaamme aivan hetken päästä. Moni MiG:in avioniikasta perillä oleva on varmasti huomannut saman. Pelissä MiG-29:n avioniikka ei toimi kuten oikeassa, sillä kontrolleja on rajusti yksinkertaistettu, jotta oppimiskäyrä olisi mahdollisimman lyhyt. Se ei menoa haittaa, sillä muuten realismista ei ole tingitty.

MiG-29S-versio kehitettiin vastaukseksi lännen ottaessa käyttöön aktiiviseen tutkahakeutumiseen perustuvan AIM-120 AMRAAM -ilmataisteluohjuksen. Neuvostoliiton hajoaminen piti huolen, että Venäjän ilmavoimille toimitettiin vain 16 kappaletta S-version Fulcrumeja. MiG-29S -hävittäjät korvataan Venäjän Armeniassa sijaitsevassa Erebunin-lentotukikohdassa Su-30SM -hävittäjillä vuosien 2020-2021 aikana. Osa MiG-29S -piloteista palaa Lipetskiin, jossa sijaitsee Venäjän Top Gun -koulutuskeskus.

Simulaattorin ohjaamonäkymä taivaalle. Kuva: DCS

Tutkatekniikkaa

MiG-29S-versiossa on paremmin elektronista häirintää sietävä N019M “Topaz” -pulssidopplertutka (ECCM-ominaisuudet). Tämän tutkan perusversion piti alun perin olla varustettuna tasoantennilla, mutta idässä antennitekniikka ei ollut niin kehittynyt, kuin länsimaissa. Antenniksi valittiin MiG-23ML Flogger -hävittäjän tekniikkaan pohjautuva twist-cassegrain-antenni. Tekniikassa tapahtui kumminkin parannus MiG-23ML:n tutkaan nähden, sillä N019-tutka sisälsi digitaalisen prosessorin. Täysin digitaalinen tutkakokonaisuus ei silti ollut. N019-tutkasta löytyy tarkat tiedot eri moodeineen Mig Alley -internetsivuilta, joilla kannattaa käydä, jos kyseinen tutka kiinnostaa.

Jos haluaa vielä tarkempaa tietoa, kannattaa tutustua Secret Projects -nettisivuston MiG-29 -avioniikkaa osioon. Sieltä löytyy N019-tutkan manuaali. Se vasta mielenkiintoinen onkin.

N019-tutkaan liittyen voidaan mainita pieni virhe pelissä mallinnetussa paneelissa. Tutkamoodipaneelista puuttuu nimittäin SP-tutkamoodi eli ”vapaa etsintä” (“Free Search”). Tämä moodi oli asennettuna vain Neuvostoliiton MiG-29-versioihin, eikä sitä löytynyt vientimalleista. Kaikki tämä tarkoittaa sitä, että pelissä on MiG:29:n vientimallin tutkamoodipaneeli, eikä neuvostoliittolainen/venäläinen. Ihan kuin tällä olisi mitään merkitystä, mutta varmasti moni avioniikkanikkari on huomannut tämän pikku virheen miettiessään miten oikea Fulcrum toimii.

N019M-tutka käyttää eri moodeissa keskisuurta tai suurta pulssintoistotaajuutta ja se on siksi “puhdasverinen” pulssidopplertutka. Matalilla pulssintoistotaajuuksilla käytetyissä liikkuvan maalin ilmaisutekniikoissa (MTI) on eroja. Ainakin osassa MiG-23:en Sapfir-23 -tutkissa pulssintoistotaajuus oli matala (luokkaa tuhansia pulsseja per sekunti).

Pulssintoistotaajuus (PRF) on yksi tärkeä tutkatekninen suure, joka ilmaisee, kuinka monta tutkapulssia lähtee sekunnissa. PRF jaetaan tyypillisesti kolmeen osa-alueeseen: matala (~1000 pulssia/s), keskisuuri (~10 000 pulssia/s) ja suuri (~100 000 pulssia/s). Jatkuva-aaltoiset tutkat (CW) lähettävät koko ajan. Siksi tarvitaan eri antennit lähetykselle ja vastaanotolle.

Eri pulssintoistotaajuudet sopivat eri tilanteisiin. Esimerkiksi suuri pulssintoistotaajuus sopii hyvin havaitsemaan lähestyvät maalit. Sillä on rajoitettu kyky havaita loittonevia maaleja ja vaikeuksia seurata maalin liikehtiessä voimakkaasti. Jotta saataisiin hyvä joka tilanteeseen ja eri suhteellisiin liiketiloihin sopiva havaintokyky (All-Aspect), käyttävät tutkat eri pulssintoistotaajuuksia rinnakkain (Interleaved).

MiG-29:n N019-tutka käyttää korkeaa pulssintoistotaajuutta lähestyviä maaleja vastaan, kuten tutkan kohtaamistutkamoodissa (V-moodi). Loittonevaa maalia vastaan N019-tutka käyttää keskisuurta pulssintoistotaajuutta. Tämä on tutkan D-moodi. N019-tutka käyttää eri tilanteisiin yhteensä kahdeksaa eri esivalittua pulssintoistotaajuutta.

Varhaisimmilla pulssidopplertutkilla varustetuissa hävittäjissä oli varalla pelkkä pulssimoodi ilman doppler-menetelmää. Pulssintoistotaajuudet olivat matalia. Tällä moodilla päästiin pitkään kantamaan.

Ohjusten kinematiikasta

Ohjuksien kaartokykyihin tai ohjuksen väistämisen kinematiikasta emme nyt puhu. Jokainen voi lukea asiasta kattavan artikkelin Suomen Sotilas -lehdestä (11-12 / 2002). Käsittelemme yksinkertaistettuna ilmataisteluohjuksen kantamaan vaikuttavia tekijöitä, jotka ovat muuten todella hyvin mallinnettu pelissä. Huippukoodarien ja insinöörien tuotosta.

Rakettimoottorin työntövoima kasvaa korkeutta lisättäessä tiettyyn rajaan asti alenevan ilmanpaineen vuoksi. Tämä lisää tietenkin kantamaa. Työntövoiman kasvu voi olla luokkaa >10%, noustessamme merenpinnan tasolta kymmeneen kilometriin. Toinen kantamaa lisäävä tekijä tulee juuri tuosta alhaisemmasta ilmanpaineesta, nimittäin korkeammalle mentäessä ilmanvastus laskee. Ilma on siis harvempaa ylhäällä.

Ilmataisteluohjuksen kantama ei kasva loputtomiin laukaisukorkeutta lisättäessä. Ohjuksen täytyy tuottaa nostovoimaa gravitaation voittamiseksi ja sen täytyy kyetä liikehtimään. Tämä vaatii sen, että ohjuksen ympärillä pitää olla riittävä ilmamolekyylien massavirtaus. Ilmanopeuden täytyy siis olla riittävän suuri.

Korkeuden kasvaessa ilmakehän tiheys laskee eli kaasumolekyylejä on koko ajan harvemmassa. Nyt jos pidämme maanopeuden vakiona ja nousemme ylemmäs, laskee ilmanopeus koko ajan. Jossain vaiheessa ilmanopeus ei ole enää riittävä aerodynaamisen lennon kannalta ja ohjus sakkaa. Sitten tullaankin alas. Tietyn laukaisukorkeuden jälkeen ilmataisteluohjuksen kantama lähtee laskuun.

Jos tarkastellaan ilmataisteluohjuksen kantamakäyriä, on edellä mainitut asiat usein nähtävissä niissä. Näissä kuvaajissa X-akselilla on kantama ja Y-akselilla ohjuksen laukaisukorkeus. Yleensä kuvaajissa on tilanne lähestyvää konetta vastaan ja loittonevaa. Se mikä aina tietenkin salataan, on kuvaajan torjuntatilanteen reunaehdot – esimerkiksi laukaisevan koneen ja maalin nopeudet ja suhteellinen liiketila.

R-77 -ilmataisteluohjuksen perusversion kantama on merenpinnantasolla ei-kaartavaa lähestyvää maalia vastaan noin 15 kilometriä erään kuvaajan perusteella. Kyseisessä kuvaajassa ei tyypilliseen tapaan mainita reunaehtoja. Samaisen kuvaajan mukaan 20 kilometrin laukaisukorkeudessa kantama on jo 100 kilometriä. Sitten kantama lähtee laskuun, kunnes ohjuksen 25 kilometrin lakikorkeus saavutetaan.

Mainittakoon vielä, että ilmataisteluohjukset pyrkivät maksimoimaan suorituskykynsä eri reititysmenetelmillä (Control Law). Joskus voi olla järkevää ponnahtaa maalia reippaasti ylemmäs harvempaan ilmaan ja tulla sieltä lopuksi alas ”End Game” -vaiheessa. Eli haetaan ilmanvastusetu ja lopuksi muutetaan potentiaalienergiaa liike-energiaksi. Pitkän kantaman laukaisut voivat mennä näin.

Pitkän kantaman ilmataisteluohjuksien kantamaennätykset tehdään todennäköisesti niin, että ne ammutaan ballistiselle lentoradalle ja maalina on nopeasti lähestyvä kaartamaton ilma-alus. Ainakin tällä menetelmällä saatiin esimerkiksi USA:n AIM-54 Phoenix -ohjukselle aivan mieletön kantama. Ennätykset tehdään ideaaliolosuhteissa ja niillä on harvoin mitään tekemistä tosielämän tilanteiden kanssa. Aina pitää muistaa, että ilmataisteluohjuksen kantama on dynaaminen suure. Se ei ole vakioarvo. Siksi netissä ilmoitettujen kantamien vertailu on järjetöntä, koska torjuntatilanteen reunaehdot eivät ole välttämättä samat.

Vedetään G:tä, siivet taipuvat ja kondensaatio on voimakasta. Kuva: DCS

Lentämään

Ennen varsinaista itse luotua taistelulentoa edelsi useita kymmeniä harjoittelu- ja testilentoja. Se oli aluksi sähläämistä sähläämisen perään. Tämän jälkeen teimme tehtäväeditorilla yksinkertaisen 1 vs. 1 kohtaamistilanteen MiG-29S ja F-16A MLU -hävittäjien välille. F-16A:lle annettiin aktiiviset AIM-120B AMRAAM -ilmataisteluohjukset ja AN/ALQ-131 elektroninen häirintälähetin, jotta ottelu olisi tasapuolinen. Oma varustukseni olivat GSh-30-1 30mm -konetykki, tietenkin täydellä ampumatarvike täytöllä ja 2 x R-73, 4 x R-77 ja 1400 litran lisäpolttoainesäiliö.

Nousin ilmaan jälkipoltolla ja kiipesin rauhallisesti kymmenen kilometrin korkeuteen ilman jälkipolttoa. Olin juuri päässyt kymmeneen kilometriin, kun SPO-15 ”Beryoza” -tutkavaroitin herää henkiin. Hävittäjätutka edessä kaukana, signaalin voimakkuus yksi yksikköä tutkavaroittimen asteikolla.

Laitan oman N019M-tutkan päälle ja keilaan suoraan eteen nolla elevaatiolla, sillä tutkavaroitin ilmoittaa maalin olevan samalla lentopinnalla. Lopulta näen maalin tutkalla ja yritän lukita sen. Lukitus murtuu heti, sillä maali käyttää häirintää. Minäkin laitan häirinnän päälle eli sotilaskielellä ilmaistuna ”musiikki päälle”.

Lopulta tutkani polttaa häirinnän läpi noin 45-50 km etäisyydellä ja saan maalin lukittua. Ennen kuin F-16A MLU ehtii ampua, on minun ensimmäinen R-77 -ohjus jo matkalla Falconia kohti. Pakotan sen väistämään ja lisään pilotin stressitasoa. Ammuin R-77 -ohjuksen 40 kilometristä, laukaisun ollessa sallittu melkein 50 kilometrin etäisyydeltä. Odotan noin kolme sekuntia ja ammun toisen R-77 -ilmataisteluohjuksen. Kostotoimenpiteiden pelossa irtaudun tilanteesta kaartaen voimakkaasti kohti kotikenttää ja syöksyn pintaan. Tämän ollessa käynnissä AIM-120B AMRAAM ammutaan minua kohden.

R-77-ohjukset löytävät maalinsa ja F-16 tulee liekehtivänä alas. Minun perässä on edelleen AMRAAM. Menen suoraan poispäin siitä jälkipoltto päällä ja syöksyn pintaan. Täytyy pitää huoli, että ei ylitä Fulcrumin suurinta sallittua nopeutta pinnassa, joka on 1,25 Mach.

Lentämällä poispäin talla pohjassa ja syöksymällä pintaan on keino välttää ilmataisteluohjus. Tällöin minimoidaan suhteellinen nopeus ja tuodaan ohjus tiheään ilmaan. Ohjuksien kantamat ovat reippaasti pienemmät meren pinnan tasolla, kuin korkealla. Tämä johtuu suuremmasta ilmanvastuksesta. Tämä kaikkihan todettiin jo aikaisemmin.

Täpärästi voitan takaa-ajokilpailun ja AMRAAM käväisee lähimmillään viiden merimailin (~9 km) päässä koneestani. Sitten vielä pitäisi lentää kotikentälle ja laskeutua. Unelmoin maahan päästyäni kakku kahveista ja hienosta mitallista. Aivan kuin TV-sarjoissa, joissa oikeasti traumaattisen tapahtuman jälkeen istuskellaan kahvilassa ja naureskellaan. Eihän se niin oikeasti mene, muuta kuin mielikuvituksessa. Onneksi tämä on peli!

Täytyy silti suuresti kunnioittaa Suomen Ilmavoimien lentäjiä ja koko henkilökuntaa, sillä he tekevät tätä aikuisten oikeasti. Ilmassa päätöksiä pitää tehdä sekunnin murto-osissa ja väärillä päätöksillä voi olla vakavat seuraukset. Seuraavan kerran kun näette Hornettimme taivaalla, ajatelkaa miten vaativaa työtä he tekevät. Kiitos Ilmavoimille!

Teille nuoremmille ei voi muuta sanoa kuin, että harjoitelkaa ahkerasti, jos tavoitteena on lentäjän ura. Nyt siihen on aikaa ja vielä luvallista sellaista. Siispä jälkipoltto päälle ja taivaalle!

P.S. Palaamme DCS-pelin ilma-aluksiin muiden konetyyppien kera ja otamme tarkasteluun jonkin lentolaitteeseen liittyvän teknisen ominaispiirteen.

Torjuntatehtävän jälkimainingeissa: moottoreita sammutellaan… Kuva: Jukka Janhunen

Avainsanat: ,

Share This