Čtvrtek 1. října 2020, svátek má Igor
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Čtvrtek 1. října 2020 Igor

Letadlo bez trupu bude pohodlné. Turbulence vyřeší počítače, tvrdí pilot

Žádný trup, cestující i náklad v křídle. Je letoun ve tvaru „V“, jehož model na začátku září úspěšně prošel první letovou zkouškou, pouhým teoretickým cvičením a mediálním lákadlem, nebo se může stát budoucností letecké dopravy? Nad touto otázkou se zamýšlí letecký technik, pilot a kapitán dopravních letadel Štěpán Kolomazník.

Bude takto vypadat budoucnost letecké dopravy? | foto: TU Delft / KLM

Jeho tvar se vymyká všemu, na co jsme byli při pohledu na běžná letadla zvyklí: trup úplně chybí a cestující, náklad i palivo je rozmístěno v poměrně tlustém křídle. Při porovnatelné velikosti jako nejnovější Airbus A-350 slibuje nový projekt úsporu paliva v řádu dvaceti procent, což je velmi významné.

Nové technologie by v budoucnu měly zahrnovat také motory pracující na odlišném principu, hybridní nebo elektrické, a konečným cílem bude dosažení nulových emisí. To by znamenalo velký přínos pro životní prostředí a velmi dobré hodnocení letecké společnosti v očích všech, kterým záleží na udržitelné budoucnosti.

Výzkum letounu vede nizozemská Technická univerzita Delft, letecká společnost KLM jej pomáhá financovat. Testovací let modelu letounu tak byl součástí oslav jejího stoletého výročí.

Klasický tvar letadla

Letadla, jak je dnes známe, jsou prakticky všechna podobná. Cestující a náklad jsou rozmístěni v dlouhém úzkém trupu, ke kterému je asi v polovině přidělané křídlo a pro stabilizaci jsou ještě vzadu kormidla, aby bylo možné letadlo směrově a výškově ovládat. Kormidla jsou také na křídle a umožňují náklon letadla. Motory jsou pod křídly, mechanici na zemi k nim mají snadný přístup a v případě nějakého problému za letu je pravděpodobné, že způsobí co nejmenší škodu. 

Zní to jednoduše, ale ve skutečnosti trvalo poměrně dlouhou dobu, než se dospělo k tomuto ideálnímu řešení. V historii můžeme najít nejroztodivnější tvary a uspořádání letadel co se týká křídel nahoře nebo dole, motorů vzadu, vpředu nebo uprostřed a strojů s jedním trupem, dvěma nebo úplně bez trupu, takzvaná létající křídla. A to mluvíme pouze o letounech dopravních nebo transportních; stíhačky a bombardéry mají jiný účel a je jisté, že jejich uspořádání tomu bude odpovídat.

Soustředění nákladu v trupu a motory pod křídly má velké výhody z hlediska těžiště, a tedy stability za letu. To je žádoucí stav, aby se letadlo v turbulenci samo uklidnilo a všechny geometrické detaily, jako třeba kladný úhel vzepětí křídla (při pohledu zepředu), k tomu přispívají. 

Dlouhý trup může na některé cestující působit klaustrofobně, ale díky mnoha dveřím umožní velmi rychlý nástup a výstup cestujících a naložení nákladu, a tak i zkrácení přestávky na zemi mezi dvěma lety. A to se samozřejmě promítá do ceny letenky.

Výhody nové koncepce

Velká hustota sedaček, zejména v ekonomické třídě, však na některé cestující působí nepříjemně, protože být mnoho hodin uzavřený v prostoru připomínajícím potrubí není přirozené. Výrobci proto přemýšlí, jak navrhnout letadlo, které by více připomínalo normální životní prostředí, se stěnami a stropem, kde promyšlený systém osvětlení pomáhá navodit příjemnější atmosféru.

Nový „V-letoun“ takovou možnost nabízí, protože kabina cestujících je v křídle. Výsledkem bude oválný prostor o výšce dvou a půl a šířce přibližně sedmi metrů, sice s okénky pouze na vnější straně, ale to by v budoucnosti s velkými displeji před každou sedačkou nemělo vadit. Uložení motorů v zadní části určitě přispěje k nižší úrovni hluku v kabině a výsledkem bude stroj, se kterým budou cestující rádi létat, a pokud budou mít tu možnost, dají mu přednost před konkurencí provozující klasická letadla.

Komfort za letu je jistě velmi dobrý slogan při prodeji letenek, ale projekt také slibuje podstatné snížení spotřeby paliva, a tedy nižší emise, to znamená šetrnost k životnímu prostředí. Cesta k tomuto cíli vede přes snížení aerodynamického odporu letounu, a také snížení hmotnosti díky nové, lehčí konstrukci. 

Jak bylo řečeno, koncepce dnešních letadel je velmi dobrá, ale potýkají se s aerodynamickým problémem, který je v tomto tvaru stroje takřka neřešitelný. Jedná se zejména o interferenční odpor, vzniklý vzájemným působením křídla a trupu, a do menší míry také indukovaný odpor (na konci křídla kde vzduch o vyšším tlaku pod křídlem obtéká na horní stranu směrem k nižšímu tlaku). 

Významný je také odpor třecí, vznikající na celém povrchu letounu. Další ztráty vznikají v místě, kde se trup kříží s křídlem, pro vytvoření stejného vztlaku je tedy třeba delší křídlo, které je pak samozřejmě těžší. Stroj má vyšší spotřebu a všechno se tak prodražuje.

Z uvedeného je zřejmé, že létající křídlo bez trupu je z hlediska aerodynamiky takřka ideálním tvarem. Pokud bude možné cestující i náklad umístit pouze do křídla samotného, stroj bude menší a lehčí, což se kladně projeví na spotřebě paliva. 

Jinou kapitolou je, že takto koncipované letadlo nemá moc dobré letové vlastnosti. Problémem je zejména nedostatečná stabilita v podélné i svislé ose. Když se stroj dostane do turbulentního ovzduší, dochází samovolně ke zvětšování amplitudy kmitů, což může být potenciálně nebezpečné i pro samotnou konstrukci letadla.

Tento problém je ovšem v současnosti již uspokojivě vyřešen pomocí počítačů, které samy dbají nad bezpečným režimem letu a při překročení jakéhokoliv parametru samy letoun stabilizují, bez zásahu pilota a dokonce i bez nutnosti jej o tom informovat. Americký bombardér B-2 je toho už několik desetiletí důkazem.

Northrop Grumman B-2

Northrop Grumman B-2

Jiným problémem je rozdílné rozložení hmoty a také cestujících po celém rozpětí křídla. Za letu se letoun v každé zatáčce nakloní, běžný režim je třicet stupňů náklonu. V klasických letadlech, kde je cestující v největší vzdálenosti od podélné osy letounu nanejvýše tři metry, to nikdo nepocítí. Ale pokud v novém letadle dostanete místenku na konci křídla, mohli byste si snadno připadat jako na horské dráze. Řešením by mohlo být automatické zpomalení náklonu, ale tedy i zvětšení poloměru každé zatáčky. Anebo snad letenky na konci křídla budou s výraznou slevou? Uvidíme. 

Konkurence

Pokusů postavit létající křídlo bylo v minulosti mnoho. Již za války vznikl v Německu prototyp stíhacího letounu Horten Ho 229, ovšem byl vyroben jen ve třech kusech. Na konci čtyřicátých let vzlétl experimentální letoun Northrop YB-35, prototyp amerického bombardéru který měl sice uspokojivé vlastnosti, do sériové výroby se však nedostal kvůli negativnímu hodnocení generálů týkající se právě stability. 

YB-35

YB-35

Na přelomu 50. a 60. let testovala NASA mnoho typů letadel typu „blended wing” (integrované křídlo) a dokonce „lifting body“ (stroj úplně bez křídla, jen s aerodynamicky tvarovaným trupem) za účelem nalezení nové koncepce ideálního tvaru letadla. Vlastně prvním opravdovým úspěchem se stal již zmíněný Northrop Grumman B-2, který trpěl jiným nedostatkem, totiž astronomicky vysokou cenou, kvůli které bylo postaveno pouze dvacet jedna kusů.

Část prototypu Horten Ho 229

Část prototypu Horten Ho 229

V první dekádě nového tisíciletí jsou létající křídla velmi úspěšně používána coby bezpilotní prostředky (UAV - Unmanned Aerial Vehicle) zejména pro potřeby vzdušných sil. Ale civilní projekty nejsou daleko pozadu. Boeing ve spolupráci s NASA navrhl, sestrojil a létal s modelem letounu X-48, od kterého si výrobce sliboval vojenské užití, ale NASA směřovala od začátku svůj výzkum k civilnímu provozu. 

Jde o koncept transportního stroje „blended wing body“, při pohledu shora připomínajícího rejnoka, kde středová nejtlustší část trupu plynule přechází do křídla, se třemi motory umístěnými v zadní části nad samotným tělesem trupu/křídla. Pokusy však byly zastaveny v roce 2013 a i když v průběhu šesti let programu bylo nashromážděno mnoho poznatků, v současnosti firma Boeing neuvažuje o sériové výrobě takového letounu.

X-48B

X-48B

Na naší straně oceánu se také nezahálí. V roce 2017 začal Airbus s vývojem koncepce letounu budoucnosti MAVERIC, který ve formě modelu otestoval loni v létě a veřejnosti předvedl na letošním leteckém veletrhu v Singapuru, který se konal v únoru. Tvarově se podobá X-48, jde o BWB (blended wing body) tentokrát s dvěma motory a kabinou pro cestující umístěnou ve střední, nejtlustší části trupu/křídla. 

MAVERIC

MAVERIC

Airbus zdůrazňuje, že zatím nemá pevný plán kdy, a zda vůbec, uvést daný letoun do běžného provozu, ale považuje ho za cestu do budoucnosti. Letadla budou muset být úspornější, tišší a „čistší“, aby byla schopna vyhovět neustále se zpřísňujícím normám zatížení životního prostředí, a také měnícímu se pohledu cestující veřejnosti na ekologii.

Létající křídlo „Flying - V“

„Radikálně nový a vysoce energeticky účinný návrh letounu jako je Flying-V je v tomto ohledu velmi důležitý, stejně tak jako nový způsob pohonu. Náš konečný cíl je dosáhnout zcela bezemisního letu. Naše spolupráce s KLM nám v tomto ohledu přináší ohromné možnosti,“ řekl Henri Werij, rektor Fakulty leteckého inženýrství na Technické Univerzitě v Delftu.

Nizozemská královská letecká společnost KLM bezesporu patří do první ligy leteckých dopravců a její podpora projektu je nejen vynikající reklamou, ale mohla by přispět k tomu, kudy se bude ubírat příští vývoj. „Naším plánem je rozvíjení tohoto konceptu se všemi našimi partnery. Dalším krokem by mělo být nalezení čistšího paliva,“ řekl Pieter Elbers, šéf KLM.

Velmi nekonvenční tvar letounu vymyslel student Technické univerzity Berlín Justus Benad pro svou disertační práci, při které spolupracoval s firmou Airbus.

V - Letoun

V - Letoun

Výzkum a vývoj nového velkého dopravního letadla je natolik nákladná záležitost, že na úspěšnou realizaci mohou v současnosti pomýšlet jen nejsilnější ekonomiky světa s potřebnou technologickou základnou, zejména evropská a americká. Aby se investice vyplatila, konečným výsledkem musí být kvalitativní skok v efektivitě, který je schopen přinést slibované úspory. A pokud přidruženým efektem bude také příjemnější cestování, možná za několik desetiletí budeme létat na dovolenou úplně jinak, a na stará klasická letadla s trupem si vzpomeneme jen při listování zažloutlými časopisy. 

Bylo by snadné, jako nad vším, co je zcela jiné a zvláštní, také nad tímto projektem mávnout rukou s vědomím, že opravdová letadla přece vypadají úplně jinak. Odhadnout skutečný potenciál něčeho nového není snadné. Ale možná jsme právě teď svědky prvních kroků úspěšné nové technologie, která nás všechny posune do budoucnosti.

Autor:
  • Nejčtenější

Překvapivé simulace: Roušky a respirátory chrání lépe, než byste řekli

Jak pomáhá ochrana obličeje zastavit šíření epidemie? Lépe, než by se na první pohled zdálo. Lidé totiž často...

KOMENTÁŘ: Za kostku cukru se necháme sledovat, ale z eRoušky se panikaří

Aplikaci eRouška si zatím nainstalovalo přes 400 000 lidí. Je pro mne nepochopitelné, proč to číslo není o nulu delší....

Exponenciální růst mate i experty. Vyzkoušejte si, čím je tak nebezpečný

S nárůstem infekcí covid-19 se v Česku znovu mluví o exponenciálním růstu. A řada lidí – včetně expertů – toto spojení...

Je to taghle zprávňe? Skotská wikipedie má neuvěřitelný problém

Poněkud přeexponovaný vtípek nešťastně snaživého grafomana, nebo rafinovaná ukázka kulturního vandalismu? Případ...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Krize leteckého průmyslu. Letadla končí ve šrotu, levné letenky zdraží

Letecký průmysl má za sebou mnoho těžkých období, vždycky z nich však nakonec vyšel efektivnější a silnější. Současná...

Nebezpečná místa Česka: pražské hlavní nádraží. Třicet let zde vládne podsvětí

Premium Reportéři MF DNES mapují místa, která podle statistik nejsou výjimečně nebezpečná. Ve skutečnosti jde o no-go zóny,...

Populární zážehové motory ztrácí na spolehlivosti, problémy začínají u oleje

Premium Po letech převahy dieselů se pozornost obrací k zážehovým motorům, o kterých se říká, že jejich údržba je méně...

Unikátní analýza čtyř tisíc hypoték: zjištění jsou mnohdy překvapivá

Premium Hypoteční trh zlevňuje a trhá rekordy. Jaká je ale realita při poskytování hypotečních úvěrů? Jak rychle je lze získat,...

  • Další z rubriky

Musk slibuje levnější baterii bez přehřívání. Změnil jí kontakty

Velké plány má Elon Musk a automobilka Tesla, kterou založil. Se svým týmem se snaží zlevnit a zefektivnit bateriová...

Nvidia míří do mobilů, za 40 miliard dolarů koupila tvůrce procesorů ARM

Do světa mobilní zařízení a umělé inteligence chce společnost Nvidia vstoupit mnohem intenzivněji než dosud. Pomoci k...

ČSD nasadily první patrové vlaky počátkem 60. let díky soudruhům z NDR

Charakteristické čtyřvozové patrové jednotky tmavě zelené barvy si pořídily Československé státní dráhy především pro...

Krize leteckého průmyslu. Letadla končí ve šrotu, levné letenky zdraží

Letecký průmysl má za sebou mnoho těžkých období, vždycky z nich však nakonec vyšel efektivnější a silnější. Současná...

Maminky, nenechte si ujít testování dětské kosmetiky sebamed Baby!
Maminky, nenechte si ujít testování dětské kosmetiky sebamed Baby!

Pokožka vašeho miminka si zaslouží jen tu nejlepší péči. Vyzkoušejte s námi řadu sebamed Baby, která byla vyvinuta speciálně pro potřeby citlivé...

Herec Petr Čtvrtníček se nakazil koronavirem, leží v nemocnici na JIP

Herec Petr Čtvrtníček (56) skončil kvůli covidu-19 v nemocnici. Minulý týden měl pozitivní testy, a když se mu...

Chci se více věnovat ženě, v plánu je i založení rodiny, říká Adam Vojtěch

Bývalý ministr zdravotnictví Adam Vojtěch (33) se po odchodu z funkce těší na chvilky strávené s přáteli a s manželkou...

Čtvrtníček z nemocnice vtipkuje. Mluví o dýchání i pohlavní nemoci

Herec Petr Čtvrtníček (56) sice kvůli těžšímu průběhu covidu-19 musel do nemocnice, humor ho ovšem neopouští. Svým...

Na Tinderu jsem se nestačila divit, popisuje redaktorka seznamování

Seznamovací aplikace využívá devětapadesát procent Čechů. A to už je dost na to, aby nám dokázaly pěkně zamíchat...

Překvapivé simulace: Roušky a respirátory chrání lépe, než byste řekli

Jak pomáhá ochrana obličeje zastavit šíření epidemie? Lépe, než by se na první pohled zdálo. Lidé totiž často...