Proměnlivá křídla zanesou letadla dále a levněji

  12:00aktualizováno  12:00
Složitá mechanizace moderních křídel by se měla v relativně brzké budoucnosti změnit k nepoznání. Vývoj techniky údajně pokročil do fáze, kdy by mělo být možné vytvářet nosné plochy, které plynule mění tvar.

Morfující křídla od roku 2014 testuje v reálných podmínkách biz-jet Gulfstream III. Samotná technologie se ale zkoumá již 20 let | foto: NASA (volné dílo)

Najít správné uspořádaní, profil a tvar křídel je velká věda. Tvar křídla je závislý na typu letadla, ale i na různých rychlostech i profilech letu. Okamžitý požadavek na správný tvar křídla závisí na mnoha faktorech – na hmotnosti letadla, rychlosti, nadmořské výšce, teplotě/tlaku vzduchu, ale i na tom, zda letadlo stoupá, klesá, zrychluje nebo zpomaluje.

Klasická křídla pevné konstrukce jsou tak nutným kompromisem a nenabízejí rozhodně nejlepší podmínky pro každou fázi letu. V současné době tento problém, ať už civilního, nebo vojenského letadla, řeší řídící plochy. Na náběžné hraně (přední část křídel) to jsou takzvané sloty nebo slaty. Na odtokové hraně (zadní část) jde o vztlakové klapky, které podstatně mění profil křídla i úhel náběhu. Na svrchní ploše křídla jsou umístěny aerodynamické brzdy a spoilery (rušiče vztlaku), které letadlo v okamžiku přistání brzdí, zároveň zvyšují tlak na podvozek (pro vyšší účinek brzd).

Všechny tyto řídící plochy vyžadují vlastní elektrický pohon a mechanismus polohování. Řídící plochy tak zvyšují složitost (složitější údržba, vyšší riziko poruchy), hmotnost a cenu křídla a v případě vojenských letadel jsou také nezanedbatelným zdrojem radiolokačního podpisu. Řídící plochy také narušují čistotu profilu křídla a tím zvyšují aerodynamický odpor – zvyšují spotřebu paliva.

Konstruktéři tedy hledají způsoby, jak se bez nich obejít. Programů běží po světě několik, v EU byl vývoj systémů pro morfující křídlo součástí programu SARISTU (Smart Intelligent Aircraft Structures), na kterém se podílejí i čeští výzkumníci. Ale tady jde o projekt výzkumný, který sám nepovede k přímé komercializaci. Náskok - byť to se může jistě změnit - se tak zdá mít v tuto chvíli soukromá americká firma FlexSys ve spolupráci s NASA i laboratořemi amerického letectva AFRL (Air Force Research Laboratory).

Místo klasických řídících ploch se na křídle nacházejí navzájem mechanicky propojené voštinové bloky z kompozitního materiálu – jejich vzájemné uložení a natočení určuje, jak se křídlo (část křídla) bude ohýbat. S voštinovými bloky v každém křídle manipulují elektrické motory se šroubovým pohonem, které zajišťují samotné tvarování křídla. Klíčové je, že povrch křídla je potažen velmi pevným pružným kompozitním materiálem, takže povrch křídla zůstává stále hladký. Profil křídla je tak zcela čistý a to má v důsledku mnohem menší aerodynamický odpor než klasické křídlo s křidélky. Navíc voštinové bloky dokážou mnohem precizněji měnit tvar a dokonce se kroutit (vlnit se) v podélném směru.

V podstatě jde již o 120 let starý nápad. Vůbec první úspěšné letadlo na světě Flyer I bratří Wrightů se naklápělo doleva nebo doprava tak, že pilot pomocí táhel zkroutil plátěné křídlo. Později tuto funkci převzaly právě klapky na křídlech. Podobnou technologii používala i první stíhačka na světě Fokker Eindecker (1915).

Řídící plochy na křídle letadla: 1 - winglet; 2, 3 – křidélko (aileron) pro...

Řídící plochy na křídle letadla: 1 - winglet; 2, 3 – křidélko (aileron) pro nízké a vysoké rychlosti; 4 – podpěry vztlakových klapek; 5 – Krügerova klapka; 6 – sloty; 7, 8 - vztlakové klapky; 9 – spoiler; 10 – aerodynamická brzda

Od technologie morfujících křídel se upustilo, protože neexistoval dostatečně pevný a odolný materiál, který by vydržel namáhání křídel při vysokých rychlostech nebo při náročných manévrech. Zlom přišel až s rozvojem moderních uhlíkových kompozitů a s rozvojem moderních systémů řízení letu.

Hlavní předností morfujících křídel je zvýšení účinnosti křídel v celé letové obálce. V případě zcela nových křídel založených na morfující technologii klesne spotřeba letadel (a tedy o stejnou hodnotu se prodlouží dolet a výdrž ve vzduchu). Úspory se odhadují řádově v jednotkách procent, výhledově možná i zhruba kolem deseti procent proti dnešnímu stavu. Díky lepší účinnosti lze ušetřit miliony dolarů ročně za palivo, snížit celkovou hmotnost konstrukce a současně také zredukovat hluk při vzletu a přistání letadla.

Morfující křídla dokonce slibují výrazně rozšířit letovou obálku letounu. V delší budoucnosti se počítá se stavbou křídel, které mohou v různých fázích letu (nízké/vysoké rychlosti, nízká/vysoká letová hladina, přistání/start, náročné manévry) zásadně měnit celý svůj tvar a profil.

Technologie je extrémně zajímavá pro stealth letouny, protože nejrůznější řídící plochy, ať už u stíhačky F-35, nebo bombardéru B-2, jsou zdrojem silného radiolokačního podpisu. Technologie přitom může odstranit nejen řídící plochy křídel, ale také směrových kormidel.

Potrvá to, ale může se hodit každému

Otázkou je, kdy technologii uvidíme v ostrém provozu. Problémy přitom nemusí být jen čistě technické, těžké bude přesvědčit i z dobrých důvodů konzervativní a opatrné výrobce a provozovatele. Než někdo dá finální „razítko“ a povolí zavedení technologie do provozu, bude to trvat nepochybně ještě dlouhé roky.

Je velmi pravděpodobné, že novinka se nejdříve objeví u bezpilotních letadel, v případě těch vojenských například bitevního dronu MQ-9 Reaper. Tyler Rogoway z webu The Drive spekuluje, že technologii morfujících křídel může získat jako první bombardér B-21 Raider. Ten vychází z původního návrhu B-2 a spekuluje se, že B-21 je určen zejména pro dalekonosné mise ve velmi velkých výškách.

Ale časem může být využití mnohem širší. Podobné postupy lze uplatnit i u vrtulníků, ponorek, aut, lodí nebo větrných elektráren, jednoduše všude tam, kdy se nějaké těleso pohybuje v plynném nebo kapalném prostředí.

Text vznikl pro server Armádní noviny, a byl redakčně upraven. Originální článek najdete zde.

Autor:
  • Nejčtenější

Kafe jako hnůj. Trápení italského stíhače, který zabloudil do Čech

Před 60 lety se letiště v Hradci Králové stalo místem přistání italské stíhačky s mladým pilotem Ernestem De Majem. Ten...

Na cele s Meresjevem. Konec bloudění italského stíhače českou oblohou

K italskému pilotovi, který v roce 1959 zabloudil na naše území, pustily úřady představitele ambasády až po více než...

Programování vám pomůže chápat svět, říká slavný geek. Varuje před AI

Říkat počítači, co má dělat, je naprosto jedinečná činnost. Naučí nás to mnohem víc, než si uvědomujeme. Programovat...

Neházejte 737 Max na piloty, píše legenda „Sully“. Byla to smrtelná past

Chesley Sullenberger varuje před svalováním viny za nehody letadel 737 Max jen na piloty. Slavný „kapitán Sully“,...

Vyvíjený sovětský supertank nepřežil rozpad komunistického impéria

V poslední půldekádě před rozpadem Sovětského svazu vyvíjeli Rusové nový výkonný tank s projektovým označením Objekt...

Premium

Havel byl z jiného těsta, vzpomíná v rozhovoru exprezident Klaus

Jeden z hlavních aktérů polistopadového vývoje Václav Klaus starší hovořil pro LN o nepochopení kuponové privatizace i...

Premium

Sex je snadno dostupný, ale nevěra ještě není důvod k rozchodu

Tolerance je podle něj jen povýšenecký postoj k druhému a vytváří korupční prostředí, proto do partnerských ani jiných...

Premium

K jídlu suchý chleba, místo chráničů molitan. Zpověď Pastrňákovy mámy

Příběh jak z hollywoodského filmu. Marcela Ziembová je máma hokejové hvězdy světového formátu Davida Pastrňáka, kterému...

  • Další z rubriky

Neházejte 737 Max na piloty, píše legenda „Sully“. Byla to smrtelná past

Chesley Sullenberger varuje před svalováním viny za nehody letadel 737 Max jen na piloty. Slavný „kapitán Sully“,...

Inovace ve zdraví, mobilitě i VR. Pražský FuturePort chce být mezinárodní

Třetí ročník konference Future Port Prague se přestěhoval z Holešovické tržnice na Výstaviště Holešovice. Větší haly...

Nedosažitelný luxus. Na letenku do Paříže jste za komunistů pracovali i rok

Letecká doprava. Po válce luxus pro horních deset tisíc, dnes běžný způsob dopravy. V padesátých letech za železnou...

U těchto fotografií se soudruhům z NDR zatajil dech. Trabant v roce 1979

V roce 1979 se u našich severních sousedů objevila sada povedených prospektů prezentujících známé dvoutaktní divočáky...

SOUTĚŽ: Vyhrajte sirup pro děti, který zatočí s bacily
SOUTĚŽ: Vyhrajte sirup pro děti, který zatočí s bacily

Pojďte s námi otestovat dětské sirupy od NutriFood a ochraňte tak své děti před náporem nemocí a proměnlivého podzimního počasí. Stačí se přihlásit v komentářích.

Najdete na iDNES.cz