Agentura pro výzkum pokročilých obranných projektů DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) vybrala vítěze VTOL-X - programu experimentálních letadel s kolmým startem a přistáním
VTOL-X je experimentální program, jehož cílem je prozkoumat nadějné technologie létajících strojů s kolmým startem a přistáním VTOL (Vertical Take-Off and Landing). Oproti současným vrtulníkům a konvertoplánům nabídnou nově vyvíjené stroje podstatně větší cestovní rychlost, dolet a efektivitu letu.
V rámci programu VTOL-X nevznikne operačně nasaditelné letadlo. Jde „jen“ o prozkoumání zcela nových přístupů v konstrukci nové generace strojů s kolmým startem a přistáním.
VTOL-X hledá stroje schopné vyvinout cestovní rychlost 550 až 740 km/h, což je minimálně o čtvrtinu lepší hodnota než v případě V-22 Osprey a až 3x lepší hodnota než u vrtulníků. Po letounech se požaduje schopnost unést užitečné zatížení o hodnotě 40 % své vlastní prázdné hmotnosti.
V rámci první fáze programu VTOL-X vybrala DARPA čtyři nejnadějnější konstrukce. V podstatě ve všech případech jde o nové pojetí konvertoplánů:
- Rotor Blown Wing (Sikorsky a Lockheed Martin) startuje pomocí rotorů kolmo vzhůru a následně přechází do vodorovného letu. Podobný letoun již DARPA rozvijí v rámci programu TERN.
- Karem (Karem Aircraft) je konvertoplán podobný V-22 Osprey - neúspěšný uchazeč programu JMR
- PhantomSwift (Boeing) je štíhlý konvertoplán s dvojicí rotorů zapouzdřených do trupu a dvojicí zapouzdřených překlopných rotorů na konci křídel.
- LightningStrike (Aurora Flight Sciences) je hybridní elektrický konvertoplán s 24 rotory.
Začátkem března pro fázi 2 (vývoj) a fázi 3 (pozemní a letecké testy) programu VTOL-X vybrala DARPA vítěznou konstrukci LightningStrike. Nejzajímavější letecká fáze 3 začne v únoru 2017 a potrvá dvanáct měsíců. DARPA poskytne firmě Aurora Flight Sciences pro obě fáze 89,7 milionu dolarů.
„Zrovna, když jsme si mysleli, že už všechno bylo dávno předvedeno, tým Aurory našel prostor pro inovaci - skutečně nové prvky inženýrství a technologie, které ukazují obrovský příslib pro demonstrace na skutečném letuschopném stroji,“ uvedl Ashish Bagai, manažer programu DARPy. „Jde o extrémně nový přístup. Půjde o velmi náročnou demonstraci, ale má šanci posunout technologii dále a poskytnout skvělé další možnosti pro další letecké produkty s kolmým startem a přistáním.“
Jedinečná konstrukce LightningStrike
Na první pohled LightningStrike vypadá velmi složitě, ale ve skutečnosti (teoreticky vzato) se jedná o mnohem jednoduší stroj než konvertoplán nebo vrtulník.
Klasický vrtulník nebo konvertoplán používá pro řízení letu složitý a drahý mechanický systém naklápění hlavního rotoru a listů rotorů. V případě V-22 Osprey jsou navíc oba motory navzájem mechanicky propojeny, aby v případě poruchy jednoho mohl pohánět oba rotory jeden motor.
LightningStrike využívá k pohonu 24 elektrických motorů - 18 elektromotorů v hlavních křídlech (2 x 9) a 6 elektromotorů (2 x 3) v předních kachních křídlech. Hlavní i kachní křídla jsou schopny rotace jako u klasického konvertoplánu.
Každý elektromotor v křídlech je pevně spojen s rotorem a každý motor lze samostatně digitálně řídit - precizně snižovat a zvyšovat otáčky motoru. V podstatě jde o konvertoplán s tím rozdílem, že pohon zajišťuje řada elektromotorů.
Letoun tak nepotřebuje komplikované mechanické převodovky nebo transmise. Dlužno dodat, že koncepty multi-elektrického hybridního letadla se objevují ve více projektech po celém světě. NASA například testuje možnost umístit na malé letadlo Tecnam P2006T až 18 elektromotorů.
Na stavbě prototypu letadla spolupracují mimo jiné firmy Rolls-Royce a Honeywell. “Naším cílem je předvést technologii, která výrazně zlepšuje efektivitu výroby elektrické energie, výkonovou hustotu (rozměr/výkon - pozn. red.) a rozměry. Zlepšení je nutné pro splnění cílů tohoto velice inovativního letadla a zvýšení efektivity výroby elektrické energie, která umožní udělat revoluční krok k hybridnímu pohonu letadla,“ uvedly firmy ve společném prohlášení.
LightningStrike v letu, současná představa výtvarníka
Srdcem LightningStrike je turbohřídelový motor Rolls-Royce AE 1107C, který přes generátor elektrické energie od firmy Honeywell poskytuje elektrický výkon 3 MW. Generátor pohání 18 motorů v hlavních křídlech (18 x 100 kW), a šest motorů v kachních křídlech (6 x 70 kW). Další elektrické motory slouží k natáčení křídel.
Výhod oproti klasické konstrukci vrtulníků nebo konvertoplánů (pomineme-li novost technologie) je řada. Především výrazné zjednodušení konstrukce - odpadá řada mechanických částí, případná hydraulika je jednoduší, elektromotory nepotřebují mazání olejem, atd.
Předností je i bezpečnost. I při zničení několika motorů, pokud samozřejmě není zasažen hlavní turbohřídelový motor, dokáže LightningStrike pokračovat v letu.
LightningStrike nabízí zvýšení efektivity ve visu ze 60 % na 75 %, tedy zvýšení poměru mezi hmotnosti letounu a požadovaným výkonem motoru, který je nutný k udržení letadla ve visu (kg/kW). Klouzavost LightningStrike, tedy poměr mezi výškou (začátek klouzání) a doletem při klouzání, dosahuje hodnoty 10 (tedy z výšky 1000 m doklouže do vzdálenosti 10 km).
LightningStrike je projektován na maximální startovací hmotností 4500 až 5400 kg, s maximální nosností 1500 kg. Avšak hlavním bonusem je obrovská cestovní rychlost 740 km/h.
Článek vznikl pro web Armádní noviny a byl redakčně upraven. Původní verzi najdete zde.
28. září 2014 |
