Obsah fóra AirSpotter.eu AirSpotter.eu
European Plane Spotting and LKTB/ BRQ Spotting Forum
 
 FAQFAQ   HledatHledat   Seznam uživatelůSeznam uživatelů   Uživatelské skupinyUživatelské skupiny   RegistraceRegistrace 
 ProfilProfil   Soukromé zprávySoukromé zprávy   PřihlášeníPřihlášení 

Druhých 100 let aneb letectví 2003-2103 – seriál
Jdi na stránku Předchozí  1, 2, 3, 4, 5, 6  Další
 
Přidat nové téma   Zaslat odpověď    Obsah fóra AirSpotter.eu -> Druhých 100 let aneb letectví 2003-2103
Zobrazit předchozí téma :: Zobrazit následující téma  
Autor Zpráva
MarekV
Site Admin


Založen: 25.3.2007
Příspěvky: 1332
Bydliště: LKTB/BRQ Brno Tuřany

PříspěvekZaslal: út květen 05, 2015 10:10 am    Předmět: Citovat



31. díl – QinetiQ Zephyr 7 aneb čtrnáct dní trvající let

Elektrický pohon má na jednu stranu obrovskou nevýhodu z důvodu omezené kapacity baterií, ale na stranu druhou nabízí ohromný potenciál, jakmile se zajistí dobíjení daných akumulátorů během provozu. Teoreticky pak lze dosáhnout neomezené vytrvalosti. V případě elektrických letadel se jako vhodný způsob dobíjení akumulátorů za letu jeví užití solárních článků. Že je toto řešení více než životaschopné demonstroval v roce 2010 letoun Zephyr 7, jenž ve vzduchu strávil 336 hodin, 22 minut a 8 sekund, tedy více než 14 dní.

Příchod a masivní rozvoj technologií umožňujících široké aplikace bezpilotních strojů otevřel dveře mnoha velice zajímavým projektům, které do letectví přinášejí dosud nevídané schopnosti. Jednou z těchto nově vzniklých schopností zosobňuje kategorie bezpilotních letadel nesoucí označení HALE (High Altitude Long Endurance, neboli vysoký dostup, velká vytrvalost), což jsou stroje, které se pohybují ve výškách nad 9 144 metrů, kde mohou strávit takřka neomezenou dobu. Výhody plynoucí z této charakteristiky nalézají široké uplatnění, avšak cesta ke stroji Zephyr 7, který je nejpokročilejším zástupcem této skupiny, nebyla krátká ani jednoduchá.

Vývoj konceptu začal v roce 2001 strojem Zephyr 2. Šlo o velice jednoduchou konstrukci važící 7 kg, jejímž cílem bylo ověřit smysluplnost a životaschopnost samotného řešení. Konstrukčně jsou všechny verze strojů Zephyr (vánek) více méně totožné, jde o hornoplošník s obdélníkovým křídlem a standardními ocasními plochami, přičemž trup je kruhového průřezu. Stroj nemá žádný podvozek. Vyjma první verze, která byla jednomotorová, mají stroje Zephyr dva motory. Lety verze Zephyr 2 se uskutečnily mimo jiné z Cliftonského visutého mostu v Bristolu v Anglii. Protože byl vývojový tým se strojem spokojený, navázal hned v roce následujícím s verzí označovanou Zephyr 3. Tentokrát šlo o více než dvojnásobně těžký letoun (měl hmotnost 15 kg) s rozpětím 12 metrů. Autoři projektu zamýšleli, že jej do výšky kolem 40 kilometrů vynese stratosférický balón, avšak potíže s balónem zavinily, že se tento program neuskutečnil. Letoun byl proto přepracován, jeho hmotnost vzrostla na 17 kg a dostal nové označení Zephyr 4. I v tomto případě se počítalo s jeho startem pod héliem naplněným balónem, přičemž hlavní smysl projektu spočíval v prozkoumání, kolik energie je potřeba, aby stroj udržoval výšku, a jak se na výšce projeví let v noci. Tato zkouška proběhla v únoru 2005 na vojenské střelnici Woomera v Austrálii, když byl letoun balónem vynesen do výšky 9 144 metrů.

Ze získaných poznatků se těžilo při návrhu stroje Zephyr 5, který byl vyroben ve dvou exemplářích (označovaných jako Zephyr 5-1 a Zephyr 5-2). Avšak v případě této verze bylo upuštěno od balónového startu a zvolen start přímo ze země, konkrétně z rukou trojice lidí, neboť původní obavy z toho, že letoun nebude schopný letět v nižších hustých vrstvách atmosféry, se ukázaly jako zbytečné. Stroj obstojně zvládal i malé výšky, byť se nevyznačoval nikterak oslnivou rychlostí letu. Přesto určitou překážkou zůstával silný vítr, který relativně křehké konstrukci letadla příliš neprospíval. Oba dva vyrobené exmpláře byly konstrukčně shodné, avšak verze 5-1 měla hmotnost 31 kg a nesla jak baterie, tak solární články, kdežto verze 5-2 měla hmotnost pouze 25 kg, neboť nesla pouze baterie. Letové zkoušky proběhly v prosinci 2005 na raketové střelnici White Sands v Novém Mexiku, kdy každý ze strojů strávil ve vzduchu přibližně pět hodin. V červenci následujícího roku zde lety pokračovaly a 5-1 při nich dosáhl výšky 10 972 metrů a strávil ve vzduchu 18 hodin, z toho 7 v noci.

Rozvinutí konceptu pokračovalo dále ve stroji Zephyr 6, který již disponoval plně funkčním solárním pohonným systémem schopným plnohodnotného dobíjení akumulátorů. Rozpětí vzrostlo na 18 metrů, ale hmotnost přitom klesla těsně pod 30 kg, a to díky použití mimořádně lehkých uhlíkových kompozitů. V září 2007 proběhly další letové zkoušky na střelnici White Sands, během kterých stroj uskutečnil první rekordní let trvající 54 hodin a vystoupal až do výšky 17 678 metrů. O necelý rok později, ve dnech od 28. do 31. července 2008, pokračoval Zephyr v trhání rekordů a navyšování laťky schopností strojů třády HALE, když v prostoru střelnice Yuma strávil ve vzduchu 82 hodin a 37 minut. A strávil by podstatně více, nebýt závady na motoru, která vedla k předčasnému ukončení letu. V kategorii bezpilotních letounů šlo o rekordní lety, avšak všechny tyto testy sloužily jako demonstrace pro armádní složky, neboť za vývojem letounu stála zbrojařská společnost QinetiQ finacovaná ministerstvy obrany Velké Británie a Spojených států, takže testy byly prováděny v tajnosti, tudíž nebyl ani jeden z rekordů oficiálně uznán. To ale nikomu vrásky na čele nedělalo, neboť vývojové skupině nešlo o zápis do knihy rekordů, ale o ověření, že stroj dokáže ve vzduchu setrvat po dobu několika dní.

Záhy na to spatřil světlo světa Zephyr 7. Ten se konstrukčně mírně odlišuje od předchozích verzí. Opět získal větší rozpětí, které nyní činí 22,5 metru, přičemž se na tomto nárustu podílejí největší měrou dolů směřující winglety, jež společně s novým uspořádáním ocasních ploch ve tvaru písmene T snižují odpor stroje. Hmotnost celého stroje činí 50 kg a užitečné zatížení činí 2,5 kg. Letoun tedy může nést například snímkovací zařízení a podobně. Navzdory své muší váze je konstrukce Zephyru velice pevná, k čemuž přispívají použité uhlíkové kompozity. Díky nim bez problémů snáší i namáhání z důvodu značného rozsahu teplot, kterým je v průběhu letu vystaven (od -80 °C do +40 °C). Horní strana křídel je pokryta solárními články, které dodávají jak energii potřebnou pro dvojici pohonných jednotek (bezkartáčové stejnosměrné motory o výkonu 450 W) a dobíjení akumulátorů (použity jsou lithium-sírové baterie), tak i pro napájení užitečného zatížení (např. snímkovací zařízení). Ke vzletu je potřeba pět lidí, kteří letoun vyzvednou nad hlavu a po krátkém rozběhu se vznese. Rychlost stroje je 55 km/h. Letoun je schopný dosáhnout výšek přes 21 000 metrů, což znamená, že se může pohybovat vysoko nad běžným civilním provozem, protože ten nepřekračuje výšku čtrnácti tisíc metrů, a taktéž není ovlivňován počasím, takže se vyhýbá turbulencím a tryskovému proudění. Význačnou událostí tohoto programu byl let, který proběhl ve dnech 9. až 23. července 2010 nad střelnicí Yuma, kdy stroj strávil ve vzduchu 336 hodin, 22 minut a 8 sekund. Jde o nejdéle trvající let bezpilotního stroje a taktéž o nejdéle trvající let stroje těžšího vzduchu.

Protože program financovala ministerstva obrany, je zřejmé, že primární využití pro tyto stroje má být vojenské. Jako jeho konkrétní příklad se uvádí hlídkování v oblasti Afrického rohu, kde by stroj mohl dohlížet na aktivity somálských pirátů a sloužit tak jako stroj včasné výstrahy pro posádky lodí. Možností, jak takové stroje využit, je samozřejmě podstatně více, třeba pro letecké snímkování, ostrahu pohraničí a podobně. Vojenského potenciálu se chytila i americká Agentura pro výzkum pokročilých obranných projektů (DARPA), která v roce 2008 vyhlásila program Vulture, v jehož rámci firma Boeing navrhla stroj SolarEagle.

I když možná zajímavější jsou spíše možnosti civilního využití strojů kategorie HALE, které jsou více než široké, a proto i velice zajímavé pro mnoho odvětví. Nejviditelnější aktivity vyvíjí technologické firmy Google a Facebook, které se snaží nasadit tuto kategorii strojů coby přístupnější alternativu k družicím pro šíření internetového signálu. Obě firmy tak cílí na rozšíření svých služeb i na místa, kde v současnosti buď žádné internetové připojení není, anebo je velice omezené a nekvalitní. Oproti družicím nabízejí v tomto směru stroje typu Zephyr mnoho výhod. Předně jsou nesrovnatelně levnější. Náklady na stavbu a vypuštění družice se pohybují ve stovkách milionů dolarů. Náklady na stroje typu Zephyr lze očekávat v desítkách tisíc dolarů. Jde tedy o rozdíl několika řádů. Další výhodou je jejich operativnost. Letoun lze vypustit více méně kdykoli, nejsou potřeba zdlouhavé přípravy, takže lze rychle reagovat na vzniklou potřebu. Zároveň je možné kdykoli se strojem přistát, například kvůli údržbě nebo přidání nějakých vylepšení, a opět s ním vzlétnout, přičemž v mezidobí by jej mohl vystřídat druhý stroj. Tahle přednost má obzvláštní význam, protože dovoluje za běhu vylepšovat jednotky celé sítě, což u družic nelze. A protože letadla nejsou vázána oběžnými drahami, mohou pokrýt jakýkoli prostor dle potřeby a létat nad jakoukoli oblastí. Sám QinetiQ pracoval na civilní verzi Zephyru 6, která nesla název Mercator.

Nabízí se otázka, jestli nejde o krok zpět, když se opustí od pracně vydobytých schopností využívat kosmický prostor ve prospěch prostoru „pouze“ stratosférického. Ovšem ani zdaleka tomu tak není. Jednak zavedení strojů kategorie HALE neznamená opuštění kosmického prostoru, ale naopak rozšíření „vesmírných“ schopností i do nižších sfér a ulehčení dnes už celkem přeplněným prostorám kolem Země, neboť každé snížení potenciálního počtu vesmírného odpadu je znát, a jednak díky tomuto kroku může vesmírný program těžit tím způsobem, že ušetřené finance budou moci být směřovány na významnější projekty. Koneckonců, že nejde o přímou konkurenci družicím je zřejmé už z toho, že Zephyr používá ke svému navádění a řízení satelitního signálu.

V březnu 2013 od britské společnosti QinetiQ zakoupila technologie letounu Zephyr skupina Airbus, která stroj použila jako základ pro projekt nazvaný HAPS (High Altitude Pseudo-Satellite, pseudosatelit pro velké výšky), na jehož přípravě pracovala už od roku 2008. S odkoupeným strojem Zephyr 7 uskutečnil Airbus další vlastní zkoušky v srpnu 2013 na střelnici Yuma v Arizoně. V loňském roce pak letoun strávil ve vzduchu nepřetržitě 11 dní, což je jediný známý údaj, protože Airbus místo i datum konání tohoto letu tají. Později se uskutečnil let nad Dubají ve Spojených arabských emirátech trvající 23 hodin a 47 minut. Stroj se poprvé pohyboval v civilním letovém prostoru ve výšce až 18 800 metrů. V současnosti je ve fázi vývoje stroj Zephyr 8. Veškeré podrobnosti o něm jsou ale pečlivě utajovány, což je jednak v souladu s tradicí letadel předchozích pořadových čísel, která taktéž nebyla vyvíjena úplně na očích veřejnosti, a jednak jde z hlediska rostoucího konkurečního boje na tomto poli o racionální strategický krok. Uvidíme proto, s čím a jakými výkony nás Airbus překvapí.

Kam dál?
Video startu letounu Zephyr 6: https://youtu.be/2GbIjALFSP4
Video vzletu letounu Zephyr 7: https://youtu.be/4RyjOWxscD8
Prezentace projektu HAPS založeném na strojích Zephyr: https://youtu.be/lVDMDR5FhW0

Celý text je dostupný rovněž ve formátu .pdf: http://airspotter.eu/Download/Zephyr.pdf

Marek Vanžura
(Photo © Airbus Defence and Space)
Návrat nahoru
Zobrazit informace o autorovi Odeslat soukromou zprávu Odeslat e-mail Zobrazit autorovy WWW stránky
MarekV
Site Admin


Založen: 25.3.2007
Příspěvky: 1332
Bydliště: LKTB/BRQ Brno Tuřany

PříspěvekZaslal: út květen 26, 2015 7:25 pm    Předmět: Citovat



32. díl – ASTRAEA aneb dopravní letadlo bez pilota

Každá letecká nehoda nutně upoutá pozornost, jde-li navíc o tragickou událost, vyvolá i silnou emocionální odezvu. Proto tomu nebylo jinak ani v případě pádu letounu Airbus 320 (D-AIPX) německé společnosti Germanwings, na jehož palubě zahynulo všech 150 osob. První emocionální odezvou bylo zděšení, že k takto tragické nehodě došlo v západním světě a u západní letecké společnosti (šlo o let s číslem 4U 9525 letící dne 24. března 2015 z Barcelony do Düsseldorfu), což se vzhledem k vysokým standardům kladeným na letectví v této části světa zdálo být mimořádně znepokojující. Druhá zděšená reakce přišla v zápětí, když byla odhalena příčina pádu. Letoun byl do horského masívu Alp v jižní Francii naveden záměrně druhým pilotem, který se rozhodl tímto způsobem spáchat sebevraždu. Okamžitou reakcí na toto zjištění bylo znovuoživení a rozhoření diskuse na téma autonomních dopravních letadel. Tedy takových strojů, které by na svých palubách přepravovaly cestujicí, a to aniž by za jejich řízením seděl pilot. Jde o řešení, které by eliminovalo lidský faktor, který, jak se opět ukázalo, může být fatálně škodlivý. Ačkoli se tento návrh a samotný koncept může jevit jako hudba vzdálené budoucnosti, faktem je, že v roce 2013 uskutečnila skupina evropských firem v rámci programu ASTRAEA reálnou letovou zkoušku s autonomním letounem, který na své palubě vezl lidské cestující.

Bezpilotní letadla jsou dnes již běžným jevem, se kterým se setkáváme čím dál častěji při nejrůznějších příležitostech. Přesto jejich nasazení je i nadále velice omezené. Bezpilotní letadla (též drony) mohou v současnosti operovat jen za velmi omezených podmínek. Poměrně volně si mohou létat vojenské stroje nad bojišti a různé výzkumné a testovací stroje pak ve speciálně vymezených oblastech za předem daných podmínek. Zcela nemyslitelné ale je, aby si takováto letadla volně poletovala v letovém prostoru mezi civilním provozem. Důvodem je novost těchto technologií a prozatímní nejistota, zda jsou odstraněny všechny dětské nemoci. Zkrátka bezpečnost je na prvním místě. Z tohoto je patrné, že stav, kdy by na paluby bezpilotních letadel navíc ještě usedali cestující, je notně vzdálený. Přesto první kroky tímto směrem již učiněny byly.

Zřejmě nejpalčivějším problémem, který musí bezpilotní stroje uspokojivě vyřešit předtím, než budou moci relativně volně operovat v civilním letovém prostoru, je schopnost bezchybně se orientovat v komplikovaném prostředí mezi dalšími letadly a adekvátně na všechny nastalé situace reagovat. Tedy aby beze zbytku dokázaly nahradit smysly a usuzování živého pilota. Jinak vyjádřeno, stroj musí vnímat své okolí, získané informace zpracovat a následně na jejich podkladě správně reagovat. Takže je třeba, aby takové robotické letadlo sledovalo nejen okolo letící letadla, ale vědělo i o počasí a případně se tomu špatnému (například bouřkám) vyhnulo, a dokonce aby dokázalo zvládat kritické situace, například stav, kdy by muselo nalézt plochu pro nouzové přistání, a to provést s ohledem na veškeré dění na zemi, aby ani zde nedošlo k nějaké újmě. Jak je vidět, jde o velice komplexní problém, jehož řešení není jednoduché ani rychlé.

Složitostí ani náročností zadání se nenechala odradit skupina evropských firem (BAE Systems, Airbus Defence & Space, AOS Autonomous Decision-Making Software, Cobham, Rolls-Royce, QinetiQ či Thales a v neposlední řadě je zapojeno na sto různých univerzit), která v roce 2006 zahájila program nesoucí pojmenování ASTRAEA (Autonomous Systems Technology Related Airborne Evaluation and Assessment, posouzení a ohodnocení technologií spojených se vzdušnými autonomními systémy). Vzhledem k rozsahu výzkumného projektu byl program již od samého začátku koncipován jako „boj“ na dvou frontách. Na frontě technologické, která obnáší vývoj a ověření takových systémů, které by umožnily bezpečný provoz bezpilotních strojů v civilním letovém prostoru, a na frontě legislativní, kde je hlavním cílem vytvořit takové předpisy, které by umožňovaly náležitě vybaveným bezpilotním strojům provoz mezi pilotovanými stroji. Ani jedna z těchto snah není skromná, a tak je celý program rozvržen do několika etap.

První etapa označená jako ASTRAEA 1 probíhala v letech 2006 až 2009, přičemž během ní byly formulovány základní požadavky, které musí splňovat systém, jenž budou posléze vyvíjet, byly rozvrženy oblasti práce na technologiích i na přípravě návrhů pro předpisy a konečně v pozdější fázi probíhaly simulace vyvinutých systémů ve virtuálním prostředí. Druhá etapa ASTRAEA 2 bezprostředně navazovala na úvodní a probíhala v letech 2010 až 2013, kdy byly všechny vyvinuté technologie zakomponovány do jednotného systému, který byl posléze zabudován do létajicí zkušebny v podobě letounu BAe Jetstream 31, který následně podnikl sérii letových zkoušek.

Výzkumníci projektu ASTRAEA vyvinuli systém, který umožňuje letadlu orientaci ve složitém vzdušném prostoru pomocí několika mechanismů. Jednak pracuje s ADS-B signálem, který jednotlivá letadla vysílají, čímž o těchto letadlech získává podrobné informace (jde o stejné signály, které zaznamenávají známé „domácí radary“, které pak dodávají data programu Flightradar24), nicméně systém, jenž by fungoval jen díky nim, by letadlo příliš bezpečným a spolehlivým neučinil. Vysílání těchto signálů je možné vypnout, případně se mohou najít stroje, které tímto odpovídačem nejsou vůbec vybaveny, i když k tomu by snad v budoucnu dojít nemělo, protože je tlak na to, aby jím byla vybavena všechna letadla. Proto má také kamerový systém, na jehož základě programy pro zpracování obrazu v reálném čase analyzují obraz a identifikují objekty v okolí. Souhrou těchto systémů je vytvořen poměrně robustní „mozek“ letadla, který jej dokáže provést vzduchem podobně, jako to dokáže živý pilot.

Tento systém byl po důkladném ozkoušení v pozemních simulacích zabudován do skutečného letounu. Výsada být zkušebním strojem tohoto programu připadla letounu BAe Jetstream 31 registrace G-BWWW nesoucí přízvisko Flying Test Bed (létajicí zkušebna). Výzkumnící postupně zkoušeli chování všech částí systému za letu, během kterého pilotovali a na počítačích nechali jen analyzování vnějšího okolí letadla, které pak podrobili důkladnému zkoumání. Mezitím získávali od britských úřadů povolení k uskutečnění prvního skutečně robotického letu letadla v civilním vzdušném prostoru nad Velkou Británií. V této fázi ale prozatím nebylo přistoupeno ke zcela autonomnímu letu, protože letoun byl ovládán na dálku, což je mezikrok mezi pilotovaným letadlem a plně autonomním letadlem, kdy pilot sedící v pozemním středisku řízení vysílal k letadlu pokyny, které ono samostatně vykonalo, a rovněž komunikoval s řídícími letového provozu. Na palubě letounu pak seděla dvoučlenná osádka, která měla na starost vzlet a přistání, jinak během samotného letu se vezla coby dvojice cestujících a pouze dohlížela na správné fungování stroje. Tento historický let proběhl v dubnu 2013 z letiště Warton (EGNO/WRT) na skotské letiště Inverness (EGPE/INV), letadlo tak uletělo 805 km. A co bylo ještě důležitější, stroj se pohyboval mezi běžným civilním provozem. Během celého letu pracovaly počítače a všechny testované systémy zcela bezchybně, tudíž nebyl zapotřebí žádný zásah ze strany osádky letounu. Jednalo se o více než povedené vyvrcholení druhé etapy programu.

Třetí etapa nazvaná ASTRAEA 3A právě probíhá, neboť je v platnosti v letech 2014 až 2015, a je zcela zaměřena na řešení předpisů. Jakmile budou náležitě zpracovány a schváleny, měla by na řadu přijít etapa poslední označená jako ASTRAEA 3B, plánovaná na roky 2016 až 2018, kdy by měly probíhat intenzivní letové zkoušky, které mají dále zlepšovat vyvíjené systémy, ověřovat jejich chování a poskytovat další cenná data pro nové analýzy i jako podklad pro případné další úpravy předpisů. Kromě toho se postupně přejde i na plně autonomní let. Snahou je dosáhnout stavu, kdy budeme mít k dispozici maximálně připravený systém pro provoz bezpilotních strojů v jakémkoli letovém prostoru. Co se týče nákladů na tento program, etapy 1 a 2 byly financovány 62 miliony liber (zhruba 3 miliardy a 390 milionů korun), aktuálně probíhající první fáze třetí etapy pak prozatím 40 miliony liber (zhruba 1 a půl miliardy korun). Demonstrace uskutečněná v tomto programu je skutečně významným úspěchem, i když jde teprve o první krok. Dálkově řízené civilní letadlo schopné se samo orientovat v prostředí je jen předvojem toho, co přinesou nadcházející roky, kdy dojde k testům skutečně plně autonomního stroje.

Začne-li se hovořit o dopravních letadlech bez pilotů, obyčejně se proti takovému řešení zvedne silná vlna odmítavých reakcí. Veřejnost totiž stále vnímá přítomnost za let zodpovědného člověka na palubě jako určitou garanci bezpečnosti, i když touto představou značně otřásla ona březnová havárie. I přesto se dnes najde jen málo lidí, kteří by svůj život svěřili při letu na dovolenou či služební cestu počítači, jenž by řídil letadlo. O to zajímavější je podívat se, jak to s účastí počítačů na řízení dnešních letadel vlastně vypadá. Následné zjištění totiž může být pro někoho až znepokojivě překvapující.

Doby, kdy dopravní letadla kočírovali svými svaly živí piloti, jsou nenávratně pryč. Představa, že tomu tak je i dnes, je pouhou iluzí. S příchodem elektroimpulzního řízení (ono „řízení po drátě“, anglicky Fly-By-Wire) převzaly počítače při řízení letadel hlavní roli. To ostatně dokazují výzkumy zaměřené na zjištění poměru rozdělení času a práce v kabinách moderních dopravních letadel mezi lidmi a počítači, které ukázaly, že opravdovými pány letadel nejsou lidé, ale stroje. Například piloti dopravních velkokapacitních letounů Boeing 777 během svých dálkových letů mají ruce na řízení po dobu 7 minut. Zbylou dobu (tj. zhruba 4 a více hodin) pak řídí let počítač, přičemž piloti mu pouze zadávají prostřednictvím konzol instrukce, kam a jak má letět (kurz, výšku, rychlost). Veškerá konkrétní provedení instrukcí pak provádí samotný počítač (ovládá řídicí plochy, tah motorů apod.). Piloti jen dohlížejí na správné vykonání. U letadel Airbus činí doba, kdy mají piloti fyzicky ruce na řízení, zhruba polovinu předchozího, tedy asi 4 minuty. Je vidět, že narážka na mimořádně silné zastoupení počítačů v kabinách letadel tohoto evropského výrobce zpodobněná v přezdívce „playstation“ není vůbec nemístná. Je ale pravdou, že i když letadla už dnes v podstatě řídí počítače, lidé v kabině stále dohlížejí na správnost chování těchto počítačů a v případě potřeby mohou provést ručně korekci či zcela převzít řízení do vlastních rukou. Tato možnost by u plně robotických strojů zmizela, což působí největší obavy.

Samozřejmě si okamžitě můžeme začít představovat katastrofické scénáře, které by takové robotické letadlo plné lidí mohly potkat. Možných problemaických míst je celá řada. Od poruch počítačových součástek, přes nedokonalosti programů, které třeba vinou nepozornosti či překlepu programátorů provedou fatální manévr, až po hrůzu nahánějící útoky počítačových hackerů, kteří by mohli převzít moc nad letadlem a udělat si z něj děsivou hračku plnou lidí. Tyto výstrahy nelze v žádném případě brát na lehkou váhu, ale naopak je třeba se jimi důsledně zabývat. Jedině tak lze přinést jejich řešení a výhledově učinit dopravní letadla bez pilotů bezpečnějšími, než jakými jsou lidmi pilotované stroje. Je zajímavé, že v kosmonautice je trend využití zcela autonomních strojů s lidskou osádkou přítomen již od samého začátku a je považován za standardní stav, kde naopak ruční pilotování je považováno za výjimku. Domnívám se, že otázkou není, zda se budeme vozit dopravními letadly bez pilotů, ale kdy k tomu dojde. Protože považuji za jisté, že k tomu dojde. Za neméně jisté považuji i to, že i v tomto případě si letecká doprava udrží svůj status nejbezpečnějšího typu přepravy. A je velice pravděpodobné, že si své statistiky ještě vylepší.

Kam dál?
Reportáž se záběry zkušebního letounu: https://youtu.be/2pRReM2bydU
Ukázka fungování systému vyhýbání se kolizím ASTRAEA: https://youtu.be/rUlCO5z3i9Y
Fotogalerie stroje Jetstream (G-BWWW) na Airliners.net: http://www.airliners.net/search/photo.search?regsearch=G-BWWW&distinct_entry=true

Celý text je dostupný rovněž ve formátu .pdf: http://airspotter.eu/Download/ASTRAEA.pdf

Marek Vanžura
(Photo © Sylvain Gourheu)
Návrat nahoru
Zobrazit informace o autorovi Odeslat soukromou zprávu Odeslat e-mail Zobrazit autorovy WWW stránky
MarekV
Site Admin


Založen: 25.3.2007
Příspěvky: 1332
Bydliště: LKTB/BRQ Brno Tuřany

PříspěvekZaslal: út červen 30, 2015 7:33 am    Předmět: Citovat



33. díl – Solar Impulse aneb našim palivem je Slunce

Sluneční pohon láká letecké konstruktéry již pěknou řádku let, dlouhou dobu však byl nepříliš použitelný kvůli malé účinnosti solárních článků a vysoké hmotnosti akumulátorů. To se začalo obracet po roce 2003, kdy začal získávat první obrysy švýcarský letoun Solar Impulse, jemuž se následně podařilo uskutečnit první pilotovaný let letadla na sluneční pohon v noci. Šlo o výkon, který vzal vítr z plachet všem skeptikům ohledně slunečního pohonu. Co je ale ještě důležitější, postrčil celé letecké odvětví zase o kus dál.

Letoun Solar Impulse patří ve světě letectví k nejdiskutovanějším projektům posledních let. Důvodů je k tomu hned několik. Tím nejpádnějším je skutečnost, že tento stroj dostatečně jasně demonstroval schopnost solárních letadel operovat v noci, nikoli jen v těch částech dne, kdy svítí slunce. Odtud již není daleko k získání stroje schopného potenciálně létat bez časového omezení (viz 31. díl). A co víc, s prakticky nulovými náklady. Ačkoli je Solar Impulse spíše jen efektní ukázkou umu inženýrů postrádající smysluplné praktické využití, otevírá dveře zcela novému segmentu letadlové techniky, která byla až dosud jen stěží představitelná a mnohými označovaná jako nemožná. Zásluhu na tom mají zejména dva lidé, z nichž jeden má překonávání nemožného v krvi.

Hlavními postavami projektu Solar Impulse jsou Švýcaři Betrand Piccard a André Borschberg. Jak napovídá příjmení prvního z nich, Bertranda Piccarda, máme co do činění s nejmladším z pozoruhodné rodiny švýcarských průkopníků na poli výškových letů i hloubkových ponorů. Bertrandův dědeček Auguste Piccard byl prvním člověkem, který se podíval do stratosféry, když v roce 1932 vystoupal v gondole balónu do výšky 16 201 metrů. Jeho vědecký zájem se ale zaměřoval i opačným směrem, do hlubin moří a oceánů. K jejich prozkoumávání proto vynalezl batyskaf. Na počest tomuto výjimečnému muži je mimochodem pojmenována jedna z hlavních postav legendárního sci-fi seriálu Star Trek, velitel vesmírné lodi Enterprise Jean-Luc Piccard. Augustův syn a Betrandův otec, Jacques Piccard, kráčel v rodinných šlépějích a zařadil se k předním výzkumníkům mořských hlubin, neboť jako vůbec první sestoupil v roce 1960 na nejhlubší místo naší planety, Mariánský příkop, v batyskafu Trieste. Konečně samotný Bertrand Piccard se do dějin létání zapsal již v roce 1999, když společně s britským letcem Brianem Jonesem obletěl bez mezipřistání v balónu Breitling Orbiter 3 zeměkouli. Na vystudovaného psychiatra jde o úctyhodný výkon. Naproti tomu André Borschberg se sice nemůže pochlubit natolik slavnými předky jako jeho kolega, ale ani on se nemusí za svoji leteckou kariéru stydět. Coby stíhací pilot ve švýcarských vzdušných silách sloužil 20 let na strojích de Havilland Venom, Hawker Hunter a Northrop F-5E Tiger II.

Letoun Solar Impulse není prvním solárním letadlem ani prvním pilotovaným solárním letadlem. V tomto směru jej předcházely experimentální stroje firmy AeroVironment. Je však prvním solárním letadlem, které uskutečnilo noční let. Ten byl totiž prozatím technicky nerealizovatelný. Což se změnilo v roce 2003, kdy si Piccard nechal od technické univerzity v Lausanne vypracovat studii o proveditelnosti stroje, který by touto schopností disponoval. Jinými slovy, studie zkoumala, zda technologie dospěly do stavu, aby umožnily konstrukci pilotovaného letounu, který by využíval výhradně sluneční energie k pohonu, a který by dokázal letět i přes noc díky bateriím. Výsledek studie zněl ano. Toto zjištění tak otevřelo zcela nové obzory. A vnuklo nápad uskutečnit oblet celé zeměkoule právě pomocí sluncem poháněného letadla, což by bylo opravdovou revolucí na poli letectví a dopravy obecně, neboť by tento počin byl proveden bez potřeby paliva. To se dosud ani zdaleka nikomu nepodařilo. Základ pro projekt Solar Impulse byl tedy položen.

V letech 2004 a 2005 probíhaly vývojové práce na návrzích budoucího stroje Solar Impulse, jehož následná stavba probíhala v letech 2006 až 2009. Již prakticky od samotného začátku se počítalo s tím, že se nejprve vyrobí prototyp, prostřednictvím něhož se v praxi vyzkouší, zda je zjištěná teoretická proveditelnost opravdu možná. Tímto prototypem se stal letoun označený jako Solar Impulse 1 registrovaný jako HB-SIA. Na základě jím získaných zkušeností se měl později vyvinout větší a výkonnější letoun, který by byl již plně uzpůsoben pro hlavní cíl projektu, tedy oblet Země. Tímto strojem se o mnoho let později stal Solar Impulse 2 registrovaný jako HB-SIB, který právě brázdí nebe na cestě kolem světa. Vývoj jakéhokoli letadla nepatří k levným záležitostem, proto i v tomto případě bylo důležité, že projekt získal množství sponzorů, kteří jej financovali. Jmenovitě se role sponzorů zhostila belgická chemická společnost Solvay, švýcarský výrobce hodinek Omega a německá Deutsche Bank.

Mít solární letadlo schopné nočního letu, a tedy výhledově i schopné letu kolem světa, je ale jen polovina úspěchu. Tou druhou polovinou je schopnost člověka coby pilota snášet dlouhodobý pobyt ve velice stísněných podmínkách, který si zároveň musí zachovávat mentální i fyzickou kapacitu pro bezpečnou pilotáž. K ověření těchto možností sloužily rozsáhlé pozemní simulace na simulátorech, ve kterých Piccard i Borschberg trávili desítky hodin pod dohledem lékařů, kteří studovali jejich zdravotní stav.

Letoun Solar Impulse je konstrukčně více než zajímavým strojem. Jde o extrémně lehký hornoplošník vyrobený z uhlíkových kompozitů, přičemž horní část hlavní nosné plochy a vodorovné ocasní plochy je pokryta solárními články. Celkem se na stroji nachází 11 628 buněk solárních článků, z toho na křídlech je 10 748 buněk a na výškovce 880. Zvolené solární články nejsou těmi nejúčinnějšími (mají 22procentní účinnost), neboť jde o kompromis mezi účinností a hmotností. Ty napájejí palubní akumulátory, které pohánějí čtveřici elektromotorů, každý o maximálním výkonu 7,5 kW, vybavené dvoulistými vrtulemi o průměru 3,5 metru. Délka stroje je 21,85 metru, rozpětí činí 63,4 metru, což se často uvádí do kontrastu s dopravním velkokapacitním letounem Airbus 340, který mám obdobné rozpětí, výška je 6,4 metru. Vzletová hmotnost Solar Impulsu je však jen 1 600 kg, z čehož 400 kg dělají lithium-polymerové akumulátory umístěné v zadní části motorových gondol. Průměrná rychlost letu je 70 km/h. Kabina je nepřetlakovaná jednomístná a nijak prostorná. Její vnitřní objem je pouhých 1,3 metru krychlových. Podvozek je zatahovatelný, kdy se hlavní podvozková noha zatahuje vzad do kabinové gondoly. Vespod směrového stabilizátoru je ostruhové kolečko. Kvůli značnému rozpětí je stroj vybaven taktéž stabilizačními podvozkovými nohami na obou vnějších motorových gondolách.

První vzlet, byť šlo spíše jen o skok, se uskutečnil 3. prosince 2009 na vojenském letišti Dübendorf (LSMD), za řízením seděl zkušební pilot Markus Scherdel. S letounem se pohyboval nad drahou zhruba ve výšce jeden metr a uletěl vzdálenost 350 metrů. Opravdový let následoval 7. dubna 2010, kdy pilotoval opět Scherdel, přičemž tentokrát se startovalo z vojenské základny v Payerne (LSMP) a letoun ve vzduchu strávil 87 minut a vystoupal až do výšky 1 300 metrů. Minimální rychlost činila pouhých 22 km/h.

Dnem D se pro tento projekt stal 7. červenec 2010, kdy Borschberg odstartoval z Payerne v 6 hodin a 51 minut ráno místního času, aby uskutečnil vůbec první noční let solárního letadla v dějinách. To se mu povedlo a zpátky přistál po 26 hodinách, 10 minutách a 19 sekundách strávených ve vzduchu, tedy 8. července v 9 hodin ráno. Profil letu byl takový, že stroj odstartoval ráno, v průběhu dne nabíral výšku a dobíjel akumulátory, ze kterých následně po setmění čerpal energii a pomalu klesal. Po rozednění se opět začaly dobíjet akumulátory a stroj opět stoupal. Prostřednictvím tohoto cyklu by bylo možné létat takřka do nekonečna, což stav baterií druhého dne letu jasně prokázal. Chvíli proto řídicí středisko zvažovalo, zda neuskutečnit let delší, proti čemuž nenamítal nic ani sám pilot, ale nakonec se rozhodli, že to, co prokázat chtěli, se jim podařilo, a tak není třeba let výrazněji natahovat. Tímto výkonem Solar Impulse dokázal, že může solární letoun létat i v noci. Mimo jiné ustanovil i tři světové rekordy v kategorii solárních letadel. Konkrétně šlo o nejdéle trvající let pilotovaného sluncem poháněného letadla (26 hodin, 10 minut a 19 sekund), největší dostup letadla této kategorie (9 235 m) a největší získání výšky (8 744 m).

Ve dnech 21. a 22. září 2010 následovaly lety po Švýcarsku na velká mezinárodní letiště v Curychu (LSZH/ZRH) a Ženevě (LSGG/GVA), jejichž cílem bylo zejména prozkoumat schopnost koordinace hustého provozu dopravních letadel s pohybem extrémně pomalého stroje jakým Solar Impulse je. Tohle zjištění bylo velice důležité, protože se do budoucna počítalo v rámci obletu zeměkoule s přistáními na rušných vzdušných přístavech celého světa. V neposlední řadě bylo záměrem ukázat letadlo nadšencům, spotterům a dalším fanouškům. Oba dva dny za řízení usedal André Borschberg a vše proběhlo ke spokojenosti všch zúčastněných.

Bylo na čase učinit stroj mezinárodním. Tomu předcházel 11. dubna 2011 zkušební let, za jehož řízením usedl Markus Scherdel, který zkoušel poslední zbývající dosud nevyzkoušené manévry. Konkrétně šlo o zjištění, zda po sérii krátkých opakovaných pohybů řídicí pákou nezačne konstrukce letadla rezonovat, a provedení nouzového sestupu s plnými klapkami. Výsledky zkoušky daly zelenou letu z Payerne na letiště Zaventem (EBBR/BRU) v belgickém hlavním městě Bruselu, který podnikl André Borschberg 13. května, přičemž vzdálenost 480 km zdolal za 12 hodin a 59 minut. Stroj zde sloužil coby důkaz využitelnosti šetrných zdrojů energie během sněmu ohledně „zelených“ technologií. Odtud 14. června zamířil letoun s Borschbergem v kabině na aerosalon v pařížském Le Bourget (LFPB/LBG) vzdáleném 293 km, kde se předvedl odborníkům i široké veřejnosti. Mezinárodní premiéru ukončil Borschberg návratem do Payerne 3. července.

Postupné zvyšování laťky dovedností pokračovalo v roce 2012 prvním transkontinentálním letem, kdy Solar Impulse přeletěl ze Španělska do Maroka v rámci turné nazvaného Překračování hranic (Crossing Frontiers). Vzdálenostně sice samotný let mezi dvěma kontinenty nebyl nějak výrazně větší výkon než jakých dosahoval při letech nad Evropou, ale pro celý tým a zejména oba piloty to byla mimořádná morální vzpruha a potvrzení správnosti přesvědčení, že se ubírají správným směrem. Solar Impulse s André Borschbergem v kabině odstartoval 24. května ze švýcarského Payerne do Madridu na letiště Barajas (LEMD/MAD). Tento let trval 17 hodin, 30 minut a 50 sekund a měřil 1 116 km, čímž se stal aktuálně nejdelším letem letounu Solar Impulse, potažmo jakéhokoli sluncem poháněného letadla v dějinách. Dne 5. června přišel na řadu vůbec první mezikontinentální let, když Piccard zamířil z Madridu do marockého hlavního města Rabatu (GMME/RBA), což při vzdálenosti 830 km trvalo 19 hodin a 8 minut. Po přistání pilot s nadšením oznámil, že akumulátory jsou na 95 procentech plné kapacity. Později ještě stroj pokračoval vnitrostátně v Maroku na letiště Warzazát (GMMZ/OZZ), kam na druhý pokus letoun přelétl Borschberg dne 21. června. První pokus dne 13. června zhatil silný protivítr. Po týdnu stráveném ve Warzazátu se 27. června Borschberg s letounem vrátil zpět do Rabatu, odkud 5. července odstartoval Piccard vstříc evropskému kontinentu. Tento let byl opravdovou zkouškou trpělivosti a odhodlání, protože silný vítr místy způsoboval, že stroj vůči zemi couval. Vítr jej vůči zemi unášel pozpátku až rychlostí 18 km/h. Z madridského letiště ještě před návratem do Švýcarska navštívil Piccard s letounem 17. července francouzské letiště Toulouse-Francazal (LFBF). 24. července se celá marocká epizoda letounu Solar Impulse uzavřela Piccardovým přistáním na domovské základně v Payerne, kam se vrátil po 625 km dlouhé a 13 hodin a 29 minut trvající cestě. Během celého tohoto podniku zdolal letoun vzdálenost 6 000 km.

Do určité míry labutí písní letounu Solar Impulse 1 HB-SIA bylo turné napříč Amerikou (Across America) uskutečněné v roce 2013. Šlo o počin, který sloužil coby příprava na blížící se dokončení nového, většího a pokročilejšího stroje HB-SIB, jehož hlavním záměrem bylo obletět zeměkouli, a to bez jediné kapky paliva. Ale nepředbíhejme.

Americké turné započalo na západním pobřeží, kdy 3. května 2013 z letiště Moffet Airfield (KNUQ/NUQ), kde sídlí Amesovo výzkumné středisko NASA, u San Francisca v Kalifornii směrem na letiště Sky Harbor (KPHX/PHX) ve Phoenixu v Arizoně vzlétl Solar Impulse pilotovaný Bertrandem Piccardem, kterému let trval 18 hodin a 18 minut. 22. května stroj pokračoval dále na letiště Fort Worth (KDFW/DFW) v Dallasu v Texasu, tentokrát za řízení usedl André Borschberg. V tomto případě se jednalo o ustanovení nového rekordu v doletu tohoto stroje, neboť zdolaná trať měřila 1 541 km, k čemuž bylo zapotřebí 18 hodin a 21 minut letu. Turné pokračovalo dále 3. června, když Bertrand Piccard odstartoval směrem na Lambert Airport (KSTL/STL) ve městě St. Louis v Missouri, což byl během tohoto turné prozatím nejdéle trvající let, neboť stroj ve vzduchu strávil 21 hodin a 22 minut, i když let měřil „jen“ 1 040 km. Následující etapa měla původně mířit do hlavního města Spojených států amerických, ale předpověď počasí slibovala mimořádně silný vítr, jehož vinou by mohlo dojít k neúnosně dlouhému letu, a tak se tým rozhodl rozložit let na dvě části. Nejprve 14. června odstartoval André Borschberg směrem na letiště Lunken (KLUK/LUK) v Cincinnati v Ohiu. Tento let trval 15 hodin a 14 minut. O den později do původní destinace, kterou bylo Dullesovo letiště (KIAD/IAD) ve Virginii nedaleko hlavního města Washingtonu D. C., zamířil Bertrand Piccard, jehož let trval sympatických 14 hodin a 5 minut. Jak je vidět, rozložení letu na dva segmenty bylo dobrým rozhodnutím, protože dohromady bez mezipřistání by let trval skutečně velice dlouho. Konečně 6. července se završilo celé americké turné letem na Kennedyho letiště (KJFK/JFK) v New York City ve státě New York, kde s menší technickou poruchou Borschberg po 19 hodinách a 19 minutách letu přistál. Během letu se odtrhl zhruba dva a půl metru dlouhý pás potahu na spodní straně levého křídla. Pilot ale vše profesionálně zvládl a závada neměla na průběh žádný výrazně negativní vliv, snad jen že program byl z bezpečnostních důvodů připraven o průlet letounu kolem Sochy svobody. Celý přelet Spojených států od západního k východnímu pobřeží měřil 5 649 km. Po skončení odcestoval v rozloženém stavu na palubě Boeingu 747 společnosti Cargolux zpět domů na letiště v Payerne. Stroj pak byl převezen do Dübendorfu k uskladnění, čímž se jeho průkopnický život uzavřel, aby přenechal místo svému nástupci, stroji Solar Impulse 2 nesoucí registraci HB-SIB.

Malá rychlost a obří rozměry letadla nejsou příliš v souladu s nějakým smysluplným praktickým využitím, čehož si jsou samozřejmě velice dobře vědomi všichni členové týmu. Tato skutečnost ale nic neubírá z jejich úsilí a nasazení. Spíše naopak, protože v podstatě od samého začátku je celý projekt nahlížen jako způsob propagace ekologicky šetrných technologií a inspirace dalším výzkumníkům, podnikatelům a snílkům, aby se pouštěli do věcí zdánlivě nemožných. Nutno uznat, že v tomto ohledu se Solar Impulsu daří. Svědčí o tom enormní zájem jak veřejnosti, tak zejména politiků a dalších vlivných lidí, kteří Piccardovi a Borschbergovi vyjadřují značnou podporu a dávají jim prostor k prezentování svého úsilí. Všechna tři turné, Evropou, Marokem i Amerikou, toho byly příkladem. Navzdory proklamované nepraktičnosti ale nelze pominout fakt, který letoun demonstruje, a to pozitivní trend ve vývoji lehčích akumulátorů a účinnějších solárních článků, takže není ani zdaleka přehnaně optimistické očekávat, že se v dohledné době dočkáme stroje, který se bude vyznačovat menšími rozměry, vyšší rychlostí a snad i větší nosností, aby byl vícemístný.

V době, kdy jsem pracoval na tomto dílu, uskutečnil na palubě letounu Solar Impulse 2 registrace HB-SIB André Borschberg v rámci obletu planety rekordní přelet části Tichého oceánu z letiště Komaki u japonského města Nagoja na letiště Kalaeola na ostrově Oahu na Havaji, který měřil 7 212 km a trval 4 dny, 21 hodin a 52 minut. To celé bez jediné kapky paliva. Jde tak o vůbec nejdelší a nejdéle trvající let sluncem poháněného stroje v historii. A protože oblet zeměkoule je zhruba ve své polovině, můžeme se těšit na další, podobně impozantní výkony, včetně přeletu Atlantského oceánu. Všechny lety lze v přímém přenosu sledovat na stránkách projektu Solar Impulse, a to i se záběry přímo do kabiny. Další možností, jak lety sledovat, je prostřednictvím stránek Flightradar24.com, kde má Solar Impulse 2 vlastní ikonu. V budoucnu se k letounu Solar Impulse 2 a jeho výkonům vrátíme samostatným dílem.

Kam dál?
Oficiální stránky Solar Impulse: http://www.solarimpulse.com/
Video prvního letu stroje Solar Impulse: https://youtu.be/0X_vluYuRZo
Video prvního letu pořízené z doprovodného vrtulníku: https://youtu.be/Ogp2Rhb9UE8
Sestřih z letu mezi Madridem a Rabatem: https://youtu.be/wtdrQ8v2i7o
Fotogalerie stroje HB-SIA na Airliners.net: http://www.airliners.net/search/photo.search?regsearch=HB-SIA&distinct_entry=true
Bertrand Piccard o projektu Solar Impulse (opatřeno českými titulky): http://www.ted.com/talks/bertrand_piccard_s_solar_powered_adventure?language=cs

Celý text je dostupný rovněž ve formátu .pdf: http://airspotter.eu/Download/Solar_Impulse.pdf

Marek Vanžura
(Photo © Solar Impulse)
Návrat nahoru
Zobrazit informace o autorovi Odeslat soukromou zprávu Odeslat e-mail Zobrazit autorovy WWW stránky
MarekV
Site Admin


Založen: 25.3.2007
Příspěvky: 1332
Bydliště: LKTB/BRQ Brno Tuřany

PříspěvekZaslal: út červenec 21, 2015 8:00 am    Předmět: Citovat



34. díl – StratEx aneb první stratosférický turista Alan Eustace

Uskutečnit seskok z výšky větší, než z jaké v roce 1960 skočil Joseph Kittinger, trvalo více než půl století. Povedlo se to v roce 2012 Felixi Baumgartnerovi. Překonat tento seskok však trvalo pouhé dva roky a deset dní. Zasloužil se o to v leteckých kruzích do té doby prakticky neznámý americký počítačový vědec Alan Eustace. Ten se 24. října 2014 v rámci programu StratEx vrhl vstříc zemské přitažlivosti z výšky 41 422 metrů, a stal se tak druhým člověkem, který ve volném pádu překonal rychlost zvuku. A zároveň se stal prvním stratosférickým turistou. Aby pozoruhodností okolo tohoto výkonu nebylo málo, uskutečnilo se vše v naprostém utajení a finance proudily výhradně z kapsy samotného parašutisty.

Když jsme si při příležitosti druhého výročí seskoku Felixe Baumgartnera a prolomení zvukové bariéry ve volném pádu povídali o projektu Red Bull Stratos (viz 21. díl), jen hrstka zasvěcených tehdy věděla, že již za deset dní dojde k seskoku z ještě větší výšky v rámci projektu StratEx. Není proto divu, že krátká tisková zpráva oznamující uskutečnění rekordního seskoku, která během pár hodin obletěla svět, byla v první chvíli přijímána se značnou skepsí a pochybnostmi, zda nejde jen o nějaký opožděný aprílový žert a podvod. Na důvěryhodnosti příliš nepřidalo ani záhy zveřejněné video, jenž nepůsobilo zrovna dvakrát přesvědčivě. Odborné servery proto zprávu přejímaly vesměs s nejistotou a výhradami. Příčinou toho všeho bylo extrémní utajení celého podniku, což kontrastovalo s významem toho, čeho bylo dosaženo, protože lidé měli stále ještě v živé paměti velikost projektu firmy Red Bull, jemuž se dostalo ohromné publicity. Fakt, že Baumgartnera trumfnul jakýsi Alan Eustace, o kterém do té doby prakticky nikdo neslyšel, byl neuvěřitelný.

Na první pohled to totiž na základě dostupných informací působilo, že výkon špičkového atleta překonal informatik v téměř důchodovém věku. Mylnost tohoto dojmu ale vyvrátily další zveřejněné zprávy. Ukázalo se, že tehdy 57letý Alan Eustace je zkušeným parašutistou, který má za sebou více než pět set seskoků. Kromě toho už čtvrt století vlastní pilotní průkaz a aktivně létá, mimo jiné pilotuje i svůj bizjet Cessna 560 (N108LJ). Takže žádný zelenáč. O jeho finančních možnostech hodně prozradilo, že od roku 2002 byl na výplatní pásce mamutí firmy Google, kde až do letošního března, kdy odešel do důchodu, pracoval coby odborník přes znalostní systémy.

Jaká tedy byla cesta k jeho rekordnímu seskoku? Zahájení projektu StratEx, což je zkratka ze slov Stratospheric Explorer (stratosférický průzkumník), se datuje k prosinci roku 2011, kdy Eustace představil svůj nápad na vytvoření systému umožňujícího výlet člověka do stratosféry a zpět firmě Paragon Space Development Corporation. Tato firma je vyhledávaným odborníkem na poli vývoje a výroby systémů podpory života. Nápad se jim zalíbil, a tak si s Eustacem plácli. Obě strany se zároveň dohodly, že veškeré aktivity budou probíhat v utajení bez jakéhokoli mediálního pokrytí. Proto když se o tomto počinu dozvědělo vedení firmy Google, nabídlo Eustaceovi finanční pomoc, ten však tuto nabídku odmítl, protože nechtěl, aby byl jeho osobní výkon využitý k nějakému marketingovému účelu. To bylo v přímém kontrastu se souběžně probíhajícím projektem Stratos firmy Red Bull, který se v té době už pomalu blížil k cíli. Firma Paragon SDC se zhostila role hlavního řešitele zadání, takže kromě vývoje a výroby systému na podporu života řídila a koordinovala práci mezi dílčími subdodavateli a partnery, kterých nebylo právě málo. Skafandr vyrobila firma ILC Dover, z jejíž produkce pocházejí i skafandry, které používá NASA, včetně slavných skafandrů použitých na Měsíci. Dýchací systém vyvinula firma Cobham, padákovou výstroj pak společnost United Parachute Technologies. Balóny dodalo balónářské oddělení indického Tatova institutu základního výzkumu. Zodpovědnost za lékařský dozor nad parašutistou měl Jonathan Clark, lékař dříve působící v NASA, který měl na starost taktéž Baumgartnerovo zdraví.

Původní představa počítala se zhruba dvěma roky coby dobou trvání celého projektu, realita se ale ukázala být složitější, takže se vše protáhlo na bezmála tři roky. Od samotného začátku bylo jasné, že v případě letu vzhůru nepůjdou stejnou cestou, jakou šel Stratos, když Baumgartner použil pro cestu do seskokové výšky přetlakovou gondolu, a zvolí pouze soběstačný skafandr, který bude levnější, i když ne tak komfortní alternativou gondoly. Na druhou stranu poskytne Eustacemu dokonalý výhled, takže si let bude moci užít. To obnášelo vyvinout skafandr vybavený prakticky vším, čím byla vybavena gondola Stratosu. Výsledkem proto bylo, že samotný skafandr měl hmotnost 30 kg, padáková výstroj 27 kg, systém podpory života 50 kg a toto vše bylo připevněno na tělo parašutisty, který sám vážil 77 kg, což dohromady tvořilo těleso o hmotnosti 184 kg.

Významnou měrou inženýři čerpali z poznatků získaných prostřednictvím seskoků Joe Kittingera a Felixe Baumgartnera. Tím hlavním z poznatků nabytých předchozími stratosférickými skokany, co ovlivnilo vývojový tým StratExu, bylo zjištění, že pro seskoky ze stratosféry je prakticky nezbytné, aby byl parašutista vybaven stabilizačním zařízením (malým padákem), které zabrání pádu do nebezpečné vývrtky, vlivem které by mohl ztratit vědomí. Takové stabilizační zařízení bylo předmětem zkoušek v programu Excelsior, kdy Joe Kittinger provedl tři seskoky, jež měly možnosti tohoto systému prozkoumat. Hned při prvním seskoku 16. listopadu 1959 se mu však zamotalo lano stabilizačního padáku kolem krku, načež začal prudce rotovat a ztratil vědomí. Naštěstí zafungovalo automatické otevření hlavního padáku. Následné dva skoky 11. prosince 1959 a 16. srpna 1960 proběhly v tomto směru bez závad. Baumgartner se svými více než dvěma a půl tisíci seskoky si věřil, že seskok zvládne bez stabilizačního zařízení, i když jej pro všechny případy měl v záloze. Jak jsme sami viděli, do vývrtky se sice dostal, ale dokázal se z ní také dostat. Nešlo však o nic příjemného. Přesně tomuto se chtěl Eustace vyvarovat, a tak padlo rozhodnutí využít stabilizačního zařízení. Zároveň se chtěl vyhnout tomu, co potkalo Kittingera při seskoku Excelsior I, takže inženýři přišli s řešením, které eliminovalo možnost, že by se mu lano omotalo kolem krku a uvedlo jej do rotace. Na záda Eustacemu připevnili 3,66 metru dlouhou uhlíkovou trubici, skrze kterou vedlo lano stabilizačního zařízení, takže nehrozilo, že by se kolem něj jakkoli omotalo.

Skutečnou funkčnost tohoto návrhu přesto bylo třeba napřed ověřit. K tomu sloužily letové testy s figurínami, které odhalily poměrně zásadní nedostatek. Potvrdilo se sice, že díky trubici nedochází k zamotání parašutisty do lana stabilizačního padáku, ale přesto se figurína do rotace dostávala. Příčinou bylo ukotvení lana potažmo trubice uprostřed zad. Jakmile přemístili ukotvení blíže k hlavě parašutisty, k tomuto neduhu přestalo docházet. Po úspěšném odladění všech nedostatků se mohlo přejít k letům s živým parašutistou. Než k tomu došlo, zkoušel si Eustace simulovat seskoky tak, že do tandemu si na břicho připnul některého z členů vývojového týmu, jenž měl na sobě navíc ještě další přidanou zátěž, aby napodoboval hmotnost celé aparatury. Jakmile byl k dispozici hotový skafandr se všemi systémy, přesunul se Eustace do vertikálního větrného tunelu, kde se začal seznamovat s jeho chováním za letu. Opomenout nešlo ani pobyt v přetlakové komoře v arizonském Phoenixu, která napodobovala podmínky panující ve stratosféře. Poté započaly skutečné seskoky z letadla. K těm docházelo nad letištěm Coolidge (P08) v Arizoně. V průběhu prací na tomto projektu založila skupina pracovníků firmy Paragon SDC společnost World View, která hodlá provozovat komerční lety do stratosféry pro zájemce z řad široké veřejnosti. Aktivity této společnosti ale zároveň dobře posloužily k udržení projektu StratEx v tajnosti, protože probíhající letové zkoušky, kterých mohl být svědkem leckdo v okolí letiště, se všeobecně považovaly za průběh prací nově vzniklé firmy.

V říjnu roku 2014 již vše směřovalo do zdárného konce. Dne 4. října uskutečnil Eustace seskok z výšky 17 333 metrů. O jedenáct dní později, 15. října, následoval další seskok, tentokrát z výšky 32 210 metrů. Tím mimochodem překonal Kittingerův rekord, byť do toho Baumgartnerova mu stále ještě přes šest kilometrů zbývalo. Protože se ale během těchto dvou seskoků v ničem neobjevil žádný zádrhel, bylo již jen otázkou dní, kdy překoná i Rakušanův rekord.

K tomu došlo již za pouhých devět dní, 24. října. V 7 hodin ráno místního času se z letiště v Roswellu (KROW/ROW) v Novém Mexiku vydal Eustace zavěšený ve svém skafandru pod héliem naplněným balónem na cestu do rekordní výšky. Po dvou a půl hodinách stoupání, kdy se kochal výhledem na postupně černající oblohu a zaoblení zeměkoule, dosáhl výšky 41 574,7 metru. Bylo proto načase, aby se vydal zpět domů. K odpojení parašutisty od balónu došlo ve výšce 41 422 metrů, čímž byl překonán Baumgartnerův rekord. Po odpojení, které bylo na dálku spuštěno odpálením malé trhaviny, se Eustace dvakrát otočil, než jej ustálil stabilizační padák. I navzdory neustálé přítomnosti tohoto malého padáku, který parašutistu přirozeně trochu brzdil, překonal po 31 sekundách volného pádu rychlost zvuku, a v 51. sekundě volného pádu dosáhl nejvyšší rychlosti, která činila 1 320 km/h, tedy Mach 1,22. Za celou dobu se díky precizní funkci stabilizačního zařízení nedostal do jediné vývrtky. Ve výšce necelých čtyř kilometrů po čtyřech minutách a dvaceti sedmi sekundách volného pádu otevřel hlavní padák, takže délka volného pádu činila 37 623 metrů. Dosednutí na zem pak sice příliš elegantní nebylo, protože kvůli neohrabanosti skafandru udělal Eustace při dotyku se zemí kotoul, ale naštěstí se mu nic nestalo. Celá cesta dolů trvala 15 minut.

Vzhledem k použitému stabilizačnímu zařízení, překonal Eustace jen jeden Baumgartnerův rekord, a to největší výšku seskoku (41 422 metrů versus 38 969,4 metru). Zbylé dva rekordy spadají do jiné kategorie, totiž největší délka volného pádu se stabilizačním zařízením (37 623 metrů) a nejvyšší rychlost ve volném pádu se stabilizačním zařízením (1 320 km/h). Všechny tři rekordy uznala Mezinárodní letecká federace (Fédération Aéronautique Internationale, FAI). Celkově je však ale asi nejpůsobivější, jak rychle došlo na tomto poli k pokroku. Jen málokdo, kdo viděl, jak Baumgartner překonal Kittingerův rekord po 52 letech, by se odvážil tvrdit, že tento nový rekord se na výsluní ohřeje sotva dva roky a deset dní.

Ještě si zaslouží objasnit, proč označuji Alana Eustaceho za prvního stratosférického turistu. Ačkoli se před ním vydalo do stratosféry v balónu vícero lidí, ať už jako první fyzik Auguste Piccard, američtí a sovětští letci jako Joe Kittinger a Jevgenij Andrejev a taktéž nám době známý rakouský parašutista Felix Baumgartner, teprve až v Eustaceově případě se objevil zásadní měrou prvek „výletu do stratosféry pro radost“. Lety Piccarda, Kittingera a Andrejeva byly takřka výlučně vědecky, respektive vojensky zaměřené počiny. V Baumgartnerově případě byla vědecká složka taktéž významná, objevila se zde i složka řekněme sportovní. Svůj vědecký význam měl pochopitelně i projekt StratEx, ale v tomto případě byl takřka stejně významnou měrou přítomen i prvek touhy prozkoumávat nové obzory a prožít něco nevídaného. Zkrátka určitý prvek turistiky. Argumentem pro to je i fakt, že s nápadem uskutečnit výlet do stratosféry přišel sám Eustace, sám se jej účastnil a sám si vše platil. Z tohoto důvodu si myslím, že je zcela oprávněné jej označit za prvního stratosférického turistu. A je prakticky jisté, že nebude posledním, protože zřejmě již zanedlouho jej budou následovat další, jejichž zážitek bude z velké části umožněn výsledky, kterých dosáhl se svým týmem právě Eustace.

Za krátké zastavení mi ještě stojí jedna věc. Krátce po zveřejnění zprávy o této události se internetové diskuse zaplnily jak obdivnými komentáři, tak pochopitelně i těmi, které hledaly sebemenší důvod ke kritice. Jedním z poměrně frekventovaných kritických názorů bylo tvrzení, že jde pouze o novou zábavu bohatých, kterým už nestačí kupovat si drahá auta, luxusní jachty a obří rezidence. Tento názor jaksi pomíjí, že díky Eustaceově iniciativě, financím a odhodlání máme k dispozici systém, který může v podstatě každého dopravit bezpečně do stratosféry a zpátky. A pakliže připustíme, že milionáři jsou znudění nakupováním aut a jachet, a raději investují své peníze do něčeho, co před padesáti lety byla výhradní doména vládních agentur, čímž dosahují výkonů, kterých před nimi ještě nikdo nikdy nedosáhl, pak mohu říci jediné: jen houšť. Více podobných bohatých lidí jako je Alan Eustace.

Kam dál?
Oficiální stránka projektu StratEx: http://www.paragonsdc.com/stratex/
Video mapující rekordní seskok: https://vimeo.com/109992331
Video mapující průběh příprav a samotný seskok: https://vimeo.com/131032240
Díl věnovaný projektu Red Bull Stratos: http://airspotter.eu/Download/Red_Bull_Stratos.pdf

Celý text je dostupný rovněž ve formátu .pdf: http://airspotter.eu/Download/StratEx.pdf

Marek Vanžura
(Photo © Paragon Space Development Corporation)
Návrat nahoru
Zobrazit informace o autorovi Odeslat soukromou zprávu Odeslat e-mail Zobrazit autorovy WWW stránky
MarekV
Site Admin


Založen: 25.3.2007
Příspěvky: 1332
Bydliště: LKTB/BRQ Brno Tuřany

PříspěvekZaslal: út srpen 04, 2015 8:06 am    Předmět: Citovat

35. díl – Intermezzo – Vesmírná a stratosférická turistika

Média, ať už odborná či populární, čím dál častěji skloňují spojení vesmírná turistika. Tomuto segmentu letectví a kosmonautiky oprávněně věnují čím dál více prostoru, neboť aktivity mnoha firem nás pověstnými mílovými kroky stále více a více přibližují dni, kdy budou výlety do vesmíru službou obdobně běžnou, jakou jsou třeba mezikontinentální lety klasických letadel. Na stav vývoje v této oblasti jsme se již několikrát podívali i v rámci tohoto seriálu. Přichází proto na řadu trochu obecnější pohled na aktuální situaci v oblasti vesmírné turistiky. Nejprve si alespoň v obrysech představíme projekty, jež mají výlety do vesmíru umožnit, abych následně trochu obšírněji uvedl jeden důvod, kvůli kterému dle mého názoru mají tyto aktivity smysl, a co víc, dokonce z nich plyne i natolik zásadní prospěch, že jeho význam lze jen stěží přecenit.

Spojení „vesmírná turistika“ je poměrně zaběhnutým a běžně používaným termínem. Prvním vesmírným turistou se stal v roce 2001 americký podnikatel Dennis Tito, který si zaplatil výlet na palubě ruského Sojuzu na Mezinárodní vesmírnou stanici (ISS), kde strávil 8 dní. Tento zážitek jej stál ohromných 20 milionů dolarů (tedy něco kolem půl miliardy korun). V jeho šlépějích šlo v letech následujících dalších 6 lidí (Mark Shuttleworth, Gregory Olsen, Anúše Ansáriová, Charles Simonyi, Richard Garriott a Guy Laliberté), z nichž Charles Simonyi si to ve vesmíru oblíbil natolik, že si neváhal celou akci zopakovat, takže se stal dvojnásobným vesmírným turistou. Prozatím posledním vesmírným turistou byl v roce 2009 Guy Laliberté. Od té doby se na výlet do vesmíru již žádný turista nevydal, i když se nějaké snahy objevily. Z uvedené ceny je vidět, že rozhodně nešlo o levnou záležitost, takže zakoupení letenky si mohli dovolit jen opravdu mimořádně movití jedinci. Vesmírná turistika, o které bude dále řeč, cílí na širší okruh zájemců. Avizované ceny těchto letenek jsou totiž několikanásobně nižší. Ruku v ruce s tím jde samozřejmě i menší formát celého výletu, přesto výsledný dojem, který něco takového na zúčastněnou osobu zanechá, nebude nijak výrazně menší.

Současná tendence na poli vesmírné turistiky je suborbitální. To znamená, že dopravní prostředky jednotlivých firem nebudou létat do výšek, v jakých se pohybuje ISS či snad ještě dále, ale spokojí se s výškami čtvrtinovými. V zásadě tak jen o pár kilometrů překonají Kármánovu hranici ve výšce 100 km nad zemským povrchem, která je obecně považována za hranici vesmíru, odkud nabídnou svým cestujícím úchvatný pohled na planetu Zemi z perspektivy astronauta, načež se vrátí zpět na zemi. Celkový čas strávený ve vesmírném prostoru se tedy bude počítat v minutách, nikoli dnech, jak tomu bylo u výše zmíněných šťastlivců, kteří strávili na ISS týden až dva. Přesto, jak ukáži v druhé části, odnesou si stejný zážitek.

V názvu tohoto dílu ještě navíc používám termín stratosférická turistika, který již tak běžný není, proto si zaslouží objasnění. Kromě suborbitálních vesmírných plavidel jsou totiž ve vývoji i prostředky, které nebudou létat tak vysoko, budou se pohybovat ve stratosféře, avšak i navzdory tomu umožní cestujícím na palubě zažít pohled blízký pohledu astronautů a vesmírných turistů. Včetně pohledu na zakulacení Země a přechod modré atmosféry v černotu vesmíru.

Začněme čistokrevnou (suborbitální) vesmírnou turistikou. Startovním výstřelem, který zahájil tento novodobý (komerční) vesmírný závod, byl úspěch soukromého raketoplánu SpaceShipOne (viz 20. díl), který v roce 2004 úspěšně naplnil požadavky na získání Ansari X Prize, když dvakrát během čtrnácti dnů dosáhl výšky větší než 100 km. Tím jasně ukázal, že jde o technicky zvládnutelný úkol. Nový trh byl tedy vytvořen a záhy se na něm objevilo hned několik hráčů. Prvním z nich je stroj SpaceShipTwo, který již svým názvem dává tušit, že je následovníkem předchozího raketoplánu. Své štěstí s ním zkouší „vesmírná aerolinka“ Virgin Galactic. Druhým hráčem je raketoplán Lynx (viz 30. díl) společnosti XCOR Aerospace. Konečně třetím je společnost Blue Origin, která sází na staré dobré rakety a vesmírnou loď New Shepard.

Zatím nejdále je na cestě za vyhlídkovými lety do vesmíru společnost Virgin Galactic. Jde o dítko známého britského miliardáře Sira Richarda Bransona, jenž se svojí firemní skupinou nazvanou Virgin, do níž spadají aerolinie Virgin Atlantic a Virgin America, celosvětově proslavil jako houževnatý dobrodruh a podnikatel. Raketoplán SpaceShipTwo je výrazně zvětšeným nástupcem předchozího stroje SpaceShipOne, takže tentokrát na své palubě unese dvojici pilotů a šestici platicích cestujících ve dvou oddělených kabinách. Délka stroje je 18,3 metru, rozpětí 8,3 metru a výška 5,5 metru. Prozatím byl vyroben jediný kus tohoto raketoplánu (N339SS) pojmenovaný VSS Enterprise. V téměř dokončeném stavu je druhý kus (N202VG). Zvolena byla osvědčená koncepce vzdušného startu, kdy je raketoplán nejdříve vynesen do výšky necelých 15 km mateřským letounem, od nějž se následně odpoutá, zažehne na dobu přibližně 70 sekund raketový motor a vystoupá do výšky nad 100 km. Na vrcholu paraboly si lidé na palubě raketoplánu užijí přibližně pětiminutový stav beztíže. Zároveň se konfigurace stroje přenastaví do polohy pro „bezstarostný návrat“, kdy dojde k zapraporování křídla, aby klesání proběhlo co možná nejklidněji a bez přílišného přetížení. Ve výšce 21 336 metrů se stroj vrátí do původní konfigurace a provede přiblížení na letiště vzletu. Vzhledem k velikosti nového raketoplánu byl nově navržen i větší nosný letoun White Knight Two (N348MS) pojmenovaný VMS Eve. Velké ambice společnosti se odráží i v kompletně nově vybudovaném „vesmírném přístavu“ Spaceport America v Novém Mexiku, odkud by měly komerční lety probíhat.

V žádném případě nelze společnosti Virgin Galactic upřít, že by se nesnažila dovést svoji vizi vesmírné turistiky k úspěšnému uvedení do provozu. Svou techniku již řadu let ověřuje, klouzavé lety raketoplánu byly zahájeny už 10. října 2010. Od té doby stroj provedl i čtveřici letů se zapnutým raketovým motorem. K prvnímu z nich došlo 29. dubna 2013, k druhému 5. září 2013, třetímu 10. ledna 2014 a konečně k prozatím poslednímu, čtvrtému, 31. října 2014, zatím do výšky maximálně 22 km. Průběh prací se ale stále více protahuje, protože se objevují více či méně závažné problémy. Do skupiny těch méně závažných patřily dlouhodobé problémy s motorem, který neposkytoval tah, jaký se očekával, takže vznikla obava, že stroj za hranici vesmíru nedoletí. Po několika letech práce byl nakonec upřednostněn motor nový, který by už snad měl požadovaný tah poskytnout. K ověření platnosti tohoto předpokladu měl sloužit právě čtvrtý motorový let 31. října 2014, který se ale nechvalně zapsal do historie, když jen pár sekund po zažehnutí motoru došlo k destrukci a pádu stroje, při němž zahynul druhý pilot Michael Alsbury. Víc než půl roku trvající vyšetřování ukázalo, že příčinou nehody byla chyba právě druhého pilota, který předčasně aktivoval systém praporování křídla, čímž došlo k extrémnímu namáhání konstrukce a stroj se rozlomil.

Tato smutná událost byla více než nepříjemná a na sféru vesmírné turistiky vrhla nepěkné světlo. Jasným odrazem toho byly mediální reakce. V bulvárněji laděném tisku se začalo hystericky vykřikovat o konci vesmírné turistiky a nebezpečnosti počínání ziskuchtivých komerčních společností. Naštěstí se objevil dostatek lidí, a to i v českých vodách v podobě popularizátorů kosmonautiky Karla Pacnera a Tomáše Přibyla, kteří vše uváděli na pravou míru a situaci hodnotili z objektivního hlediska bez emocemi podbarvených výroků. Správně posoudili, že ačkoli dojde ke zdržení, událost na společnost ani celé odvětví žádný devastující účinek mít nebude. Nezpochybnitelnou pravdou je, že smrt zkušebního pilota je tragickou událostí, ale k podobným průkopnickým počinům jisté oběti patří a slouží coby neustále přítomný vykřičník, že se pohybujeme v dosud ne zcela prozkoumané oblasti, kde není opatrnosti nazbyt. Dokonce samotný fakt, že se všechny aktivity na poli vesmírné turistiky obešly bez nehody tak dlouho, svědčí o tom, jak vysoké standardy splňují. Druhý exemplář stroje SpaceShipTwo bude dokončen snad do konce tohoto roku, aby mohl co nejdříve pokračovat v započatých letových zkouškách. Těžko zatím soudit, kdy budou zahájeny komerční lety, ale je prakticky jisté, že k nim dojde. O perspektivnosti komerčních vesmírných prostředků pro suborbitální turistiku hovoří navíc i to, že se k jednotlivým společnostem v této oblasti přidávají bývalí astronauti. V případě Virgin Galactic je touto postavou Frederick Sturckow. Cena letenky začínala na sumě 200 tisíc dolarů, aktuálně je stanovena na 250 tisíc dolarů, tedy přibližně 6,1 milionu korun. Aerolinka oznámila, že zálohu již složilo přes sedm set zájemců, mezi nimi i několik z České republiky.

Další ze společností, která vyvíjí suborbitální raketoplán, je XCOR Aerospace. Tato firma má s raketovými letadly poměrně bohatou zkušenost, neboť po více než padesáti letech oživila koncepci raketových letounů s horizontálním vzletem v podobě stroje EZ-Rocket (viz 30. díl). Nepřekvapí proto, že se vydala i na pole suborbitální vesmírné turistiky. Pro tento účel staví raketoplán pojmenovaný Lynx. V něm se odráží doposud získané poznatky, takže stroj bude využívat horizontální start ze země, nikoli vzdušný start jako konkurenční raketoplán. Umožněno to bude především značně menšími rozměry, neboť jde pouze o dvoumístný stroj, kde pilot a jeden platicí cestující budou sedět v přetlakové kabině vedle sebe. Kvůli co nejvyšší bezpečnosti budou po celou dobu letu navíc vybaveni skafandry, které dodá společnost Orbital Outfitters. Dle předběžných údajů by raketoplán měl mít délku 8,5 metru, rozpětí 7,3 metru a výšku 2,2 metru. Vybaven bude čtveřicí raketových motorů XR-5K18, které si vyvíjí samotná firma XCOR. Se společností pracuje i několik astronautů, jmenovitě Richard Searfoss a Brian Binnie, jenž dříve pracoval pro firmu Scaled Composites účastnící se Ansari X Prize, v jejímž rámci se stal druhým komerčním astronautem na palubě raketoplánu SpaceShipOne.

Letový profil, jak již bylo řečeno, počítá se startem ze země, po němž bude následovat strmé zhruba tři minuty trvající stoupání pod úhlem až 75 stupňů s přetížením až 3 g. Ve výšce 58,5 km dojde k vypnutí motorů a letoun bude po parabolické dráze dále pokračovat setrvačností až do výšky 103 km, čímž překoná Kármánovu hranici. Zde si pilot a cestující užijí po dobu asi pěti minut působivý pohled a stav beztíže. Následně začne stroj přirozeně klesat zpět k zemi. Během klesání by měli zažít přetížení až 4,5 g. Po vyklesání přistanou zpět na letišti startu. Celý tento výlet by měl trvat 30 minut. Aktuálně probíhá stavba prvního letového exempláře, modelu označovaného jako Lynx Mark I, který ještě nebude schopný dosáhnout vesmíru. Zalétán by měl být snad během příštího roku. Až následný model Lynx Mark II dokáže uskutečnit suborbitální let. Komerční provoz této společnosti je tedy ještě relativně daleko. Cena letenky aktuálně činí 100 tisíc dolarů (2,5 milionu korun), od příštího roku bude navýšena na 150 tisíc dolarů (3,7 milionu korun). K dnešnímu dni je údajně prodáno přes 300 letenek.

Třetím ze suborbitálních nadějí je společnost Blue Origin. Tu založil podnikatel Jeffrey Bezos, jemuž patří známé internetové knihkupectví Amazon. Z peněz vydělaných prodejem knih financuje vývoj raketových motorů, raket a vesmírné lodi. A právě vesmírná loď nazvaná New Shepard (odkazuje na prvního amerického astronauta Alana Sheparda) je cílena na turistickou klientelu. Tato společnost vsadila se svým dopravním prostředkem na osvědčenou kategorii raket s vesmírnou lodí na přídi. Avšak na rozdíl od dnes používaných raket, které jsou (zatím) na pouhé jedno použití, společnost Blue Origin počítá s vícenásobnou použitelností jak nosné rakety, tak i modulu pro turisty. Těch by mělo létat v kabině New Shepardu až šest a komfortní výhled ven by jim měla poskytovat zhruba metr vysoká a půl metru široká okna.

Start bude tedy probíhat vertikálně, během stoupání dosáhne stroj až trojnásobku rychlosti zvuku. Po vypnutí motoru se oddělí kabina s turisty, která setrvačností dosáhne po parabolické dráze výšky větší než 100 km, zatímco nosná raketa se vrátí zpět na zemi, kde vertikálně přistane na vysouvatelný podvozek. Poté, co si lidé na palubě New Shepardu užijí několikaminutový výhled z vesmíru i stav beztíže, začne je zemská přitažlivost přibližovat zpět domů. Vesmírný modul bude přistávat na pevninu pod vrchlíky padáků. Toto vše bude probíhat čistě automaticky, bez jakéhokoli zásahu člověka. V letošním roce se uskutečnil první let nosné rakety vybavené motorem BE-3 s lodí New Shepard. Šlo prozatím o let bez lidské posádky, přičemž loď dne 29. dubna 2015 odstartovala z firemního kosmodromu West Texas Launch Site a dosáhla výšky 93 573 metrů. Což je ohromný úspěch, i když samotná firma je s tímto letem spokojená jen částečně, neboť se nezdařilo přistání nosné rakety. Další lety, snad již úspěšné po všech stránkách, budou patrně následovat již brzy. Společnost je ale velice skoupá na slovo a o svých konkrétních plánech se téměř vůbec nešíří. Jisté ale je, že před zahájením komerčního provozu bude muset raketa i loď podstoupit i několik desítek (úspěšných) letů, takže zahájení provozu zatím ještě není na pořadu dne. To se odráží i v tom, že zatím nebyla zveřejněna cena za letenku. V každém případě půjde o nejvěrnější přiblížení zážitku astronautů, jaké bude k dispozici.

Tímto jsme si představili projekty vesmírné turistiky a dostáváme se k turistice stratosférické. Opět máme na výběr z trojice adeptů. Prvním z nich je švýcarský Solar Stratos, druhým americký World View a třetím španělský Zero2Infinity. Až na výjimku v podobě Solar Stratosu počítají zbývající dva projekty v této oblasti s využitím héliem plněných balónů. Toto řešení má oproti raketovým strojům tu výhodu, že člověk na palubě nemusí projít zdlouhavou a složitou přípravou, neboť let v gondole balónu není zdaleka tak fyzicky náročný jako v raketovém stroji.

Svéráznou kategorii představuje projekt Solar Stratos. Jde o jakýsi mix suborbitálních letounů se stratosférickými balóny, který si bere taktéž něco od solárních letadel typu Solar Impulse (33. díl) a výškových větroňů, jak je známe z projektu Perlan (17. díl). Má jít o dvoumístný letoun vybavený elektromotorem a solárními články. V nepřetlakované kabině budou za sebou sedět ve skafandrech pilot a jeden platíci cestující. Letoun by měl být schopný dosáhnout výšky až 24 km. Délka stroje bude 7,9 metru, rozpětí 24,4 metru a hmotnost 400 kg, z toho 120 kg připadne na lithium-iontové akumulátory. Elektrický motor o výkonu až 25 kW bude pohánět třílistou vrtuli o průměru 1,6 metru. Oficiálně byl Solar Stratos, za kterým stojí švýcarský tým, představen v roce 2014, kdy byl zároveň dokončen návrh letounu. V letošním roce probíhají práce na výrobě stroje, který by snad příští rok měl uskutečnit první vzlet. Roku následujícího plánují jeho tvůrci uskutečnit i první stratosférický let, aby od roku 2018 mohli zahájit komerční provoz. Jak už to tak v letectví bývá, je pravděpodobné, že oproti plánům dojde ke zdržení. I když na druhou stranu vzhledem k vstřícnosti švýcarských úřadů lze očekávat, že přinejmenším v tomto směru není třeba nějaké přílišné překážky očekávat. Pro stroj je vyhrazena registrace HB-STR. Cena letenky je 50 tisíc euro, tedy 1,3 milionu korun.

Již v minulém díle pojednávajícím o rekordním stratosférickém seskoku Alana Eustaceho (viz 34. díl) jsme se zmínili o americké firmě World View, kterou založilo několik členů týmu, jenž projektoval a řídil Eustaceův seskok. Tato společnost se rozhodla využít získaných zkušeností a vytvořit komerční systém pro lety do stratosféry.
Pro tento účel použije přetlakovou kabinu ve tvaru válce, která pojme kromě dvojice pilotů šest platicích cestujících. Každý z nich by měl mít k dispozici bohaté prosklení pro nerušený výhled. Chybět by neměl ani palubní servis pro co nejvyšší pohodlí. Celková doba od vzletu po přistání je propočítána na 5–6 hodin, z toho dvě hodiny by měl balón strávit ve výškách větších než 30 480 m. Poté dojde k postupnému upouštění hélia z balónu, po vyklesání do výšky 15 240 metrů k oddělení gondoly, která se k zemi snese pod říditelným padákem typu křídlo. Přistání by mělo být měkké na vysouvatelné odpružené nohy. Vzhledem k tomu, že cenné zkušenosti získávala tato firma již svojí rolí v projektu StratEx, probíhá vývoj komerčního systému poměrně rychle a plynule. A to dokonce natolik, že si může dovolit v mezidobí provozovat výzkumné stratosférické lety balónů s nejrůznějšími aparaturami na objednávku, například pro NASA. Co se týče zkušebních letů úzce spojených s cílem vysílat do stratosféry turisty, pak první významný let se uskutečnil 18. června 2014 z letiště v Roswellu (KROW/ROW) v Novém Mexiku, odkud vzlétl héliem plněný balón s desetiprocentní zmenšeninou navrhované gondoly a dosáhl výšky 36 570 metrů. Poté sklesal do výšky 15 240 metrů, kde se oddělila gondola a na padáku bepečně přistála. Tímto bylo dosaženo rekordu v použití padáku typu křídlo v doposud nejvyšší výšce. Především si tým ale ověřil, že toto řešení je plně funkční. Jak se pomalu stalo u těchto firem zvykem, i zde působí bývalý astronaut, v tomto případě Mark Kelly, jenž by měl létat i coby jeden z pilotů. Zahájení komerčního provozu firma slibuje již na příští rok. Letenky jsou nabízeny za cenu 75 tisíc dolarů (1,8 milionu korun).

Jinou firmou, která si dělá zálusk na lety s turisty do stratosféry pod kopulí balónu, je španělská Zero2Infinity s projektem Bloon. Přetlaková gondola o průměru 4,2 metru má tvar podobný anuloidu, který je rozdělen na několik oddělených částí. V jedné z nich bude dvojice pilotů, ve zbývajících pak dvě dvojice platicích cestujících. Předpokládaný profil letu počítá s hodinovým stoupáním do výšky 36 km, ve které balón následně stráví dvě hodiny, během nichž se budou moci cestující na palubě kochat výhledem, načež bude následovat přibližně hodinové klesání, kdy bude nejprve upouštěno hélium z balónu a posléze se gondola oddělí a přistane pod říditelným padákem typu křídlo. Samotné přistání by mělo probíhat na osm vzduchem naplněných polštářů, airbagů.

S vypouštěním stratosférických balónů má tato společnost dlouhé zkušenosti, ale co se týče letů přímo spojených s komerčním projektem Bloon, byly prozatím uskutečněny dva lety do stratosféry s poloviční zmenšeninou balónové gondoly. K prvnímu zkušebnímu letu označovanému jako microbloon 2.0 došlo 12. listopadu 2012 z letiště Léon (LELN/LEN) na severozápadě Španělska, přičemž balón vystoupal do výšky 31,8 km, ve které setrval dvě hodiny. Druhý zkušební let, microbloon 3.0, následoval 6. září 2013, tentokrát se startovalo z letiště v Córdobě (LEBA/ODB) a maximální výška letu činila 27 km, v níž balón strávil 53 minut. Od loňského roku firma taktéž testuje skafandry pro horlivě očekávané pilotované testy svého systému. Skafandry jsou zcela nově navržené americkou firmou Final Frontier Design, za níž stojí i Nikolaj Moisejev, bývalý pracovník ruského výrobce skafandrů NPP Zvezda. Prozatím poslední novinkou, která značí, že aktivity této firmy neustaly a na projektu i nadále pracuje, je letošní oznámení, že do týmu přistoupil bývalý španělsko-americký astronaut Michael López-Alegría. V případě ceny letů firmy Zero2Infinity se hovoří o sumě 110 tisíc euro, tedy necelé tři miliony korun.

Zmíním ještě jednu možnost, jak se přiblížit vesmírnému letu, i když nikoli z hlediska zážitku pohledu na zem z velké výšky, ale z hlediska zážitku stavu beztíže. Je totiž relativně nejdostupnější a navíc může fungovat jako doplněk ke stratosférickému letu balónem, pokud by člověku náhodou chyběl zážitek pobytu v beztížném stavu. Řeč je o komerčních parabolických letech, které nabízí americká firma Zero-G. Let v délce trvání přibližně 90 minut obnáší patnáct parabolických manévrů ve speciálně upraveném letounu Boeing 727 (registrace N794AJ), během každého z nich cestující zažijí stav beztíže po dobu 30 sekund, takže celkově si užijí 6 až 7 minut strávených v beztížném stavu. Cena za let činí 5 200 dolarů, tedy necelých 130 tisíc korun. V Evropě totéž nabízí společnost Novaspace s letounem Airbus 310 (F-WNOV), u níž letenka stojí 6 000 euro (přibližně 160 tisíc korun). V tomto případě let trvá jednu hodinu a nabídne též 15 parabolických manévrů. Nejde sice samozřejmě o let do extrémních výšek a následný pohled na Zemi z perspektivy astronautů, ale jako možnost, jak se zase o krok přiblížit pocitům astronautů, je tato varianta atraktivní.

Takže jak můžeme vidět, v různých stádiích příprav je několik rozličných metod, jak se přiblížit zážitku astronautů. Pokud se do komerčního provozu dostanou všichni zmínění adepti, budou mít zájemci k dispozici výlet na palubě raketoplánu, vesmírné lodi, výškového letounu a gondoly balónu. Jsem zvědav, kdo se jako první sveze všemi těmito způsoby. Ačkoli jsou ceny letenek výše zmíněných projektů zcela zásadně nižší než cena letenky na ISS, stále nejde o vyloženě lidovou sumu. Oprávněně lze proto očekávat, že postupem času, tipuji šest let po zahájení činnosti, začne docházet k postupnému snižování cen, aby firmy rozšířily množinu potenciálních zákazníků, neboť aktuálně jde pro většinu lidí o stále velice drahou záležitost.

Co se týče přínosů masového navštěvování vesmíru, nebo přinejmenším masovějšího než dosud, vyzdvihovány jsou nejrůznější klady, ať už jde o technologický pokrok či pozitivní ekonomický dopad. Stejně tak, abychom byli upřímní, se objevují negativní hlasy na účet vesmírné turistiky. Leckdo v ní vidí zbytečné hazardování s lidskými životy, nulový přínos vědě a technice a v neposlední řadě i odklon od důležitých „pozemských“ problémů, jež si mnohdy žádají akutní řešení, ve prospěch pouhé zábavy pro zhýralé zbohatlíky. Ať už je to s právě uvedenými klady i zápory jakkoli, jeden naprosto zásadní přínos, který překryje všechna jiná pozitiva a vynuluje negativa, tu přece jen je. A na ten se nyní podíváme.

Tím nejpřevratnějším přínosem, jaký může vesmírná turistika nabídnout, je neobyčejně silný estetický a především emocionální zážitek pohledu na naši rodnou planetu z vesmírné perspektivy. Jde o zážitek, který má schopnost přetvořit způsob, jakým lidé přemýšlejí. Již samotná estetická hodnota pohledu z vesmíru je ohromná, ostatně po svém návratu zpět na Zemi to pěkně popsal Jurij Gagarin, první člověk, který se do vesmíru kdy podíval: „Poprvé jsem na vlastní oči viděl, že Země má tvar koule. Obraz obzoru je velmi zvláštní a velmi jasný. Neobyčejně krásný je přechod od světlého povrchu Země k úplně černému nebi, na němž jsou vidět hvězdy. Tenhle přechod je velmi jemný, je to jakýsi úzký pás kolem zeměkoule. Má světlounce modrou barvu. A celý přechod od modré k černé je neobyčejně plynulý a krásný. Těžko to vylíčit slovy.“ Ještě důležitější je ale to, co s tímto požitkem úzce souvisí, totiž schopnost pozitivní transformace lidské mysli, představivosti, uvažování a tvůrčího jednání. Jde o něco, co má potenciál kladně ovlivnit celý svět, jakkoli klišoidně to může znít.

Tento efekt je znám již dlouhou dobu a je poměrně dobře prozkoumaný. Nezanedbatelná část astronautů a kosmonautů po svém návratu z vesmíru zpět na Zemi vypověděla o změněném náhledu na svět, který zapříčinil pohled z vesmíru na naši rodnou planetu. Spatřit Zemi v úplně jiném kontextu, dalo by se říci vesmírném, má na člověka, jak ukazují případy lidí, kteří se z vesmíru vrátili, velmi silný emocionální dopad. Pro tento fenomén zavedl v roce 1987 filozof Frank White zvláštní pojem: „overview effect“, přeložitelný zhruba jako „dojem všeobsahujícího pohledu“. Ti, kdo toto zažili, hovoří o výrazně pozměněném způsobu přemýšlení, kdy na svět, společnost i samy sebe pohlížejí perspektivou nových kategorií, do nichž se předtím nedokázali vcítit. Zatím tento pocit zažilo jen velice malé procento z celkové lidské populace, neboť vesmírné lety jsou prozatím jen výsadou výborně vycvičených profesionálů. Jakmile to vesmírná turistika změní, a obdobný prožitek budou moci zažít lidé nejrůznějších profesí, ať už půjde o učitele, básníky, spisovatele, malíře či třeba „pouhé“ rodiče malých dětí, lze si jen stěží představit, jak moc je ovlivní a jakých výsledků se od nich potom dočkáme.

Na tomto místě rozhodně stojí za to zmínit, jaký dopad měla „obyčejná“ fotografie Země pořízená z vesmíru. Na Štědrý den roku 1968 z oběžné dráhy kolem Měsíce pořídil člen osádky Apolla 8 astronaut William Anders fotografii, o níž lze říci, že skutečně změnila svět. Na snímku půvabně pojmenovaném „východ Země“ (Earthrise) zachytil, jak se naše modrá planetu pomalu vynořuje ze stínu Měsíce, podobně jako na Zemi můžeme sledovat východ Slunce. Snímek obletěl celý svět a záhy, společně i s dalšími fotkami pořízenými během misí Apollo, se stal impulzem pro celosvětové hnutí (nejen) na ochranu planety Země. Americký astrofyzik a popularizátor vědy Neil deGrasse Tyson si dal tu práci a vyhledal, jaký dopad měla fotografie Země pořízená z vesmíru na společnost. Z jeho příkladů vybírám jen několik. Tak třeba v roce 1970 byl vyhlášen Den Země, ve stejném roce byla založena Agentura pro ochranu životního prostředí. V roce 1971 byla založena organizace Lékaři bez hranic. O rok později byl zakázán postřik DDT. A tohle všechno bylo zapříčiněno „obyčejnými“ fotografiemi. Přiznejme si ale, že jakkoli povedené fotky mohou být, jde jen o velice chabou náhradu zážitku na vlastní kůži. A právě ten vesmírná turistika slibuje přinést. Jen si zkusme představit, co by mohlo následovat, pokud by dostal příležitost pohlédnout na Zemi z vesmíru každý druhý či dokonce úplně každý. Opomenout nelze ještě další fakt. Životy lidí a vše, co dělají, je významnou měrou utvářeno tím, co je obklopuje. Dnes považujeme za naprosto samozřejmé, že se po zemi dopravujeme automobily a na větší vzdálenosti létáme vzduchem na palubách letadel. Všechny tyto skutečnosti utváří určitou základní bázi pro možnosti našeho myšlení, ze kterého následně vznikají naše další představy, odkud vycházejí podnikatelské nápady a vznikají inovace. Jakmile budou obdobně běžným jevem turistické lety do vesmíru, rozšíří se naše paleta představitelného, a tedy budou moci vzniknout věci, které si dnes jednoduše nedovedeme představit.

Tvrdí-li proto někdo, že máme tady dole na Zemi dostatek svých problémů, které bychom měli řešit namísto toho, abychom posílali lidi do vesmíru, měl by napřed vzít v úvahu výše zmíněné. Dost možná pak bude velice překvapen, když uvidí, že naše takzvané pozemské problémy nacházejí svá řešení díky lidem, kteří se podívali tam nahoru. Nejen pohled či chcete-li nadhled, který mohou extrémní výšky nabídnout, ale i zážitek toho, že člověk pocítí na vlastní kůži svou přítomnost na místě, které je nehostinné a vůči lidskému životu zcela nepřátelské, a kde by bez pomoci techniky nikdy nedokázal přežít, může být tím, co samovolně spustí pozitivní změnu v celé společnosti.

Odvažuji se tvrdit, že v současné době neexistuje nic (snad vyjma podmořského průzkumu), co by takovou měrou živilo odvěkou lidskou touhu po objevování dosud neprozkoumaného a zažívání něčeho zcela nového, jako právě vesmírná (a stratosférická) turistika. Není patrně nic, co by mělo takový transformační potenciál jako dnes představené projekty. Pokud kohokoli v současnosti fascinuje doba rozvoje a rozmachu civilní letecké přepravy, kterou takřka ikonicky představovala společnost Pan Am, může výskat radostí, protože žije v době, kdy se totéž děje v oblasti vesmírných letů.

Kam dál?
Video druhého raketového letu SpaceShipTwo: https://youtu.be/H-khULLjtgU
Video třetího raketového letu SpaceShipTwo: https://youtu.be/pwm3leZu-O0
Video z prvního letu rakety s lodí New Shepard firmy Blue Origin: https://youtu.be/rEdk-XNoZpA
Video ze zkušebního letu World View do výšky 36,5 km: https://youtu.be/sdsVwN-lCX8
Video z letu microbloon 2.0 do výšky 32 km: https://youtu.be/fn7QxbIj1JE
Fotografie „východ Země“: http://www.nasa.gov/sites/default/files/297755main_gpn-2001-000009_full_0_0.jpg
Díl o soukromém raketoplánu SpaceShipOne: http://airspotter.eu/Download/SpaceShipOne.pdf
Díl o závodních raketových letounech a raketoplánu Lynx: http://airspotter.eu/Download/Rocket_Racer.pdf
Díl o prvním stratosférickém turistovi Alanu Eustaceovi: http://airspotter.eu/Download/StratEx.pdf

Celý text je dostupný rovněž ve formátu .pdf: http://airspotter.eu/Download/Vesmirna_turistika.pdf

Marek Vanžura
Návrat nahoru
Zobrazit informace o autorovi Odeslat soukromou zprávu Odeslat e-mail Zobrazit autorovy WWW stránky
MarekV
Site Admin


Založen: 25.3.2007
Příspěvky: 1332
Bydliště: LKTB/BRQ Brno Tuřany

PříspěvekZaslal: út srpen 25, 2015 7:31 pm    Předmět: Citovat



36. díl – Airbus E-Fan aneb pan Blériot by měl radost

Masový rozmach letadel poháněných elektrickým motorem již pomalu klepe na dveře. Důkazem toho je i přelet lamanšského průlivu elektroletem Airbus E-Fan uskutečněný 10. července 2015, kdy letoun pokořil vzdálenost 74 km mezi britským letištěm Lydd a francouzským letištěm Calais. Počin, který má již tradičně značný symbolický význam, je ještě umocněn tím, že jen o pár hodin dříve kanál La Manche přelétl elektrický letounek Cri-Cri vybavený elektromotory společnosti Electravia. Zatímco většina následné pozornosti médií byla věnována slovní potyčce mezi oběma aktéry o tom, kdo byl doopravdy první, nás bude zajímat především úsilí obou týmů zasazené do širšího kontextu pokusů s elektrickým pohonem. Díky tomu totiž jasně uvidíme, že současný vývoj zdárně spěje do situace, kdy budeme tyto tiché stroje vídat nad svými hlavami čím dál častěji.

Šířka lamanšského průlivu není nijak závratná, v nejužším místě má průliv pouhých 33,1 km, přesto se stal jakýmsi etalonem významnosti dopravních prostředků. Opravdovou výzvou byl zcela jistě pro aviatiky na začátku dvacátého století, kdežto dnes může působit coby překážka spíše směšně. Přesto si již od 25. července 1909, kdy jej úplně poprvé v letadle přeletěl francouzský letec Louis Blériot motivovaný odměnou tisíc britských liber, kterou nabídly noviny Daily Mail tomu letci, jemuž se tento přelet zdaří, udržuje překonání vodní plochy mezi kontinentální Evropou a britskými ostrovy značný symbolický význam. Není proto divu, že i společnost Airbus zvolila toto místo k odstartování elektrické revoluce v letectví. V pondělí 6. července 2015 proto vydala tiskové prohlášení, že v pátek 10. července její elektrický letoun E-Fan uskuteční přelet lamanšského průlivu. To bylo dostatečným impulzem k tomu, aby francouzský letec a šprýmař Hugues Duval uskutečnil totéž ve čtvrtečních večerních hodinách 9. července. Šlo tak o vyvrcholení několikaleté neformální rivality mezi firmami Airbus a Electravia na poli elektrických letadel.

Evropský letecký výrobce Airbus se elektrickým pohonem v letectví začal zabývat v roce 2010, kdy ještě pod tehdejším jménem EADS v pobočce Innovation Works vyvinul elektrifikovanou verzi letounku MC-15 Cri-Cri (registrace F-PRCQ). Původní dva spalovací motory pohánějící tažné vrtule umístěné v gondolách na pylonech před kabinou byly nahrazeny dvěma dvojicemi elektromotorů pohánějící vždy tažnou a tlačnou třílistou vrtuli. Standardní letounek Cri-Cri (cvrček) je nejmenším dvoumotorovým letadlem na světě (má rozpětí 4,9 metru a délku 3,9 metru). Kromě toho je navržen tak, že je plně akrobatický, takže s ním lze provádět klasické akrobatické figury. Elektrická verze „cvrčka“ se vyznačovala dokonce ještě lepšími akrobatickými vlastnostmi než verze se spalovacími motory, stejně tak i lepší stoupavostí. Na druhou stranu měl celokompozitový elektrolet s maximální vzletovou hmotností 175 kg vybavený lithium-polymerovým akumulátorem o hmotnosti 26,8 kg a kapacitě 5 Ah napájející čtveřici elektromotorů o souhrnném výkonu 22 kW výdrž jen 30 minut při letu cestovní rychlostí 110 km/h, v případě akrobacie pak pouhých 15 minut, oproti dvou a půl hodinové výdrži běžné verze.

Poprvé byl stroj veřejně představen na pařížském aerosalonu v červnu roku 2010, zatím pouze ve statické ukázce. K prvnímu vzletu tohoto elektroletu došlo 2. září 2010 na letišti Le Bourget (LFPB/LBG) a za řízením po dobu sedmiminutového letu seděl zkušební pilot Didier Esteyne, jenž stroj pilotoval po celou dobu běhu programu a rovněž jej předváděl veřejnosti na leteckých dnech. Nejprve na pařížském aerosalonu v Le Bourget ve dnech 20. až 26. června 2011 a následně i na leteckém dni v La-Ferte Alais (LFFQ) o víkendu 26. a 27. května 2012. Elektroletounek Cri-Cri tak byl prvním strojem, prostřednictvím kterého se Airbus dotknul elektrického pohonu. O tom, že šlo o významný a přínosný krok, nelze pochybovat, protože se na jeho základech záhy zrodil návrh zbrusu nového elektrického letounu, jenž nese jméno E-Fan.

Prvotní práce na návrhu E-Fanu začaly koncem roku 2011 a finální podoba stroje byla vyhotovena a schválena v říjnu roku 2012. Vzhledem k bohatým zkušenostem s výrobou letadel a rovněž s provozem elektroletounku Cri-Cri nebyla výroba E-Fanu nijak komplikovaná, takže probíhala poměrně rychle. Konstrukčně se jedná o celokompozitový dolnoplošník s rozpětím 9,44 metru, délkou 6,67 metru a výškou 2 metry. Ocasní plochy jsou tvaru T. Hmotnost prázdného stroje je 500 kg, z čehož baterie tvoří 167 kg, a maximální vzletová hmotnost 600 kg. Cestovní rychlost činí 160 km/h a nejvyšší rychlost je 220 km/h. Akumulátory dovolují let v délce 45 až 60 minut. Kabina je dvoumístná s tandemovým uspořádáním sedadel, přesto stroj létal vždy jen s jedinou osobou na palubě. O pohon se stará dvojice elektromotorů každý o maximálním výkonu 32 kW, o jejichž napájení se stará sestava lithium-iontových akumulátorů umístěných v kořeni křídel. Motory pohánějí dvojici vrtulí umístěných v prstencích (odtud označení Fan) na boku trupu za kabinou. Podvozek je zatahovací příďového typu v tandemovém uspořádání s malými stabilizačními podvozkovými nohami pod křídly. Hlavní podvozkové kolo je rovněž vybaveno malým elektromotorem o výkonu 6 kW, který pomáhá s rozjezdem stroje až do rychlosti 60 km/h, čímž snižuje spotřebu energie, protože nabízí pi pohybu po zemi její účinější využití.

Veřejnou premiéru si E-Fan odbyl na oblíbeném a dalo by se říci že i tradičním místě, totiž na aerosalonu v Paříži od 17. do 23. června 2013. Zatím pouze ve statické ukázce a se stylovou registrací F-WATT. K prvnímu letu pilotovaném Didierem Esteyenem došlo 11. března 2014 na letišti Bordeaux Mérignac (LFBD/BOD), kdy letoun nesl novou registraci F-WILE. Veřejnosti se představil na aerosalonu ILA v Berlíně ve dnech 20. až 25. května 2014 a na aerosalonu v britském Farnborough ve dnech 18. až 20. června 2014. A samozřejmě nechyběl ani na letošním aerosalonu v Le Bourget konaném od 15. do 21. června 2015. Vystoupení v pátek 19. června se zároveň stalo jubilejním 100. letem tohoto stroje při dosavadním náletu 49 hodin, přičemž zatím nejdelší let trval padesát minut. Airbus proto nabyl dostatečnou důvěru ve svůj elektrický stroj a rozhodl se přikročit k milníku v letectví, totiž k přeletu vodní plochy oddělující Velkou Británii od zbytku Evropy. Rozhodnutí o přeletu lamanšského průlivu bylo s velkou slávou oznámeno v pondělí 6. července 2015, přičemž k němu mělo dojít ještě ten samý týden, v pátek 10. července. E-Fan putoval v rozloženém stavu po silnici na letiště Lydd, kde byl sestaven a připraven na oznámený let.

Přelet započal na britském letišti Lydd (EGMD/LYX) na jihovýchodě Anglie a úspěšně skončil na francouzském letišti Calais-Dunkerque (LFAC/CQF). Let měřící 74 km trval 37 minut. Po startu z letiště Lydd nad ním E-Fan zakroužil, zatímco doprovodný vrtulník provedl vizuální inspekci, zda není něco v nepořádku, načež se Esteyne vydal vstříc Francii. Celý let byl v přímém přenosu vysílán s doprovodným komentářem na internetu. Prakticky ideální počasí přeletu přálo, takže Esteyne vše bez sebemenšího problému zvládl a úspěšně přistál na cílovém letišti. Na letišti ve Francii na něj již čekali nedočkaví novináři a maketa E-Fanu 2.0 společně s replikou Blériotova letounu, což byla velmi stylová dekorace. Airbus záhy v tiskové zprávě oznámil své prvenství v přeletu průlivu elektroletem. To se ale začala na povrch vynořovat skutečnost, za níž stál francouzský pilot Hugues Duval.

Francouzská firma Electravia, která si s elektrickým pohonem letadel začala pohrávat v roce 2007, sice nemá natolik ambiciózní plány jako Airbus, přesto byla hodně vidět, i když v roce 2014 upustila od vývoje motorů a celou svoji pozornost se rozhodla věnovat vývoji a výrobě vrtulí pro elektrolety. Prvním elektroletem této firmy se stal letoun BL-1E Electra (značky F-WMDJ), se kterým 23. prosince 2007 na letišti Aspres sur Buëch (LFNJ) uskutečnil první let Christian Vandamme. Druhým významným počinem této firmy se stal elektroletounek MC-15E Cri-Cri (registrace F-WZTU) vybavený dvojicí elektromotorů o jednotkovém výkonu 19 kW pojmenovaný E-Cristaline. Jeho pilot Hugues Duval s ním následně podnikl sérii velice úspěšných letů a rovněž oživil vystoupení dříve létané jeho otcem na leteckých dnech. Nejdříve 5. září 2010 na leteckém dni na letišti Pontoise (LFPT/POX) vytvořil světový rychlostní rekord elektroletu, když dosáhl nejvyšší rychlosti 262 km/h. O necelý rok později rekord překonal během vystoupení na pařížském aerosalonu dne 25. června 2011 rychlostí 283 km/h. Na tomto leteckém dni se poprvé střetly oba elektrické Cri-Cri. Pro úplnost ještě stojí za krátkou zmínku, že Duvalův rychlostní rekord překonal pozoruhodný dobrodruh Chip Yates s elektrickým letounem Long-ESA nesoucí registraci N89CY, s nímž dosáhl 23. listopadu 2013 rychlosti 324,02 km/h, čímž získal titul nejrychlejšího elektrického letadla na světě. Po rekordních pokusech se Duval rozhodl přivést zpět k životu představení, se kterým jeho otec Yves Duval sklízel na konci 90. let minulého století značné ovace. Vzdušné starty letounku Cri-Cri ze hřbetu nosného letounu Max Holste Broussard. K oživení došlo v září 2012, kdy Duval začal s programem nazvaným Breton Shuttle zahajovaným vzletem za letu ze hřbetu letounu Max Holste MH-1521C-1 Broussard (F-GDPX). Tento mateřský letoun o tři roky později hrál důležitou roli během přeletu lamanšského průlivu.

Protože Duvalovi nejsou zdravá soutěživost a smysl pro humor ničím cizím, jakmile se doslechl, že Airbus plánuje přelet lamanšského průlivu svým elektroletem E-Fan, ani na chvíli nezaváhal a totéž uspořádal o pár hodin dříve. Ve čtvrteční podvečer 9. července 2015 odstartoval v oblasti hrabství Kent ze hřbetu nosného stroje Broussard a ihned se vydal směrem k Francii, kde po pouhých 17 minutách letu přistál na letišti Calais-Dunkerque (LFAC/CQF). Tím společnost Airbus připravil o chtěné prvenství, takže se rychle strhla zajímavá debata o tom, jestli byl Duval skutečně první, když neodstartoval vlastní silou z pevniny, ale vynesl jej do vzduchu mateřský letoun.

V zápalu diskusí o prvenství přeletu lamanšského průlivu elektroletem se ale přehlédla jedna poměrně důležitá skutečnost. Opravdové prvenství si na svůj účet totiž připsal již v roce 1981 letoun firmy AeroVironment. Její letoun nazvaný Solar Challenger, za jehož řízením usedl Stephen Ptacek, uskutečnil dne 7. července 1981 let o délce 262 km a době trvání 5 hodin a 23 minut z francouzského letiště Pontoise (LFPT/POX) na v té době vojenské letiště Manston na východě Británie, čímž pochopitelně zdolal i lamanšský průliv. Šlo o velice lehký stroj vybavený solárními články, které za letu částečně dobíjely akumulátory. Se znalostí této historické události se vášnivá debata mezi Airbusem a Duvalem jeví bezpředmětně. A bezpředmětná v podstatě je, protože význam obou těchto letů spočívá v něčem jiném. Totiž ve zviditelnění faktu, že stojíme na prahu elektricky poháněného létání.

E-Fan, jakkoli zajímavý, je zatím jen demonstrátorem a mezistupněm na cestě za budoucími mnohem pokročilejšími verzemi. Společnost Airbus má svoji cestu za elektrifikací letectví rozvrženou do několika fází. Základním stavebním kamenem byl letounek Cri-Cri. Na něj navázal výše představený letoun E-Fan, pro nějž se z hlediska tohoto odstupňování rovněž používá přídomek 1.0. Na letošním aerokosmickém veletrhu v pařížském Le Bourget představil Airbus maketu stroje E-Fan 2.0, což je další vývojové stádium elektroletadel tohoto evropského výrobce. V tomto případě již nepůjde o demonstrátor, ale o komerčně nabízený stroj. Představená maketa odhalila, že půjde o dvoumístný stroj, kde bude posádka sedět vedle sebe, což je i hlavní rozdíl oproti předchozí verzi. Největší odbytiště spatřuje Airbus u leteckých škol, kterým by měl takový letoun nabízet takřka ideální platformu pro letecký výcvik, neboť by stlačil náklady na letovou hodinu velice blízko k nule. První vzlet je prozatím plánován na rok 2017 a zahájení dodávek zákazníkům o rok později. Dalším vývojovým stádiem je E-Fan 4.0, což bude, jak napovídá název, čtyřmístná verze. V tomto případě bude volena hybridní koncepce, kdy letoun na palubě ponese spalovací motor, který bude za letu dobíjet akumulátory, čímž výrazně zvýší dolet. S jeho záletem se počítá na rok 2019. Vrcholem celého tohoto vývoje je stroj nazvaný E-Thrust, což by měl být 90místný hybridní letoun. O pohon by se měla starat skupina elektromotorů, jejichž akumulátory bude dobíjet palubní spalovací motor. Takové řešení znamená oproti dnešním typům i více než poloviční snížení spotřeby paliva, škodlivých emisí a hluku. Prozatím jde pouze o koncept, který ještě dlouhou řadu let neopustí rýsovací prkna respektive pevné disky počítačů, ale přinejmenším ukazuje, že Airbus nespí na vavřínech a snaží se jít inovacím vstříc.

Elektricky poháněná letadla jsou bez jakýchkoli pochybností hitem posledních let. Nepřekvapí proto, že se tímto segmentem letadlové techniky zabývá téměř každý výrobce letadel. Výjimkou nejsou ani čeští výrobci. Již několik let brázdí nebe elektricky poháněný demonstrátor SportStar Epos (OK-SAU 33) kunovické firmy Evektor. Rovněž mezi projekty brněnského Vysokého učení technického nalezneme elektrolet, letoun VUT 051 Ray (OK-IAE). A zapomenout nelze ani na práci kutilů, kteří prozkoumávají možnosti elektropohonu takříkajíc „doma v garáži“. Nejznámějším z nich je Martin Štěpánek, který v loňském roce se svým strojem D-14 Phoenix (OK-QUA 98 ) po etapách obletěl značnou část naší republiky. Toto všechno je zatím pořád jenom začátek. Jak bude čas postupovat, zcela jistě se dočkáme dalších pozoruhodných elektricky poháněných strojů. Jistě to nebude trvat dlouho.

Kam dál?
Video shrnující let E-Fanu přes lamanšský průliv: https://youtu.be/vN-xWsmUAZ4
Kompletní záznam přímého přenosu celého přeletu: https://youtu.be/-meQ8sAl5Ng
Video Duvalova elektroletounku Cri-Cri: https://youtu.be/rkEHIv1o7u8
Díl věnovaný elektrifikaci v letectví: http://airspotter.eu/Download/Elektrifikace.pdf

Celý text je dostupný rovněž ve formátu .pdf: http://airspotter.eu/Download/E-Fan.pdf

Marek Vanžura
(Photo © T. Laurent)
Návrat nahoru
Zobrazit informace o autorovi Odeslat soukromou zprávu Odeslat e-mail Zobrazit autorovy WWW stránky
MarekV
Site Admin


Založen: 25.3.2007
Příspěvky: 1332
Bydliště: LKTB/BRQ Brno Tuřany

PříspěvekZaslal: út září 01, 2015 12:54 am    Předmět: Citovat



37. díl – Buitenschot park aneb cesta za snižováním hluku letišť

Ohledy na životní prostředí a kvalitu života jsou v dnešní době alfou a omegou prakticky každé lidské činnosti. V letectví to můžeme velice dobře sledovat na snahách výrobců letadel a motorů přicházet na trh se stále dokonalejšími, úspornějšími a tiššími stroji. K radosti všech se to velice úspěšně daří, přesto i nadále brázdí vzdušný prostor nemalé množství starších letadel, která se nemohou pochlubit tak přívětivými parametry. A navíc, jakkoli tiché mohou stroje být, na letištích, kde se shlukují ve velkých počtech, se hluk umocňuje. Proto se jeví jako rozumná snaha řešit tuto problematiku i ze strany vzdušných přístavů. Za průkopníka v tomto ohledu můžeme prohlásit letiště Schiphol obsluhující nizozemské hlavní město Amsterdam s jeho pozemním uměleckým parkem Buitenschot.

Letiště Schiphol (EHAM/AMS) v Amsterdamu je pátým nejvytíženějším letištěm v Evropě, za loňský rok odbavilo téměř 55 milionů cestujících. Tento vzdušný přístav se nachází zhruba deset kilometrů od centra nizozemského hlavního města, přičemž eviduje v průměru 1 240 pohybů letadel denně. Asi proto příliš nepřekvapí, že hluková zátěž není nejmenší a šíří se až do vzdálenosti 14 km. Vedení letiště z tohoto důvodu hledá nejrůznější řešení, jak produkci hluku co nejvíce snížit. Jedním z nich bylo vybudování šesté vzletové a přistávací dráhy na velmi odlehlém místě. Tato nová dráha, uvedená do provozu v roce 2003 s orientací 18R/36L a o délce 3 800 metrů familiárně označovaná Polderbaan, se nachází v pozoruhodné vzdálenosti 7 kilometrů od letištních budov a stojánek. To znamená, že letadla k ní od terminálu pojíždějí i čtvrt hodiny. Díky této své odlehlé poloze sice hluk letadel obtěžuje okolní obyvatelstvo výrazně méně než v případě ostatních drah, ale dlouho pojíždějící stroje jsou zdrojem nového hlukového znečištění. Amsterdamské letiště se proto rozhodlo bojovat i s tímto nově vzniklým nepřítelem.

Oslovilo proto v roce 2008 Nizozemskou organizaci aplikovaného vědeckého výzkumu, zda by dokázala přijít s nějakým řešením. Ta se zadání zhostila se ctí a již poměrně brzy přinesla první náznaky, jak problém odstranit. Výzkumníci si díky své mimořádné všímavosti uvědomili, že na podzim, kdy jsou pole kolem letiště zoraná, je hluk produkovaný letadly na zemi výrazně menší než v jiných částech roku. Díky tomu získali první vodítko k nalezení řešení, neboť hluk vytvářený pojíždějícími letadly má poměrně malou frekvenci, a tedy velkou vlnovou délku, kvůli čemuž nelze využít běžných protihlukových stěn, které máme možnost vídat podél dálnic, protože je zvukové vlnění jednoduše přeskočí. Bylo třeba přijít na něco sofistikovanějšího. Dalším klíčem k nalezení toho správného řešení, jak snížit letištní hluk obdobným způsobem, jako to dělá oranice, ale o poznání účinněji, se stala práce německého fyzika přelomu 18. a 19. století Ernsta Chladniho.

Ernst Chladni se zabýval akustikou, v jejímž rámci podnikal řadu dnes již slavných experimentů. Nejznámějším z nich je pokus, kdy na kovovou desku nasypal jemnou vrstvu písku a následně po její hraně přejížděl smyčcem. Taháním smyčce po hraně desky se zrnka písku rozkmitala a přeskupila do vzorců, kterým dnes říkáme Chladniho obrazce. Místa, ve kterých se písek hromadí, říká se jim uzly, jsou místa s nulovou amplitudou, tedy v nich nedochází k žádným kmitům ani vibracím. To v případě letištního hluku a jeho následné eliminace znamená, že stačí změřit jeho vlnové délky a následně určit uzly, do nichž je třeba umístit deflektory, které by vlnění odkláněly do takového směru, kde bude méně rušivé. Vzhledem k povaze zvukového vlnění letištního hluku nestačí deflektor jeden, ale celý jejich systém. Zkrátka prostranství o velikosti menšího parku.

Konkrétní návrh celého prostranství byl svěřen firmě H+N+S Landscape Architects, která ve spolupráci s umělcem Paulem de Kortem navrhla a realizovala finální podobu parku. Park se rozléhá na ploše 33 hektarů a je tvořen celkem 150 rovnými brázdami dohromady tvořícími zhruba tvar diamantu mezi nimiž jsou hrby navzájem vzdálené 10,9 metru a vysoké 3 metry. Vytvořené hrby byly zatravněny a rovněž mezi nimi byly zbudovány zpevněné cesty. Vzhledem k netypickému tvaru připomíná celé prostranství labyrint. Po dokončení parku byla provedena měření, která ukázala, že hladina hluku se snížila o dva až tři decibely. To se sice nemusí zdát jako mnoho, ale je třeba pamatovat, že jde o logaritmickou jednotku, takže z hlediska vnímané hlučnosti jde o výrazné ztišení. Pokud by rozloha parku byla větší, bylo by úměrně tomu dosaženo i většího utlumení hluku. Park byl oficiálně otevřen 4. října 2013 a dostal název Buitenschot, což v holandštině doslova znamená „mimo rozsah“, v běžné řeči jde o frázi znamenající „z dosahu“, případně „z dostřelu“, takže ve volném překladu jde o „park z dosahu hluku“.

Na celém projektu je nesmírně půvabné, jakým způsobem skloubil funkčnost v eliminaci hluku s estetickou elegancí, kdy nabízí líbivé prostory k vyžití. Díky tomu, že byl k projektu přizván umělec, získala na první pohled nudná protihluková bariéra živé kontury pro širší využití. Park se stal oblíbeným místem na procházky, jízdu na kole a obecně trávení volného času, včetně pořádání různých společenských akcí. Paul de Kort navíc pro park navrhl i dvojici uměleckých děl, která celý prostor doplňuje a oživuje. Tím prvním z nich je skulptura připomínající ucho, která slouží coby zvukový násobič, takže když se do ní člověk postaví, uslyší hluk, který jinak díky vytvořeným deflektorům neslyší. Druhým uměleckým prvkem je vodní plocha tvaru diamantu, na níž de Kort postavil mechanismus pro vytváření vln prostřednictvím šlapání, čímž symbolizuje zvukové vlnění. Celý park je zcela volně přístupný. Myslím, že nejen pro letecké nadšence jde o další zajímavé místo, které by člověk při pobytu v nizozemském hlavním městě mohl navštívit.

S hlukovou zátěží se nepotýkají jen obří uzlová letiště s více než tisícovkou pohybů letadel denně, ale v podstatě všechna letiště po celém světě. Dokonce je otázkou, zda vůbec existuje letiště, kde se nějaké stížnosti na hluk neobjevily. Zkušenosti s tím máme ostatně i zde v Brně. V dřívějších letech to byly protesty proti hlučnému provozu na letišti v Tuřanech, v současnosti se objevují stížnosti na hluk dokonce i na malém aeroklubovém letišti v Medlánkách. Zde je ale spíše otázkou, nakolik malá (a bezmotorová) letadla skutečně hlukem obtěžují, a nakolik jde o zpovykanost nově přistěhovaných lidí. V každém případě si je celý letecký sektor dostatečně dobře vědom důležitosti snižování hlukové stopy letadel, a tak se objevují rozličné návrhy, jak tuto problematiku řešit. Od těch relativně prostých, jako jsou navrhované strmější úhly klesání přistávajících letadel, která by se tak k letištím přibližovala ve větších výškách a sklesávala až co nejblíže letišti, až po komplexnější technická řešení, kterých jsme se zde již v minulosti několikrát dotkli. Ať už jde o elektrifikaci, která slibuje snížení hlučnosti letadel (WheelTug, E-Fan a další), či aktivity směřující k realizaci tichého nadzvukového letu bez rušivého aerodynamického třesku (SSBD, Quiet Spike atd.).

Je zřejmé, že řešení snižující hluk letadel, jaké zvolili na amsterdamském letišti, nepůjde realizovat úplně všude. V mnoha případech totiž poloha letiště a zástavby natěsnané na tyto prostory zkrátka neumožní, aby mohl podobný park vzniknout kdekoli. Přesto jde o hodnotný příklad, že stále existují způsoby, jak učinit vzdušné přístavy přívětivějšími vůči svému okolí. Že tuto cestu razí právě Schiphol příliš nepřekvapuje, neboť jde o značně progresivní letiště, které jde neustále vstříc inovacím, což jsme mohli vidět již dříve v případě letových zkoušek robotického dravce RoBird pro biologickou ochranu letiště. Přejme si více podobných letišť.

Kam dál?
Video z výstavby a provozu parku: https://youtu.be/8a9bivNmGJ8

Celý text je dostupný rovněž ve formátu .pdf: http://airspotter.eu/Download/Buitenschot.pdf

Marek Vanžura
(Photo © Paul de Kort)
Návrat nahoru
Zobrazit informace o autorovi Odeslat soukromou zprávu Odeslat e-mail Zobrazit autorovy WWW stránky
MarekV
Site Admin


Založen: 25.3.2007
Příspěvky: 1332
Bydliště: LKTB/BRQ Brno Tuřany

PříspěvekZaslal: út září 22, 2015 1:31 pm    Předmět: Citovat



38. díl – Boeing NT-43A aneb přísně tajná „sedmtřisedmička“

O tajných projektech už ze samotné podstaty a definice ví vždy jen hrstka zasvěcených, zatímco všichni ostatní nemají o existenci něčeho podobného ani tušení. K odtajnění dochází, pokud vůbec, až po dlouhé době, kdy odhalení existence již nemůže projekt nijak ovlivnit a ohrozit, tedy zpravidla tehdy, kdy jsou získané poznatky důkladně prostudovány a nezřídka i aplikovány. Pokud si to ale někdo neuvědomí, může dojít k mylnému závěru, že v současnosti se na žádných přelomových tajných projektech už nepracuje. Nic nemůže být dál od pravdy. Dnešní tajné projekty budou totiž přísně střežené ještě řadu let a dozvíme se o nich opět až zpětně s dlouhým zpožděním. Přesto jednou za čas se nějaká zmínka o zajímavém právě probíhajícím tajném projektu objeví. Sice většinou nejde o ty úplně nejžhavější novinky, ale i tak bývají informace mimořádně vzrušující. Jeden z tajných projektů, o kterém se něco málo ví, se skrývá pod označením Boeing NT-43A.

Střediskem amerického vývoje takzvaných černých projektů, tedy přísně tajných letadel, je oblast v Nevadě nazvaná Nevada Test and Training Range (NTTR), jejíž součástí je mimo jiné i legendární a mýty opředená Oblast 51. A právě v NTTR v současnosti působí na první pohled nezvykle vyhlížející „sedmtřisedmička“. Letoun nesoucí plné označení Boeing NT-43A RTB (Radar Test Bed, radarová zkušebna) je výrazně modifikovaným strojem Boeing 737-200, který od roku 2001 slouží k ověřování radarové nezjistitelnosti takzvaných stealth letadel.

Letoun Boeing 737-200 výrobního čísla 20702/362 byl poprvé zalétán 2. července 1974 a o deset dní později dodán americkému letectvu pod evidenčním číslem 73-1155. Zde sloužil až do 25. září 1997 jako výcvikový stroj pod vojenským označením T-43A. Následně byl zakonzervován a uložen na „hřbitově letadel“ v arizonském Tucsonu na letecké základně Davis-Montham (KDMA/DMA). Po více než dvou letech se pro tento letoun našlo nové využití, a to jako základ pro létajicí radarovou zkušebnu. Nejprve byl 19. listopadu 1999 přelétnut na Hillovu leteckou základnu (KHIF/HIF) v Utahu do Ogdenského leteckého logistického centra na renovaci a následující rok v březnu pokračoval do dílen na letišti Goodyear (KGYR/GYR) v Arizoně, kde jej čekala další přestavba a zástavba radarového vybavení. Přestavba byla dokončena 22. února 2001 a první let v nové podobě s označením NT-43A se uskutečnil 21. března 2001.

Nejviditelnější modifikací letounu jsou dva rozměrné válcové kryty radarů na přídi a zádi. Délka příďového krytu je 2,7 metru, záďového 5 metrů a průměr obou je 1,8 metru. Kompozitové radomy vyrobil Lockheed Martin ve výrobním závodě v Palmdale v Kalifornii. Na horní straně radarových krytů se nacházejí také infračervené snímače pro zjišťování tepelné stopy měřeného letadla. Při srovnání snímků pořízených v průběhu let je možné rozeznat, že NT-43A prochází průběžnými modifikacemi přístrojové techniky, protože se na jeho trupu objevují nové „boule“ čili kryty dalších aparatur a antén. Všechno toto vybavení slouží k letovým testům „neviditelných“, tedy radarem obtížně zjistitelných strojů, kdy NT-43A letí ve formaci společně s testovaným letadlem a provádí důkladná měření jeho stealth vlastností. Taková měření dovolují pečlivě zkoumat například nově vyvinuté nátěry, nové tvary či třeba vlastnosti materiálů v průběhu jejich životnosti. Rovněž se provádí měření i tepelného vyzařování letounů. Nelze pochybovat ani o tom, že se stroj používá i k ověřování stealth charakteristik u nových, veřejnosti dosud neznámých letadel.

Je známo, že během letů používají piloti tohoto stroje volací znak RAT 55 (Krysa 55), což je zkratka složená z počátečních písmen RAdar Test, přičemž číslo 55 je poslední dvojčíslí evidenčního čísla. Stylizovaného hlodavce s volacím znakem nosí osádka i na svých nášivkách. Vzhledem k povaze a účelu tohoto stroje je pochopitelné, že existuje jen minimum obrazových materiálů. Dostupné fotografie jsou většinou pořízeny na velkou vzdálenost, takže z nich lze vyčíst jen málo podrobností o letounu. Videa až do letošního roku prakticky neexistovala, i když jediné známé a dostupné video toho mnoho neprozradí, neboť je pořízeno taktéž z obrovské dálky. Nicméně zpráv o letech tohoto stroje je poměrně dost. Prakticky pravidelně se už více než deset let objevuje i mimo střeženou oblast NTTR a opakovaně tak bývá vídán během letů ve formaci s „neviditelným“ bombardérem Northrop Grumman B-2A Spirit nad Údolím smrti (Death Valley) v Kalifornii. Poprvé tak byla tato formace fotograficky zdokumentována 24. ledna 2003, prozatím nejnověji pak letos 15. dubna. Dostupný je i snímek ze společného letu s „neviditelným“ stíhacím letounem Lockheed Martin F-22 Raptor.

Za zmínku ještě stojí, že NT-43A není jedinou výrazněji modifikovanou „sedmtřisedmičkou“. Tyto letouny jsou poměrně oblíbenými platformami pro létajicí zkušebny. Známá je izraelská verze IAI Elta Radar Testbed (4X-AOT) určená ke zkouškám radarů a taktéž protiraketového obranného systému civilních letadel, který se v současnosti objevuje na letounech společnosti El Al, dále verze Boeing Avionics Flying Laboratory (N737BG) určená ke zkouškám radaru pro program Joint Strike Fighter, z něhož vzešel stíhač F-35, či verze CATBird neboli Co-operative Avionics Test Bed (N35LX) určená ke zkouškám avionických systémů a simulacím aerodynamických vlastností stíhacího F-35.

Co se týče současných modifikací „sedmtřisedmiček“ v operačním provozu, poměrně velké pozornosti se těší verze označovaná jako Boeing P-8A Poseidon (respektive Boeing P-8I Neptune v případě indického uživatele), což je modifikace Boeingu 737-800 určená primárně k boji proti ponorkám a hladinovým plavidlům, k čemuž je vybavena pumovnicí a podkřídelními závěsníky na nesení protilodních střel typu AGM-84 Harpoon. Další z výrazněji upravených „sedmtřisedmiček“ je Boeing 737AEW&C (Airborne Early Warning and Control) známý též jako E-7A Wedgetail, což je jednoduše řečeno letoun včasné výstrahy založený na stroji Boeing 737-700. Pro tento účel nese na hřbetě trupu plochou obdélníkovou anténu radaru a další aparatury. A od první poloviny 80. let provozuje indonéské letectvo trojici Boeingů 737-200 pod označením Surveiller (AI-7301, AI-7302 a AI-7303) vybavenou do stran směřujícími radary určenými pro námořní hlídkování. V roce 2010 se na čínském aerosalonu objevil vojenský Boeing 737-300 (B-4053) představený jako platforma pro sledování letu raket, k čemuž slouží dvojice antén na horní i dolní straně trupu. Všechny tyto stroje jsou běžnými operačně využívanými letouny vzdušných sil, nikoli zkušebními platformami.

Důvod, proč se toho o stroji NT-43A ví relativně hodně, je ten, že jde „jen“ o prostředek ke studiu oněch skutečně tajných strojů a technologií. To však neubírá nic z jeho zajímavosti a významnosti. Navíc nepřímo prozrazuje, že se v přísně střežených amerických vývojových centrech nadále pracuje na letadlech a technologiích, které budou v budoucnu, až dojde k jejich odtajnění a představení veřejnosti, poutat přinejmenším stejnou pozornost, jakou poutaly například stroje Lockheed F-117 Nighthawk a další. Zcela jistě půjde o fascinující letadla.

Kam dál?
První pořízená fotografie letounu NT-43A ve formaci s B-2A Spirit v roce 2003: http://www.airfighters.com/photo/28944/M/USA-Air-Force/Boeing-NT-43A/73-1155/
Fotografie formace z letošního roku: http://static.panoramio.com/photos/original/118793519.jpg
Jediné existující video formace NT-43A s B-2A: https://youtu.be/z3hTcFEh6Ao
Mapa NTTR: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/23/Wfm_area51_map_en.png

Celý text je dostupný rovněž ve formátu .pdf: http://airspotter.eu/Download/NT-43A.pdf

Marek Vanžura
(Photo © unknown)
Návrat nahoru
Zobrazit informace o autorovi Odeslat soukromou zprávu Odeslat e-mail Zobrazit autorovy WWW stránky
MarekV
Site Admin


Založen: 25.3.2007
Příspěvky: 1332
Bydliště: LKTB/BRQ Brno Tuřany

PříspěvekZaslal: čt říjen 08, 2015 9:30 am    Předmět: Citovat



39. díl – Robotický podvozek aneb evoluce přistávacích zařízení vrtulníků

Věci, které máme běžně na očích, mají tendenci zevšednět, takže nás pak mnohdy ani nenapadne, že by mohla existovat nějaká jejich lepší alternativa. Pěkným příkladem jsou přistávací zařízení vrtulníků. Považujeme takřka za dané, že vrtulníky mají buď kolový, anebo ližinový podvozek. Každé z těchto řešení má své specifické výhody a nevýhody a hodí se k různým účelům, obě však sdílí společné omezení, kterým je limitovaná schopnost užívat nerovných povrchů, takže piloti musí pečlivě volit, kam s vrtulníkem přistanou. Záblesk naděje, jak na tento nedostatek vyzrát, nabízí robotika, která do této oblasti přináší nové více než zajímavé možnosti. Aktuálně zkoumanou alternativou k ližinovému a kolovému podvozku vrtulníků je totiž podvozek robotický, který je schopný aktivně se přizpůsobovat terénu, do kterého stroj přistává.

Na projektu skrývajícím se pod zkratkou RLG (Robotic Landing Gear, robotický podvozek) pracuje Centrum pro pokročilou pohyblivost strojů na Georgijském technologickém institutu (Georgia Tech) ve městě Atlanta ve Spojených státech amerických, přičemž ten spadá pod širší projekt Mission Adaptive Rotor (MAR, úkolu přizpůsobující se rotor), který funguje pod hlavičkou proslulé Agentury pro výzkum pokročilých obranných projektů (DARPA), jež jej také financuje. Vzhledem k tomu, že iniciátorem je právě tato agentura, asi nikoho nepřekvapí vojenská motivace celého projektu. Ačkoli je patrně největší výhodou vrtulníků jejich schopnost přistát teoreticky téměř kdekoli díky vlastnostem kolmého vzletu a přistání, ve skutečnosti je tato dovednost dost často limitována charakterem terénu, který ne vždy dovolí bezpečné přistání. Z hlediska vojenského užití vrtulníků je dalším poměrně palčivým problémem přistání na pohybující se palubě plavidla (letadlové, výsadkové či jiné lodi) na rozbouřeném moři, což není ani pro zkušeného pilota úplně snadný úkol (viz druhé přiložené video). Kvůli velkým vlnám se celá loď neustále naklání a pilot tak musí přistát velice precizně v momentu, kdy je pohyb paluby co nejmenší. Tento citlivý manévr by, jak se domnívají iniciátoři projektu, mohl usnadnit právě adaptivní podvozek, který by kompenzoval část výkyvu, takže rozsah pohybu plavidla, který vrtulník potažmo pilot dokáže pro přistání využít, by se zvětšil.

Vědci z Georgia Techu proto navrhli pro tento účel čtyřnohý robotický podvozek. Každá z robotických nohou je opatřena snímačem tlaku, který při doteku s povrchem změří sílu, jakou povrch na jednotlivé nohy působí, řídicí jednotka tyto informace zpracuje a vydá elektrickým motorům v nohách instrukce, jakým způsobem mají reagovat kloubová spojení, aby trup vrtulníku zůstal v horizontální poloze a nedošlo ke kontaktu rotoru se zemí. Toto vše probíhá v milisekundách, takže podvozek je schopný se adaptovat na tvar terénu v reálném čase bez prodlev. V případě přistání na pohybující se palubu lodi by se takový podvozek dokázal vypořádat s větším rozsahem pohybu paluby, a tím pádem i zvýšil bezpečnost takového manévru. Zároveň umožňuje přistání s vyšší rychlostí, neboť robotické nohy dokáží absorbovat vyšší kinetickou energii než klasické typy podvozku. Z prozatím jediného zveřejněného videa je vidět, že podvozek dokáže kompenzovat čelní i boční náklon, a to údajně až do 20° sklonu. Během letových zkoušek poblíž Atlanty bylo taktéž úspěšně ozkoušeno přistání na povrchu s rozdílnou výškou. Po vzletu se podvozek sklápí směrem vzhůru k trupu vrtulníku, čímž se snižuje odpor vzduchu. Jde ale samozřejmě teprve o první vývojový stupeň, a to navíc na zmenšeném modelu, takže přirozeně trpí ještě řadou nedokonalostí, které budou v průběhu vývoje odstraňovány.

Demonstrátor je postaven na vrtulníku Rotor Buzz II vyráběném firmou UAV Research Lab (UAVRL). Tento typ stroje byl původně vyvinut jako bezpilotní platforma pro letecké práškování. V této roli se velice osvědčil a získal si značnou oblibu. Velkou roli v tom hraje zejména solidní nosnost a vytrvalost. Vrtulník o délce 3,5 metru, výšce 1 metr a s průměrem rotoru 3,2 metru má totiž prázdnou hmotnost 65 kg, přičemž maximální vzletová hmotnost činí 120 kg, z čehož postřik může tvořit až 40 kg. Desetilitrová palivová nádrž dovoluje výdrž až 55 minut. Z důvodu svého primárního určení je celý stroj velice robustní a výkonný, což zřejmě hrálo roli při výběru letadla, na kterém se bude vyvinutý robotický podvozek zkoušet. Náhrada standardního ližinového podvozku poněkud těžším podvozkem robotickým se tak na výkonech stroje nijak neprojevila, což umožňuje jeho plnohodnotné zkoušky.

Jedná se o velice slibné řešení, o kterém v budoucnu jistě ještě hodně uslyšíme. Zkoušky celého systému jsou sice teprve ve svých začátcích a probíhají zatím jen na modelu, přesto je velice pravděpodobné, že se dočkáme i zkoušek na strojích běžných rozměrů. Potenciál pro využití robotického podvozku zde totiž je, ať už půjde o použití u bezpilotních strojů typu Northrop Grumman MQ-8B a MQ-8C Fire Scout a jím podobných, tak i u pilotovaných vojenských vrtulníků či civilních záchranářských strojů, pro které je přistání do (nerovného) terénu denním chlebem. Je dokonce možné, že se tento typ podvozku dočká dalších úprav, které dovolí například i pohyb po zemi, takže se nakonec dočkáme vrtulníků, které se po přistání přesunou do hangáru „po svých“. Bude vzrušující sledovat další vývoj.

Kam dál?
Video s počítačovou simulaci chování robotického podvozku a reálnou letovou zkouškou tohoto systému: https://youtu.be/Ip_WqX8nmKY
Video přistání vrtulníku Lynx na palubě lodi na rozbouřeném moři: https://youtu.be/NJIZTL2ZyEw

Celý text je dostupný rovněž ve formátu .pdf: http://airspotter.eu/Download/Roboticky_podvozek.pdf

Marek Vanžura
(Photo © DARPA)
Návrat nahoru
Zobrazit informace o autorovi Odeslat soukromou zprávu Odeslat e-mail Zobrazit autorovy WWW stránky
MarekV
Site Admin


Založen: 25.3.2007
Příspěvky: 1332
Bydliště: LKTB/BRQ Brno Tuřany

PříspěvekZaslal: út říjen 20, 2015 11:22 am    Předmět: Citovat



40. díl – Long-ESA a Chip Yates aneb nejrychlejší elektrolet na světě a jeho pilot

Prakticky každý nový druh dopravního prostředku se dříve či později stane předmětem zájmu o vytvoření rychlostního rekordu. Nevyhlo se to tedy ani elektrickým letadlům. A protože úsilí vynakládané v tomto směru bylo v mnoha ohledech nesmírně zajímavé, stojí za to se u rychlostních rekordů elektrických letadel zastavit. Aktuálním držitelem rekordu této kategorie je americký pilot, dobrodruh, inženýr a podnikatel Chip Yates se svým letounem Long-ESA, s nímž dosáhl nejvyšší rychlosti 324,02 km/h. A co víc, Yatesovy aktivity na poli elektrického pohonu neskončily společně s tímto úspěchem, ale i nadále se aktivně věnuje zlepšování možností elektricky poháněných strojů, zejména vyřešení problému s omezenou výdrží. Ztělesněním tohoto úsilí má být připravovaný projekt přeletu Atlantského oceánu jím vyvíjeným elektroletounem.

Rychlostních rekordů v kategorii elektroletů jsme se již jednou dotkli v díle věnovaném letošním přeletům lamanšského průlivu dvojicí elektrických letadel (viz 36. díl). Jedním z této dvojice úspěšných byl francouzský pilot Hugues Duval. Ten se ale proslavil již dříve, když ve svém elektroletounku MC-15E Cri-Cri pojmenovaném E-Cristaline (registrace F-WZTU) a poháněném dvojicí motorů firmy Electravia opakovaně ustanovil rychlostní rekord elektricky poháněných letadel. Nejprve 5. září 2010 na leteckém dni na letišti Pontoise (LFPT/POX) dosáhl nejvyšší rychlosti 262 km/h, aby sám sebe následně překonal 25. června 2011 během pařížského aerosalonu, kdy uháněl rychlostí 283 km/h, byť ani v jednom případě se nejednalo o oficiálně ratifikované rekordy. Ze svých úspěchů se však neradoval dlouho. Překonání tohoto rekordu si totiž vzal na mušku člověk v leteckých kruzích tehdy naprosto neznámý – Chip Yates.

I když ve světě létání jej až do roku 2012 vůbec nikdo neznal, příznivci motorismu na dvou kolech si toto jméno dokázali velice jasně zařadit. Jednalo se o motocyklového závodníka, který jezdil na nejvýkonnějším elektrickém motocyklu na světě, s nímž dosáhl hned několika rychlostních rekordů. To, že se Yates pustil do vývoje elektroletadla, úzce souvisí se vším, čemu se věnoval v předešlých letech, proto si zaslouží alespoň stručnou pozornost i tato neletecká stránka jeho života.

Už od vcelku útlého věku projevoval Chip Yates, vlastním jménem Wiliam Morrison Yates III., technické nadání, když si ve svých třinácti letech postavil ze všemožně posbíraných součástek vlastní motorku. Na vysoké škole vystudoval podnikání, ale nadále byl přitahován motorismem, což se odrazilo v jeho zaměstnání u firmy Asha (později součást McLarenu), kde vyvinul hydraulické ventily následně použité u vozů Jeep Grand Cherokee. Ve svém volném čase rovněž vymyslel a uvedl na trh dvoukomorovou láhev pro sportovce nazvanou Swigz. Do světa letectví mu umožnila nahlédnout pozice u firmy Boeing, kde v letech 2001 až 2004 pracoval coby odborník přes licence, v letech 2004 až 2015 pak pracoval u firmy Honeywell, kde zastával roli vyjednavače ve sporech o patenty. V letošním roce přesídlil do firmy Norsk Titanium, kde má na starost její marketingové aktivity. Kancelářská zaměstnání jej ale patrně ne zcela naplňovala, takže se v roce 2007 ve svých 36 letech dal na závody silničních motocyklů. V lednu roku 2007 začal závodit mezi amatéry a po devatenácti měsících postoupil mezi profesionální motocyklové jezdce. Slibně rozjetá závodnická kariéra jezdce se závodním číslem 89 ale předčasně skončila 1. srpna 2009 na závodní dráze Topeka v Kansasu, kde v zatáčce dostal smyk, spadl a zlámal si pánev. To jej na měsíc upoutalo na lůžko, přičemž během této doby se mu začal v hlavě rodit nový plán. Tím plánem byl vývoj vlastní elektricky poháněné motorky, která by mohla přinejmenším konkurovat tradičním motorkám se spalovacími motory.

Na konceptu elektrického motocyklu začal Chip Yates pracovat v lednu roku 2010, kdy si na pomoc přizval elektrického inženýra Roberta Usseryho, který se předtím podílel na vývoji bezpilotního vrtulníku Boeing A160 Hummingbird, a leteckého kontruktéra z MIT Benjamina Ingrama. Už v květnu se pustili do montáže motorky, která dostala jméno Swigz, a v srpnu ji podrobili prvním testům na zkušebním stavu. Následovalo říjnové statické představení veřejnosti a konečně 12. prosince první zkušební jízda. O tři dny později se již motorka proháněla na kalifornském okruhu Infineon. Drak motocyklu byl převzat ze stroje Suzuki GSX-R750, do nějž tým zastavěl elektrický motor o výkonu 150 kW (později navýšen až na 178 kW) a 80kilogramovou sadu lithium-polymerových akumulátorů. Celý stroj má hmotnost 265 kg.

Po roce od zahájení prací na motocyklu se 9. ledna 2011 Chip Yates se svou elektromotorkou zúčastnil dvojice závodů proti benzínovým strojům na kalifornské závodní dráze u města Fontana. Pořadatelé jej vzhledem k prozatím nepříliš prozkoumanému a ověřenému chování elektrických motocyklů postavili vždy až na samý konec startovního roštu, aby v případě nějakých nesnází neohrozil jezdce na klasických motorkách. Nakonec se ukázalo, že jakkoli šlo o oprávněné obavy, ve skutečnosti byly zbytečné. Nevýhodná startovní pozice Yatesovi nikterak nevadila a v obou závodech benzínové motocykly naprosto deklasoval, neboť v prvním závodě skončil na druhém místě a v druhém závodě pak na třetím místě. Na rovinkách dosahoval nejvyšší rychlosti 254 km/h.

Elektrické tažení Chipa Yatese pokračovalo 10. dubna 2011 na akci Mohavská míle, kde dosáhl rekordní rychlosti 306,7 km/h. Následně 26. června 2011 na 89. ročníku mezinárodního závodu do vrchu Pikes Peak překonal dosavadní rekord elektrického motocyklu o více než čtyři minuty, když trasu dlouhou 19,99 km zdolal za 12 minut a 50 sekund. Kromě toho se jeho motorka stala nejvýkonnějším motocyklem, jaký zde do té doby startoval. Labutí písní elektromotorky Swigz se stalo ve dnech 27. srpna až 1. září 2011 ustanovení rychlostního rekordu na solné pláni Bonneville v Utahu. Tato cesta za rekordem se ale neobešla bez potíží. Nejprve se tým potýkal s přetrženým řetězem během jednoho z pokusů a následně musel řešit dokonce i poškození stroje po nárazu do vytyčovacího sloupku, do něhož Yates vrazil poté, co za jízdy sundal jednu ruku ze řidítek, aby si poopravil přilbu, načež se motocykl stal nestabilním a prakticky neovladatelný narazil do jediné překážky široko daleko, která rozbila přední část stroje i Yatesovu přilbu. Nic z toho ale nebylo neřešitelným problémem, a tak po těchto útrapách nakonec dosáhl Yates rychlosti 322,9 km/h, což znamená, že se stroj Swigz stal nejrychlejším elektromotocyklem na světě. Motocykl (bez motoru) je v současnosti vystavený v Petersenově muzeu automobilismu v Los Angeles v Kalifornii.

Jako přirozené pokračování elektrické odysey se Yatesovi jevilo zastavět elektrický pohon do letadla. Společně se svým týmem, s nímž vytvořil motorku Swigz, se pustil do přestavby klasického letadla na elektroletoun. Výsledkem se stal stroj nazvaný Long-ESA, s nímž se Yates později vydal podobně rekordním směrem jako v případě motocyklu. Letoun Long-ESA je, jak napovídá název, postaven na základě oblíbeného stroje Rutan Model 61 Long-EZ z dílny legendárního leteckého konstruktéra Burta Rutana. Přípona ESA v případě elektroletu je zkratkou ze slov Electric Speed and Altitude (česky ve významu elektrická rychlost a dostup, což odkazuje k výkonům stroje). Na místo běžného spalovacího motoru zastavěli po náležitých úpravách Yates a jeho spolupracovníci elektromotor vymontovaný z motocyklu, k čemuž se stroj s tlačným uspořádáním pohonu nadmíru hodil. Modifikovaný motor se může pochlubit výkonem 193 kW. O jeho napájení se stará sada lithium-polymerových akumulátorů o hmotnosti 105 kg. Výdrž stroje je přibližně 20 minut. Hotový elektrolet dostal registraci N89CY (89 je Yatesovo závodní číslo a CY jsou pak jeho iniciály).

Pojížděcí zkoušky se uskutečnily 14. a 16. července 2012, kdy ve druhém případě Yates rozehnal stroj až téměř ke vzletové rychlosti. K prvnímu vzletu stroje Long-ESA došlo 18. července 2012 na letišti Inyokern (KIYK/IYK) v Kalifornii, přičemž coby zalétávací pilot usedl do kabiny sám Chip Yates, který byl hrdým držitelem pilotní licence od 6. července 2012 a měl nalétáno celkem něco málo přes padesát hodin. Tedy zřejmě nejméně zkušený zalétávací pilot, jakého si kdokoli mohl představit. Přesto vše proběhlo bez jakéhokoli zádrhelu a celý tým byl nadmíru spokojený. Hned následující den se Yates rozhodl, že vyzkouší, jak rychle letoun dokáže letět. Tentokrát již ale průběh letu tak poklidný nebyl. První rekordní let se tak uskutečnil již 19. července 2012, kdy se Yatesovi povedlo dosáhnout rychlosti 326 km/h. Duvalem nastavenou laťku tak překonal a zvedl o více než čtyřicet kilometrů v hodině. Zatím vše ale probíhalo neoficiálně pro potřeby Yatesova týmu, který si ověřoval výsledek svého úsilí. Z hlediska výkonů se jednalo o evidentní úspěch, i když ihned vzápětí se ukázalo, že pohon má své mouchy, které bude třeba odstranit. Poté, co Yates snížil výkon, aby se vydal po rychlostním pokusu zpět na letiště, akumulátory z důvodu přetížení přestaly dodávat motoru energii, načež se z letounu Long-ESA stal kluzák. Yaresovi nezbývalo nic jiného než se pokusit doklouzat s letadlem zpět na letiště Inyokern. Tento návrat byl náležitě dramatický, ale pilot jej zvládl skvěle, i když od přistání do terénu jej dělil jen onen pověstný chlup (jak je vidět na přiloženém videu). Tato zkušenost dostatečně jasně vrátila celý tým do reality, takže následující zhruba rok věnovali důkladnému zkoušení nejrůznějších úprav na elektrickém pohonu letadla.

Ustanovování oficiálních rekordů v kategorii elektroletů věnoval Yates rok 2013, kdy už měl nalétáno podstatně víc hodin a byl s letadlem sžitý. Nejprve se o oficiální rekord pokusil 13. srpna 2013, ale i tentokrát se mu podařilo zničit baterii a byl nucen nouzově přistát. K první vlně úspěchů pak došlo 6. září 2013, kdy Yates nejprve vystoupal do výšky tři tisíce metrů v rekordním čase 6 minut a 28 sekund, načež ve stoupání pokračoval, až dosáhl nejvyššího bodu ve výšce 4 481 m, aby letoun ustálil v horizontálním letu ve výšce 4 439 metrů. Tímto si připsal první tři rekordy uznané Mezinárodní leteckou federací (FAI, Fédération Aéronautique Internationale). Druhá vlna úspěchů přišla 23. listopadu 2013, když se Yatesovi podařilo letoun rozehnat na tříkilometrové trati na nejvyšší rychlost 324,02 km/h. O den později, 24. listopadu, ve svém snažení pokračoval a překonal sám sebe v rychlosti stoupání do výšky tří tisíc metrů, neboť tentokrát se mu to povedlo o téměř minutu rychleji za 5 minut a 32 sekund. Kromě toho dosáhl na patnáctikilometrové trati rychlosti 225,88 km/h. K dnešnímu dni je tak Chip Yates držitelem pěti rekordů uznávaných FAI. A příliš bych se nedivil, kdyby mu jich v budoucnu na účtu ještě pár přibylo.

Yatesovy aktivity se ale netýkají prvoplánově divácky atraktivního překonávání rekordů, ale mají neméně důležitý inovační prvek. V současnosti tak Yates pracuje na dvou projektech, oba přitom vycházejí ze stejné myšlenky, liší se však svým určením. Na jedné straně jde o projekt elektrického bezpilotního letadla pro americké námořnistvo, na straně druhé pak o pilotovaný elektrický stroj schopný přeletět bez mezipřistání Atlantský oceán. Pojítkem obou projektů jsou aktivity zabývající se vývojem systému, který by výrazně prodloužil dolet elektricky poháněných strojů. Jednoduše řečeno, dobíjením palubních akumulátorů obdobným způsobem, jakým doplňují za letu palivo konvenční letadla. Jde o řešení, které se nehodlá spoléhat na budoucí nejistou akumulátorovou revoluci a volí nevšední využití dnešních technologií. Program nese název Infinite Range Electric Flight (elektrický let s nekonečným doletem) a coby zkušební platforma slouží stroj Long-ESA. Toto úsilí neušlo pozornosti amerického námořnictva, které projevilo zájem o spolupráci, neboť potenciální elektrické bezpilotní letouny, které by bylo možné nasazovat z palub letadlových (a jiných) lodí, vyznačující se minimální tepelnou stopou díky elektrickému pohonu, by pro vojenské účely nalezly nejedno využití. Na vývoji takovéhoto stroje pojmenovaného Silent Arrow (Tichý šíp) se Yates se svojí firmou podílí. K vojenskému stroji příliš informací k dispozici není, o trochu lepší je to s dálkovým letounem.

Tento projekt je poměrně pompézně nazván Let století, neboť se hlásí k odkazu Lindberghova přeletu Atlantského oceánu, jenž bývá nazýván „letem století“ (dvacátého), přičemž jej chce Yates kopírovat, tentokrát ale na palubě elektrického letadla, a to pochopitelně bez jediného mezipřistání a rychlostí přinejmenším stejnou, jakou se to povedlo Charlesi Lindbergovi v roce 1927. Ambice je to skutečně velkolepá, neboť překonat tuto vzdálenost svede v současnosti z elektrických letadel pouze letoun Solar Impulse 2, který ale v žádném případě nemůže splnit podmínku rychlosti. Yatesův stroj proto nepůjde cestou, kterou volil Piccard s Borschbergem, nýbrž se vydá cestou doplňování „paliva“ za letu z „tankovacích“ strojů. Celý koncept spočívá v myšlence dobíjení akumulátorů z doprovodných bezpilotních strojů, které budou průběžně vzlétat během cesty. Podle předběžného plánu Yates odstartuje z New Yorku, vydá se nad Kanadu, kde se setká s prvním z bezpilotních strojů, které mu budou v průběhu letu doplňovat elektrickou energii. S druhým strojem se setká nad kanadským Newfoundlandem, třetí „dotankování“ bude následovat v první polovině cesty přes Atlantský oceán, následně čtvrté setkání s bezpilotním strojem proběhne v druhé polovině přeletu vodní plochy, a konečně poslední páté dobití akumulátorů se odehraje nad pobřežím Irska. Poté již stroj s Yatesem na palubě přistane v Paříži. Bezpilotní letadla se po odpojení mají vrátit zpět na místo vzletu, v jednom případě by se mělo jednat o letadlovou loď, kterou poskytne námořnictvo. Jak bude konkrétně tento rekordní letoun vypadat, je prozatím opředeno rouškou tajemství, dle dostupných informací by měl mít rozpětí zhruba 30 metrů a tvarem připomínat letoun Rutan Model 76 Voyager, se kterým v roce 1986 obletěli Richard „Dick“ Rutan a Jeanna Yeagerová svět bez mezipřistání. Pokud tedy k tomuto vskutku přelomovému letu dojde, může se nakonec skutečně stát letem (21.) století, neboť by takový výkon znamenal pro elektrický pohon skutečný zlom. Prozatím ale zůstává otázkou, kdy k němu dojde, protože dříve avizované plány byly již párkrát odsunuty a letoun samotný ještě ani reálně neexistuje. V každém případě by ale nebylo příliš moudré Chipa Yatese podceňovat. V minulosti už několikrát dokázal, že dokáže pozoruhodné kousky, tento zřejmě nebude výjimkou.

Chip Yates je skutečným dobrodruhem celým svým srdcem. A nejen to, je i schopný konstruktér, popularizátor a propagátor své práce. A náramně dobře ztělesňuje něco, co bychom mohli nazvat americkým duchem. Podíváme-li se na Spojené státy americké a jejich obyvatele, spíše než stát a občany vidíme ideu a její nositele a šířitele. Občany USA nespojuje ani tak nějaká geografická sounáležitost jako mnohem více myšlenka budování něčeho nového a především lepšího, touha neustále posouvat hranice neznámého. Více než na čemkoli jiném to vidíme na míře podnikavosti. V takovém prostředí se dobré nápady a podmínky pro jejich realizaci tvoří téměř samy. Jste-li obklopeni stejně (pozitivně) smýšlejícími lidmi, kteří ani sekundu nezaváhají realizovat své sny, jen stěží se takříkajíc nepovezete na stejné vlně. To je zkrátka jeden z důvodů, proč zpoza velké louže přichází tolik vzrušujících a přelomových vynálezů. Nechybí tam odvaha riskovat. Neméně důležitou vlastností je ale rovněž schopnost dát o sobě vědět světu, dokázat sám sebe prezentovat, tedy ovládat jakýsi sebemarketing, a v neposlední řadě i dokázat nadchnout pro své zapálení i další lidi. I v tomto Američané vynikají, Yates je toho skvělým příkladem. Volný čas totiž věnuje popularizačním aktivitám vědy, techniky a technického vzdělávání mezi dětmi. Ačkoli jsou tedy v tomto ohledu Spojené státy skutečně výrazně napřed, skvělá zpráva je, že jejich optimismus je nakažlivý a pomalu se již šíří světem. A jsem přesvědčen o tom, že se nevyhne ani České republice.

Kam dál?
Kompletní záznam rekodního letu dne 19. července 2012: https://youtu.be/rNAPLxZtoPg
Oficiální stránky Yatesova Letu století: http://www.flightofthecentury.com/
Video shrnující vývoj motocyklu Swigz: https://youtu.be/wbYiX7cNH7o

Celý text je dostupný rovněž ve formátu .pdf: http://airspotter.eu/Download/Long-ESA.pdf

Marek Vanžura
(Photo © Yates Electrospace Corporation)
Návrat nahoru
Zobrazit informace o autorovi Odeslat soukromou zprávu Odeslat e-mail Zobrazit autorovy WWW stránky
MarekV
Site Admin


Založen: 25.3.2007
Příspěvky: 1332
Bydliště: LKTB/BRQ Brno Tuřany

PříspěvekZaslal: pá listopad 06, 2015 10:36 am    Předmět: Citovat



41. díl – Dva orli aneb plynovým balónem nejdále a nejdéle

Za počátek letectví se obecně považuje 17. prosinec roku 1903, kdy u Kitty Hawk v Severní Karolíně uskutečnili bratři Wrightové řízený motorový let svého letounu Flyer. Tímto úspěchem totiž položili základy pro masivní rozvoj létání, neboť řízený motorový let konečně umožňoval využít naplno potenciál cestování vzduchem. Přesto určité formy létání existovaly již dlouho před nimi. O téměř dvě století dříve totiž úspěšně vzlétli jiní dva bratři, francouzští Montgolfiérové, kteří tak dali vzniknout balónovému létání. A právě v šlépějích balónových letců se letos v lednu vydala posádka balónu rekordního projektu Dva orli (Two Eagles), která přeletěla Tichý oceán, čímž urazila vzdálenost 10 711,6 km za 160 hodin a 34 minut.

I když tyto výkony působí majestátně, nabízí se otázka, jaká je jejich výjimečnost, když uvážíme, že balóny již dříve obletěly celou zeměkouli. Ať už se jednalo o vůbec první oblet balónem Breitling Orbiter s piloty Bertrandem Piccardem a Brianem Jonesem, anebo o sólový oblet Země balónem Spirit of Freedom, jenž pilotoval Steve Fossett. Jak v porovnání s nimi může přelet Tichého oceánu obstát? Odpověď spočívá v typech balónů. Svět balónového létání je totiž velice bohatý na možnosti, jak vzduchoplavbu realizovat. Nejstarším řešením, které v roce 1783 představili Joseph-Michel a Jacques-Étienne Montgolfiérové, je takzvaná montgolfiéra, tedy horkovzdušný balón. S jiným řešením přišel ve stejném roce Jacques Alexander César Charles, který balón naplnil vodíkem, tak vznikla charliéra. Kombinací obou těchto přístupů přivedl o rok později na svět Jean-François Pilâtre de Rozier takzvanou roziéru, tedy plynový balón doplněný o horkovzdušnou část, čímž získal dosud nevídané letové vlastnosti. Alternativou k vodíkem plněnému balónu je takzvaná greeniéra, což je výtvor Charlese Greena z roku 1821, který balón naplnil svítiplynem.

Jednotlivé typy balónů se navzájem liší svými vlastnostmi a schopnostmi. Zatímco horkovzdušný balón se svojí palivovou náročností hodí spíše na kratší poletování, héliem či svítiplynem plněné balóny již dovolují výrazně delší lety, neboť plyn nadnáší poměrně stabilně, přičemž k úpravám výšky slouží buď vypouštění plynu, chce-li aviatik klesat, anebo odhazování přítěže (balastu), čímž dojde k odlehčení balónu, chce-li stoupat. Nejlepší letové výkony podávají roziéry, které se vyznačují dlouhou výdrží plynových balónů s pohodlnou úpravou výšky balónů horkovzdušných. Zástupcem této skupiny byly i rekordní balóny Breitling Orbiter a Spirit of Freedom. Naproti tomu Dva orli si pro svůj let zvolili charliéru, čili pouze vodíkem plněný balón.

Vybrali si tedy tu obtížnější cestu. Plynový balón, charliéra, nemá žádný hořák, kterým by bylo možné ohřívat vzduch, a tedy stoupat, jako je tomu u roziéry a samozřejmě montgolfiéry. Chtějí-li vzduchoplavci s charliérou stoupat, nezbývá jim, než odhazovat přidanou zátěž, kterou pro tento účel nesou s sebou, většinou v podobě pytlů s pískem. Ovšem množství této přítěže je limitováno nosností balónu, čímž je přímo ovlivněn i potenciální dolet balónu. Jakmile je přítěž vypotřebována, balón bude postupně vytrácet výšku, dokud nepřistane. V případě roziéry je množství neseného paliva pro hořák rovněž omezeno, ale vzhledem k jeho výrazně větší účinnosti poskytne spálené palivo nesrovnatelně větší zisk výšky než stejné množství odhozené přítěže. Létat plynovým balónem je tedy dost výrazně náročnější.

Název Dva orli (Two Eagles) odkazuje k předchozím rekordním letům plynových balónů, které si zároveň klade za cíl překonat. Jednak to je balón Double Eagle II (Dvojitý orel), který v roce 1978 jako první přeletěl Atlantský oceán, čímž vytvořil rekord v době trvání letu, který činil 137 hodin, 5 minut a 50 sekund, a jednak to byl balón Double Eagle V, který v roce 1981 jako první přelétl Tichý oceán, a vytvořil tak rekord v délce letu, který činil 8 382,54 km. Záměrem tedy bylo oba dosavadní rekordy překonat. Aby k tomu došlo, je třeba navýšit dobu strávenou ve vzduchu a uletěnou vzdálenost minimálně o jedno procento oproti předchozím rekordům. Posádku Dvou orlů tvořil Američan Troy Bradley a Rus Leonid Ťuchťajev. Ani o jednom z nich nelze říci, že by byl nějakým ořezávátkem, neboť oba jsou velice zkušenými balonáři a držiteli několika rekordů. Američan Bradley se svým krajanem Richardem Abruzzem již například v roce 2002 přeletěl v roziéře Atlantský oceán ze Spojených států do Afriky. Rus Ťuchťajev je mimo jiné předsedou ruské Balónové federace a jedním z nejzkušenějších balónových pilotů vůbec.

Dvěma orlům posloužil k rekordnímu letu balón Bradley GAS-350 registrace N46305. Tento balón původně vznikl již v roce 2005, kdy s ním chtěl Bradley překonat Tichý oceán projektem Celestial Eagle (Nebeský orel), ale kvůli špatnému počasí byl pokus zrušen, stejně tak i pokus následující v roce 2008. Na výšku má balón 43,1 metru, v průměru 27,8 metru a jeho hmotnost je 669 kg. Gondolu vyrobila firma Composite Tooling z Albuquerque v Novém Mexiku z uhlíkových kompozitů a kevlaru, má tedy hmotnost pouhých 100 kg, ale zároveň je velice pevná, přičemž její vnitřní rozměry jsou na výšku 1,5 m, na šířku 1,3 m a na délku 2,1 m. Pro dvě osoby tedy více než skromné podmínky pro téměř týdenní let. Vzhledem k malé výšce gondoly se nemohli aviatici ani pořádně narovnat, a tak když si chtěli protáhnout nohy, mohli si na horní straně gondoly otevřít malý poklop a v gondole se tak postavit, i když jim část těla koukala ven. Gondola je nepřetlakovaná, takže při letech ve výšce nad 3 657 metrů museli piloti používat kyslíkový přístroj. Hmotnost přítěže je 5 206 kg, přičemž ta je rovnoměrně rozdělena do 287 pytlů po 18,14 kg. Celková vzletová hmotnost je 6 577 kg.

Startu k rekordnímu přeletu Pacifiku předcházelo důkladné sledování počasí, neboť to bylo naprosto klíčovým faktorem, který rozhodoval o úspěchu či neúspěchu celého počinu. Z tohoto důvodu byl zrušen původní termín vzletu stanovený na 8. ledna 2015. Jako náhradní termín byl zvolen 13. leden, ale ani v tomto případě nakonec počasí vzletu nepřálo. Podmínky začaly být vzduchoplavcům nakloněny až 25. ledna, kdy mise Dvou orlů úspěšně ještě za tmy odstartovala poblíž města Saga v japonské prefektuře Saga na ostrově Kjúšú. Po vzletu balón stoupal nad japonskými ostrovy do výšky 5 486 metrů, zatímco posádka kontrolovala všechny důležité systémy, aby v případě jakýchkoli problémů mohli přistát na pevnině. Následně vystoupali až do výšky 6 400 metrů a našli žádoucí směr větru a vydali se nad oceán vstříc svému cíli. Na palubě byly zásoby na deset dní v podobě ovoce, energetických tyčinek, sušeného masa a zmražených obědů, které si vzduchoplavci ohřívali na malých kamnech. Průběh letu přes zdánlivě nekonečnou vodní masu ubíhal v poklidu a bez nějakých mimořádných událostí. Balón se pohyboval po většinu doby letu ve výškách mezi 4 572 a 5 486 metry, teplota na palubě byla v průměru 10 °C. Celý let nepřetržitě monitoroval podpůrný tým z řídicího střediska zbudovaného v Andersonově–Abruzzově mezinárodním balónovém muzeu v Albuquerque v Novém Mexiku. Z původně zamýšleného přistání na území Spojených států či Kanady sešlo ve chvíli, kdy se balón začal přibližovat k pobřeží Severní Ameriky, kde vítr vanul paralelně s ním, čimž zabránil dosažení pevniny. Dva orli tak pokračovali podél pobřeží až do Mexika, kde nakonec přistáli 31. ledna do vod oceánu zhruba 6 kilometrů západně od mexického pobřeží, nedaleko osady La Poza Grande. Dosednutí do vln ale pro zkušenou posádku nečinilo problém, a tak nezraněné, ale nesmírně vyčerpané Orly vyzvedla na palubu rybářská loď, jež výpravu bezpečně dopravila na pevninu.

Celý tento počin měl kromě rekordního aspektu i aspekt symbolický, neboť jej uskutečnila posádka složená z Američana a Rusa, což v době konání přeletu oceánu kontrastovalo s ne právě přátelskou atmosférou mezi těmito dvěma zeměmi. Oba rekordy, překonaná vzdálenost plynovým balónem (10 711,6 km) a výdrž plynového balónu (160 hodin a 34 minut), byly následně ratifikovány Mezinárodní leteckou federací (FAI). Gondolu balónu vzduchoplavci posléze věnovali do Andersenova–Abruzzova mezinárodního balónového muzea v Albuquerque v Novém Mexiku.

Je milé vidět, že i dnes se někdo vydává na dobrodružství vonící romantikou, které působí jako vystřižené ze slavných verneovek. Díky propojení s moderními technologiemi, které dovolují živý přenos přímo z paluby a nepřetržité sledování trasy letu, mohli alespoň částečně sdílet tento zážitek lidé napříč celým světem.

Kam dál?
Oficiální stránka letu: http://www.pacificballoon.com/

Celý text je dostupný rovněž ve formátu .pdf: http://airspotter.eu/Download/Dva_orli.pdf

Marek Vanžura
(Photo © Two Eagles)
Návrat nahoru
Zobrazit informace o autorovi Odeslat soukromou zprávu Odeslat e-mail Zobrazit autorovy WWW stránky
MarekV
Site Admin


Založen: 25.3.2007
Příspěvky: 1332
Bydliště: LKTB/BRQ Brno Tuřany

PříspěvekZaslal: út listopad 17, 2015 10:22 am    Předmět: Citovat



42. díl – Bugatti 100P aneb (ne)splněný sen Ettore Bugattiho

Jméno italského inženýra Ettore Bugattiho si zcela přirozeně spojujeme se sportovními automobily první poloviny dvacátého století. V současnosti nám jej připomíná dost možná nejslavnější sportovní vůz na světě, grandiózní Bugatti Veyron, který se může pochlubit titulem nejrychlejšího sériově vyráběného automobilu na světě, a to díky maximální rychlosti 407 km/h. Jen málokdo si ale Bugattiho jméno bude dávat do souvislosti s letadly. A přesto tu jedno takové spojení existuje. Jmenuje se Model 100P a jde o závodní speciál zkonstruovaný pro letecké závody konce 30. let, který se vyznačoval nejen naprosto kouzelnými tvary, ale i velice nevšední koncepcí. Druhá světová válka ale tento Bugattiho sen o závodním letadle zpřetrhala a to se nikdy do vzduchu nedostalo. Teprve až nyní, v roce 2015, skupina nadšenců postavila věrnou kopii tohoto letounu, s nímž se vydala do vzduchu. A tak se přece jen nakonec Bugattimu sen splnil.

Přijde-li řeč na strojírenské velikány, ze všeho nejdříve nám dnes asi budou na mysl přicházet země jako Německo či Spojené státy americké. Zcela určitě se na čelních místech nebude vyjímat Itálie. A přitom má tato země velice bohatou strojírenskou historii a ve dvacátém století jednoznačně patřila v tomto směru mezi velmoci. V automobilovém či motocyklovém průmyslu do dnešních dní přežívají značky jako například Ferrari, Lamborghini, Maserati, Lancia, FIAT, Ducati nebo třeba Aprilia, i když ne vždy jsou tyto firmy i nadále v rukou italských vlastníků. V loďařství to jsou značky Benetti nebo Baglietto, ve zbrojařství je legendárním výrobcem Beretta. Rovněž v případě leteckého průmyslu se mohla Itálie chlubit pestrou paletou výrobců, namátkou jmenujme firmy Caproni, SIAI-Marchetti, Partenavia a nadále žijící Tecnam či Piaggio, jehož počátky se pojí s výrobou železničních vagónů. Kromě tohoto všeho dala Itálie světu i Ettore Bugattiho. Ten však své největší slávy dosáhl ve Francii. Přesto v sobě své italské kořeny nezapřel.

Ettore Bugatti se narodil v roce 1881 v italském Miláně do umělecky založené rodiny. Ve svých dvaceti letech postavil s finančním přispěním svého otce prototyp automobilu nazvaný Typ 2, který následně získal ocenění na milánském veletrhu. Zde si jej všiml Baron de Dietrich, jenž mladému Bugattimu nabídl práci ve své automobilové továrně v Niederbronnu v Alsasku. U něj italský konstruktér pracoval na řadě vozidel, aby si v roce 1909 v nedalekém Molsheimu založil vlastní firmu nazvanou Automobiles E. Bugatti. Následovala plodná konstruktérská léta přerušená první světovou válkou, po níž přišla nejúspěšnější éra tohoto výrobce, kterou reprezentoval závodní vůz označený jako Typ 35, jenž je považován za nejúspěšnější závodní vůz v dějinách, neboť tyto automobily mají na svém účtě na dva tisíce vítězství. Závodní úspěchy jeho vozů jasně ukázaly kvalitu Bugattiho práce. A tak jej začalo lákat zkrocení dalšího živlu, díky čemuž by mohl spojit své jméno i s úspěšnými letadly, která by vyhrávala letecké závody. Zejména proti v té době stále méně oblíbeným Němcům. A tak vznikl letoun nazvaný Model 100P.

Ačkoli měl Bugatti bohaté zkušenosti s automobily, na projekt letadla si raději přizval zkušeného belgického inženýra, kterým byl Louis de Monge (celým jménem Vicomte Pierre Benoit Paul Marie Louis de Monge de Franeau). Cílem bylo navrhnout letadlo, které by dosáhlo nedostižné rychlosti. Tomu se podřídil kompletně celý návrh. Prvotně se počítalo s jedním automobilovým motorem Bugatti T50B, kolem nějž měl být celý stroj postaven, záhy však vyvstala obava, že letoun v takovém případě nebude dostatečně výkonný, a tak padlo rozhodnutí použít motory dva, které poskytovaly souhrnný výkon 671 kW. A tak za původní motor, který měl být uložen v prostoru za kabinou pilota, byl umístěn druhý totožný motor. Ty následně poháněly protiběžné vrtule prostřednictvím hřídelů vedených po bocích pilotní kabiny.

Letoun byl na svoji dobu tak revoluční, jak jen mohl být. Trup byl navrhován s ohledem na maximální aerodynamickou čistotu, takže tím jediným, co narušovalo jinak dokonale hladký povrch stroje, byly výfuky motorů, vzhledem k uložení motorů za sebou na bocích trupu asymetricky umístěné. Ocasní plochy mají tvar písmene Y, kdy motýlkové ocasní plochy sdružují funkci výškového a směrového kormidla, a na zádi je ještě kýlová plocha, která zároveň slouží coby opora pro ostruhu podvozku. V náběžných hranách motýlkových ocasních ploch jsou vstupy vzduchu k motorům, který je tak hnán trupem vpřed. Křídla mají mírnou zápornou šípovitost. Kromě toho se mechanizace křídla vyznačuje „inteligencí“, kdy vzlakové klapky na odtokové hraně křídla automaticky reagují na aktuální letový režim a přizpůsobují se mu. To jinak řečeno znamená, že klesne-li například rychlost pod určitou předem zadanou mez, automaticky se vztlakové klapky vysunou, aby nedošlo k pádu kvůli ztrátě vztlaku, případně klesne-li rychlost ještě víc, letoun předpokládá, že jde o přistání a vysune klapky do přistávací polohy. Stroj se tak snaží myslet za pilota a volit optimální nastavení mechanizace křídla. Podvozek je zasouvatelný záďového typu. Celý stroj je z dnešního pohledu kompozitový, neboť je postaven z několika slepených vrstev balsy.

Rozpětí letounu činí 8,23 metru, délka 7,44 metru, výška 2,23 metru. Hmotnost prázdného stroje je 1 389 kg. Předpokládaná maximální rychlost se měla pohybovat mezi 805 a 885 km/h. Existoval i projekt označený Model 101P, který měl být zmenšenou verzí Modelu 100P, a taktéž Model 110P, což měla být vyzbrojená varianta, o níž projevovalo zájem francouzské vojenské letectvo, u něhož by stroj našel uplatnění coby mimořádně rychlý stíhač či průzkumný letoun. Projekty ale nikdy neopustily fázi návrhu a k jejich realizaci tak nikdy nedošlo.

Stroj byl téměř dokončený v roce 1939, avšak vypuknutí druhé světové války a následná německá invaze do Francie a její okupace celý projekt zastavila. Prestižních závodů Coupe Deutsch de la Meurthe se tak letoun s přiděleným startovním číslem 7 nakonec nezúčastnil. Vzhledem ke své averzi vůči Němcům se Bugatti snažil udělat vše pro to, aby se jim do rukou jeho letoun nedostal. Rozložený jej nechal převézt na svůj pozemek v Ermenonville severovýchodně od Paříže, kde jej důkladně ukryl. Zde rozestavěný letoun přežil celou válku bez úhony. Po skončení války však práce na letadle již nepokračovaly, načež v roce 1947 Bugatti zemřel, a tak nedokončený Model 100P zůstal ve svém úkrytu ještě dlouhou řadu let. V roce 1960 jej zakoupil automobilový sběratel Serge Pozzoli, letoun však zůstal v kůlně uložený dalších deset let, kdy jej do svého vlastnictví získal americký restaurátor Bugattiho vozů Ray Jones, jenž letoun koupil, aby získal jeho dvojici motorů. Jones letadlo převezl do Spojených států, kde z něj oba motory vymontoval, aby je mohl zastavět do renovovaných vozů, a následně v roce 1971 letoun odprodal Peteru Williamsovi jenž se pustil do zdlouhavé renovace. Na ní se krátce podílel i sám konstruktér Modelu 100P, Louis de Monge, který v té době žil ve Státech. Téměř dokončený letoun byl v roce 1979 darován Muzeu vzdušných sil v Daytonu v Ohiu, kde však zůstal uložený v depozitáři až do roku 1996. Následně byl darován Muzeu EAA AirVenture na letišti Wittman v Oshkoshi ve státě Wisconsin, kde konečně prošel kompletní renovací a kde je dodnes vystavený.

Cesta za uvedením Bugattiho letounu do vzduchu započala před zhruba 40 lety, kdy si tehdy stíhací pilot Scotty Wilson sloužící na letounech North American F-100 Super Sabre, McDonnell Douglas F-4 Phantom II a později General Dynamics F-16 Fighting Falcon, přečetl článek o Modelu 100P. Na první přečtení jej uchvátily jak konstrukční výdobytky, tak pochopitelně i ohromně elegantní tvary. Toto nadšení v něm postupně zrálo a stále urputněji si uvědomoval, že příběh letadla není kompletní, dokud nevzlétne. A tak ve stíhacím důchodu, v roce 2008, se rozhodl postavit repliku jeho dalo by se už říci zamilovaného stroje. Pod hlavičkou projektu nazvaného Le Rêve Bleu (Modrý sen) se v průběhu roku 2009 pustil společně s několika dalšími nadšenci do stavby repliky. Celé snažení si vyžádalo náklady ve výši přibližně 400 tisíc dolarů (asi 10 milionů korun), z nichž přes 62 tisíc dolarů (1,5 milionu korun) se podařilo získat prostřednictvím crowdfundingové kampaně na Kickstarteru.

Na stavbě repliky se tak podílelo několik obdobně zapálených nadšenců, kteří zahořeli slabostí pro tento stroj, včetně vnuka konstruktéra původního stroje, Ladislase de Monge. Kvůli tomu, že k dispozici nebyla zachovalá výkresová dokumentace a dochované vystavené letadlo nebylo zcela kompletní, čekalo na stavitele několik náročných oříšků. Například výroba převodovky a hnacích hřídelů si vyžádala na tři tisíce hodin práce, neboť tyto části bylo v zásadě nutné téměř znovu vymyslet, mnoho součástí letadla musel Wilson vyrábět třikrát či vícekrát, než se mu povedlo dopracovat ke správnému výsledku. Protože letoun reálně nikdy neletěl, chtěl si celý tým v čele s pilotem dopředu zjistit, jaké letové charakteristiky od něj může očekávat. K tomu sloužily počítačové simulace, které realizoval brazilský tým pod vedením Paula Iscolda, jenž ve stejném čase pracoval na plný úvazek na svém projektu letounu Anequim, který letos ustanovil několik rekordů (blíže se na něj podíváme v některém z nadcházejících dílů). Výsledky simulací ukázaly, že Model 100P by měl létat velice dobře. Vzhledem k tomu, že původní Bugattiho pohonné agregáty již nebyly k sehnání, volba padla na dvojici upravených motorů převzatých ze silničních motocyklů Suzuki Hayabusa. Stavba probíhala v hangáru na letišti Harveyho Younga (1H6) ve městě Tulsa v Oklahomě.

Stavba repliky se začala chýlit ke konci v průběhu roku 2014, a tak v rámci příprav k úvodnímu vzletu došlo 20. prosince 2014 k prvnímu nahození motorů. V červenci 2015 následovaly pojížděcí zkoušky, které proběhly bez nejmenších zádrhelů. Letoun byl proto převezn na nedaleké mezinárodní letiště v Tulse (KTUL/TUL), kde měl být proveden zálet. K prvnímu vzletu došlo dne 19. srpna 2015. Letadlo se s lehkostí odlepilo od dráhy a pokračovalo několik set metrů nad ní ve výšce 30 metrů, ale během následného přistání selhaly brzdy a stroj skončil za drahou s přídí v zemi. Poškození ale nebylo nijak výrazné a nikomu se nic nestalo, a tak další let byl pouze záležitostí pár oprav. Ty nezabraly příliš času, neboť druhý a již stoprocentně úspěšný let následoval 17. října 2015. Tentokrát vše běželo přesně tak, jak mělo, a Wilson s Modelem 100P uskutečnil vzlet, let po okruhu a přistání. Další lety jsou horečně očekávány a k veřejným letovým ukázkám půvabného Modelu 100P snad dojde již během příštího roku. Stroj nese registraci N110PX.

Slavný výrok připisovaný francouzskému leteckému konstruktérovi Marcelu Dassaultovi (vlastním jménem Marcelu Blochovi) praví: „Je-li letadlo krásné, bude i dobře létat“. Člověk nemusí být odborník, aby si všiml, jak nadčasovými a krásnými tvary se Bugattiho letoun vyznačuje. Letové zkoušky jsou teprve v počátcích, přesto je zřejmé, že se Wilson nebude s replikou pokoušet ověřovat maximální rychlost stroje, což ale nic neubírá z atraktivity budoucích letových ukázek. Ani v nejmenším tak nelze pochybovat, že během nich bude Model 100P diváky okouzlovat jak svými tvary, tak i letovými vlastnostmi. Co se týče estetických kvalit tohoto stroje, jenž v sobě ztělesňuje umělecký styl 20., 30. a 40. let nazvaný Art Deco, mnozí jej dokonce označují za vůbec nejkrásnější letadlo, které nikdy nevzlétlo. My už víme, že to s tím nevzlétnutím není už úplně pravda. Že by došlo k přeformulování přízviska Modelu 100P na nejkrásnější letadlo, které kdy vzlétlo?

Kam dál?
Oficiální stránka projektu na Facebooku: https://www.facebook.com/TheBugatti100pProject/
Oficiální stránka projektu 100P: http://www.bugattiaircraft.com/news.htm
Videozáznam pojížděcí zkoušky repliky: https://youtu.be/6jizehSzN8k
Videozáznam prvního letu repliky: https://youtu.be/MB2Wr-aSk8o
Video vystaveného původního letounu: https://youtu.be/1233KxLNXYs

Celý text je dostupný rovněž ve formátu .pdf: http://airspotter.eu/Download/Bugatti_100P.pdf

Marek Vanžura
(Photo © Betsy Richert)
Návrat nahoru
Zobrazit informace o autorovi Odeslat soukromou zprávu Odeslat e-mail Zobrazit autorovy WWW stránky
MarekV
Site Admin


Založen: 25.3.2007
Příspěvky: 1332
Bydliště: LKTB/BRQ Brno Tuřany

PříspěvekZaslal: út prosinec 08, 2015 3:39 pm    Předmět: Citovat



43. díl – DuPont Aerospace DP-1 aneb dopravní letoun s kolmým vzletem

Zkřížení předností vrtulníků a letounů, s cílem získat letadlo schopné startovat a přistávat kolmo při zachování vysoké cestovní rychlosti, nedává leteckým konstruktérům spát. Ve většině případů se tyto snahy týkají relativně malých strojů, nalezneme však i výjimku v podobě stroje nesoucího označení duPont DP-2, jenž byl projektován coby dopravní a později i transportní letoun pro až čtyři desítky cestujících, díky čemuž výrazně vystupoval z řady pokusů o sestrojení rychlého kolmo vzlétajicího letadla. Do širšího povědomí ale vstoupil ani ne tak touto svojí pionýrskou koncepcí, jako spíše nebývalou politickou podporou spojenou s velkou finanční štědrostí. A to i navzdory faktu, že již téměř od počátku se na něj většina odborníků dívala nesmírně skepticky. Projekt DP-2 se tak táhne napříč několika dekádami, během nichž dosáhl jen mizivých úspěchů, což vyústilo v jeho ukončení v roce 2007. Celý příběh je ale více než zajímavý a zaslouží si krátké zastavení.

Prvopočátek letadla DP-2 nalezneme v roce 1968, kdy jeho autor, letecký konstruktér Anthony duPont, pracoval ve firmě Garrett AiResearch zabývajicí se výrobou leteckých motorů. V tomto roce spatřil světlo světa nový motor Garrett ATF3, přičemž duPont dostal za úkol jeho propagaci. To jej zavedlo do sídla společnosti Pan American World Airways, kde se ale v tomto ohledu s přílišným pochopením nesetkal, protože o motor společnost neprojevila sebemenší zájem, přesto pro duPonta měla tato návštěva zásadní význam. Dozvěděl se totiž, že světoznámá aerolinie by naopak v žádném případě nepohrdla letounem, který by dokázal odstartovat ze střešního heliportu na budově jejího ředitelství (slavná Pan Am budova, kterou dnes vlastní pojišťovna MetLife) v centru Manhattanu v New York City, načež by pokračoval na opačnou stranu Států, například do Los Angeles či San Francisca. A na své palubě by vezl osm cestujících. V zásadě tak Pan Am měla zájem o kolmo startující bizjet. Tato koncepce se duPontovi zalíbila natolik, že se vývoj letadla, jež by toto zadání naplňovalo, stal jeho celoživotní posedlostí.

V roce 1969 tak Anthony duPont založil firmu duPont Aerospace, jejímž cílem mělo být uvést na trh stroj, jenž by čerpal inspiraci z vize společnosti Pan Am. Během poměrně krátké doby vypracoval projekt menšího dopravního letadla, které dostalo označení duPont DP-2. Tento stroj měl mít kapacitu 30 až 44 cestujících a díky systému vektorování tahu dvojice v přídi umístěných motorů měl být schopný kolmého vzletu a přistání. DP-2 měl mít délku 18,6 metru, rozpětí 16,3 metru a výšku 5,7 metru. Prázdný stroj měl mít hmotnost 7 400 kg a maximální vzletová hmotnost měla činit 14 500 kg. Projektovaná nejvyšší rychlost byla Mach 0,95, dolet až 4 815 km. Za pohonné jednotky byla zvolena dvojice motorů General Electric CF34-1A, každý o tahu 40,7 kN. Pro rychlý a efektivní horizontální let bylo zvoleno křídlo se superkritickým profilem ve středoplošném uspořádání. Podvozek byl zatahovací příďového typu.

S tímto návrhem se duPont v roce 1972 obrátil na americké ministerstvo obrany s žádostí o finanční podporu, nesetkal se však s pochopením. To jej ale nemohlo nijak odradit, a tak na projektu nadále pracoval. Postavil zmenšený, desetiprocentní model označený jako DP-1A, jenž v roce 1982 prodělal zkoušky v aerodynamickém tunelu. Poté v roce 1986 oslovil americké námořní letectvo, zda by nemělo zájem vývoj tohoto stroje financovat. Námořnictvo však odmítlo s tím, že má k předloženému návrhu tolik výhrad, že pochybuje o jeho realizovatelnosti. V roce 1988 zažádal duPont prostřednictvím Kongresu o dotaci 30 milionů dolarů od Agentury pro výzkum pokročilých obranných projektů (DARPA). Ta odmítla a v roce 1990 provedla zhodnocení návrhu, přičemž výsledek byl tentýž jako v případě námořnictva. Závěr zněl, že v navrhované podobě je nemožné, aby letadlo (bezpečně) letělo.

Tudy cesta nevedla, a tak se Kongres obrátil znovu na ministerstvo obrany. Tentokrát duPontovo dítko slavilo úspěch, neboť se v roce 1993 dočkal DP-2 finanční injekce. Důvodem změny postoje ministerstva vůči DP-2 byla především situace kolem vyvíjeného konvertoplánu Osprey, jehož vývoj se čím dál více prodražoval a letové zkoušky nepůsobily právě přesvědčivě, neboť za celou dobu testů došlo ke čtyřem haváriím, jež si vyžádaly třicet mrtvých. V letadle DP-2 tedy svitla naděje, že by mohlo v případě pokračujících potíží konvertoplánu sloužit jako záložní řešení. DuPont jej navíc přepracoval tak, aby více odpovídalo vojenským potřebám, kdy měl letoun přepravit až 48 plně vyzbrojených vojáků či vůz Humvee. O čtyři roky později se program duPontova letadla přesunul z ministerstva obrany do kompetence Námořního velitelství leteckých systémů (NAVAIR), skrze nějž následně proudily další peníze. V roce 1999 navštívila komise této instituce výrobu stroje DP-2 a výsledkem bylo zděšení, v jakých podmínkách se vše nachází. To ale nijak nezabránilo v pokračování programu, a tak se duPont dočkal v roce 2003 finanční dotace dokonce i od Národního úřadu pro letectví a kosmonautiku (NASA). Ten ale taktéž vypracoval vlastní posudek na úroveň a stav projektu, jehož vyhodnocení znělo, že další dotování nemá smysl. To se již ale schylovalo k letovým zkouškám. Vznikla 53procentní zmenšenina letounu DP-2, která dostala označení DP-1B. Tento exemplář byl během jedné ze zkoušek těžce poškozen, načež po opravě dostal nové označení DP-1C. Aby bylo v označení zcela jasno, verze DP-2 neexistovala jinak než coby vizualizace na papíře a idea stojící za celým snažením, reálně nikdy nevznikla. Naproti tomu vznikl malý model DP-1A pro zkoušky v aerodynamickém tunelu a exemplář určený pro letové zkoušky známý coby DP-1B a DP-1C. O jeho pohon se starala dvojice motorů Pratt & Whitney Canada PW535A o souhrnném tahu 30 kN. Tato zmenšená verze měla délku 9,8 metru, rozpětí 8,6 metru a výšku 3 metry.

V letech 2003 až 2006 se uskutečnila série pokusů o letové zkoušky, přičemž čtyřikrát došlo k nehodám. První nehoda se stala 2. listopadu 2003, když před jedním z pokusů o kolmý vzlet odejmul duPont jisticí lano připevněné k příďovému podvozku, načež se stroj krátce po odlepení od země dostal do nezvyklé polohy a tvrdě dopadl na zem. Došlo k vážnému poškození, které si vyžádalo měsíce oprav. Druhá nehoda se odehrála o rok později, 16. listopadu 2004, kdy došlo k destrukci kompozitové konstrukce v oblasti výtokových trysek motorů v důsledku nekvalitně odvedené práce na letadle. A co víc, v průběhu tohoto testu byl na palubě pilot, což bylo v rozporu s bezpečnostním nařízením, které zakazovalo pilotované testy, neboť zkoušky měly proběhnout v bezpilotním režimu. Během destrukce spodní části letadla začal do kabiny vnikat kouř a horké plyny od motorů, načež při pokusu o opuštění letadla pilot zjistil, že se dveře zasekly. Naštěstí se mu podařilo stroj opustit oknem na pravé straně kabiny a vyváznout bez zranění. K totožné závadě, rozpadu konstrukce v oblasti výstupních trysek motorů, došlo 25. dubna 2006, tentokrát ale za méně dramatických okolností, neboť na palubě již nikdo během tohoto testu nebyl. Poslední ze čtveřice vážnějších incidentů se odehrál 8. srpna 2006, když se kvůli závadě na řídicím počítači stroj vznesl výše než bylo plánováno a během přistání utrpěl poškození křídla. Navíc je třeba říci, že všechny pokusy probíhaly s upoutaným letounem. Pokud by stroj takto nebyl jištěn, je docela dost možné, že by počet incidentů vzrostl.

Tyto výsledky letových testů byly poměrně dost v souladu s četnými expertními posudky na kvalitu práce v duPontově firmě. Prakticky každá inspekce, která navštívila výrobu letadla DP-1, upozorňovala na nebývalé diletantství, které při výrobě panuje. Kritika přicházela jak na nezpůsobilost pracovníků, nízkou úroveň odváděné práce a nevhodné nakládání s používanými materiály, tak i na chybějící zkušenosti řídicích pracovníků a jejich neschopnost řídit proces vývoje a výroby efektivně. V případě navrhované vojenské varianty panovaly všeobecné pochyby, zda je letoun realizovatelný, zejména vládla nedůvěra vůči stabilitě samotného letounu. Zpochybňována byla také například schopnost fungovat v polních podmínkách, kdy při pohledu na nízko umístěné velké vstupy vzduchu k motorům každého napadne, jak náchylný by takový stroj byl k nasátí cizího předmětu.

Celý program DP-2 spolykal přes 63 milionů amerických dolarů (zhruba 2 miliardy korun). Závěrečnou tečku za tímto celým snažením udělalo v červnu 2007 slyšení na půdě Amerického výboru pro vědu a techniku, kde vystoupilo několik expertů, kteří průběh prací na tomto letadle sledovali, a jejichž závěr zněl v neprospěch celého projektu. Hned v srpnu tak došlo na základě tohoto slyšení k ukončení financování letadla DP-2, a tedy k jeho konci. Jakožto dozvuk, snad z trucu, se 30. září téhož roku na letišti Gillespie (KSEE/SEE) v Kalifornii, kde se odehrály i předchozí testy, uskutečnila dvojice vzletů prototypu DP-1C s následným visem, každý o délce přibližně 45 sekund. Tato labutí píseň zajímavé koncepce DP-2 již nemohla nic zvrátit, a tak spíše jen potěšila ty, kdo se na celém projektu podíleli.

Postupem času pak navíc vyplulo na povrch, že celý projekt byl tak trochu „tunelem“. Zjistilo se, že za nemalou finanční podporou stroje, který za celou svojí dobu existence dosáhl jen mizivých úspěchů, stáli republikánští kongresmani Duncan Hunter a Christopher Cox. Oba byli na půdě Kongresu aktivními podporovateli duPontova projektu, a jak už tomu bývá, tato podpora nebyla nezištná. Oba kongresmani dostávali od duPontovy firmy finanční příspěvky na své volební kampaně. V zásadě tak část peněz, jež Hunter s Coxem skrze Kongres vymohli pro DP-2, získali zpět pro své potřeby prostřednictvím duPontových příspěvků. Zatímco Cox dal od podpory programu ruce pryč v momentě, kdy už bylo veřejně jasné, že jde o obří díru na peníze, která k hmatatelnému výsledku nikdy nepovede, Hunter zůstal věrným přívržencem konceptu až do samotného konce programu a dokonce se i po jeho skončení snažil o opětovné oživení.

Letoun DP-1C je v současnosti k vidění ve venkovní expozici leteckého muzea Classic Rotors na letišti Ramona (KRNM) ve městě Ramona u San Diega v Kalifornii. Anthony duPont žije v Manchesteru ve státě Vermont na východním pobřeží Spojených států, kde má v garáži model kabiny letounu DP-2 v životní velikosti. Svůj důchod tráví i nadále prací na vylepšování řídicího a stabilizačního softwaru pro své neúspěšné dítko.

Projekt DP-2 byl nejzajímavější v tom, že se snažil přijít s relativně velkým strojem, který by byl schopný přepravovat větší počet cestujících, respektive náklad v případě transportní verze. Většinou se totiž setkáváme se stroji, které jsou určené pouze pro jedno až dvoučlennou osádku, neboť se jedná o stíhací letouny. Výjimkou byl snad jen německý letoun Dornier Do 31, který byl navržen a zalétán v 60. letech. Jednalo se o transportní letoun s kolmým vzletem a přistáním schopný přepravit až 35 plně vyzbrojených vojáků rychlostí až 730 km/h do vzdálenosti 1 800 km. Ačkoli se jednalo o slibný stroj, v roce 1970 byl celý projekt z finančních důvodů zastaven, a tak vznikly jen celkem tři experimentální exempláře. K realizaci jeho navrhované civilní zvětšené verze s kapacitou 100 cestujících, jež nesla označení Dornier Do 231, tak nikdy nedošlo. Zatímco se strojem Do 31 sdílel letoun DP-1 podobnost co se týče koncepce, s experimentálním letadlem Bell X-14, jež létalo od 50. do 80. let, sdílel řešení pohonného systému, což se odráží i v nápadné podobnosti zejména příďové části. Samozřejmě bychom nalezli i jiné další pokusy o sestrojení relativně velkého letounu s kolmým vzletem a přistáním (jmenujme Ling-Temco-Vought LTV XC-142), ty však na rozdíl od výše uvedených letadel nevyužívaly proudových motorů.

Je pozoruhodné, že snahy zkonstruovat kolmo startující letoun vesměs krachují, kdežto aktivity zaměřené na stavbu mimořádně rychlých vrtulníků povětšinou slaví úspěch. V současnosti je tak jediným kolmo vzlétajicím strojem, jenž je schopný přepravit větší počet lidí či náklad obstojnou cestovní rychlostí, americký konvertoplán Bell Boeing V-22 Osprey. Ten dopraví až 32 plně vyzbrojených vojáků či 10 tun nákladu nejvyšší rychlostí 509 km/h na vzdálenost 1 600 km. Přesto má i toto řešení své mouchy, a tak i nadále existují snahy přijít s letadlem, které by úspěšně realizovalo to, co se stroji DP-2 nepovedlo. Nejslibněji se v současnosti jeví projekt stroje kategorie CESTOL (Cruise Efficient Short Take-Off and Landing, krátký vzlet a přistání s efektivními cestovními parametry), na kterém pracuje NASA. I když nemá jít o kolmo startující letadlo, akcent na schopnost operovat z mimořádně krátkých drah a dosahovat vysokých cestovních rychlostí pro přepravu většího počtu cestujících je více než patrný. V dohledné době se schyluje k letovým zkouškám, pro něž bude využit menší dálkově řízený stroj PTERA (Prototype Technology Evaluation and Research Aircraft, výzkumné letadlo pro ověřování nových technologií). Myšlenka stojící v pozadí letounu DP-2 tak zůstává i nadále atraktivní a živá.

Kam dál?
Video předposledního kolmého vzletu a visení DP-1C: https://youtu.be/g1Ze9Xizpfc
Video posledního kolmého vzletu a visení DP-1C: https://youtu.be/L4VthNvLkeo
Video experimentálního letadla Dornier Do 31: https://youtu.be/AyNZ5OfTjIw
Video letadla Do 31 s německým komentářem: https://youtu.be/z33Y-9ZzsA4
Video experimentálního letadla Bell X-14: https://youtu.be/ZEiDijpRf9g

Celý text je dostupný rovněž ve formátu .pdf: http://airspotter.eu/Download/DuPont_Aerospace_DP-1.pdf

Marek Vanžura
(Photo © duPont Aerospace)
Návrat nahoru
Zobrazit informace o autorovi Odeslat soukromou zprávu Odeslat e-mail Zobrazit autorovy WWW stránky
MarekV
Site Admin


Založen: 25.3.2007
Příspěvky: 1332
Bydliště: LKTB/BRQ Brno Tuřany

PříspěvekZaslal: čt prosinec 24, 2015 12:05 pm    Předmět: Citovat



44. díl – Falcon 9 aneb první úspěšný návrat rakety z vesmíru

Letectví a posléze kosmonautika opanovaly a opanují lidskou představivost natolik, že se staly nevyčerpatelným zdrojem pro vědecko-fantastickou literaturu. Ta není svázána tolika omezeními jako realita, a tak v ní lze snít o bezpočtu věcí. Jedním z takových snů jsou lety raket, které se po splnění svého úkolu vrací zpět na místo startu, aby mohly později podniknout let nový. Každého nadšence sci-fi proto zcela jistě dojalo, když letos dva dny před Štědrým dnem přesně toto provedl první stupeň rakety Falcon 9. Lepší dárek k Vánocům si lze jen stěží přát.

Přestože v názvu tohoto seriálu stojí slovo letectví, není odbočka ke kosmonautice nijak v rozporu s jeho celkovým zaměřením. V dnešní době jde sice o zcela samostatné a svébytné odvětví, přesto má své počátky pevně zakotveny v letectví. A koneckonců, ať už jde o lety v zemské atmosféře či o lety do vesmíru, obě tyto aktivity sdílejí kouzlo létání.

Zatímco v letectví bereme za samozřejmost, že letadla jsou využívána opakovaně, v případě kosmonautiky jde o jev zcela výjimečný. Standardem je totiž nová raketa pro každý start. Výjimkou jsou pouze raketoplány (Space Shuttle a SpaceShipOne), které byly navrženy pro opakované užití. Ale ani v jejich případě není znovupoužitelnost stoprocentní a především se jedná o vysoce komplikované stroje. A tak se oči kosmonautiky nadále upírají k osvědčeným tubusům raket, které, pokud by se dokázaly po vynesení nákladu vrátit zpátky na zem, by mohly být ideálním prostředkem k tomu, aby se lety do vesmíru výrazně zlevnily a potenciálně se jejich provoz stal podobně rutinním, jako lety dopravních letadel. První krok na této cestě provedla americká společnost SpaceX, jejíž první stupeň rakety Falcon 9 úspěšně přistál poté, co do vesmíru vynesl soustavu jedenácti družic.

Začátek 21. století znamenal pro americký vesmírný program dobu stagnace. Nerozhodné politické kroky, zmenšující se rozpočet a vyřazení raketoplánů Space Shuttle ze služby dospěly do situace, že tato (bývalá) vesmírná velmoc není schopna vlastními silami posílat astronauty do vesmíru a musí za tyto služby platit svému nedávnému protivníkovi, Rusku. Jedním z rozhodnutí, jak tuto situaci napravit, se stal příklon k využívání služeb soukromých společností, které by jak dopravu astronautů, tak i zásobování Mezinárodní vesmírné stanice (ISS) převzaly na svá bedra. Mezi několika takovými firmami najdeme společnost Space Exploration Technologies známější pod zkratkou SpaceX.

V roce 2002 ji založil americký vizionář jihoafrického původu Elon Musk. Ten se stal známým již v dřívějšku díky úspěchu internetového bankovního systému Paypal, u jehož zrodu stál coby jeden ze zakladatelů. V současnosti jde o jednoho z nejznámějších podnikatelů na světě, který si díky svým ambiciózním plánům a nezřídka i jejich úspěšnou realizací získal přízeň milionů podporovatelů na celém světě. Kromě firem SpaceX a Paypal je jeho jméno spojeno s firmami Tesla Motors, výrobcem nejúspěšnějších elektrických automobilů, SolarCity, poskytovatelem solární energie, či iniciativou OpenAI, která má za cíl vyvinout bezpečnou umělou inteligenci. Navzdory tomu všemu zůstává Muskova vesmírná odysea největším objektem zájmu mezi veřejností. Důvod je totiž vcelku prostý. Musk realizuje to, co se dosud odehrávalo pouze na stránkách sci-fi románů. Konkrétněji řečeno, pracuje na dobytí Marsu.

Vize za celou firmou SpaceX je totiž osídlení čtvrté planety naší sluneční soustavy, rudého Marsu. K tomuto cíli postupuje malými, ale svědomitými kroky. Coby nejvhodnější začátek se Muskovi jevilo zlevnění letů do vesmíru, díky čemuž by bylo možné vynášet větší množství nákladu, a tedy i materiálu potřebného pro potenciální osídlení Marsu. Jako nejlepší cesta ke zlevnění se jeví vyvinutí vícenásobně použitelných raket, protože většinu ceny za start rakety tvoří právě cena rakety, zatímco palivo, i když hmotnostně největší položka, je jen zlomkem ceny startu. Pokud by se tedy dal tubus rakety použít několikrát, výrobní cena by se rozložila na několik startů, k nimž by se přičetly již jen relativně malé náklady na palivo.

K oťukávání vesmírných letů sloužil nosič nazvaný Falcon 1 (Sokol 1). Jednalo se o 21 metrů vysokou dvoustupňovou raketu s průměrem 1,7 metru, na které si firma ověřovala své schopnosti. A nejednalo se právě o povzbuzující začátek. První tři lety (25. března 2006, 21. března 2007 a 3. srpna 2008) totiž skončily neúspěchem. Teprve až čtvrtý (28. srpna 2008) a pátý (14. července 2009) let slavily úspěch. Kromě raket si firma vyvíjí i vlastní raketové motory.

Poté přišla na řadu větší a výkonnější verze nazvaná Falcon 9, která slouží nejen pro vynášení družic nejrůznějších zákazníků, ale především pro zásobování ISS nákladní lodí Dragon, za což štědře platí americký Národní úřad pro letectví a kosmonautiku (NASA). V budoucnu bude díky novému kontraktu s NASA sloužit i k vynášení pilotované lodi Dragon V2 s astronauty na ISS. Pro firmu SpaceX se jedná o vynikající způsob, jak financovat pokročilý výzkum na cestě za znovupoužitelností a výhledově i cestou na Mars. Falcon 9 je dvoustupňová raketa o průměru 3,66 metru a výšce v závislosti na verzi 54,9 respektive 68,4 metru. Svůj první let uskutečnila 4. června 2010 a slavila úspěch. Vyjma čtvrtého letu (8. října 2012), kdy bylo dosaženo jen částečného úspěchu, neboť se nepodařilo uskutečnit sekundární úkol, se mohla raketa Falcon 9 pochlubit stoprocentní spolehlivostí. Statistiku jí pokazil až devatenáctý start letos 28. června, kdy zhruba dvě minuty po vzletu došlo k destrukci nosníku héliové nádrže druhého stupně a následnému roztržení rakety, během kterého byla ztracena i nákladní loď Dragon s materiálem pro ISS. Havárie tak vedla k uzemnění raket Falcon a rozsáhlému vyšetřování příčiny selhání. Po několikerém odkladu došlo k opětovnému zahájení letů až 21. prosince 2015. A návrat to byl ve velkém stylu.

K plnohodnotnému docenění dosaženého výkonu je ale třeba zmínit i tříleté úsilí, které mu předcházelo. Jednalo se o sérii třinácti pokusných letů zkušebního exempláře do menších výšek a rovněž pět předchozích více či méně úspěšných pokusů s přistáním do vod oceánu po úspěšném vynesení nákladu do vesmíru. Nejprve se pro studium možnosti vertikálního vzletu a následného přistání (VTVL, Vertical Takeoff and Vertical Landing) používal demonstrátor nazvaný Grasshopper (kobylka luční). Ten uskutečnil celkem 8 letů v době od 21. září 2012 do 7. října 2013 nad vývojovým a zkušebním střediskem společnosti SpaceX u města McGregor v Texasu, přičemž poslední a zároveň nejdelší let trval 79 sekund a stroj během něj dosáhl výšky 744 metrů, načež úspěšně přistál. Nahradil jej větší exemplář nazvaný Falcon 9R (Reusable, znovupoužitelný). Jeho první vzlet a návrat na místo startu proběhl 17. dubna 2014, kdy raketa vystoupala do výšky 250 metrů. Následovaly další čtyři lety, kdy dosažená výška činila tisíc metrů, avšak při posledním z nich, 22. srpna 2014, došlo k řízené destrukci rakety z důvodu zablokovaného senzoru. Řídicí počítač tak z důvodu chybějících dat aktivoval sebezničení rakety. Tímto byly zkušební lety pokusného stroje F9R ukončeny. Po řízené destrukci tohoto stroje již další pokusné lety nebyly uskutečněny, protože jednak byl k dispozici dostatek dat, která šla tímto způsobem získat, a jednak pro data nová bylo zapotřebí reálných letů do vesmíru, jejichž dynamiku nelze během atmosférických letů simulovat.

Ostrých pokusů o přistání po návratu z vesmíru proběhlo před prosincovým úspěchem již pět. Pro tento úkol byla na tubus prvního stupně rakety Falcon 9 připevněna do horní části čtveřice roštů, které fungují jako řídicí plochy letadel, takže dovolují raketě při návratu atmosférou manévrovat, a na spodní části rakety se objevila čtveřice výklopných nohou, které se krátce před dosednutím vyklápějí. Tyto úpravy se pochopitelně odrážejí v navýšení hmotnosti samotného těla rakety a navíc se pro motorové přistání vyžaduje palivo, čímž dochází k určitému omezení nosnosti rakety. V případě letů na nízkou oběžnou dráhu kolem Země to ale nečiní problém, v případě letů na geostacionární oběžnou dráhu návrat (prozatím) není možný.

První z pokusů o přistání se uskutečnil 18. dubna 2014, kdy první stupeň rakety Falcon 9 poměrně tvrdě přistál do vod Atlantského oceánu. Ale již 14. července 2014 proběhlo měkké přistání Falconu 9 na hladinu oceánu. Pro rok 2015 si firma připravila přistávací plošinu vybudovanou na lodi, kterou nazvala Autonomous Spaceport Drone Ship (ASDS, autonomní bezposádkový lodní kosmodrom). Rozměry přistávací plochy mají na délku 90 metrů a na šířku 50 metrů. Po startu a vynesení družice do vesmíru dne 10. ledna 2015 se první stupeň rakety k lodi čekající ve vodách Atlantského oceánu úspěšně přiblížil, ale pár sekund před samotným přistáním došla raketě hydraulická kapalina, kterou využívají směrové rošty, a tak nebylo dosednutí kontrolované. 11. února se měl pokus opakovat, ale velké vlny znemožnily přistání na lodi, a tak první stupeň dosedl opět na vodní hladinu. Podmínky přály při startu dne 14. dubna 2015, kdy se první stupeň opět vrátil zpět z vesmíru. Tentokrát proběhlo všechno hladce až do doby krátce před dosednutím, kdy se tubus rakety naklonil, po dotyku s palubou se zlomily dvě nohy a Falcon 9 se převrátil, následován explozí zbytku paliva. Tento výsledek přinesl klíčové zjištění. A to, že řízený návrat rakety z vesmíru a její přistání je plně realizovatelné, ale přistávací plocha, kterou nabízí paluba lodi, je příliš malá, takže nedovoluje řídicímu počítači přílišnou odchylku, a ten se proto snaží o přehnané korekce, aby se trefil na střed přistávací plochy, což vede ke škodlivému rozkymácení rakety. Pro další pokusy by tedy bylo vhodnější přistávat na větší ploše, ideálně na pevnině. Tam zamířil let 21. prosince 2015.

V pondělí 21. prosince v 20.29 hodin místního času (respektive 22. prosince v 1.29 hodin ráno, pokud budeme čas uvádět v UTC) proběhl start Falconu 9 ze startovacího komplexu 40 na Mysu Canaveral na Floridě. Po minutě letu překonal kolos o hmotnosti 500 tun rychlost zvuku a pokračoval s nákladem 11 družic firmy Orbcomm vstříc vesmíru. Ve výšce 80 km při rychlosti 5 800 km/h se oddělil druhý stupeň, který zažehl svůj motor a pokračoval s družicemi na požadovanou oběžnou dráhu, zatímco první stupeň vystoupal setrvačností až do výšky 190 km, přičemž se obrátil, provedl brzdicí zážeh a zamířil zpět k místu startu. Při vstupu do zemské atmosféry provedl druhý zážeh, který slouží ke snížení aerodynamického namáhání rakety. Poslední, třetí zážeh pak následoval přímo nad samotnou Přistávací plochou 1 (Landing zone 1), kam první stupeň Falconu 9 úspěšně dosedl deset minut po startu. A přepsal tím dějiny kosmonautiky. Fotografie pořízená krátce před dotykem přistávacích nohou se zemí je na úvodním obrázku.

Samotným přistáním ale otázka znovupoužitelnosti nekončí. Spíše naopak, teprve začíná. Teprve nyní se skutečně ukáže, zda se jedná o schůdnou cestu, protože se poprvé dostává inženýrům do rukou raketa, která již jeden start absolvovala. Bude následovat zevrubné prozkoumání i těch nejmenších detailů, aby se získala potřebná data a informace, které poví o možných opakovaných startech více. Jaký bude osud tohoto exempláře, není zatím jasné, ale s jistotou lze říci, že se do vesmíru už nepodívá a s největší pravděpodobností zamíří do muzea, patrně do Kennedyho vesmírného střediska na Mysu Canaveral na Floridě, odkud startoval a kde přistál.

Obliba firmy SpaceX je největší měrou dána patrně tím, že nabízí generaci, která nezažila velkolepé vesmírné závody v 60. letech dvacátého století kulminující v přistání na Měsíci, možnost prožívat něco podobně významného a dechberoucího. Díky možnostem komunikačních technologií se jí to nadmíru dobře daří. Jak opakovaně zaznělo napříč celým internetem krátce po úspěšném přistání Falconu 9, žíjeme v úžasné době. Připočteme-li k tomu ještě vozítka, která brázdí povrch Marsu a denně posílají fascinující snímky z tohoto cizího světa, nelze než souhlasit. Vědecká fantastika přestává být fantastikou a stává se realitou. A my ji žijeme.

Kam dál?
Video přistání prvního stupně Falconu 9: https://youtu.be/ZCBE8ocOkAQ
Video z ne zcela úspěšného přistání na plovoucí plošině: https://youtu.be/BhMSzC1crr0
Video zkušebního letu Falconu 9R do výšky tisíc metrů: https://youtu.be/ZwwS4YOTbbw

Celý text je dostupný rovněž ve formátu .pdf: http://airspotter.eu/Download/Falcon_9.pdf

Marek Vanžura
(Photo © SpaceX)
Návrat nahoru
Zobrazit informace o autorovi Odeslat soukromou zprávu Odeslat e-mail Zobrazit autorovy WWW stránky
MarekV
Site Admin


Založen: 25.3.2007
Příspěvky: 1332
Bydliště: LKTB/BRQ Brno Tuřany

PříspěvekZaslal: čt leden 07, 2016 1:36 pm    Předmět: Citovat



45. díl – Lockheed Martin Samarai aneb další přírodou inspirovaný létajicí stroj

Procházka lesem může nabývat nejrůznějších podob a každý jeho návštěvník v něm může hledat něco jiného. Někdo v lese hledá únik od civilizace, někdo estetický zážitek a někdo jiný třeba zdroj obživy. Najdou se však i tací, kteří v něm hledají zdroj inspirace pro své vynálezy. Do této skupiny lze zařadit letecké inženýry společnosti Lockheed Martin, kteří si za vzor vzali okřídlené semeno javoru, jež můžeme vídat, jak se spirálovitě snáší k zemi a při závanu větru cestuje daleko od svého mateřského stromu. Tento rostlinnou říší inspirovaný námět přetavili do podoby létajicího aparátu s názvem Samarai, který lze v mnoha ohledech prohlásit za revoluční.

V očích veřejnosti často démonizovaná americká Agentura pro výzkum pokročilých obranných projektů (DARPA) vypsala v roce 2005 program nazvaný Nano Air Vehicle (NAV, vzdušný prostředek velice malých rozměrů), jenž požadoval létajicí stroj, který by nebyl větší než 7,5 cm a jeho maximální vzletová hmotnost nepřesáhla 10 gramů. Z toho mělo 8 gramů připadnout na stroj samotný a zbylé dva gramy pak na náklad. Zároveň by takový stroj měl mít výdrž až 20 minut a dolet 1 km. V žádném případě se tedy nejednalo o skromné požadavky. Úspěch nakonec slavila firma AeroVironment, která v minulosti opakovaně proslula svou schopností vyvinout výkonné a zároveň lehké konstrukce letadel. Ta vsadila na mávajicí křídla a pro projekt NAV vyvinula, sestrojila a úspěšně zalétala miniaturní ornitoptéru nazvanou Nano Hummingbird (kolibříček). Jak má DARPA ve zvyku, požadavky na technická řešení bývají téměř vždy za hranicí aktuálních možností, což ale výtečně funguje a skoro každý takový program přinese nějakou pozoruhodnou inovaci. Kolibříček s rozpětím křídel 16 cm, hmotností 19 gramů tak sice úplně nenaplnil výchozí požadavky, přesto znamenal velice významný pokrok, takže se rázem stal ikonou programu NAV. Zastínil tak své konkurenty, kterým coby poraženým již média tolik pozornosti nevěnovala. A to i navzdory tomu, že se mezi nimi objevila jedna koncepce, která je podstatně zajímavější než ona vítězná. Průmyslový gigant Lockheed Martin totiž otestoval do té doby neprobádanou oblast, kterou byl let okřídleného semena (takzvané nažky), kterou můžeme vídat u některých stromů.

Okřídlená nažka je rostlinné semeno, se kterým se setkáváme například u javoru, a slouží ke zvýšení reprodukčních schopností stromu tím, že je díky svému tvaru snadno šířitelné větrem. V zásadě jde o jedno semeno, které je opatřeno poměrně rozměrným křidélkem, které napomáhá ještě ne zcela zralému semeni využít větru a doletět dále od mateřského stromu. V případě javoru se semena vyvíjejí v podobě dvounažek, tedy symetricky srostlých semen s křidélky, které se od sebe po dozrání oddělují. Vídáme-li tedy při procházce přírodou padat javorové nažky, pak právě v podobě srostlých dvounažek. Za vzor výzkumníkům posloužilo semeno (nažka, anglicky samara) javoru ďábelského (latinsky acer diabolicum). Okřídlená nažka trochu připomíná bumerang.

Lockheed Martin, respektive jeho oddělení Advanced Technology Laboratories (Laboratoře pokročilých technologií), vytvořil návrh stroje ve tvaru nažky, který by využíval reaktivního pohonu (miniaturní proudový motor, respektive z následné analýzy vyšel jako nejvhodnější pulzační motor, který známe například z létajicí střely Fieseler Fi 103 alias V-1, a to především díky jednoduchosti a úspornosti), přičemž jeho celková velikost činila 7 cm a hmotnost 10 g. Na místě semena měla největší část zabírat kulovitá palivová nádrž, dále akumulátor pro napájení palubní elektroniky, samotné řídicí výpočetní zařízení, komunikační zařízení a snímací zařízení v podobě kamery. K této části bylo upevněno křidélko, na jeho odtokové hraně se pak nacházela klapka sloužící k ovládání směru letu a na jeho úplném konci pohonný systém, který by zajišťoval rotaci celého aparátu. Nejvyšší otáčky byly vypočítány až na 12 tisíc otáček za minutu a stroj by měl být schopný nejen klesat, jako je tomu u přírodní nažky, ale také stoupat, viset a pohybovat se všemi směry.

Tomuto projektu se Lockheed Martin věnoval v letech 2006 až 2008, během nichž provedl jak počítačové simulace Samaraie, tak i jeho rozsáhlé zkoušky v aerodynamickém tunelu Národního úřadu pro letectví a kosmonautiku (NASA) v Langley ve Virginii. Při vyhodnocování předložených návrhů v roce 2009 upřednostnila DARPA firmu AeroVironment s konceptem Nano Hummingbird, kterou následně vyzvala k realizaci návrhu a jeho dalšímu rozpracování. Návrh stroje Samarai odešel z klání jakožto poražený, takže projekt NAV opustil. Tato situace ale naštěstí neznamenala zastavení prací na tomto vskutku neortodoxním létajicím aparátu, neboť Lockheed Martin v něm správně rozpoznal jednak zdroj nesmírně cenných dat o novém způsobu létání a jednak základ pro potenciální stroj budoucnosti, až dospějí potřebné technologie. V dalším rozvíjení návrhu proto pracoval již plně ve své režii.

Na rozdíl od letadel běžných rozměrů, kdy se před realizací samotného stroje v plné velikosti nejprve zkouší zmenšený model, například v aerodynamickém tunelu, v případě Samaraie byl postup přesně opačný. Před realizací aparátu v plné velikosti byl postaven zvětšený demonstrátor, na kterém se prováděly zkoušky. Kategorie NAV je totiž natolik technologicky ambiciózní, že je výrazně jednodušší pracovat s většími stroji předtím, než se přikročí k realizaci plnorozměrné, v tomto případě miniaturní verze. Dalším důvodem je pak to, což Lockheed Martin otevřeně přiznal, že se současnými schopnostmi není předložený návrh jejich Samaraie dle požadavků NAV realizovatelný. To ale nijak nebrání tomu, aby se zjistilo maximum možných informací prostřednictvím nadrozměrných verzí.

Koncepce ztělesněná ve stroji Samarai sice není úplně nová, neboť v roce 1952 úspěšně zalétal Američan Charles McCutchen stroj nazvaný Charybdis, který rovněž čerpal inspiraci z okřídlené nažky, ale prozatím nikdo tomuto druhu letu nevěnoval takovou teoretickou pozornost jako Lockheed Martin. Takže tento typ létajicího aparátu, označovaný také jako monokoptéra, který by během letu kompletně celý rotoval, byl opravdovou novinkou, o níž toho bylo známo jen opravdové minimum. V případě rozměrů definovaných v požadavcích NAV pak chyběly jakékoli informace úplně. To znamenalo, že bylo třeba o této koncepci zjistit od základu úplně všechno. Vývoj proto kráčel postupnými kroky. Prvním krokem byl prototyp označený jako Demonstrator Air Vehicle (DAV). Ten prošel zkouškami v roce 2009 a jednalo se o největší ze všech zkoušených variant Samaraie. Měl balsové křídlo o délce 72 cm, hmotnost 600 gramů a výdrž až 12 minut. Křídlo bylo z důvodu lepší stability ještě opatřeno vertikálním stabilizátorem. Dalším stabilizačním prvkem bylo rameno umístěné kolmo ke křídlu. Bezkartáčový elektrický motor se nacházel na dalším rameni proti křídlu. Tato podoba tedy připomínala vzorovou nažku jen velmi přibližně, neboť sloužila k úplně prvnímu oťukání zvolené koncepce. Vývojový tým z tohoto demonstrátoru vytěžil první cenné informace, které následně využil během stavby druhého prototypu.

Tím se stal stroj nazvaný Micro Air Vehicle (MAV), který se podobě rostlinné okřídlené nažky již velmi přiblížil (na úvodním obrázku). Práce na něm probíhaly v roce 2010. Křídlo o délce 30 cm mělo profil AG38 a postrádalo jakékoli stabilizační prvky. Na odtokové hraně křídla se i tentokrát objevila klapka, o jejíž výkyv se stará piezoelektrický spínač. Celková hmotnost stroje činila 200 g. Bezkartáčový elektrický motor byl vetknut do náběžné hrany křídla na jeho samotném konci. Prvotní zkoušky tohoto exempláře ukázaly na překvapivě nízkou účinnost letu stroje tohoto typu, zejména v režimu visu a dopředného letu. Pozornost se proto zaměřila na volbu vhodné vrtule, což obnášelo rozsáhlé zkoušky různých typů vrtulí. Tyto testy se prováděly v aerodynamickém tunelu Massachusettského technologického institutu (MIT). Z běžně dostupných typů vrtulí se coby nejvhodnější jevila vrtule GWS4040 o průměru 204 mm, tu však výzkumníci použili jen jako odrazový můstek a postupnými modifikacemi vyvinuli vrtuli vlastní (SSP prop1), díky které se povedlo výrazně navýšit účinnost letu, což se odrazilo například ve zvýšení nosnosti o 50 gramů.

Posledním vývojovým stupněm se stal v roce 2011 nejmenší návrh nesoucí název Nano Air Vehicle (NAV). Délka jeho křídla činila 17 cm a celková hmotnost 50 g. Svým vzezřením se více podobal největšímu z prototypů, protože motor byl opět umístěn na vlastním rameni, tentokrát kolmo ke křídlu. Dle vyjádření vývojového týmu se tato varianta vyznačovala extrémně dobrými letovými vlastnostmi. Kromě toho sdílejí všechny varianty Samaraie ohromnou výhodu v tom, že mechanicky se jedná o nesmírně jednoduché stroje. Celá konstrukce má jedinou pohyblivou část, kterou je klapka. Pokud by bylo využito navrhovaného pulzačního motoru, který nemá žádné pohyblivé části, stal by se Samarai zřejmě bezkonkurenčním mechanicky jednoduchým strojem. To z této kategorie létajicích aparátů dělá ideální náčiní do terénu, což je ostatně hlavní využití letadel kategorie NAV, která by měla v budoucnu sloužit pro průzkum, především v zastavěných oblastech.

Samotný princip rotujícího stroje má poměrně zásadní dopad na vlastnosti senzorického aparátu neseného na palubě. Protože celý stroj rotuje, kamera umístěná na jeho palubě rotuje pochopitelně taktéž. Tohoto na první pohled omezení dokázali členové vývojového týmu využít a vytvořit z něj přednost, kdy dokáže Samarai jedinou kamerou vytvářet 360stupňové vídeo. Za běžných okolností by pro tento účel bylo zapotřebí kamer hned několik. V případě Samaraie to však zvládne kamera jen jediná. Tato schopnost nalezne bezesporu využití, ale pro účely ovládání a orientace operátora v oblasti, kde Samarai prolétá, je zapotřebí video klasické. Z tohoto důvodu vytvořili vývojáři program, který synchronizuje snímkovací frekvenci kamery s otáčkami Samaraie (až 900 otáček za minutu), takže kamera pořizuje záběry vždy jen v jednom okamžiku, příkladně ve směru letu. Tento obraz je následně zasílán do ovládacího rozhraní v podobě tabletu, kde má operátor k dispozici naprosto klasické video bez známky toho, že jeho zdrojem je rotující kamera. Samarai je možné ovládat prostřednictvím jednoduchého dotykového rozhraní na displeji tabletu, případně byl rovněž ozkoušen autonomní let bez zásahu operátora.

Premiéru před veřejností si Samarai odbyl 16. srpna 2011 na konferenci pořádané Mezinárodní asociací pro bezpilotní vzdušné systémy (AUVSI) v hlavním městě Spojených států amerických, ve Washingtonu, D. C.

Pro úplnost je třeba zmínit, že úspěšný robotický ekvivalent okřídlené nažky vyvinuli i studenti Marylandské univerzity. Nejednalo se sice o natolik sofistikovaný létajicí aparát, ale i tak byl jejich výsledek velice působivý. Jeho počátek se datuje do roku 2007, kdy studenti podnikli první studie letu nažky. V roce 2008 se pustili již do samotného návrhu létajicího aparátu, který v srpnu téhož roku úspěšně zalétali. Inspirace tvarem křidélka nažky je na stroji, který později dostal pojmenování RoboSeed, dobře vidět. Kolmo ke křídlu je umístěno rameno, které slouží jednak jako stabilizátor a jednak jako nosník elektrického motoru. Studenti vyvinuli celkem dva různé exempláře, které se liší velikostí. Větší Samara-I a menší Samara-II. V případě větší verze mělo křídlo délku 27 cm a hmotnost prázdného stroje činila 75 gramů, menší verze pak měla délku křídla 18 cm a prázdnou hmotnost 38 gramů. K výrobě posloužily uhlíkové kompozity, díky kterým se podařilo dosáhnout velice nízké hmotnosti a zároveň vysoké odolnosti.

Robotická okřídlená nažka Samarai na první pohled asi úplně nezapadá do portfolia společnosti Lockheed Martin (dříve jen Lockheed), kterou si nejspíše spojujeme s celou řadou převratných letounů, za množstvím z nich stál legendární letecký konstruktér Clarence „Kelly“ Johnson a jeho mýty opředené skunčí dílny (Skunk Works). Z těch nejvýznamnějších jmenujme druhoválečný dvoutrupý letoun P-38 Lightning, první americký bojově nasazený proudový letoun P-80 Shooting Star, elegantní dopravní Constellation, slavný špionážní letoun U-2 Dragon Lady, nadčasový třímachový stroj SR-71 Blackbird, „neviditelný“ F-117 Nighthawk a v současné době především stíhací letouny páté generace F-22 Raptor a F-35 Lightning II či snad nejslavnější transportní letoun na světě, turbovrtulový C-130 Hercules. V závěru loňského roku navíc Lockheed Martin koupil proslulého výrobce vrtulníků, firmu Sikorsky. Faktem ale je, že aktivity firmy Lockheed Martin se ani zdaleka nevyčerpávají vývojem letounů a mezi oblasti jejích aktivit patří i vesmírná technika, informační tehchnologie, nanotechnologie, medicínské technologie a podobně. Tuto opravdu velmi bohatou paletu aktivit pěkně vystihuje heslo této firmy: „Sice nevíme, co změní svět příště, ale velice pravděpodobně na tom již pracujeme.“ Samarai se tak díky svému vzoru v přírodě řadí po bok robotického hmyzu RoboBee a robotických ptáků SmartBird a RoBird, s nimiž jsme se zde již dříve seznámili.

Kam dál?
Video s demonstrací letu Samaraie: https://youtu.be/T8FBDFJ1cbk
Video s ukázkou letu RoboSeed: https://youtu.be/u23Hqq8QbeE
Porovnání nažky a Samaraie: http://itler.net/wp-content/uploads/2011/08/Ahornsamen-Flugobjekt.jpg
Díl věnovaný robotickému hmyzu: http://airspotter.eu/Download/RoboHmyz.pdf
Díl věnovaný robotickým ptákům: http://airspotter.eu/Download/SmartBird.pdf

Celý text je dostupný rovněž ve formátu .pdf: http://airspotter.eu/Download/Samarai.pdf

Marek Vanžura
(Photo © Win McNamee)
Návrat nahoru
Zobrazit informace o autorovi Odeslat soukromou zprávu Odeslat e-mail Zobrazit autorovy WWW stránky
Zobrazit příspěvky z předchozích:   
Přidat nové téma   Zaslat odpověď    Obsah fóra AirSpotter.eu -> Druhých 100 let aneb letectví 2003-2103 Časy uváděny v GMT + 1 hodina
Jdi na stránku Předchozí  1, 2, 3, 4, 5, 6  Další
Strana 3 z 6

 
Přejdi na:  
Nemůžete odesílat nové téma do tohoto fóra.
Nemůžete odpovídat na témata v tomto fóru.
Nemůžete upravovat své příspěvky v tomto fóru.
Nemůžete mazat své příspěvky v tomto fóru.
Nemůžete hlasovat v tomto fóru.


Powered by phpBB © 2001, 2005 phpBB Group
Český překlad phpBB Czech - www.phpbbcz.com