Témata
Reklama

Atraktivní projekty: Jaké bude letadlo budoucnosti?

Na tuto otázku hledají odpověď vědci a konstruktéři z významných výzkumných center po celém světě. Patří mezi ně i odborníci z Německého výzkumného ústavu pro letectví a kosmonautiku (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt - DLR).

Tento článek je součástí seriálu:
Atraktivní projekty
Díly

Jednu z možných variant letadla budoucnosti představuje konstrukce, v níž trup letadla plynule přechází do křídel. Jmenuje se Blended Wing Body (BWB). Tato letadla jsou navržena tak, aby poskytla více místa pro cestující, byla lehčí a spotřebovala méně paliva. Vědečtí pracovníci ústavu DLR navrhli takové letadlo pomocí počítačových programů a vytvořili teoretický základ pro jeho moderní integrovanou konstrukci.

Reklama
Reklama

Jedno velké křídlo

Na začátku vývoje každého nového letadla jsou výpočty spadající do aerodynamiky a aeroelasticity. Na počítači lze simulovat, jak se asi letadlo bude „skutečně“ chovat. Takže racionální vývoj je jedním z aspektů, který může pozitivně ovlivnit enormní náklady na konstrukci nového letadla.

01 Jednu z možných variant letadla budoucnosti představuje konstrukce BWB.

„Například řešení Blended Wing Body by mohlo snížit spotřebu paliva přibližně o 20 procent, čímž by provozní náklady klesly zhruba o 30 procent. A to se zvýšením výkonu motoru až o 43 procent,“ vysvětluje vedoucí projektu Dr. Volker Gollnick, vedoucí sekce DLR Air Transport Systeme ze závodu v Hamburku.
Výhodou těchto letadel je především jejich aerodynamický tvar. Fakt, že téměř celé letadlo je křídlo, zlepšuje vztlak a snižuje námahu motorů. Letadlo tedy startuje snadněji. Geometrie a profil jsou navrženy tak, aby letadla mohla létat stabilně.

Výzkumný tým v čele s Björnen Nagelem a Pierem Davidem Ciampou z DLR se už od roku 2009 zabývá modelováním leteckých dopravních systémů na principu BWB. Nyní se zaměřili na umístění kabin do křídla. Potom bude následovat řešení klimatizace, hydrauliky atd. Již v rané fázi se musí vyřešit tyto problémy a teprve potom lze jít dál k elektronickým řídicím systémům a podobně. Navrhovaná konstrukce vypadá velmi atraktivně.

Za devadesát minut do Austrálie

Také další projekt inicioval Německý výzkumný ústav pro letectví a kosmonautiku (DLR) a pojmenoval jej Space Liner. Koncepci tohoto nadzvukového balistického letadla zpracoval ve spolupráci s Evropskou kosmickou agenturou ESA. Evropská unie podpořila tento projekt třemi miliony eur.

02 Další projekt se jmenuje Space Liner.

Space Liner je určen pro opakované použití a sestává ze dvou fází: nejprve je vynesen a potom letí vertikálně sám. Připomíná Space Shuttle. Letadlo by však nelétalo na orbit, ale pohybovalo by se ve výšce osmdesáti kilometrů. Startovalo by kolmo a přistávalo vodorovně. Předpokládá se, že v tomto letadle bude moci cestovat padesát lidí z Evropy do Austrálie za devadesát minut (dnes se letí třicet hodin) nebo sto cestujících z Evropy do Kalifornie za šedesát minut. Podle DLR bude ale zhruba ještě 25 let zapotřebí rozvíjet tento projekt a budovat pro něj v Evropě vhodný prostor.

03 Northrop Grumman navrhuje dvoutrupovou konstrukci.

Princip a technologie tohoto letadla jsou již známy z kosmických lodí a nosných raket. Nicméně hlavní problém spočívá ve zvýšení spolehlivosti jednotlivých komponent. Zejména motory je nutno dále vyvíjet, aby bylo možné tato letadla používat k dennímu provozu osobní dopravy. Různé vývojové studie jsou v plném proudu. Nyní se řeší především problémy ekonomičnosti provozu, dále analýza výkonnosti a konstrukční řešení, aerodynamické a termodynamické otázky a řídicí systémy. Velkým problémem je rovněž zahřívání vnějšího pláště letadla. Space Liner nebude produkovat žádné škodlivé plyny. Na první let si však budeme muset počkat ještě třicet nebo čtyřicet let.

Rozlet fantazie

Asi před dvěma lety vyzvala NASA konstruktéry známých leteckých firem, aby vypracovali studie na téma letadla budoucnosti. Společnosti Lockheed Martin, Northrop Grumman a Boeing dostaly zadání: nízká spotřeba, žádné škodlivé spaliny a nízká hlučnost. Dále musí stroj dosáhnout 85 % rychlosti zvuku, doletu sedm tisíc mil a nosnosti 22 až 25 tun.

Northrop Grumman navrhl dvoutrupovou konstrukci, Boeing vyšel z řešení s křídly Delta, jež je známé z dřívějších vojenských projektů, a Lockheed Martin si vzpomněl na A380. Která z těchto vizí se stane realitou, není možné dnes odhadnout. Vzhled není tak důležitý jako letové vlastnosti. A právě ty ovlivní budoucí podobu letadla. Boeing asi vypadá jako nejhezčí, dvoutrupová verze není nijak přitažlivá a konstrukčně bude asi velice obtížná a Lockheed nevypadá příliš inovativně. Je otázka, zda na vývoj nového letadla postačí patnáct let.

Jak do vesmíru?

Zdá se, že se americké kosmické plány přece jen korigují, a to lepším směrem než v minulých dvou letech. Před několika dny totiž NASA zveřejnila významnou zprávu. Vyzývá v ní nejméně dvě americké firmy k vývoji a stavbě vesmírných dopravních prostředků k převozu astronautů na Mezinárodní kosmickou stanici a zpět. Vedoucí těchto programů Ed Mango řekl, že NASA je připravena investovat 300 až 500 milionů dolarů do každé z firem vybraných v rámci nové 21měsíční dohody o partnerství.

04 Boeing vychází z řešení s křídly Delta.

Loni přestaly létat americké raketoplány, a tak má Rusko monopol na lety s posádkou na stanici ISS. Do této orbitální laboratoře pro medicínský výzkum, studium nových materiálů a podobně bylo investováno sto miliard dolarů. A proto je nutné ji využívat. Čína jako jediná další země, která může vysílat lidi do vesmíru, není partnerem v projektu. Rusko účtuje NASA zhruba šedesát milionů dolarů na osobu za cestu na stanici, která létá asi 240 kilometrů nad Zemí a je obsazena střídající se posádkou šesti astronautů ze Spojených států, Ruska, Evropy, Japonska a Kanady.

Vítězné firmy by měly do května 2014 čas na dokončení svých integrovaných projektů. Pokud finanční prostředky vystačí, měly by otestovat své kosmické lodě na oběžné dráze v polovině dekády. Při předváděcím letu by se mělo dosáhnout výšky alespoň 370 kilometrů, předvést různé manévry a pobýt na oběžné dráze nejméně tři dny. Zkušební lodě by měly být schopné unést přinejmenším čtyři lidi.

05 Lockhead Martin rozvíjí řešení letadla A380.

Od roku 2010 investovala NASA celkem 365,5 milionu dolarů v soukromých společnostech, jako jsou Boeing, Sierra Nevada Corporation, Space Exploration Technologies anebo SpaceX.

Boeing vyvíjí kapsli s názvem CST-100, kterou by mohla vynést raketa Atlas 5. SpaceX již byla NASA vybrána pro dopravu nákladů na stanici a plánuje modernizovat nákladní Dragon a raketu Falcon 9 pro dopravu posádek.

06 Dream Chase připomíná malý raketoplán.

Firma Sierra Nevada rozvíjí okřídlený dopravní prostředek s názvem Dream Chaser, který se podobá miniaturnímu raketoplánu. Stejně jako kosmické lodi Boeingu by zahájil svůj let na raketě Atlas 5. NASA doufá, že bude schopna posílat na ISS své astronauty na komerčních nosičích asi v roce 2017.

Australský hypersonik

Příští rok na jaře se na australském kosmodromu Woomera skuteční první start hypersonického projektilu Scramspace 1, což je možná zárodek nového kosmického dopravního prostředku. Koncem loňského roku testovali jeho motory specialisté z DLR v nadzvukovém aerodynamickém tunelu v Göttingenu v Německu.

07 Australský hypersonik Scramspace 1

Jedná se o tzv. scramjet (Supersonic Combustion Ramjet) s motorem, který umožňuje dosáhnout rychlosti až Mach 15. Na rozdíl od běžných proudových motorů nejsou při tomto řešení žádné pohyblivé části. „Dala by se zvýšit účinnost a spolehlivost a snížit náklady,“ doufá profesor Russell Boyce, vedoucí projektu Scramspace na University of Queensland. Jde vlastně o 1,8 m dlouhou sondu, jež bude dopravena pomocí dvoustupňové rakety do výšky 340 km. Po opuštění atmosféry se scramjet oddělí od rakety a gravitací bude urychlen na Mach 8, což je asi 8 600 kilometrů za hodinu. Klíčové experimenty proběhnou ve výšce 32 až 27 km.

(Foto: NASA, DLR, Boeing, Sierra Nevada, Lockhead Martin, Northrop Grumman)

Karel Sedláček
sedlacek.kar@seznam.cz

Reklama
Vydání #4
Kód článku: 120405
Datum: 11. 04. 2012
Rubrika: Servis / Zajímavosti
Autor:
Seriál
Firmy
Související články
Atraktivní projekty: Jen vítr to ví…

Zkrotit vítr a využít jej ve svůj prospěch toužil člověk už od úsvitu dějin. Dodnes jsou známé větrné mlýny na starověké Krétě nebo ve středověkém Holandsku. I na některých místech Čech a Moravy se v minulosti osvědčily. Moderní doba však proměnila i tuto techniku.

Atraktivní projekty: Kříženci jsou v módě

Podle definice je za hybridní dopravní prostředek pokládán takový, jenž využívá k pohonu nejméně dvou energetických zdrojů a má v sobě zabudovány dva zásobníky energie. Někteří kříženci stanovenou normu přesně nedodržují, ale přesto jsou za hybridy označováni. Pojmenování není důležité, důležitý je výsledek.

Stroje v pohybu – Vrtulník na Marsu

Vědci a technici z amerického Národního úřadu pro letectví a vesmír (NASA) právě řídí jednu z nejnáročnějších operací v dějinách kosmonautiky. Expedice Mars 2020 hledá známky bývalého života na sousední planetě. Kromě pojízdné laboratoře je na Marsu také první stroj, který létá vlastní silou na jiné planetě, než je Země.

Související články
Vyvíjí se nový solný reaktor

Ruští vědci zahajují přípravu koncepce reaktoru chlazeného tekutými solemi, který je považován za nezbytnou součást budoucnosti jaderné energetiky. Tento reaktor je totiž schopen spalovat nejrizikovější radioaktivní odpady pocházející nejen z jaderné energetiky. Dále se připravuje tendr na výstavbu reaktoru BREST-300, který také přispěje k řešení problému použitého jaderného paliva.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Atraktivní projekty - Vojenská základna plná tajemství

V rámci pěstování vztahů s veřejností – public relations – se v Americe nejen soukromé firmy, ale i vládní organizace snaží vycházet zájemcům vstříc a pořádají různé dny otevřených dveří. Tak jsem měl možnost prohlédnout si například Pentagon, ale i vojenskou základnu v Novém Mexiku, kde se testovaly atomové bomby.

Atraktivní projekty: Odsud až ke hvězdám

Světově proslulý architekt Norman Foster navrhl kosmické nádraží pro privátní lety do vesmíru. Společnost Virgin Galactic, která tyto výlety připravuje, vybrala po dlouhém váhání prostor u Las Cruces v americkém státě Nové Mexiko. Kosmodrom dostal jméno Spaceport America, už se začal stavět a do provozu má být uveden v příštím roce.

S uranem v podpalubí

V březnovém vydání MM Průmyslového spektra jsme publikovali článek pod názvem Jaderné ledoborce pro Severní cestu. Jelikož tento text vzbudil zájem řady čtenářů, rozhodli jsme se na toto téma připravit další podrobnější příspěvek.

Atraktivní projekty: Google chce létat

Internetový gigant Google není už dávno jen vyhledávač. Připravuje nové atraktivní projekty, a proto rozšiřuje svůj investiční záběr.

Bakterie a olej od hranolek zachraňují svět

Svět má slušnou šanci být zbaven jednoho ze svých nejtíživějších problémů. Týmu z Vysokého učení technického v Brně se totiž podařilo přijít s technologickou inovací, která dokáže zastavit pokrývání zeměkoule odpadem.

Jaderná energetika: Reaktor do každé kapsy

Postavit velkou jadernou elektrárnu je projekt na celé desetiletí, ve kterém se investice počítají na miliardy dolarů a délka použitých trubek a kabelů na tisíce kilometrů. Náklady i rozměrné technologie lze přitom už dnes srazit do téměř "kapesních" formátů, aniž by konstruktéři museli ustoupit od výroby energie postavené na jaderném štěpení.

Atraktivní projekty: Plující chrámy techniky

Moře a oceány brázdí stále více plavidel, jež budí úžas nejen svými rozměry, ale také technickým vybavením.

Jaderná energetika: Indové chtějí zlevnit jádro

K nejvíce ekologickému způsobu výroby elektrické energie bezesporu patří jaderná energetika. Podle statistik světové nukleární asociace WNA bylo v loňském roce ve třiceti zemích světa v provozu přes 430 jaderných reaktorů s celkovou instalovanou kapacitou cca 372 tisíc MW, což představuje produkci 13 % celosvětové elektřiny. Nyní se staví 68 reaktorů v plánu je výstavba dalších 162.

Atraktivní projekty: Sixtinská kaple září

Sixtinská kaple ve Vatikánu se po 500 letech rozzáří zcela unikátně, a to díky nejmodernější technice. Návštěvníkům tak nabídne ojedinělý zážitek. Společnost Osram, výrobce světelných zdrojů a svítidel, ji totiž vybavuje novým systémem LED osvětlení. Systém, jenž je k uměleckým dílům mimořádně šetrný, umožňuje značně vyšší hodnoty osvětlení. Navíc ve srovnání se stávajícím osvětlovacím systémem spotřebovává méně energie.

Atraktivní projekty: Tramvaje se vracejí do L.A.

Účastníci referenda v centru Los Angeles před rokem schválili projekt financování výstavby jedné okružní tramvajové linky ve výši 125 milionů dolarů. Do provozu by měla být uvedena v roce 2016.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit