Mroži v povětří

PETR TOMEK  |  Technika

Po mnoha slibovaných návratech vzdušným obrům konečně svítá naděje. Nová generace vzducholodí má být nasazena na pravidelných leteckých linkách, při záchranných akcích, lesních požárech, námořních operacích a dokonce i na bojištích. Možná jsme právě na počáku éry, ve které znovu ovládnou oblohu.

vzducholoď

31. ledna 2006 se nad federálním vojenským letištěm Palmdale Air Force v poušti Mojave objevil podivný létající stroj. Objem tělesa nenechával nikoho na pochybách, že jde o vzducholoď, ale na jejím tvaru bylo cosi nezvyklého. Jako by měla tři trupy namísto jednoho a na spodní straně narušovaly hladkost povrchu čtyři silné kruhové plochy připomínající přísavky chobotnice.Mezi leteckými nadšenci se začaly rychlostí blesku šířit dva názvy, Walrus a P-791. Vzrůstající nadšení dávalo tušit, že se očekává slavný návrat obřích dopravních vzducholodí.

Ovládnou nebe hybridy?

Ve skutečnosti patří nový Lockheed P-791 k mnohem podivnějšímu druhu létajících strojů, které jsou vlastně levobočky pravých vzducholodí.Označují se jako hybridy, nebo přesněji jako hybridní vzducholodě.Kombinují totiž v sobě princip letadel lehčích než vzduch s principy letadel těžších vzduchu. I když to zdánlivě u vzducholodi nedává smysl, znamená to, že vlastně lehčí než vzduch nejsou. Nosnost plynové náplně tvoří jenom část síly potřebné k letu. Zbytek dodává aerodynamický vztlak vytvářený pohybem samotného tělesa vzducholodi a případně také přídavnými křídly a motory.

Výhody by měly být zřejmé – obrovská nosnost a velký dolet získané od vzducholodí a k tomu ovladatelnost a možnost startu s nadměrným nákladem získané od letadel. Klasické vzducholodě mívají poměrně neskromné nároky na pozemní personál při přistávání, ale hybridní vzducholodě si s tímto problémem poradily více než dobře. Nejenže přistávají podobně jako letadla, ale nevyžadují ani upravené přistávací dráhy. Při použití vznášedlového podvozku mohou přistát stejně na vodě jako na rozbahněném poli nebo na sněhu. Pro leteckou dopravu je také zajímavé, že vzducholodě využívají cestovní letovou výšku několik set metrů až tři kilometry.Létají tedy mnohem níže než proudová dopravní letadla. Proto se nemusí příliš omezovat ani kvůli současné dopravě. Když si k tomu všemu připočtete ještě nižší náklady na palivo, začne se zdát, že v oblasti přepravy nemají hybridní vzducholodě konkurenci.

vzducholoď

Obři v armádě

Koncem 90. let se znovu začala zvedat nenápadná vlna zájmu o hybridní vzducholodě jak v civilní, tak ve vojenské sféře. Tehdy bylo založeno hned několik společností pro stavbu hybridních vzducholodí. Roku 2000 představila britská společnost World SkyCat Ltd v Oxfordu projekt hybridní vzducholodě SkyCat, kterou předvedla v podobě demonstrátoru SkyKitten.I když šlo „jen“ o létající model, měl vcelku úctyhodnou délku 12 metrů.

Jeho neztužené těleso mělo dostatečnou tuhost jen díky natlakování. Tvar obalu a systém vnitřních lanových výztuh mu dávaly tvar dvou vřeten spojených po délce. Proto také bylo možné dočíst se o vzducholodikatamaránu. Ve skutečnosti byly plynové oddíly tři, ale prostřední, pod kterým byla upevněna dlouhá gondola, byl výrazně kratší. Model poháněla čtyři dmýchadla chráněná prstencovými aerodynamickými kryty. Jako podvozek sloužily dva obdélníkové nafukovací útvary pod bočními trupy aerostatického tělesa. Představovaly zamýšlený vznášedlový podvozek skutečných SkyCatů. Testy dopadly optimisticky a společnost se nechala slyšet, že v nejbližších letech postaví hned tři typy skutečných hybridních vzducholodí na tomto principu.

SkyCat-20 měl být dlouhý 81 metrů a rychlostí 75 km/h měl přepravovat 20 tun nákladu. Prostřední SkyCat-220, dlouhý 185 metrů, měl mít nosnost dokonce 220 tun a největší ScyCat 1000 měl měřit až 307 metrů. Všechny tři měly dopravovat pasažéry, hasit požáry, převážet náklad a hlídkovat nad oceány. Jenže v následujících letech se o firmě World SkyCat Ltd rozšířily zvěsti, že se dostala do finanční tísně, a celý projekt začal nabírat zpoždění.

Mezitím myšlenka hybridní vzducholodě zaujala americkou vojenskou agenturu DARPA (Th e Defense Advanced Research Projects Agency). Program superobřího nosiče s plánovanou nosností 500 až 1000 tun odstartoval roku 2005. Dostal označení Walrus (tedy „mrož“) nebo též HULA (Hybrid Ultra-Large Aircraft ). I když už v historii byly vzducholodě použity k náletům a dokonce i ke stíhání jiných vzducholodí, tentokrát je nikdo přímo do útoku posílat ani nechce.

Úkolem hybridů z programu Walrus má být přeprava jednotek i s bojovou technikou do blízkosti válečného konfl iktu. Palubní laserová protiraketová ochrana by přitom mohla, i tak obrovským cílům, poskytnout dostatečnou bezpečnost proti pozemním zbraním.Z přihlášených společností byly nakonec vybrány dvě, které údajně dostaly od státu peníze na pokračování vývoje svých projektů. Obě zavedené společnosti měly již zkušenosti se stavbou letadel lehčích než vzduch. Byly to Aeros Aeronautical Systems Corp. v Tarzaně a Lockheed Martin Corp. Advanced Development Programs v Palmdale.

Aeroscraft

V rámci projektu Walrus představila jako první svůj projekt firma Aeros Aeronautical Systems Corporation.Její Aeroscraft představuje v tradici vzducholodí zajímavou novinku. Celá vzducholoď má být postavena jako plně ztužená z kompozitních sendvičových dílů. Vznášedlový podvozek je tvořený oválnou vznášedlovou plochou.

Ve starších materiálech se uvádělo, že by měl být schopen také zpětného chodu, takže by se vlastně mohl k letištní ploše přisát, ale v současnosti už o této funkci nejsou zmínky.Další údaje vyznívaly až příliš optimisticky. Při výšce 50 metrů, šířce 74 metry a délce 197 metrů měl tento kolos dosahovat rychlosti kolem 280 km/h se 400 tunami nákladu (viz VTM Science 6/2006). Vzduch, proudící skrze těleso obřího aeroscraft u kolmými šachtami s dmýchadly, měl umožňovat kolmý start. Takový kolos ovšem potřebuje nejen štědrého sponzora pro vývoj, ale také velmi bohatého kupce.

Proto firma Aeros Aeronautical Systems začala nabízet výrazně menší verzi hybridní vzducholodě – Aeros ML866 jako „létající hotel“ pro luxusní dopravu. Ten se délkou 64 metrů a dvěma překlopně zavěšenými turbovrtulovými motory už blíží vzducholodím, které se v současnosti používají. Jeho nasazení by bylo velmi zajímavou alternativou ke klasické letecké dopravě.

Dynalifter

Další společností, která představila svou koncepci, byla Ohio Airships, Inc. I když nepatří mezi favority, postavila se k projektu neobyčejně odvážně. Ze všech navrhovaných vzducholodí připomíná právě Dynalift er nejvíce dávné zepelíny.Konstruktéři prohlašují svůj návrh za pokračování nerealizovaného projektu Megalift er, který svého času prosazoval excentrický miliardář Howard Hughes (1905–1976) známý i u nás z filmu Letec (režie Martin Scorsese) s Leonardem DiCapriem v hlavní roli. A skutečně má Dynalift er s Hughesovým projektem několik základních společných znaků.

Stejně jako on má dlouhý ztužený trup vzducholodě opatřený nosnými plochami s motory. Liší se ale tím, že nemá kabiny zapuštěné do trupu.Lidé i náklad mají vymezený prostor v dlouhé gondole zavěšené pod tělesem vzducholodi. Přistávat bude na klasický letadlový podvozek.

Ve srovnání s konkurenty bude odkázán jen na pevné přistávací plochy, bude mu ale stačit i běžné polní letiště, užívané jinak jen zemědělskými letadly. Naprosto nově je vyřešena konstrukce vyztužující podélně trup.Oproti jiným současným hybridům mají dynalift ery vyrovnanější poměr aerodynamického a aerostatického vztlaku. Oba se na letu podílejí přibližně padesáti procenty.

Dá se předpokládat, že vzhledem k menšímu čelnímu průřezu by mohly dynalift ery dosahovat větších rychlostí a lepších letových vlastností než jiné koncepce hybridních vzducholodí.Navrhováno je několik typů různé velikosti a určení. Největší z nich by měl měřit 300 metrů, nejmenší bude určen pro pobřežní službu a záchranné operace. Podle zkušebního pilota Forresta Barbera by ovládání dynalift eru „nemělo být těžší než řídit školní autobus“. Zatím ale Ohio Airships osud ani počasí nepřeje.

V prosinci roku 2005 dokončila společnost z vlastních peněz (údajně půl milionu dolarů) stavbu létajícího dvousedadlového a dvoumotorového prototypu dlouhého 36 metrů a oznámila, že jsou připraveni k letovým zkouškám. K těm už ale nedošlo. Po pojížděcích testech se v loňském roce při červnové vichřici propadl lehký hangár a rozmačkal křehkou konstrukci prototypu dynalift eru. Přesto oba ředitelé společnosti Brian Martin a Robert Rist zůstávají optimističtí. Snad si to mohou dovolit.

Na svých stránkách uvádějí, že Ohio Airships, Inc., už uzavřela předběžný kontrakt na stavbu 38 dynalift erů s nejmenovanou britskou společností za čtyři miliardy dolarů. Osm jich je určeno pro Čínu, čtyři pro Maroko, dva pro Tunisko, šest do východní Evropy a osmnáct na Střední východ. Je jen otázkou, jestli dokáže poměrně mladá a malá firma, jakou Ohio Airships, Inc. je, tak velký závazek splnit.

vzducholoď

Kanadská létající hala

Jinou nefavorizovanou firmou, jejíž projekt navzdory nepřízni nezanikl, je kanadská Millenium Airship, Inc. (V loňském roce převzala projekt nově vytvořená Skyfreighter Canada Ltd.) I když je vzducholoď SkyFreighter vnějškově podobná aeroscraft u, ve skutečnosti skrývá naprosto odlišné technické řešení. Kanaďané volili zajímavou poloztuženou koncepci. Pevná spodní část zahrnuje gondolu pro náklad a pasažéry, křídla s proudovými motory umístěnými v překlopných aerodynamických krytech a podvozek se dvěma dlouhými vznášedlovými plochami. Po celém horním obvodu této pevné části je připevněn aerostat připomínající tvarem i velikostí nafukovací sportovní halu.

Navrhovány jsou dvě verze o nosnosti 50 a 500 tun. Menší má být 152,4 metru dlouhá, 67 metrů široká a 35 metrů vysoká. Velká verze má mít na délku 366 metrů, 122 metrů na šířku a 67 metrů na výšku. Vzhledem k velikosti se u civilní verze předpokládá převážně přistávání na vodní hladinu, ale jinak bude SkyFreighter schopen přistát téměř kdekoli.

Vzducholoď ze Skunčích dílen

Po seznámení s příbuzenstvem se opět vracíme k Lockheedu P-791. Je prvním z řady nových hybridních vzducholodí, který byl postaven ve skutečné velikosti.Vznikl ve známých Skunčích dílnách a rozhodně stojí za to, abychom se na něj podívali blíže. Bohužel, výrobce nesdílí nadšení veřejnosti (asi také proto, že mělo jít o tajný projekt), a tak jsou technická data z velké části dílem spekulací a srovnání s předchozími projekty.

Hlavní nosné těleso, které má zároveň funkci balonu i křídel, je přepážkami rozdělené do tří vzájemně propojených vřetenovitých částí. Vpředu vytváří dělení tělesa širokou příď s třemi klenutími, směrem k zádi se rozdělují do tří výrazných zádí opatřených ocasními plochami.Podle tvaru i patentové přihlášky SkyCat, od kterého se zdá být P-791 odvozen, se dá usuzovat na neztuženou, nebo maximálně poloztuženou koncepci. Střední část aerostatického tělesa je přitom o něco posunuta vzhůru, a proto se dlouhá gondola, která je zavěšená pod ní, ani při přistání nedotýká země. Dvě boční části mají na spodní straně čtyřbodový vznášedlový podvozek tvořený velkými kruhovými plochami. To by mělo P-791 umožnit přistávání na jakémkoli povrchu od letištních ploch přes pouště a močály až po mořskou hladinu.

Na bocích a na koncích bočních částí jsou upevněny motory. Podle tvrzení odborníků by mohlo jít o letecké motory F30. Volba poměrně malých motorů používaných jinak spíše pro menší letadla má své opodstatnění – na rozdíl od létajícího demonstrátoru SkyKitten jsou umístěny v kardanovém závěsu, který umožňuje jejich otáčení všemi směry. Tak složité řízení jistě není ovládáno přímo, ale přes palubní počítač. Podle fotografi í se zdá, že konstrukce, ke které jsou kardanové závěsy s bočními motory připevněny, neprochází tělesem vzducholodě, ale je navržena tak, aby se tlak vznikající tahem motorů rozkládal do plochy pláště. Motory na zádi jsou ze stejného důvodu připevněny prostřednictvím kardanového závěsu k rozměrné konstrukci ve tvaru písmene V. Ta nejen pomáhá rozložení tlaku přenášeného na plášť, ale slouží zároveň jako místo pro ukotvení svislých ocasních ploch.

Další odhady předpokládají, že P-791 užívá při letu asi 80 % vztlaku nosného plynu a 20 % aerodynamického vztlaku. Vzhledem k nákladnímu určení P-791 ale budou asi obě hodnoty značně proměnlivé, takže je potřeba brát podobné údaje s rezervou. Jedinou představu o velikosti vzducholodi nám dává tvrzení svědka prvního letu, který prohlásil, že P-791 byla velká jako tři vzducholodě Fuji (tedy Skyship 600). Délka tohoto typu je necelých 63 metrů.

Lockheed se brání tvrzení, že by P-791 měl být použit v programu Walrus pro transport armády, ale experti poukazují na to, že právě tomuto účelu předvedená koncepce naprosto odpovídá.Přesto je armádní využití i dokončení mnoha projektů hybridních vzducholodí včetně P-791 velmi nejisté. V loňském roce si rozpočet vyžádal ukončení finanční podpory programu Walrus. Přesto zatím firmy ve vývoji svých projektů pokračují. Doufají, že pro hybridní vzducholodě najdou uplatnění při hašení lesních požárů, u námořnictva, i v nákladní a osobní dopravě. Nasazení na letecké linky se předpokládá v nejbližších letech.

VELRYBA V OBLACÍCH

Luxusní létající hotel Manned Cloud je výplodem představivosti a počítačové grafi ky francouzského designéra Jean-Marie Massauda. Podle jeho představ by měl být 210 metrů dlouhý. Na palubě by ve veškerém přepychu mělo cestovat 40 cestujících. Uvnitř pro ně mají být připraveny prosklené vyhlídky, bary, fitcentra a na hřbetě vzducholodi dokonce i paluba s odsunutelnou prosklenou střechou. Technické řešení celého vzdušného korábu připomínajícího bílou velrybu není známo. Podivné kruhové plochy na spodní straně gondoly a také pomocná křídla napovídají, že by mohlo jít o hybridní vzducholoď. K tomu, aby se řiditelný oblak opravdu někdy vznesl, má přispět hlavně snaha francouzského leteckého výzkumného ústavu ONERA. Ten ale zatím nevydal k tomuto projektu žádnou zprávu. Vzducholodě a Archimedes Naprostá většina současných vzducholodí využívá dva druhy vztlaku -aerostatický a aerodynamický. Aerostatický vztlak vzniká působením Archimedova zákona.

Vzduch, který nás obklopuje, se totiž chová také tekutě a kupodivu je i poměrně těžký. Jeden krychlový metr vzduchu váží 1,275 kg (při průměrném tlaku na hladině moře). Nosnost plynu vypočítáme tak, že od hmotnosti vzduchu odečteme hmotnost nosného plynu. Pokud tedy krychlový metr vodíku váží 0,008 kg, je jeho nosnost 1,267 kilogramu na metr krychlový. Helium má nosnost o něco nižší – 1,097 kg. Ve skutečnosti se předpokládá, že je nosný plyn poněkud stlačen, a tak se počítá s ještě o něco nižší nosností. Aerodynamický vztlak vzniká působením vzdušného proudění při pohybu letadla nebo vzducholodi. Působí na všechna tělesa, která se pohybují ve vzduchu, u letadel je ale aerostatický efekt zanedbatelný, a naopak u pomalých horkovzdušných vzducholodí zase není významný aerodynamický vztlak. Úkolem hybridů z programu Walrus měla být přeprava jednotek i s obrněnými bojovými vozidly do blízkosti válečného konfliktu. Aerostat SkyFreighteru připomíná tvarem i velikostí nafukovací sportovní halu.

HYBRIDY A UFO

Princip hybridních vzducholodí je velmi starý, ale jejich historie je zároveň neskutečně děravá. Nedá se sice říci, že by projektů hybridních vzducholodí vznikalo málo, ale většinou končily ve fázi patentu, nebo létajícího modelu. Nejstarším „demonstrátorem“, tedy létajícím modelem hybridní vzducholodi, byl Avitor Hermes, postavený Frederickem Marriottem v San Francisku. Poprvé letěl 2. července 1869. Skládal se z vřetenovitého vodíkového balonu, křídel ve tvaru delty a ocasních ploch. Celkem měřil 11 metrů a vážil 38 kg. Pohon obstarával malý parní stroj spalující alkohol, s výkonem 0,75 kW. Let byl úspěšný a u diváků vzbudil obdiv. Dokonce nakrátko způsobil jakousi "UFO horečku“, kdy pozorovatelé oznamovali létající objekty v podobě Marriottova stroje. Žádného mecenáše, který by sponzoroval stavbu velké hybridní vzducholodi, ale Marriott nezískal. Na dalších devadesát let se hybridní vzducholodě ztratily z obecného povědomí. Pravda s jednou výjimkou. Roku 1905 zavěsil Alberto Santos-Dumont trup letadla 14 i s křídly, motorem a ovládacími plochami pod vřetenovitý aerostat. Cílem pokusu bylo především ověření umístění řídicích ploch. Později létal 14-bis samostatně („bis“ znamená „znovu“). V každém případě tento experiment zapadl a neměl na další vývoj vzducholodí ani letadel žádný vliv. V naší historii si přesto zaslouží zmínku. Šlo totiž o první skutečnou hybridní vzducholoď. Dalších několik desetiletí opět zůstávaly jejich návrhy jen na papíře. Teprve na přelomu padesátých a šedesátých let se k této koncepci vrátila firma Aereon Corporation, prý podle patentu dr. Solomona Andrewse z konce 19. století. Výsledkem bylo několik ztužených hybridních vzducholodí Aereon navržených a postavených Johnem R. Fitzpatrickem.

Ví se o nich poměrně málo. Výchozí konstrukce měly tři vzducholodní trupy spojené nosným profi lem s motory umístěnými na jejich zadních koncích. První veřejně předvedený stroj byl Aereon 3, který se objevil roku 1962. V dalších projektech se firma snažila vytvořit modernější a rychlejší hybridní vzducholoď použitím vztlakového tělesa tvaru delty. Létající demonstrátor Aereon 26 se přitom postaral o dostatek materiálu hledačům UFO. Podle pilota Forresta Barbera by ovládání dynalifteru „nemělo být těžší než řídit školní autobus“. Létající jeřáby V 80. letech 20. století vznikly v Oregonu a New Jersey projekty létajících jeřábů. Pravděpodobně nejpodivnějším zjevem v historii hybridních vzducholodí se může chlubit CycloCrane. Nad gondolou zavěšenou na dlouhých lanech se otáčelo celé aerostatické těleso opatřené nosnými plochami. Piasecki Heli-Stat zase kombinoval vlastnosti vzducholodě s možnostmi vrtulníku. Jeho gondoly byly vlastně čtyři vrtulníky Sikorsky S-58. Krátká kariéra Heli-statu PA- 97 skončila tragédií. Při letu 1. července roku 1986 se nedaleko Lakehurst odlomila pravá zadní vrtulníková gondola, po ní následovalo uvolnění ostatních tří. Aerostat prořezaný vrtulemi pak místo celé katastrofy přikryl.

Nejčtenější