Letecká doprava budoucnosti – šetřím, šetříš, šetříme

Martin Tůma  |  Technika
Zdroj: NASA

Vinou zelených regulací v letecké dopravě a neustále rostoucí ceně paliva sílí tlak na hledání úspor. Jednou z možností, jak ušetřit, jsou úspory provozních nákladů. Tedy převézt více lidí a zboží za méně peněz.

Ve světě existuje pouze několik firem, které jsou schopny vyrábět proudové letecké motory pro dopravní letadla. Mezi ně patří i americký General Electric nebo Snecma z Francie, kteří utvořili alianci CFM pro vývoj nového motoru LEAP (Leading Edge Aviation Propulsion). Tento nový motor je z velké části zatím pouze v počítačích, ale dostal už do vínku zajímavý dárek. Už přes 4500 kusů si objednali výrobci pro letouny Airbus, Boeing a i pro nově vyvíjený čínský dopravní letoun COMAC C919.

Nový motor LEAP. Zdroj: GE
Nový motor LEAP. Zdroj: GE

V čem je tento motor tak přelomový? Především novými materiály, které General Electric už přes dvacet let vyvíjí. Jedná se o pokročilé keramické kompozity, tedy o materiál, který v sobě spojuje tepelnou odolnost keramiky s houževnatostí kovu. To je výhodné pro vnitřní části motoru, do pracovního prostoru spalování paliva.

Teplota u současných motorů přesahuje bod tání niklových slitin, ze kterých bývají turbíny obvykle vyrobeny. Část vzduchu ze vstupu je proto nutné použít na chlazení motoru. Nový keramický kompozit nejenže nepotřebuje chlazení, ale může pracovat při ještě vyšších teplotách. Kromě toho, že využije všechen vzduch ze vstupu na pohon letadla, ještě zvýší účinnost spalování paliva. Konsorcium CFM si od této novinky slibuje úspory paliva okolo 15 %.

GE prezentuje výhody keramických součástek na videu:

Další novinkou při výrobě těchto motorů je 3D tisk součástek. Základem je vysoce výkonný laserový paprsek, který dokáže tavit jednu tenkou vrstvu kovového prášku za druhou a postupně vytvářet výrobek. S laserovým opracováním má GE zkušenosti. V nové továrně v Auburnu ve státě Alabama již nyní kromě 3D tisku součástek používají laser k precizní práci, například pro vrtání chladicích otvorů do lopatek turbíny.

Tip: Podívejte se na článek o využití laseru při výrobě leteckých motorů na webu GE

Hybridní křídla

Další možností jak ušetřit, je změna konstrukce křídla a draku letadla. Boeing postavil pro NASA šestimetrový technologický demonstrátor letounu s hybridním křídlem. Jedná se o dálkově ovládaný letoun, v současnosti se v NASA testuje už jeho třetí verze označovaná jako X-48C.

Dvoumotorový pokusný Boeing X-48C na letecké základně v Kalifornii. Zdroj: NASA
Dvoumotorový pokusný Boeing X-48C na letecké základně v Kalifornii. Zdroj: NASA

Díky změnám v konstrukci může být toto letadlo při srovnatelně velkém přepravním prostoru o 25 % lehčí, což samo o sobě představuje velice výraznou úsporu paliva. Má to ovšem i stinné stránky, především přetlakovou kabinu.

Výrobci mají dnes velice dobře zvládnutou výrobu tubusů, které představují přetlakový prostor prakticky všech současných letadel. Ovšem kabina pro X-48 bude mít mnohem složitější tvar a místy bude zápolit i s ohyby do pravého úhlu.

Samo o sobě to nic neznamená, ale musíme si uvědomit, že trup letadla čelí opakovanému namáhání, kdy zejména pravoúhlé konstrukce mohou být příslovečnou achillovou patou projektu. Ostatně osud letadla De Havilland Comet s jeho pravoúhlými okénky mají konstruktéři na paměti dodnes. I proto se NASA chystá do roku 2015 postavit vetší prototyp letounu s velkou přetlakovou kabinou pro další zkoušky. Na něm plánuje ověřit všechny možné zádrhele netradičně tvarovaného trupu.

Přetlaková, velmi namáhaná tělesa nemají ráda pravé úhly. Na obrázku je prototyp letounu De Havilland Comet.
Přetlaková, velmi namáhaná tělesa nemají ráda pravé úhly. Na obrázku je prototyp letounu De Havilland Comet.

Za zmínku též stojí vybavení letounu novými motory od firmy Pratt and Whitney. Tento, v pořadí druhý světový výrobce proudových motorů, se též velmi angažuje ve vývoji úsporného modelu. Ale na rozdíl od konsorcia CFM jde cestou optimalizace pohybů jednotlivých částí motorů. Co to znamená? Zatímco doposud byly v podstatě všechny stupně turbíny na jedné hřídeli, nový motor má být vybaven převodovkou. Ta umožní řídit otáčky jednotlivých stupňů v závislosti na režimu práce motoru. Na rozdíl od motoru LEAP má tento nový motor být montován do letounu Airbus už v roce 2016.

Nejčtenější