Klávesové zkratky na tomto webu - základní­
Přeskočit hlavičku portálu

Jak se vzlétá bez ranveje? S katapultem či s ocasem na zemi

aktualizováno 
Krátká ranvej, žádná ranvej, paluba lodi: podmínky pro vzlety a přistání letadel nejsou vždy optimální. Speciální letouny si s nimi však poradí. Přinášíme přehled způsobů, jak dostat letadlo do vzduchu, když ranvej nestačí.

X-35B ( F-35B )

Způsobů, jak dostat letoun do vzduchu a zase na zem, je mnoho. Popisuje to celá řada zkratek, jejichž obsah nemusí být každému úplně jasný. Některé jsou známé, jiné méně, jejich rozklíčování není nic složitého. Záleží na způsobu a délce vzletu a přistání.

CTOL, STOL, VTOL, CATOBAR, RATOG

Nejběžnějším způsobem vzletu a přistání je konvenční CTOL (Conventional Take Off and Landing). Letadlo při vzletu a přistání využívá spíš větší než menší část vzletové a přistávací dráhy. Konstruktéři musí navrhnout letoun tak, aby dokázal využívat většinu běžných letišť. V opačném případě se musí provozovatel stroje smířit s tím, že počet použitelných letišť může být omezený.

To lze akceptovat například v případě obřích nebo nadzvukových letadel, kde jsou předem vytipované destinace a linky, na kterých se provoz takových strojů vyplatí. V případě obřích letounů pak nemusí být největší překážkou délka ranveje, ale schopnost letiště odbavit velký počet cestujících, kteří se naráz vyhrnou z letounu. Tento problém byl typický například po zavedení prvních Boeingů 747 Jumbo Jet.

Pro obří letouny, jako je Boeing 747 Jumbo Jet nemusí být největším omezením délka dráhy, ale schopnost letiště odbavit najednou velký počet cestujících.

Krátký je někdy lepší

Zkratka STOL (Short Take Off and Landing) označuje krátký vzlet a přistání. Definice STOL se v průběhu historie vyvíjela. Dnešní NATO specifikace požadují schopnost letounu přeletět 50 stop (15 metrů) vysokou přepážku umístěnou ve vzdálenosti 1 500 stop (450 m) od čáry vzletu a naopak zastavit po přelétnutí přes 15 metrů vysokou překážku ve vzdálenosti 450 metrů od ní.

Postavit letoun kategorie STOL zpravidla vyžaduje dostatečně výkonný motor a prostředky pro zvýšení vztlaku na křídle. Výběh se zkracuje účinnými brzdami, reverzací tahu motorů nebo prostředky pro zvýšení odporu.

Všechna tato opatření samozřejmě prodražují konstrukci STOL letounů proti klasickým CTOL. Zvýšené náklady jsou v mnoha případech akceptovatelné, protože umožňují operovat i na místech, kde by bylo budování dlouhých drah nákladné a neekonomické.

Většina STOL letounů má robustní konstrukci a zesílený podvozek. Větší počet kol snižuje měrný tlak na podklad a díky tlumičům s vyšším zdvihem mohou využívat i nezpevněné plochy nebo travnatá letiště.

Typickými zástupci kategorie STOL jsou zemědělské letouny, které musí vystačit s rovným kusem pole.

Některé firmy vyrábějí konverzní sady, umožňující charakteristiky CTOL letounů přiblížit, nebo úplně posunout do kategorie STOL. V sadě to bývají generátory vírů, aerodynamické plůtky, pevné sloty, úpravy řízení umožňující využívat i křidélka jako vztlakové klapky apod. Někdy sada zahrnuje i výkonnější pohonnou jednotku. Záleží jen na tom, kolik je majitel letounu ochoten do takového "tuningu" vrazit peněz.

Stojíc na ocase

Úplně bez vzletové a přistávací dráhy se obejdou letouny schopné svislého vzletu a přistání – VTOL (Vertical Take Off and Landing). Zvládnutí této technologie u letounů bylo závislé na dostupnosti motorů s tahem vyšším, než je hmotnost stroje, který měly zvednout do vzduchu.

Prvním takovým strojem byl Rolls Royce TMR (Thrust Measuring Rig) v roce 1954. Ale nešlo o letoun. Jen o pokusnou plošinu pro měření tahu, prakticky trubkovou konstrukci držící pohromadě motor, jeho příslušenství, systém řízení a pilotovu sedačku.

Rolls Royce TMR byla zkušební plošina pro měření tahu motoru.

Prvním letounem, který vzlétl kolmo, byl turbovrtulový Convair XFY Pogo. Na zemi stál "na ocase" a do horizontálního letu přecházel překlopením celého stroje kolem příčné osy. Koncept překlopných letounů však byl provozně příliš komplikovaný a zůstalo jen u prototypů. Hlavně přistání nebylo vhodné pro piloty se standardním operačním výcvikem.

Turbovrtulový Convair XFY Pogo s kolmým vzletem. Koncept překlopných letounů se neosvědčil kvůli komplikovanému způsobu přistání.

Vertikální způsob vzletu je náročný na spotřebu paliva i na výkon motoru, což jde do peněz. Proto je jeho komerční využití problematické. Cena a omezení výkonů jsou takové, že prakticky žádný civilní VTOL letoun neexistuje, protože by byl neefektivní. Jinak to vidí v ozbrojených silách, kde nejsou celkové a provozní náklady tím nejdůležitějším měřítkem.

V dobách studené války se využití VTOL jevilo leteckým silám všech velmocí jako dobrá cesta, jak dostat vlastní stíhačky do vzduchu i v případě zničení základen nepřátelským jaderným úderem.

VTOL letouny měly své kouzlo i pro jednotky námořní pěchoty. Díky nim by mohly poskytovat podporu invazním jednotkám i na místech, kde zatím nemají k dispozici letiště, a přitom by nebyly odkázané na letadlové lodě námořnictva.

Nicméně jen dvě země se dopracovaly k operačně použitelnému letounu VTOL. Velká Británie s Harrierem a Sovětský Svaz s Jak-38 a Jak-141. Harrier se v různých verzích vyráběl od roku 1969, celkový počet vyrobených kusů přesáhl 800 strojů a mnohé byly exportované.

Licenční výroba běžela i ve Spojených státech. Méně úspěšný byl Jakovlevův Jak-38, kterého bylo vyrobeno 231 kusů a sloužil jen na letadlových křižnících třídy Kiev (Projekt 1143) VMF (Vojenno Morskovo Flota). Královské vojenské letectvo ikonu britského leteckého průmyslu již ze svého inventáře vyřadilo. Harriery zazářily během války o Falklandy, bojovaly v Perském zálivu, v Kosovu i v Afghánistánu. Takzvané "Jump jety", jak se Harrierům říkalo, nyní slouží ještě v jednotkách americké námořní pěchoty a indického, italského, španělského a thajského námořnictva.

Stejný problém dvě řešení. Sovětský Jak-38.
Stejný problém dvě řešení. Britský Harrier GR.3

Stejný problém, dvě řešení. Sovětský Jak-38 a britský Harrier GR.3

Jeho nástupce Jak-141 měl ambice být prvním nadzvukovým VTOL letounem zavedeným do výzbroje. Prvním strojem, který vzlétl kolmo a překonal zvukovou barieru byl německý pokusný EWR VJ 101. Jenže vznikl v nepříznivé době. Po rozpadu východního bloku musely sovětské ozbrojené síly začít šetřit a program byl zrušen. Jediným jeho pozůstatkem je technologie otočné trysky 3BSM (3 Bearing Swivel Module), kterou odkoupila firma Lockheed a použila ji u letounu F-35B, respektive jeho prototypu X-35B.

Rozumné kompromisy

Kolmý vzlet a přistání jsou náročné na spotřebu paliva, omezují dolet i nosnost letounu. Britové během provozu Harrierů zjistili, že není vždy nezbytně nutné vzlétat kolmo. Často byla k dispozici alespoň krátká dráha pro rozjezd. Totéž umožňovaly i paluby letadlových lodí.

Po spotřebování paliva a odhození výzbroje již nebylo problémem svislé přistání, protože letoun byl lehčí. Pro tento způsob operací se používá označení STOVL (Short Take Off and Vertical Landing) krátký vzlet a svislé přistání.

Britové metodu STOVL postupně vylepšili o krátkou šikmou rampu, zvanou "ski-jump" (skokanský můstek). Při jejím využití se na krátkém úseku dostal do vzduchu letoun s vyšší vzletovou hmotností. Tuto metodu okopírovali Sověti pro své těžké letadlové křižníky (standardní terminologií letadlové lodě) třídy Admiral Kuzněcov (ex Tbilisi, ex Leonid Brežněv).

Vzhledem k tomu, že neměli letouny schopné kolmého přistání ani vhodné katapulty, použili navalizované (pro námořnictvo upravené) verze nejvýkonnějších letounů z výzbroje letectva, Su-27, MiG-29 a Su-25.

Ski Jump na letadlové lodi HMS Ark Royal.
Ski Jump na sovětském těžkém letadlovém křižníku Admiral Kuzněcov.

Ski Jump na letadlové lodi HMS Ark Royal a sovětském těžkém letadlovém křižníku Admiral Kuzněcov

Tím se dostáváme k dalšímu způsobu vzletu a přistání, STOBAR (Short Take Off But Arested Recovery), neboli krátký vzlet a brzděné přistání. Díky velkému přebytku tahu dokázaly letouny s omezením nosnosti výzbroje vzlétnout z rampy. Přistávaly stejně jako standardní palubní letouny s využitím háku a brzdicích lan.

Byl to celkem rozumný kompromis vzhledem k celkové ceně, omezeným sovětským zkušenostem s provozem palubních letounů a konstrukcí jejich nosičů. Obdobně uvažovali Britové při návrhu koncepce své nové letadlové lodi, když zvažovali navalizovanou verzi Typhoonu.

My máme parní stroj

Z hlediska konstrukce lodi je nejnáročnější způsob vzletu s využitím katapultu a přistání pomocí brzdicích lan CATOBAR (Catapult Take Off But Arested Recovery). Cesta k tomuto systému, od konce druhé světové války bez výjimky používanému na amerických letadlových lodích, byla komplikovaná.

A to navzdory tomu, že katapult používaly ke vzletu již první letouny. Vzhledem k jejich malé hmotnosti šlo o jednoduché kladkové katapulty, kde se k urychlení používalo těžké závaží zdvižené do výšky. Padající závaží tahalo lano s vozíkem, na kterém byl upevněn vzlétající letoun.

Katapulty se používaly ke vzletům hydroplánů i na ponorkách.

Při následných experimentech byla jako nejvhodnější hnací médium zvolena pára, která je na lodi snadno k dispozici a umožňuje dosahovat velkých výkonů. Parní katapulty se běžně používaly na bitevních lodích ke vzletům palubních hydroplánů.

Za druhé světové války se používaly hydraulické katapulty. Po jejím skončení vzrostla celková hmotnost letounů a hydraulické katapulty přestaly stačit. Američané experimentovali s katapultem na střelný prach.

Nakonec převzali od Britů parní katapulty, které jsou dodnes standardem. Pro budoucí britské letadlové lodě třídy Queen Elisabeth a americké třídy Gerald Ford se vyvíjejí elektromagnetické katapulty, což je dané především snahou o snížení počtu pracovních médií.

Mám to na háku

Vývoj systémů pro brzděné přistání je zajímavý tím, že jedny z prvních přistání se uskutečňovaly s využitím příčných lan zatížených pytli s pískem, což fungovalo celkem spolehlivě. Ale v meziválečném období přišli Britové se systémem podélných lan.

Do nich se "zasekávaly" kotvičky upevněné na příčné vzpěře podvozku. Tento systém měl vést letouny v podélném směru, aby nepřepadávaly z paluby. Přitom ani s příčnými lany piloti nehlásili, že by s udržením směru na palubě měli nějaké větší problémy.

Tření kotviček o lana mělo letouny zpomalit. Navíc byla paluba mírně "do kopce" a uprostřed byla mělká "past", kam měl letoun zapadnout v případě, že by nestihl zastavit, aby nenarazil do strojů, které přistály před ním. Problém byl v tom, že letouny přepadávaly na příď. V letech 1925 až 1931 se na britských letadlových lodích přistávalo zcela bez brzdicích lan.

Od třicátých let se používal výhradně systém s příčnými brzdicími lany. Pytle s pískem nahradily hydraulické brzdy. Tento systém se prakticky beze změny používá dodnes. A funguje naprosto spolehlivě. Se zvyšující se přesností navádění došlo ke snížení počtu brzdicích lan ze 7 na 4.

Katapult táhne letoun za přední nohu pomocí táhla upevněného k člunku (mezi koly).

Lana jsou napnutá několik centimetrů nad palubou. Hák je spuštěný pod úroveň kol podvozku. Po zachycení lana letoun "dopadne" z výšky asi čtvrt metru na palubu. Z rychlosti kolem 220–240 km/h zastaví na necelých 100 metrech.

Chytří hoši od USAF (US Air Force) na margo kolegů od USN (US Navy) poťouchle tvrdí, že nejde o přistání, ale řízenou havárii. Za ideální přistání se považuje "trap" (zachycení) na třetím laně, druhé a čtvrté je také O.K., ale za "trap" na jedničce nemůže pilot čekat žádnou pochvalu.

Nezbytným vybavením stíhaček pro tento způsob přistání je hák. Ale ten je možné najít i na strojích patřících letectvu, které palubu lodi nikdy ani neviděly. Zatímco hák palubních letounů lze hydraulicky vysunout a zase zasunout, "pozemní letouny" mají jen "kus železa" zajištěný západkou. Po jejím odjištění hák "spadne" vlastní vahou. Zpět ho musejí ručně zasunout technici na zemi.

F-14 těsně před "trapem". Je vidět hák spuštěný pod úroveň podvozku.

V příčném zářezu přistávací dráhy je brzdicí lano, které může řídící létání z věže napnout, když je letoun v nouzi a hrozilo by vyjetí z dráhy. Letoun normálně dosedne, takže nepotřebuje zesílený podvozek. Hák táhne po zemi až do zachycení lana. Zbytek je stejný jako na palubě lodi.

Poslední instancí na lodích i na pozemních základnách je záchytná síť. Ta je napnutá mezi dvěma sklopnými stožáry v předpolí dráhy (na palubě). Jde o nouzový prostředek, který nezaručuje, že nedojde k poškození letounu. Ale lepší je lehce poškozený stroj než vrak se zraněným nebo mrtvým pilotem.

Tři sta z místa

Protože katapult je složité zařízení a je ho možné použít jen pro speciálně zkonstruované letouny s omezenou vzletovou hmotností, hledaly se i jiné cesty. Jednou z nich je urychlení letounu pomocí raketových motorů: metoda nazývaná v USA JATO nebo v Británii RATOG (Jet Assisted Take Off Rocket Asssisted Take Off Gear).

Vzlet pomocí raket není nic nového ani neobvyklého. Existují dva způsoby. Buď jsou raketové motory upevněné přímo k letounu nebo je letoun připevněn na vozík (případně saně) s raketovým pohonem. V obou případech se pomocná zařízení po vzletu většinou odhazují.

První způsob je běžnější. Oba umožňují dostat po krátkém rozjezdu do vzduchu letoun, který má normálně charakteristiku CTOL, nebo umožnit vzlet přetížených strojů, které by vlastní silou nevzlétly.

Fat Albert skupiny Blue Angels vzlétá pomocí raket JATO a MiG-21PFM vzlétající pomocí raketových motorů SPRD-99.

Metodu RATOG používali například Britové na stíhačkách Seafire na svých letadlových lodích. Němci odhazovacími raketovými motory urychlovali přetížené nákladní letouny nebo proudové bombardéry Arado Ar 234B. V dobách studené války se pomocné vzletové rakety SPRD používaly i v československém letectvu.

Měly umožnit vzlet ze základen, kde byla část dráhy zničená nepřátelským úderem. Vzlet "tlustého Alberta" (letounu C-130 Hercules) pomocí raket JATO patří k vrcholným číslům akrobatické skupiny amerického námořnictva Blue Angels.

Zajímavostí je, že rakety nemusejí sloužit jen k urychlení, ale také k brzdění. Takto je chtěli použít Němci na kluzácích DFS-230 při útoku na belgickou pevnost Eben Emael. Byly jimi vybaveny letouny YMC-130, které měly osvobodit rukojmí z americké ambasády v Íránu.

Jedinou vhodnou přistávací plochou byl totiž stadion Amjadijen, který byl od ambasády přes ulici. Pro osádky letadel to musel být dobrodružný zážitek. K realizaci plánu nakonec nedošlo pro neúnosné riziko, což dokazovala i havárie jednoho z letounů při nácviku krátkého přistání.

Extrémním případem této metody vzletu je vzlet z nulového vedení ZLL (Zero Lenght Launch). Princip je stejný jako v předchozím případě, jen je k letounu připevněn raketový motor s takovým tahem, aby ho dokázal zvednout do vzduchu z místa. Protože jde téměř bez výjimky o motory na tuhá paliva, jejichž plášť je jednoduchá vysokotlaká nádoba, je rčení o "sezení na sudu s prachem" trefné.

Americký F-100 Super Sabre vzlétá metodou ZLL a SM-30 (Verze MiGu-19) připravený k témuž na návěsu.

Takto upravené letouny se měly vypouštět zpravidla z upravených návěsů nákladních aut nebo speciálních ramp. Důvodem pro vývoj byla snaha umožnit letounům vzlet i po zničení jejich základen jadernými údery.

Takovým "křížencem" ZELL a CTOL je VTOHL (Vertical Take Off Horizontal Landing). Přestože byla tato metoda zvažovaná u některých projektů z šedesátých let, praktického použití se dočkala po zavedení kosmického systému Space Shuttle a jeho sovětské obdoby Eněrgija/Buran. Systém vzlétá svisle s pomocí nosných raket. Vracející se raketoplán přistává na letišti jako běžný letoun, ale to je již jiná kategorie.

Záleží na úhlu pohledu

Představili jsme si základní přehled způsobů, jak dostat letoun do vzduchu nebo na zem. Existovaly a existují samozřejmě i další. Například hydroplány vzlétaly z lodí nebo ponorek pomocí katapultu a přistávaly na vodu konvenčním způsobem, ale žádná speciální zkratka pro to nebyla zavedena.

Ve snaze zkrátit výběh po přistání, se zkoušely přistávací lyže nebo přistání na břicho na pružný koberec. Obojí i na proudových letounech. Pro zvýšení výkonů je možné letouny vléct na laně nebo na tyči, vynést je do vzduchu na hřbetě, pod břichem, v pumovnici nebo na závěsníku jiného stroje. Zda jde o metodu běžnou nebo zdánlivě krkolomnou, je jen věcí úhlu pohledu a věcí dokonalého zvládnutí celého postupu.

Vzlet kluzáků pomocí gumového lana, napínaného několika muži, může někomu připadat jako bláznivý. Přesto se běžně používal ještě v 50. letech i v československých aeroklubech. Za 50 let se možná budou lidé podobně tvářit na vzlety pomocí navijáku, na kterých vyrostly celé generace plachtařů.





Hlavní zprávy

Najdete na iDNES.cz



mobilní verze
© 1999–2017 MAFRA, a. s., a dodavatelé Profimedia, Reuters, ČTK, AP. Jakékoliv užití obsahu včetně převzetí, šíření či dalšího zpřístupňování článků a fotografií je bez souhlasu MAFRA, a. s., zakázáno. Provozovatelem serveru iDNES.cz je MAFRA, a. s., se sídlem
Karla Engliše 519/11, 150 00 Praha 5, IČ: 45313351, zapsaná v obchodním rejstříku vedeném Městským soudem v Praze, oddíl B, vložka 1328. Vydavatelství MAFRA, a. s., je součástí koncernu AGROFERT ovládaného Ing. Andrejem Babišem.