Nová zelená letadla mají snížit spotřebu paliv a emise

aktualizováno 
S bouřlivým rozvojem letecké dopravy a její vzrůstající dostupností se stále častěji hovoří o jejím negativním vlivu na životní prostředí. Výrobci a konstruktéři již hledají řešení, která by vyhovovala požadavkům doby.

Jako z Hvězdných válek - pokusný model pod označením X-48B na základně Edwards v Kalifornii. První start se chystá, zatím bude dálkově řízen ze země. | foto: Boeing

Prvním dopravním letadlem, na kterém byla při konstrukci od počátku požadována šetrnost k životnímu prostředí, byl dvoupodlažní Airbus A-380. Ekologickým toto letadlo činí velká kapacita pasažérů letadla, ale i použití moderních výkonných pohonných jednotek.

Společnost Boeing vyvíjí v současnosti model 787, který bude prvním velkým dopravním celokompozitovým letadlem. Díky zvolené aerodynamické konstrukci má mít nejnižší měrnou spotřebu paliva (a tedy i množství nežádoucích emisí) na trhu. První Boeing 787 Dreamliner již sjel z linek výrobního závodu a měl by vzlétnout poprvé na konci léta.

Boeing 787 

Naděje pro aerolinky - úsporný Boeing 787 Dreamliner již sjel z linek výrobního závodu a zanedlouho poprvé sveze cestující

Odpovědí na tento letoun je pak evropský projekt Airbus A350XWB, který pomalu vzniká v konstruktérských týmech.

Nenasytná letadla

Průměrná spotřeba paliva při letu civilního letadla vztažená na jednoho pasažéra je 4,3 litru na 100 km. U automobilů je to 6,5 litru na 100 km a osobu při průměrné obsazenosti, v USA je to 10,1 litru. Zatímco efektivita letecké dopravy pomocí velkých dopravních letadel je tedy srovnatelná s dalšími běžnými způsoby dopravy, nemůže být to samé řečeno o menších letadlech převážejících malé množství pasažérů. Například obchodní tryskové letadlo pro šest osob má na jednoho pasažéra spotřebu až 80 litrů paliva na 100 km.

Pokles průměrné spotřeby z 9 litrů v roce 1970 na dnešních 4,3 litru dnes nastal hlavně díky zvýšení výkonu motorů a nosnosti letadel. Do budoucna už se tak výrazné změny neočekávají zejména proto, že se dosáhlo limitů jak v konstrukci motorů, tak draků letadel.

Kolik škodlivin?

Při běžném letu se vyprodukuje relativně velké množství škodlivin. Zpáteční let z New Yorku do Seattlu znamená tolik emisí oxidu uhličitého (CO2), kolik běžná domácnost vyrobí za tři měsíce. Stejný let malým obchodním letadlem znamená tolik CO2, že na to běžná domácnost potřebuje již více než tři a půl roku. Není divu, že při rapidním růstu letecké dopravy na celém světě (asi pět procent ročně) na sebe poutá provoz letadel stále větší pozornost ekologů.

Výfukové plyny z motorů letadel totiž značně přispívají ke globálním změnám klimatu. Na jeden transatlantický let se spotřebuje 60 tisíc litrů paliva – leteckého kerosenu (tolik spotřebuje průměrný motorista za padesát let) a emise činí asi 140 tun oxidu uhličitého a 750 kilogramů oxidů dusíku. Ve výšce přes deset kilometrů, kde létají dopravní letadla, způsobují oxidy dusíku vznik dalšího skleníkového plynu – ozonu. I kondenzační stopy, které vznikají z vodní páry ve výfukových plynech a jsou základem pro vznik oblaků, odrážejí teplo zpět k povrchu země. Životní prostředí tak vysoko létající trysková letadla poškozují až čtyřikrát více, než by "zvládlo" stejné množství škodlivin vypuštěných komíny a z výfuků aut při povrchu země. 

Nové tvary

Moderní dopravní letadla musí být konstruována zcela nově, s jiným inženýrským přístupem, chceme-li dosáhnout podstatného snížení nepříznivého vlivu na životní prostředí. Základními požadavky jsou nízká spotřeba paliva, co nejnižší podíl škodlivin ve výfukových plynech a nízká hlučnost.

Při výrobě letadel se začínají uplatňovat moderní materiály, často kompozitní, a to již i do primárních (nosných) konstrukcí. Celé velké konstrukční celky mohou být nahrazeny převážně uhlíkovými kompozity, letadlo pak může být výrazně lehčí.

Uplatňují se i poslední poznatky z aerodynamiky. Dnes již každé nové letadlo – od větroně až po obří osobní či transportní stroje – má křídlo vybaveno winglety. To jsou svislé části na konci křídla, které zabraňují vzniku indukovaného víru na konci křídla, a tím snižují odpor letadla. Tato jednoduchá úprava umožní snížení spotřeby paliva o 3 až 4 procenta. Nově navržené nahoru ohnuté konce křídel u Boeingu 787 by měly snížit odpor, a tedy i spotřebu až o pět procent.

Kam s motorem

Mnoho výrobců se zaměřuje ve výzkumu i na motory. Společnost Honda je na svém experimentálním prototypu HondaJet uložila na pylony nad křídlem. Prototyp je tak úspěšný a dosahuje takových výkonů, že firma Honda nedávno ohlásila založení nové letecké továrny v USA a spuštění sériové výroby.

Podstatné snížení odporu u motorů umístěných v zadní části trupu umožňuje i trychtýřovitý kónický tvar spolu s prstencem drobných sacích otvorů hned za motory – způsobuje laminární obtékání konce letounu a výrazně nižší odpor, při experimentech se spotřeba paliva snížila o 15 až 20 procent.

Dalším vylepšením je sací zařízení na křídlech a jiných částech letadla, kde hrozí turbulentní proudění. Síť tisíců drobných otvorů o průměru řádově v setinách milimetru je napojena na čerpadlo a vzduch odsávaný z povrchu snižuje tlak a způsobuje "přisávání" proudnic obtékaného vzduchu. Odpor samotného křídla se snižuje až o pětinu, celková spotřeba paliva o desetinu.

Létající křídlo

Dopravní letadlo řešené jako létající křídlo má malý aerodynamický odpor, je tiché a umožňuje přepravu většího počtu pasažérů. Spotřeba letadla této konstrukce je až o čtvrtinu menší než u klasického dopravního letounu.

Firma Boeing ve spolupráci s NASA testuje pokusný model pod označením X-48B na základně Edwards v Kalifornii. Koncem června proběhly pojížděcí testy a brzy bude následovat první let, dálkově řízený z pozemní pilotní kabiny.

Budoucností jsou i vzpěrami vyztužená křídla. Letadla s podpěrami křídel nebo jako "dvouplošníky" s dvěma křídly na koncích spojenými jsou relativně lehká a křídla dosahují velké tuhosti. Jejich hmotnost může být o čtvrtinu nižší než u normálního křídla se stejnou plochou. Při provozu tak může být ušetřeno 20 až 25 % pohonných hmot.

Všechny zmíněné konstrukce jsou zatím stále ve fázi rozpracovaných projektů, nicméně mnohé poznatky z výzkumu nacházejí uplatnění již v dnešních modelech.

Autor:

Nejčtenější

Kolem právě prolétli mimozemšťané, říkají vědci. Vyvrátit jim to nelze

Rekonstrukce možné podoby planetky 1I/2017 U1 (‘Oumuamua) na základě údajů...

První objekt od jiné hvězdy zachycený pozemskými teleskopy by podle naměřených parametrů mohl být sluneční plachetnicí,...

Ve dveřích stihl dát synovi hodinky, pak ředitele ČSA popravili

František Stočes, s obrácenou buřinkou v ruce. Za povšimnutí stojí černá páska...

Inženýr František Stočes byl druhým ředitelem letecké společnosti ČSA. Právě on se významně zasloužil o to, že se stala...

Vyšší lidé trpí častěji řadou rakovin. Důvod je zřejmě zcela triviální

Kolorovaný snímek rakovinových buněk z elektronového mikroskopu

Pravděpodobnost vzniku rakoviny je větší u lidí vyššího vzrůstu. A to zřejmě proto, že mají v těle více buněk,...

Republikáni přebarvili USA pomocí chytrého plánu. Nenápadně a legálně

Jak se republikánům podařilo přebarvit mapu USA na červeno...

Přestože voličů demokratů je v USA už deset let více, republikánská strana má většinu v obou komorách parlamentu. Za...

Konec dvojích cen. Evropské e-shopy už Čechům nebudou účtovat přirážku

Ilustrační snímek

Na začátku prosince začne platit nařízení Evropské unie, které zakazuje internetovým obchodům považovat zákazníka z...

Další z rubriky

Nové implantáty dovedou zlepšit paměť, ale nesmí se k nim dostat hacker

DBS

Elektronické implantáty by mohly podle neurovědců již v příštím desetiletí pomáhat vylepšovat paměť, zejména pacientům...

Miliony korun a 220 voltů do sítě. První republika vsadila na elektřinu

Strojovna pražské teplárny a elektrárny v Holešovicích (dnešní areál PRE) někdy...

Československý stát se do budování robustní elektrické soustavy pustil ještě předtím, než byly definitivně stanoveny...

Zatracovaný Orchestrion dostal naloženo víc, než k čemu byl stvořen

Druhý prototyp motorového vozu M152, později řady 810 je udržován v původním...

Orchestrion, Šukafon, Skleník, Plevel a řadu dalších přezdívek si vysloužil motorový vůz řady M152.0. Když už mu někdo...

Najdete na iDNES.cz