Rychlejší než zvuk, tichý jako pračka. Expert popisuje nástupce Concordu

Článek si také můžete poslechnout v audioverzi.

„Dámy a pánové, jste připraveni vidět nejnovější experimentální letoun od NASA? Ano? Já také. Tak se na něj pojďme podívat,“ napínala publikum zástupkyně šéfa amerického Národního úřadu pro letectví a kosmonautiku (NASA) Pamela Melroyová, načež se za ní, jak lze vidět i v úvodním videu tohoto článku, spustilo prezentační video a následně se i spustila opona a veřejnost poprvé spatřila nový stroj.

Redakce SZ Tech přináší také nové záběry stroje. Lze si je prohlédnout v reportáži výše, ve které zazní i všechny informace z tohoto článku.

Nově představený supersonický letoun X-59 QueSST je dlouhý 30,4 metru a rozpětí křídel má devět metrů, přičemž při vzletu může vážit nanejvýš 14,7 tuny. Létat by měl ale o pětinu vyšší rychlostí, než se šíří zvuk, tedy asi 1490 kilometrů za hodinu.

Legenda nadzvukových letů, britsko-francouzský dopravní letoun Concorde, přitom v době největší slávy létal rychlostí až 2180 kilometrů za hodinu. V roce 2003 ale po 27 letech služby jeho éra skončila. Jednak kvůli špatné reputaci po havárii v Paříži, ale hlavně k tomu přispěla vysoká cena za provoz a nízký počet tras i z důvodu takzvaného sonického třesku čili hluku při zdolání rychlosti zvuku.

A právě to chce NASA změnit. X-59 QueSST je prototyp, na kterém chce otestovat design a technologii, s jejíž pomocí odbourá sonický třesk i při létání nadzvukovou rychlostí. A jako takový má stroj podle úřadu být začátkem nové éry letecké dopravy, ve které se mají komerční nadzvukové lety vrátit.

„Co se týče toho vyjádření NASA, to chápu spíš trochu jako marketing, než aby to opravdu byl takový milník v letectví. Ovšem na druhou stranu ty slibované parametry hlučnosti při nadzvukovém letu opravdu vypadají velmi působivě a v tomto směru je to po vědeckém směru velmi důležitý milník a těším se na to,“ popisuje v úvodním videu tohoto článku své dojmy Pavel Zikmund z Leteckého ústavu na Fakultě strojního inženýrství VUT v Brně.

Eliminovat hlučnou rázovou vlnu má nový letoun NASA pomocí revolučního designu. Na tom s americkou vládní agenturou při vývoji spolupracovala i zbrojovka Lockheed Martin, která stroj postavila, a to v rámci kontraktu za 247,5 milionu dolarů, tedy asi 5,6 miliardy korun. Klíčový je hlavně jeho futuristický aerodynamický tvar a inovativní konstrukce.

„Na první pohled je zřetelný dlouhý výrazný čumák, který zabírá skoro třetinu délky. A to je design opravdu kritický pro rozptýlení rázových vln. Ty jsou formované okolo letadel a slučující se dohromady, až vzniká ten známý třesk. Tím, že byl stroj navržen, aby je rozptyloval, se nikdy nesloučí, a tak řeší tento problém. Je opravdu neuvěřitelný,“ říká v úvodním videu článku dál zástupkyně šéfa NASA Melroyová.

„V tomto jim věřím a určitě tam hraje roli i víc faktorů. Velmi důležitým návrhovým parametrem je v tomto štíhlost. A tu opravdu dotáhli do extrému. A můžete si také všimnout, že ten letoun má víc kontrolních ploch, než je obvyklé, a dost možná se i těmi kontrolními plochami budou snažit rozbít dvě velké rázové vlny na více menších, které se třeba nenesou do takové dálky,“ komentuje pro SZ Tech Zikmund.

X-59 QueSST od NASA má přitom dvě vodorovné ocasní plochy (VOP) nad sebou a ještě navíc jednu příďovou, takzvanou kachní. „Takže kromě křídla má vlastně tři takové další vodorovné plochy, což je naprosto neobvyklé u letadel,“ dodává český expert ve videoreportáži.

Odbourání sonického třesku ale v designu experimentálního letounu NASA pomáhá i ještě další věc.

„Aby se ještě zlepšily jeho schopnosti nízké hlučnosti při nadzvukovém letu, můžete vidět, že kokpit je umístěný skoro až za půlkou délky letounu. A jak už jsme zmínili, čelní sklo bránilo v tom, aby stroj byl tichý. A tak nemá žádné čelní sklo. Je to důležitý krok vpřed sám o sobě ve zlepšování leteckých technologií, přičemž upřednostňuje i komfort těch na zemi (řídicího střediska, pozn. red.),“ doplňuje Melroyová.

„Omezení viditelnosti v kokpitu byla velká výzva. Náš tým kvůli tomu vyvinul systém externího vidění, což je opravdu zázrak v oblasti kamer s vysokým rozlišením, které přenášejí záznam do monitoru s vysokým rozlišením,“ dodává zástupkyně šéfa NASA v úvodním videu.

Tento nový design kokpitu bez čelního skla lze aplikovat i do jiných, nejen supersonických letadel, a může tak zefektivnit i jejich výkon a provoz. „Kromě současné aplikace pro X-59 má systém externího vidění potenciál ovlivnit budoucí designy letadel, kde absence čelního skla může mít i výhody z výrobních důvodů, jaké měla i pro nás,“ uvedla také Melroyová.

Hlavní cíl letounu X-59 QueSST stále ale bude přesvědčit americké regulační úřady, aby upravily zákaz letů komerčních nadzvukových letounů nad pevninou. Pokud tedy budou schopné odbourat sonický třesk.

NASA věří, že její stroj nepřesáhne úroveň 75 decibelů (běžná pračka při odstřeďování), zatímco u Concordu to bylo 105 decibelů. Poprvé by měl vzlétnout letos a rovnou začít podstupovat testy nad vybranými obydlenými oblastmi v USA, které ukážou, jak lidé na zemi zvuk vnímají. Data pak vyhodnotí americký Federální úřad pro letectví (FAA).

Samotný experimentální letoun X-59 QueSST tak pro komerční dopravu nebo třeba armádní účely sloužit nebude. Pokud se ale design osvědčí, mohl by se právě do těchto oblastí aplikovat.

„Tento letoun je optimalizován vyloženě na redukci hluku. Ale pokud budou chtít vytvořit dopravní letoun, tak už budou hledat kompromis mezi hlučností a tím, jak dovnitř dostat dostatečný počet pasažérů a zavazadel, a určitě už tam nebudou dosahovat třeba tak nízké hlučnosti,“ vysvětluje v reportáži Zikmund.

Nadzvukový letoun v USA, tentokrát už dopravní, vyvíjí i startup Boom Supersonic. Jeho Overture bude pro 65 až 80 pasažérů, na každé straně uličky plánuje totiž kvůli komfortu pouze jedno místo. Concorde měl přitom 100 míst.

Overture má létat stejně vysoko jako slavná legenda, jenom o 90 kilometrů za hodinu pomaleji. I tak může ale trasu Londýn – New York uletět za 3,5 hodiny. Nad pevninou potom bude právě kvůli hluku létat 1150 kilometrů v hodině, tedy stále o víc než 200 kilometrů v hodině rychleji než dnešní Boeingy, a i s tímto omezením může obsloužit přes 600 letových tras. Tu nejdelší z Los Angeles do Sydney zvládne za osm hodin.

Stroj nejméně za 200 milionů dolarů si tak už po desítkách kusů objednaly například Japan, American i United Airlines nebo americké letectvo. Jeho nové motory by navíc měly být uhlíkově neutrální a startup neustále zefektivňuje i celý design trupu. S výrobou prvních kusů má začít letos a na certifikaci k provozu si věří k roku 2029.

„Já tento stroj vnímám jako novou generaci Concordu. Protože on je velmi podobné koncepce. A předpokládám, že bude trochu efektivnější, menší, pomalejší, ale není to zase taková převratná novinka jako třeba ten letoun X-59. Opět tento letoun bude mít zákaz nadzvukových letů nad pevninou. A co se týče té realizace, je otázka, jak se jim podaří vypořádat třeba s těmi motory, protože to je zatím ve fázi výzkumu a zatím nemají pořádně nic hotového,“ zpřesňuje český odborník z Leteckého ústavu na Fakultě strojního inženýrství VUT v Brně.

I přestože by ale dokázal americký startup do pěti let získat certifikaci k provozu a zmíněné aerolinky jeho stroje začaly využívat k přepravě cestujících, stále zůstane jedna překážka k tomu, aby se do nadzvukového letounu dostal úplně každý. A to sice cena.

„Kdyby se to opravdu podařilo realizovat, tak to určitě bude zajímavý letoun pro trh. Nicméně to bude spíš směřováno na malou část lidí, kteří létají business třídou a neřeší cenu letenek. Protože u takového letounu očekávám, že ve srovnání třeba s běžnými nízkonákladovými aeroliniemi mohou být ceny letenek třeba desetinásobné. Takže pro běžné létání to letoun asi také nebude,“ doplňuje Pavel Zikmund pro SZ Tech.

Samotný Boom Supersonic dřív uvedl, že jeho dlouhodobý cíl je sice dostat cestující „kamkoli ve světě do čtyř hodin za 100 dolarů“, určitě to ale nebude případ úvodních let provozu. Podle vedení startupu by se ceny prvních letenek mohly pohybovat mezi čtyřmi a pět tisíci dolary, tedy zhruba 97 a 121 tisíci korun.