NASA vyvíjí novou generaci úsporných letadel

NASA v rámci programu New Aviation Horizons (NAH) pracuje na nové generaci letadel pro osobní a nákladní dopravu. Klíčovou součástí programu je stavba experimentálních “X” letadel.

Výroba experimentálních letadel (X-planes) má ve Spojených státech 70 let dlouhou tradici. Cílem letadel-X je testovat a ověřit nové aerodynamické koncepce nebo letecké technologie.

Na stavbě letadel-X se podílí jak americké soukromé společnosti, tak i vládní agentury, jako americké letectvo, vojenská agentura DARPA nebo v úvodu zmiňovaná NASA.

Agentura NASA v rámci nového programu NAH financuje vývoj hned pěti „letadel-X“. Originálně koncepčně řešená letadla se pokusí splnit hlavní požadavek programu – snížit spotřebu paliva dopravních a nákladních letadel o 50 %.

NASA udělila vývojový kontakt čtyřem společnostem: Aurora Flight Sciences; Dzyne Technologies; Lockheed Martin a Boeing. Všechny čtyři společnosti mají šest měsíců na to, aby rozpracovaly technickou stránku svých konceptů, časový plán vývoje a rozpočet.

Ve všech případech jde o koncepty palivově vysoce efektivních podzvukových dopravních letadel.

“Díky zapojení těchto firem získáme informace, které nám pomohou posunout se efektivněji a svižněji kupředu, něž kdyby jsme se pokoušeli sami postavit letadla-X,” uvedl Ed Waggoner, ředitel letecké divize NASA IASP (NASA Integrated Aviation Systems Program).

Nová letadla-X budou menší než případné sériové stroje, přesto půjde o pilotované stroje schopné zůstat ve vzduchu dvě až tři hodiny. NASA požaduje také schopnost provádět dva testovací lety týdně po dobu jednoho roku.

NASA v průběhu příštího roku vybere jednu nebo více vítězných konstrukcí. První experimentální stroj se podívá do vzduchu před rokem 2021.

NASA se tak po dlouhé době vrací ke stavbě velkých pilotovaných letadel-X. Poslední pilotované letadlo-X byl stroj X-53 Active Aeroelastic Wing – šlo u upravenou stíhačku F/A-18 s pružnými křídly, jejichž řízeným “křivením a prohýbáním” docházelo ke změnám směru letu.

Jaké tedy NASA podporuje koncepty experimentálních letadel? Aurora Flight Sciences nabízí letadlo Aurora D8 “Double Bubble s “dvojitým” trupem, které částečně zastane i vztlakovou funkci křídla. Spotřeba paliva má být až o 70 % nižší než u klasických dopravních letadel.

Firma Dzyne Technologies pracuje na konceptu menšího tryskového dopravního letadla se splývajícím křídlem a trupem BWB (Blended-Wing-Body) – přechod mezi křídlem a trupem je prakticky nepoznatelný.

Unikátní konstrukce BWB se vyznačuje minimálním aerodynamickým odporem (nižší spotřeba), vyšší nosností, větším prostorem pro přepravu lidí či nákladu a nízkou hlučností. Dzyne Technologies u svého konceptu odstranil svislé ocasní plochy a na jejich místo umístil dva malé proudové motory.

Lockheed Martin pracuje naopak na hybridním samokřídle HWB (Hybrid Wing Body). V podstatě jde o letadlo se splývajícím křídlem a trupem (BWB), ale s klasicky řešenými ocasními „T“ plochami. Motory jsou umístěné nad konci křídel. Také Lockheed slibuje nižší aerodynamický odpor, vyšší nosnost a nižší hlučnost.

Firma Boeing připravuje hned dva koncepty. První koncept navazuje na malý model X-48 testovaný společně s NASA v roce 2007. X-47 je další variací na letadlo se splývajícím křídlem a trupem.

Zřejmě nejblíže realizaci má letadlo s velmi dlouhými štíhlými křídly vyztuženými vazníky TBW (Truss-Braced Wing). Dlouhé a štíhlé křídla mají obecně menší aerodynamický odpor a větší účinnost – snižují tedy spotřebu paliva.

Klasická letadla mohu kvůli pevnostním omezením používat jen křídla o určitém poměru délky a šířky. Pomocné vazníky toto omezení pomáhají obejít a umožňují použít na letadle mnohem účinnější delší a štíhlejší křídla.