Budoucnost bezmotorového létání: elektrický pohon pro větroně

Z letiště Hosín u Českých Budějovic létal na konci července v rámci Plachtařského mistrovství větroň s pomocným elektrickým pohonem LAK-17B FES. Jednalo se o výkonný kluzák litevské výroby, který ve Slovinsku vybavili otec a syn Žnidaršičové pomocným elektrickým pohonem. Přinášíme obrázky, video i podrobnější informace.

Originalita tohoto větroně spočívá v použití tzv. FES (viz. front-electric-sustainer.com), což je pomocný elektrický motor, umístěný v kuželovitém „čumáku“ větroně. Vrtule je při bezmotorovém letu kvůli snížení odporu složená podél trupu a rozkládá se odstředivou silou při rozběhu motoru. Takto upravených větroňů létá zatím jen několik kusů na světě.

Pomocné pohony se dnes stávají součástí výbavy větroňů v podobě proudové turbíny nebo vrtule na pylonu poháněné malým dvoutaktem, oboje výsuvně uložené v trupu za kabinou. Umožňují při nedostatku výšky a nenalezení stoupavého proudění předejít přistání do pole, které představuje pro drahé výkonné větroně s velkým rozpětím větší riziko poškození než pro běžné kluzáky.

Pohon umožňuje pilotovi nastoupat do bezpečné výšky, přeletět do termicky aktivní oblasti nebo doletět k letišti. Některé kluzáky umožňují při použití silnějšího motoru také samostatně odstartovat (tzv. selflauncher).

Hlavní výhodou elektricky poháněné vrtule v přídi oproti vrtuli na pylonu je vysoká pohotovost a spolehlivost, což je významný přínos pro bezpečnost. V případě potřeby má pilot okamžitě k dispozici plný tah motoru. Vysunutí turbíny nebo pylonu s vrtulí, start motoru a dosažení plného tahu trvá řádově desítky sekund, kdy větroň ztratí kvůli zvýšenému odporu další desítky metrů výšky.

Vedlejší výhodou FES je, že tah vrtule působí v ose trupu, takže použitím motoru prakticky nedojde ke změně letových vlastností.

Pro srovnání – u vyklápěcího pohonu dochází napřed ke vzniku doplňkového odporu na páce pylonu s vrtulí, v jehož důsledku má větroň snahu zvedat příď (v hantýrce „klopí na ocas“), což musí pilot správně kompenzovat. Po roztočení vrtule má naopak větroň snahu „klopit na nos“.

Naopak vrtule v přídi větroně prakticky neumožňuje samostatný vzlet větroně, zejména z travnaté plochy, zatímco u pohonu na pylonu je to jen otázkou volby motoru a vrtule.

V případě FES je totiž kvůli velmi nízkému podvozku větroňů významně omezeno rozpětí vrtule a tím i její maximální tah, který je vzhledem k velikosti odporu při pohybu po zemi nedostatečný. Nicméně na výstavě ve Friedrichshafenu byl předveden samostatný vzlet větroně LAK-17 z asfaltové dráhy.

Větroň s pomocným pohonem FES se tedy dostává do vzduchu jako každý jiný, tedy s pomocí navijáku nebo aerovleku. Ten ovšem může být mnohem kratší a levnější, neboť po vypnutí v malé výšce obstará další potřebné stoupání elektromotor.

Úplnou novinkou je ovšem nedávno vyzkoušený vzlet na laně za běžným automobilem, čímž zcela odpadá závislost pilota na službách letiště.

Zatím je zástavba FES schválena pouze pro typ LAK-17, ale připravuje se použití pro celou řadu současně používaných typů, které mají trup v prostoru za kabinou patřičně zesílen pro možnost zástavby pomocné vyklápěcí vrtule.

Do takto zpevněného prostoru je možné umístit baterie a regulátor. Zde totiž hmotnost baterií a regulátoru kompenzuje hmotnost motoru a vrtule v přídi ve vztah k těžišti celého letadla, takže jeho letové vlastnosti zůstanou v důsledku zástavby prakticky beze změny.

Kromě zástavby do stávajících výkonných větroňů s velkým rozpětím a hmotností (která se pro zlepšení výkonů ještě navyšuje napuštěním až 200l vody do křídel), dává použití FES velký smysl také pro ultralehké kluzáky, které podléhají značně jednodušší a levnější certifikaci.

Druhým důvodem je jejich předpisem omezená maximální vzletová hmotnost, která jim umožňuje samostatný vzlet. Zatím jsou na trhu dva typy těchto větroňů s rozpětím 13,5m: Silent 2 Electro FES z Itálie a A13 Electro FES ze Slovinska.

Pro doplnění – elektromotor se používá v některých typech větroňů i pro pohon výklopné vrtule na pylonu jako alternativa ke spalovacímu motoru. Jedná se například o výkonné větroně Antares švýcarské firmy Lange Aviation nebo ultralehký dvoumístný Taurus od slovinské firmy Pipistrel.

U nás létá elektrické ultralehké letadlo Phoenix, jehož konstruktér Martin Štěpánek byl čtenářům nedávno představen v rozhovoru pro Hybrid.cz.

Závěrem bych rád podotkl, že elektropohon pro sportovní létání už dnes není výstřelkem podivínských techniků, ale nezbytným prostředkem pro zachování a rozvoj tohoto krásného sportu v nejbližší budoucnosti. Rozhodujícími důvody pro toto tvrzení jsou:

• vyšší provozní spolehlivost elektropohonu, přispívající k celkové bezpečnosti létání
• stoupající cena běžného benzínu a jeho klesající kvalita (z hlediska použití v letectví)
• stále levnější a výkonnější akumulátory
• ukončený vývoj a bohatá nabídka ucelené výkonové řady motorů a regulátorů
• poměrně snadná zástavba elektropohonu do draků letadel
• vysoká účinnost pohonu v důsledku zmenšení motorového prostoru, využití širokého rozsahu otáček a absence převodovky
• významně nižší vibrace a s tím související namáhání draku letadla
• nízký hluk v okolí letišť i v kabině letadla
• nízké náklady na pořízení a zejména provozní údržbu elektropohonu
• čistota elektropohonu jak v běžném, tak ekologickém smyslu tohoto slova

O autorovi: Pavel Kuchař (47) se narodil a žije v Táboře. Vystudoval Moskevský energetický institut, obor Kybernetika elektrizačních soustav. Ve firmě ORGREZ se zabýval otázkami regulace režimu napětí a jalových výkonů v přenosové síti 400kV. Zajímá se o alternativní zdroje energie a ekologické bydlení. V roce 1993 byl ve francouzské elektrárenské společnosti EdF a v továrně PSA Citroen studovat zkušenosti ze zavádění elektromobilů. To ho podle jeho vlastních slov „velmi inspirovalo“, nicméně donedávna byl jeho jediným ekologickým dopravním prostředkem elektrický trakař, kterým sváží a nakládá na vůz dříví v lese. Konečně před týdnem přišel zásadní zlom: Pavel Kuchař se stal šťastným majitelem elektromobilu VW Golf CityStromer.