Šeptající dopravák – 3. část

I na koberce přes počítač

Další z oblastí, kde byl Lockheed jedním z průkopníků, byl počítačem podporovaný návrh konstrukce a výroby. Na systému CADAM, který byl interně vyvíjeným softwarem pod názvem „Project Design“ (název CADAM začal být používán až od roku 1972) a který byl u Lockheedu využit pro vývoj a výrobu L-1011, začali v Burbanku pracovat v roce 1965. Tou dobou už s používáním CAD/CAM systémů laborovali v pobočce firmy v Mariettě při vývoji a výrobě vojenského C-5 Galaxy, nicméně v Kalifornii byl zpočátku k použití CAD/CAM patrný odpor. Především proto, že v té době ještě nebyly k dispozici odpovídající grafické terminály a znamenalo by to nutnost vývoje vlastního hardwaru.

Když však IBM uvedlo na trh terminály 2250, vše bylo náhle jinak a vývoj vlastního systému mohl začít. První systém IBM 360 určený pouze pro počítačový návrh byl instalován na počátku roku 1966 a testování software bylo zahájeno v dubnu. Počítač měl neskutečných 512 kb paměti (neskutečných jak tehdy, tak i dnes ) a na programu pracovalo šest vývojářů pod vedením Harolda Bradleyho, který byl u firmy Lockheed také zodpovědný za zavádění NC strojů do výroby.

Harold Bradley u terminálu IBM 2250

Během několika měsíců tým implementoval základní funkcionalitu a navrhl (a „vyrobil“) první testovací součástku – tou dobou pro stále ještě „živý“ projekt SST. Po jeho zrušení došlo k masivnímu propouštění a tým vývojářů se dokonce v jeden moment „scvrknul“ na pouhého jednoho zaměstnance. Záhy ale přišlo rozhodnutí, že bude tento software využit pro nový program L-1011, kde se čekalo jeho masivní využití.

CADAM se používal pro obrovské spektrum dílů – od řízení výroby výlisků pro drak až po vizualizaci a rozkreslení 75 000 elektrických konektorů. Během deseti let používání bylo u Lockheedu pomocí systému vytvořeno na 400 000 elektrických schémat. V roce 1975 spotřebovával Lockheed v plotterech deset rolí papíru o průměru 30 cm denně pro tisk kontrolních výkresů. Kdyby se tyto výkresy naskládaly za sebe, vytvořily by pás dlouhý jednu míli.

Podle vynikající knihy o historii  CAD/CAM systémů (volně ke stažení na www.cadhistory.net) popsal Frank Puhl, svého času šéf CADAM Inc. (firmy, která vznikla jako dceřiná společnost Lockheedu právě z lidí pracujících na tomto software) široký záběr využití systému na L-1011 následujícími slovy: „Když půjdete Tristarem, podívejte se na podlahu – koberce na podlaze perfektně sedí, zatímco u konkurence mají tendenci se v rozích ohýbat. Je to proto, že jsme CADAM použili dokonce i pro návrh střihových šablon pro koberce.“

Otestovat, ocertifikovat…

Testování L-1011 započalo dlouho před prvním letem. Bylo vyrobeno několik draků v různém stupni kompletnosti určených pouze pro testy. Stroj pro statické testy měl trup, levé křídlo, levou i pravou výškovku, horní polovinu levé části hlavního podvozku. Dále pak levý pylon na křídle a konstrukci uchycení trupového motoru, které nesly makety motorů. Tento testovací stroj, na kterém byla postupně „vyráběna“ různá poškození, byl určen ke stanovení absolutních zatížení. Všechna tato poškození byla vystavena testům při stoprocentním zatížení včetně přetlakování trupu.

Další součástí testování byl program únavových testů. Jeho účelem bylo nalézt a vyřešit jakýkoliv strukturální problém dlouho před tím, než vstoupí Tristar do provozu. Druhým, neméně důležitým úkolem únavových testů, bylo stanovení inspekčních postupů a jejich časových rozvrhů. Pro tyto testy byl použit druhý vyrobený kus (msn 1000). Jednalo se o kompletní letadlo, kterému chybělo pouze vnitřní vybavení kokpitu. Ten byl testován odděleně.

Celkově bylo provedeno 1 696 000 zátěžových cyklů, simulujících 84 000 letů. Prvních 52 000 „letů“ bylo provedeno při simulaci všech zatížení včetně přetlakování trupu. Zbylé testy pak proběhly bez přetlakování kabiny, ale se zatížením křídel zvýšených ze 110 na 120 % běžného zatížení křídla. Díky tomu bylo možno tento testovací program přirovnat k ekvivalentu 115 000 letů. Na určených místech v trupu byly umístěny měřicí přístroje, jejichž hodnoty byly zaznamenávány a později mohly být použity jako referenční data při srovnání s měřicími přístroji umístěnými na produkčních strojích.

Tristar „Number One“ (msn 1001) absolvoval 16. listopadu 1970 první let a byl určen pro výkonnostní testy zahrnující výkony při startu a přistání a v cestovní hladině. Lety byly prováděny s různými hodnotami rychlosti, výšek, hmotností a vyvážení stroje. Na „Number Two“ (msn 1002) byly prováděny testy pohonných jednotek a řídicího systému AFCS. Tento stroj také prováděl většinu testů systému automatického přistání.

Třetí stroj byl určen pro certfikační testy „Autoland“ systému a vyhodnocovacích a certifikačních testů hlavních funkčních celků. Tento stroj pro získání CAT III A certifikace (limity jsou 700 stop RVR a nulová výška rozhodnutí) provedl na 500 automatických přistání. V tom čase to byl opravdu nejlepší řídicí systém použitý na civilním stroji. „Čtyřka“ byla testovacím strojem pro navigační a komunikační systémy. „Číslo pět“ pak mělo plně vybavenou kabinu cestujících (na místo testovacího vybavení předešlých čtyř) a bylo především používáno pro propagační účely a prezentaci u potenciálních zákazníků.

Hlavní datové centrum v prvním prototypu

Jedním ze zajímavých testů byla certifikace pádových charakteristik požadovaná British Airways. Ve Spojených státech FAA pro úspěšnou certifikaci stačilo, aby letadlo začalo hlásit varování „stall“ a posádka uvedla letadlo zpět do normálního letu. Pro britskou CAA však bylo třeba letadlo uvést do pádu a tento pád vybrat. Podle vyprávění bývalého instruktora letových inženýrů na L-1011 Ralpha Freshoura nacvičili piloti Lockheedu tento certifikační manévr a poté přizvali FAA k účasti na těchto testech.

Pilot FAA chtěl tento manévr vyzkoušet a přivedl Tristar na pádovou rychlost. Letadlo se propadlo po křídle a pilot dlouho nebyl schopný pád vybrat. Prý snad existoval film, který ukazoval, že se letadlo během vybírání dostalo až do polohy na zádech. Z pádu se nakonec letadlo dostalo v 10 000 stopách, přičemž manévr začal v 25 000! Při vybírání ale došlo k velkému přetížení a „No. 1“ musel být uzemněn do doby, než byla provedena kompletní inspekce draku.

Během těchto zkušebních pádů se prý Tristar třásl takovým způsobem, že nebylo možné sedět. Vše, co museli piloti dělat, bylo snažit se maximálně potlačit. Musela to být celkem divoká jízda. Ale i FAA vyžadovala některé „divoké“ testy. Jedním z nich bylo chování při náhodném spuštění zpětného tahu motorů za letu. Letoun se prý při testu velmi silně otřásal, přesto byl stále kontrolovatelný a certifikací prošel.

Nejnebezpečnější však byly „flutter“ testy. Pro tento účel měl prototyp č. 1 hned za kokpitem v podlaze pasažérské kabiny čtvercový otvor, kterým procházela „hasičská“ tyč upevněná ke stropu. Tato tyč vedla na místo dveří spodního nákladového prostoru, které ovšem byly nahrazeny sklolaminátem. V případě nouze by musela posádka sjet po této tyči, kde první z nich nohama vyrazil laminátové „dveře“ a pak už musel jen zatáhnout za padák. Naštěstí však toto nouzové opuštění nemusel nikdy nikdo využít. FAA certifikovala L-1011 14. dubna 1972 a CAA ve Spojeném království tak učinila o dva a půl měsíce později, 30. června 1972. Vzhledem k častým mlhám na svých trasách British Airways později zahájily (a úspěšně dokončily) certifikaci pro CAT IIIB (150 stop RVR, nulová výška rozhodnutí).

U Rolls-Royce bylo pro testování nových motorů využito několik pracovišť. Pět standů se využívalo pro základní testování výkonu. Další dva „open-air“ standy byly postaveny v Hucknall pro testování s oběma typy vstupů – jak bočních motorů, tak i S-vstupu na trupu. Na těchto stáních bylo možno simulovat vstup vzduchu z různých směrů a byly prováděny měření hluku v rozdílných pozicích motoru. Zvláštní testovací zařízení bylo postaveno u National Gas Turbine Establishment v Pyestock u Farnborough pro testování RB.211 pro různé výškové podmínky, takže mohly být testovány režimy stoupání a letu v hladině. Prvotní letové testy byly prováděny na speciálně upravené VC.10, která měla na pravé straně dva motory Convoy jako každá jiná VC.10, ale na straně levé byl uchycen zkoušený RB.211. Uchycení bylo provedeno tak, aby bylo použito co nejvíce dílů, které byly později i na L-1011.

Zkušební VC.10 (G-AXLR) s instalovaným motorem RB.211 (zdroj www.vc10.net)

Program letových zkoušek požadoval 1 100 hodin ve vzduchu. Zkoušky na VC.10 poskytly mnoho informací pro zpřesnění předběžných výkonových výpočtů Tristaru, ověření všech operačních požadavků a stanovení metodiky údržby. Zároveň přinesly cenné informace pro ověření přístupu k jednotlivým částem motoru, požadavky na údržbu a náhradní díly. Když byl v listopadu 1970 připraven Tristar na svůj první let, v Palmdale už bylo dodáno šest motorů.

Poněkud neobvyklý koníček britského cévního chirurga Justina Woolgara nám umožní získat představu, jak zní zvuk motoru RB.211-22B. Více o jeho projektu naleznete na jetpropulsion.co.uk

Svůj podíl zapisuje i Evropa

Drak Tristaru byl od začátku koncipován jako lehká konstrukce s potenciálně nekonečnou únavovou životností. Potahové panely trupu tvořily poloskořepinu a použití profilovaných žeber trupu a silnějšího potahového materiálu snížily potřebný počet podélných nosníků. Použití lepení panelů na místo jejich snýtování výrazně snížilo problémy s korozí a současně poskytlo lehčí a pevnější spojení. Všechny tyto postupy nejen snížily hmotnost, ale zároveň umožnily zkrácení výrobních časů. Lepené panely byly až 11,5 metrů dlouhé a 4,5 metrů široké. Autokláv o průměru 6,7 metrů a délce 20 metrů, ve kterém se panely lepily, byl největší v letectví do té doby používaný.

Reklamní fotografie, na které Lockheed demonstroval pevnost lepených dílů. Šipka ukazuje na místo, kde zavěšený automobil visí na jediném lepeném dílu širokém pouhý jeden palec. V pozadí je vidět horní část autoklávu a jeho odsunuté dveře (zdroj www.eucomairlines.de)

Trup, stejně jako ocasní plochy, byl lakován před závěrečnou montáží ve třetí největší budově komplexu v Palmdale. Cílem bylo provést kvalitnější nátěr v kontrolovaném prostředí. Trupy proto poté putovaly skrze linku v barvách budoucího uživatele. Aplikovat 220 litrů polyuretanové barvy na 54 metrů dlouhý trup trvalo pouhých 40 minut! Po montáži a plném vybavení stroje se letoun vrátil zpět do lakovny, kde byla nastříkána křídla a trup očištěn v místech, kde došlo během montáže ke znečištění. Za zmínku jistě stojí skutečnost, že i nanášení nátěru kontrolovaly počítače. Důvodem bylo udržení hmotnosti stroje na co nejmenší možné hodnotě – aplikovala se pouze tak silná vrstva, která poskytovala dostatečnou ochranu letadla, ale nezvyšovala zbytečně jeho hmotnost.

Výrobní linka byla dimenzována pro současnou práci na 39 Tristarech. Nový Tristar mohl opustit závod každé dva dny. Málo uváděným faktem bývá skutečnost, že vzhledem k tomu, že tři hlavní výrobci v USA současně vyvíjeli nové projekty (L-1011, DC-10 a B747), byl celkem problém nalézt dostatek výrobních kapacit u subdodavatelů. Došlo tak i k tomu, že Lockheed zadal výrobu některých komponent Tristaru v Evropě. Nicméně prvním významným kontraktem bylo zadání výroby křídel u Avco Aerostructures v Nashvillu, protože zde již měli zkušenosti s výrobou křídel pro C-130, C-141 i obrovský C-5. Mezi dalšími dodavateli bylo Kawasaki (osobní i nákladní dveře), kanadský Bristol Aerospace (vstup vzduchu trupového motoru), Menasco (konstrukce podvozku), Goodrich (kola, brzdy a pneumatiky) Goodyear (anti-skid systém), Collins (řídící a automatizační prvky), Sperry (navigační počítač) a samozřejmě Rolls-Royce.

První tři vyrobené L-1011 v pořadí od nejbližšího: N1011, N3001 pro TWA a N301EA pro Eastern Airlines. Prototyp N1011 byl použit před sešrotováním pro natáčení filmu společností Disney. Vzhledem ke stálému a příznivému počasí v Kalifornii byla velká část prací prováděna pod širým nebem. Fotografie z archivu Dona Pierce, poskytnuto Curdem Zechmeisterem (l1011project.blogspot.cz)

Čtyřmotorák i další varianty Tristaru

Lockheed vyvíjel první L-1011 jako základ budoucí rodiny letadel využívajících mnoho společných prvků. To by umožnilo, aby byla výroba mnohem efektivnější a údržba výrazně ekonomičtější. Finanční potíže, jejichž dopad byl znásoben přicházející ekonomickou recesí a ropnou krizí, se „spikly“ proti Lockheedu před dosažením tohoto ideálního cíle.

Vzhledem k tomu, že vývoj různých verzí byl vždy podmíněn zájmem zákazníků, technické údaje jednotlivých variant jsou natolik v čase proměnlivé, že jejich soupis by tento článek proměnil v účetní knihu. Proto jsou v následující tabulce uvedeny finální technické parametry modelů, které se nakonec dostaly do výroby (údaje o doletu jsou velmi rozdílné v každém jednom dostupném zdroji – proto prosím berte uvedené údaje spíše jako orientační hodnotu pro srovnání mezi jednotlivými typy).

I když se úvahy o stroji s prodlouženým doletem objevily v roce 1969, kdy se začalo uvažovat o L-1011-8.4 poháněným třemi motory RB.211-56 se zvýšeným tahem dovolujícím větší vzletovou hmotnost a tím i větší kapacitu neseného paliva, tento návrh se nakonec díky finančním problémům ještě před zahájením výroby dostal „do pošty uklízečce“ a nebyl nikdy realizován.

Nicméně myšlenky na stroj s delším doletem se znovu objevily velmi brzy, a tak už v únoru 1972 Lockheed představil projekt L-1011-2 se stejnými rozměry jako úvodní typ 1, ale se zesíleným trupem umožňujícím zvýšenou vzletovou hmotnost, a tím opět zvýšenou kapacitu neseného paliva. Současně s tím britská vláda povolila vývoj odvozeného typu motoru RB.211-24, který by, osazen na L-1011-2 poskytl transatlantický dosah za každého počasí, což mělo zvýšit atraktivitu pro své potenciální uživatele. Motor byl později přeznačen na RB.211-524 a s jeho vstupem a trh se počítalo v roce 1975. Tento motor měl potenciál vzrůstu tahu až na 222 kN, sníženou spotřebu a měl maximální možné množství společných dílů s původním 22B. Zvýšení výkonu bylo dosaženo modifikacemi, mezi něž patřilo snížení provozní teploty, zvýšení objemu protékajícího vzduchu a lehké snížení obtokového poměru.

Po dalším „vylepšení“ parametrů nabízeného typu 2 v roce 1973 to nakonec byla v září 1974 Saudia, která svou objednávkou L-1011-2 umožnila rozběhnutí výroby tohoto stroje, který nakonec dostal obchodní název Tristar 200. L-1011 s dalšími úpravami na motorech 22B začal být posléze nabízen jako Tristar 100 a na konci roku 1974 ohlásil verzi 250, která byla vylepšenou „dvoustovkou“. Mezitím také v říjnu 1973 Boeing začal nabízet RB.211-524 na svou 747-200 (prvním zákazníkem pro tuto kombinaci se staly v roce 1977 British Airways). Všechny do té doby uvedené verze Tristaru měly shodné vnější rozměry draku.

Takto mohl vypadat Tristar 600

V listopadu 1975 ohlásil Lockheed, v reakci na poptávku BEA na letadlo pro dlouhé tratě, verzi 500. Pro tento požadavek byl Tristar zkrácen o 6,2 metru a kapacita palivových nádrží byla zvýšena o deset tun. Tím se podařilo prodloužit dolet na 10 000 km a stroj tak mohl být konkurentem Boeingu 707 nebo DC-8. I když mohl být uveden již v roce 1977, vzhledem k přebytku kapacit u leteckých dopravců firma náběh výroby opozdila. V roce 1976 bylo ještě upraveno zkrácení trupu o konečných 4,11 metru (2,54 metrů před křídlem a 1,57 metrů za ním) a dolet tím byl zkrácen na 8 500 km. To umožnilo aerolinkám nabízet non-stop lety jako Londýn-Los Angeles, New York-Buenos Aires nebo Sydney-Hong-Kong.

V roce 1976 pokračoval Lockheed na studii Tristaru 300, který měl nést 410 pasažérů na horní palubě a 45 v salónku na spodní palubě. Kdykoliv bylo provedení Lockheedu uzpůsobeno pro využití této spodní paluby pasažéry, byla pod „břichem“ stroje navíc ochranná výplň pro případ nouzového přistání na břicho. Zajímavé také je, že spodní paluba, ač měla přístupové dveře, neměla žádná okna. Tato verze se zvýšenou kapacitou byla nabízena japonským aerolinkám ANA, které si však pro své vnitrozemské silně obsazené linky nakonec vybraly upravený Boeing 747.

V roce 1977 pokračovaly práce na dalších možných typech Tristaru, zaměřené především na krátké a střední tratě. Jejich cílem bylo další snížení hlučnosti a spotřeby a vylepšení aerodynamiky a ovládacích a automatizačních prvků. Uvažovalo se také o využití kompozitů pro nezatěžované konstrukce pro další snížení hmotnosti a údržby. Navrhovaný L-1011-400 byla zamýšlen jako stroj pro 200-250 cestujících (podle délky trupu) s motory 22B se sníženým tahem umožňující prodloužení životnosti a snížení spotřeby a doletem 5 000 km. Z typu 400 byl dovozen dvoumotorový Tristar 600 s párem RB.211-524 pro 170 až 200 cestujících při doletu 3 700-5 000 km. Mezi nejzajímavější ale určitě patří čtyřmotorová studie známá pod označením CL-1616-8 jež působí velmi kuriózně.

Kuriózně působící koncepce CL-1616-8. Zajímavé navíc je, že podle označení se zřejmě počítalo s použitím motorů CF6-6D

Žádná z těchto studií však nakonec nespatřila světlo světa a tak mezi poslední reálné vývojové kroky patřilo snížení hlučnosti a adaptace systému aktivních aileronů na verzi 200 pro aerolinky Saudia certifikované v roce 1977.

Druhým „proudem“ vývoje Tristaru byly snahy o vyvinutí nákladní verze. V letech 1979 a 1980 byla zvažována stavba nových strojů pro Flying Tiger Line založená na vezi 500, ale tyto plány nebyly realizovány. Přesto se cargo verze do provozu dostaly, a to jako přestavby původně dopravních strojů, které prováděla britská společnost Marshall Aerospace z Cambridge. Ta byla také odpovědná za přestavbu Tristarů pro RAF, ale to už je jiná kapitola.

Lockheed ještě na začátku devadesátých let opět oživil úvahu o přestavbách na nákladní verze, v roce 1992 dokonce představil obchodní název Tristar 2000. Tento koncept byl založen na názoru Lockheedu, že úpravy Marshallu jsou příliš „vojensky orientované“ a nevyhovující pro civilní trh. Jedním z rozdílů proto byly vetší dveře nákladového prostoru s rozměrem 4,9 x 2,9 (nákladní verze od Marshall Aerospace měla rozměr dveří 2,6 x 3,5), které už dokonce měly svůj obchodní název „Mega-Door“. Tuto úpravu měl mít na starosti Lockheed Aircraft Service (LAS) v arizonském Tucsonu. Nicméně ani tato verze se realizace nedočkala.