Európsky letecký svet a ale aj Európska Únia si je vedomá nielen týchto potrieb, ale aj nesporných obrovských prínosov pre svoju ekonomiku, hospodárstvo, spoločnosť plynúcich z dobre fungujúceho systému leteckej dopravy. Vybudovanie špičkovej leteckej dopravy má európskej únii pomôcť dosiahnuť cieľ zo známeho koncilu v Lisabone v roku 2000, kde si stanovila prioritu ekonomickej prosperity a vedomostne vyspelej spoločnosti.
Pre prípravu, navrhnutie a dohliadanie nad plnením realizácie budúceho letectva bol preto vytvorený výbor ACARE (Advisory Council for Aeronautics Research in Europe). Ním bola vypracovaná agenda SRA = Strategic Research Agenda, ktorá pojednáva a poskytuje technologické základy tohto nového budúceho veku, ktoré obsahujú celý systém leteckej dopravy, nielen vývoj a výrobu leteckej techniky. Obsahuje potrebu pripraviť celý európsky systém leteckej dopravy na obdobie po roku 2020. Má tiež povzbudiť a viesť všetky zúčastnené strany k vysokej snahe, efektivite, spolupráci za účelom dosiahnutia cieľov Vízie 2020. V polovici roku 2006 bol stanovený Projekt Vízia 2020.
Rok 2020 a obdobie po ňom vôbec nie je vzdialeným deadlinom. Infraštruktúra z minulosti dlho pretrváva, niekedy sú to generácie, pokiaľ sa podarí jej zmena. Ľudské zdroje a ich myslenie v systéme leteckej dopravy nemôžeme zmeniť takpovediac cez noc. Vypracovanie nových riešení, systémov, postupov a ich zavedenie do reálnej prevádzky trvá viacero rokov. Systém má dlhú zotrvačnosť. Zmena musí byť premyslená a realizovaná dlhé roky dopredu. Letectvo je veľmi špecifický biznis a sektor, pracuje a vyvíja sa v dlhom období, a vyžaduje obrovský kapitál.
Projekt vízie európskeho letectva po roku 2020, jeho subprojekty spadajú do oblasti záujmu 6-teho (už minulého) ako aj 7-meho rámcového projektu Európskej komisie. Pre projekt bol v roku 2006 schválený a odsúhlasený plán financovania a plán riadenia. Len na okraj spomeniem, že rozpočet prekračuje sumu 100 biliónov EUR, zahŕňa financovanie z rozpočtu EU ako aj financovanie so strany veľkých leteckých spoločností, súkromné investície.
Kvalita a dostupnosť
Kvalita zahŕňa celú škálu skúseností pasažiera počas celej cesty v systéme leteckej dopravy. Prístup na letisko, čas strávený na letisku ako aj služby na ňom poskytované, pohodlie a komfort na palube aj letisku, služby, hladina hluku, zábava jedlo na palube lietadla, dochvíľnosť letov. Vízia a cieľ letectva po roku 2020 predpokladá plynulý tok pasažierov letiskom, a teda žiadne, resp. minimálne čakanie pred letom, žiadne rady na čakajúce na check-in, odstránenie meškaní príletov a odletov. Čas strávený na letisku je podľa vízie 15 minút pred odletom a po prílete pre krátke a stredné trate, a pre dlhé lety 30 minút pred letom a po pristátí. Zákazník bude mať príležitosť výberu svojej cesty a služieb poskytnutých na nej zo širokej palety. Vymoženosti na palube lietadla majú uspokojovať cestujúcich, ktorí budú chcieť počas cesty pracovať, ako aj tých, ktorí uprednostnia zábavu, hry, hudbu, video, čítanie, alebo tých, ktorí uprednostnia oddych, spanie. K tomu budú uspôsobené aj komfortnejšie paluby lietadiel, pričom dôraz bude kladený na zníženie hladiny hluku, vibrácií, pôsobenia turbulencií, kvalitnejšej klimatizácie. Už v súčasnosti sme svedkami narastajúceho počtu aerolínií poskytujúcich tieto služby. Presnosť a čas odletov i príletov je vysokou prioritou, na ktorú sa zákazníci budú môcť spoľahnúť. Cieľom je, aby 99% letov ( odletov ako aj príletov) bolo v intervale 15 minút podľa uvedeného časového plánu. Letectvo po roku 2020 predpokladá prevádzkovanie so značne vyššou efektívnosťou celkového ATS, ako aj výroby a prevádzky údržby lietadiel, nižšou nadobúdacou cenou lietadiel, čo bude mať výsledok v nižšej cene, ktorú bude platiť zákazník.
Cenová dostupnosť zahŕňa požiadavku dostupnej, primeranej ceny vzhľadom k rýchlosti letu, dĺžke letu, službám poskytovaným počas leu, pohodliu, pričom zákazník má mať možnosť výberu zo služieb a spoločností.
Na prevádzkovú cenu majú zásadný vplyv tieto aspekty: cena nadobudnutia lietadla, jeho údržba, cena paliva, cena posádky a pozemného personálu, prevádzkové poplatky, dane, poistenia. Všetky tieto položky môžu byť zlepšené, ich cena stlačená dolu použitím vhodných nástrojov, aplikácií, nových technológií.
Bezpečnosť a spoľahlivosť lietadiel a systému
Vízia kladie dôraz, aby prevádzková bezpečnosť a spoľahlivosť lietadiel, aerolínií, prevádzkovateľov a poskytovateľov služieb ( ATS, ATC) bola aj napriek nárastu leteckej opravy vyššia ako kedykoľvek predtým. Pokrokový monitorovací systém bude vyvinutý za účelom okamžitej reakcie, eliminovaniu, predvídaniu technického problému, ako aj korigovaniu chyby ľudského faktora.
V súčasnosti riziko smrti pri leteckej nehode je, že pasažier ktorý by lietal každý deň 3 krát, stal by sa obeťou raz za 1000 rokov. Bezpečnosť musíme rozumieť ako bezpečnosť technickú a bezpečnosť pred teroristickými útokmi, zneužitím systém ATS, ATC a podobne. ATM bude musieť byť schopný zvládnuť nárast hustoty dopravy. Bezpečnosť musí byť vyriešená aj v súlade s požiadavkou prevádzky za každého počasia. Napriek skutočnosti, že štatisticky je letecká doprava najbezpečnejší systém dopravy už v súčasnosti, cieľom je zredukovať počet štatisticky najčastejšie sa opakujúcich nehôd (končiacich stratou lietadla a smrťou) lietadiel o ďalších 80 percent. Medzi najčastejšie nehody sa stávajú pri priblížení a pristátí, vplyvom kolízie do terénu, a stratou ovládania lietadla ( technický problém) Dôraz sa bude predovšetkým klásť na vyriešenie odstránenia ľudských chýb a eliminovanie ich dopadov, ktoré sú najčastejšou príčinou nehôd. K tomu má slúžiť predovšetkým pokrokové IT technológie.
Celý systém budúceho letectva musí prísne eliminovať možnosti zneužitia systému teroristami. Zvlášť nový systém ATM, ktorý uvažuje s modelom SWIM a čiže centralizovaným systémom informácií ( z hľadiska ich zberu a následného použitia. Ide o model, kedy informácie od všetkých strán ATS budú smerovať do centrálneho systému, odkiaľ budú putovať smerom ku konkrétnemu adresátovi. Zodpovednosť za ich prevzatie tak prejde aspoň čiastočne na adresáta), bude vyžadovať nesmierne pevné zabezpečenie proti nabúraniu, útoku, mene dát zo strany hackerov, teroristov atd.
Z hľadiska bezpečnosti ATC sa riešia aj otázky ako: ochrana pred zneužitím, ochrana pred elektromagnetickým rušením, automatické rozpoznávanie odklonu trajektórie letu, (čiastočné) riadenie letu zo zeme ( tým by mohli odpadnúť morálne otázky prebiehajúce v súčasnosti, či unesené lietadlo zostreliť, alebo nie. Stačilo by ho tak zo zeme odkloniť podľa potreby). Tieto úlohy sú už samozrejme v štádiách riešenia, ich zavedenie sa plánuje už okolo roku 2015.
Bezpečnosť ako na letisku tak i vo vzduchu má byť zabezpečená aj najnovšími a ďalej vyvíjanými vojenskými a policajnými technikami, pokrokového body screeningu, v cieľoch sa hovorí aj o najnovších poznatkoch a vynálezoch v oblasti medicíny, prostriedky špeciálnych zložiek, monitorovanie a synchronizovanie informácii z oblasti finančníctva, bankových prevodov, informácii protidrogových jednotiek. Spracovávajú sa projekty identifikácie pasažiera, informácií o ňom, bez jeho úsilia. Uvažuje sa čipovanie pasažierov, zavedenie čipu do tela pasažiera.( Pozn. Mojím cieľom je informovať v tomto článku. So spomenutým čipovaním sa nestotožňujem) Bezpečnosť v lietadle podľa štúdií má sledovať aj kamerový systém na palube, ktorý cez datalink by posielal informácie na zem. Tie by na zemi boli sledované a na ich základe realizované opatrenia. Už som spomenul možnosť aspoň čiastočného zásahu do riadenia lietadla zo zeme. Ďalej sa pracuje na biometrických technológiach overujúce totožnosť a pravosť pilota, a v prípade potreby alarmovanie príslušných orgánov. Už v súčasnosti sú novšie lietadlá vybavené systémami automatického navádzania na určenú trať (FMS), automatickým pristátím ( Autoland CAT 3B). Už po roku 2015 by malo byť možné zo zeme ovládať napr. unesené lietadlo.
Európsky systém leteckej dopravy
Cieľom systému leteckej dopravy a cieľom jej manažmentu je, aby európsky systém leteckej dopravy bol schopný vykonať v Európskom vzdušnom priestore ročne až okolo 16 miliónov letov a to 24 hodinovou dennou prevádzkou a pri 99% letov podľa časového letového plánu, cestovného poriadku. Prioritou ATM (Air Traffic management) je jednotné európske nebo, ktorým sa zaoberá projekt SESAR (Single European Sky ATM Research).
Denne sa počíta s viac ako 30000 komerčných letov na ktoré bude nasadzované približne 5000 lietadiel. Do tohto sa nezapočítavajú ostatné lety spadajúce do kategórie General Aviation, ani lety vojenské. Očakáva sa minimálne dvojnásobný nárast letov do roku 2020 v porovnaní zo súčasnosťou.
Požiadavka na budúci ATM zahŕňa potrebu koncepcie na prevádzkovanie letov v každých podmienkach počasia, koncepciu menších bezpečných rozstupov lietadiel, optimálnych letových koridorov, ako aj optimalizovanie letísk, letiskových plôch, rolovanie, ako aj magment take off slotov.
SESAR je program modernizácie Európskeho ATM. Kombinuje technologické, ekonomické a regulačné aspekty, používa model a legislatívu jednotného európskeho neba, synchronizuje plány a kroky zapojených strán, ktoré sa podieľajú na vývoji budúceho letectva. Prvý krát v histórii Európskeho ATM sa tohto programu zúčastňujú a spájajú všetci hráči európskeho letectva, nielen civilné ale aj vojenské, ako aj priemysel, legislatívna strana, operátory, užívatelia za účelom jeho vyvinutia vykonania a implementácie.
Fáza vývoja tohto nového systému ATM bude trvať do roku 2013, po ňom v rokoch 2014 až 2020 sa očakáva jeho rozvoj a rozmiestňovanie, aplikovanie.
Jednotné Európske nebo je iniciatíva európskej komisie na reformovanie riadenia (managementu) európskeho vzdušného priestoru, za účelom dosiahnutia možnosti prevádzky predpokladaných budúcich kapacít a potreby bezpečnosti a to cez legislatívu. Len ako perličku uvediem, že nový systém ATM zahŕňa napríklad 4D štvorrozmerné trajektórie pohybu lietadiel ( priestor plus čas). Zavedenie tohto nového ATM má potenciál ušetriť aerolíniám v porovnaní s dnešným stavom približne 130 000 letových km za deň! ATM počíta s podporou satelitnej navigácie lietadiel, reformou ATC, kde časť úloh personálu by mal byť automatizovaná, uvažuje sa o prenose časti zodpovednosti na posádku lietadla, ako aj systémom SWIM (System wide information management) Tento systém je už v štádiu riešenia.
Lietadlá
Konštrukcia lietadiel spadajúcich do tejto novej vízie letectva po roku 2020 musí spĺňať požiadavky využitia nových dostupných technológií, materiálov (kompozity druhej generácie) , poznatkov, objavov. Jednou z požiadaviek, ktorú netreba zabudnúť, je požiadavka na skrátenie doby výroby a produkcie lietadiel. Toto je totiž jedna z podmienok znižujúca konečnú cenu leteniek a letov. Ďalej nižšie prevádzkové a údržbové náklady. Ako už som písal vyššie, uhľovodíkové palivá budú stále ešte používané pre energetické jednotky, ale vyvíjať a objavovať sa začnú nové alternatívne pohony a energetické zdroje. ( štúdie diskutovaného vodíka ako ekologického alternatívneho paliva nie sú jednoznačné. Objem vodných pár ako produktu motorov poháňaných vodíkom sa ukazuje z hľadiska globálneho otepľovania neprijateľnejší ako emisie CO2, štúdie ukazujú dokonca, že až 3x) Pribudnú nové koncepcie a konfigurácie lietadiel, nové tvary a rozmery, aj keď súčasná koncepcia valcového trupu a zavesených motorov bude aj naďalej dominantnou. Počíta sa so zavedením obrovských lietadiel presahujúcich dokonca súčasné rozmery A380, a to pre viac ako 1200 (až 3000) ľudí, ktoré budú charakteristické skvelou účinnosťou, nízkou spotrebou paliva na osobu kilometer, a tým aj nízkym zaťažením prostredia emisiami. Treba pripomenúť neúprosnú potrebu redukcie emisií. Vízia sľubuje aj vývoj vzducholodí pre prepravu nákladov, komerčných nadzvukových lietadiel, lietajúcich krídel, lietadiel s vertikálnym vzletom a pristátím. Nové koncepie lietadiel musia vykazovať ešte vyššiu spoľahlivosť ako tie súčasné.
Štúdie ukazujú, že koncepcia napr. lietadiel typu „lietajúce krídlo“ ( BWB Blended wing body) by mohla poskytnúť úsporu paliva až 30 percent, a dokonca úsporu až 40 percent v spojení s pohonnými jednotkami využívajúcimi pokrokové elektronické prvky ( elektromagnetické ložiská, elektricky poháňané príslušenstvo). Predošlé ciele letectva boli: vyššie, ďalej, rýchlejšie. Nasledujúce obdobie je charakterizované požiadavkami cenovej efektívnosti, kvality, dostupnosti, spoľahlivosti a bezpečnosti, dopadu na environmentálne prostredie a kapacity.
Vplyv počasia
Zaujímavou a dôležitou požiadavkou je značné zníženie dopadu počasia na leteckú prevádzku, a to nielen jeho vplyv na meškanie, smer trasy, ale aj vplyv na pohodlie cestujúcich počas letu. Počasie síce nemôžeme ovplyvniť, ale môžeme sa naučiť vhodne prevádzkovať lety pri každom stave počasia a eliminovať jeho dopady na leteckú dopravu.
Znižovanie emisií a hluku
Hoci Letecká doprava je iba minoritným prispievateľom k globálnemu otepľovaniu ( v súčasnosti pribl. 3% celkovej svetovej produkcie CO2), dopad letectva na životné prostredie a globálne otepľovanie musí byť minimalizovaný. Problémom je však aj skutočnosť, že z hľadiska konštruktérov, napr. zníženie CO2 robí ťažšie dosiahnuteľným redukciu NOx. Napr. Účinnosť spaľovacích motorov, lepšie využitie palív sa dosahuje pri vyšších stlačeniach teplotách horenia a vyšších tlakoch, pri týchto podmienkach však vzrastá na základe fyzikálno-chemických zákonitostí vznik NOx.
Celkový cieľ zníženia emisií CO2 o 50% je prerozdelený medzi drak lietadla, motory a ATM. Treba si uvedomiť, že CO2 je produkt spaľovania, vzniká chemickou reakciou pri spaľovaní paliva, oxidáciou uhlíka z paliva s kyslíkom. Zníženie jeho obsahu môžeme len znížením spotreby paliva, a vyššou účinnosťou motora a celkovo propulzie. Čiže znížení odporov, zvýšením účinnosti, optimalizáciou ATM ( tratí, rýchlostí, čakaním na letisku, atd.). Ďalej si treba uvedomiť, že keď hovoríme o znížení emisií o napr. 50%, máme na mysli väčšinou jednotky množstvo CO2 na osobokilometer, resp. množstvo CO2 na platiace zaťaženie u nákladnej dopravy.
Zníženie spotreby a tým aj zníženia CO2 možno dosiahnuť aj optimalizáciou draku lietadla, jeho tvaru, novej koncepcii a konštrukcii (ide predovšetkým o zníženie aerodynamického odporu, trecieho odporu, a zníženie hmotnosti, s čím súvisí zotrvačná sila a energia potrebná na jej prekonanie) je približne 20-25 %.
Cieľom je redukcia NOx o 80%, čo sám považujem použitím súčasných konvenčných pohonov za takmer nemožné. Tvorba NOx totiž súvisí s vysokou teplotou a tlakom, dusík sa nachádza nielen v palive, ale ako vieme zo základnej školy, v atmosfére až 70% vzduchu tvorí dusík. Cesty, kde je možné čiastočné zníženie sú v konštrukcii spaľovacej komory, vstrekovacích jednotiek, v konštrukcii zmiešavačov chladného a teplého prúdu, technológii výrobného procesu týchto častí. Do budúcna pre splnenie takýchto náročných cieľov je potrebné hľadať nové konštrukčné riešenia. ATM samozrejme takisto ako pri ostatných cieľoch značne napomôže zníženie NOx.
U leteckých motorov sa stanovil cieľ na 15-20 % zníženie spotreby zvýšením účinnosti spaľovania a účinnosti celkovej propulznej sústavy motora. Cesty na jej dosiahnutie sú: Zvýšenie celkového stlačenia motora, zvýšenie možnej teploty spalín na vstupe do turbíny, zvýšenie obtokového pomeru. Je tu potreba tepelne aj mechanicky odolnejších materiálov, optimalizovanie prúdenia v kompresore, dúchadle, ako aj v turbíne. Súčasné motory dosahujú napríklad celkové stlačenie približne okolo 40 ( takmer 10 násobne vyššie ako za čias prvých používaných prúdových motoroch), jeho ďalšie zvýšenie je už na hranici možností, dosiahnuť sa plánuje napr. pomocou konštrukcie medzichladičov.
Optimalizovaním ATM sa predpokladá dosiahnutie 5-10 % zníženia spotreby a na danej trati. Ide o jej optimalizáciu, ako aj skrátenie času počas rolovania, skrátením meškaní a podobne. Tu ešte aspoň spomeniem snahu hľadania ekologickejších spôsobov technológií výroby lietadiel a ich komponentov. Znižovanie dopadu závodov, fabrík, tovární súvisiacich s letectvom.
Cieľom je zníženie hluku lietadiel, predovšetkým hluku od trupu optimalizovanými aeroakustickými tvarmi, znížením hladiny hluku motorov. Takisto určité zníženie hladiny hluku je možné aj riešením ATM, priblížení, odletov. Ku zníženiu hladiny hluku na a v okolí letísk by mohlo prispieť aj zníženie počtu vzletov pristání VLCT (Very Large Commercial Transport) lietadiel.
Spomeniem ešte ciele projektu, o ktorých budem informovať (ak bude záujem zo strany čitateľov) v ďalších článkoch:
- Letecké metro: predstava, v ktorom obrovské krížniky lietajú nonstop dané okružné trate. K nim z lokálnych letísk privážajú pasažierov a materiál menšie letecké prípoje. Táto koncepcia prináša zo sebou množstvo problémov, ktoré je potrebné riešiť, avšak jej výhoda spočíva v značnom znížení dopadu na klímu a životné prostredie, ako aj riešenie preťažených letísk.
- Pozemné pomocné jednotky pre take off: na zemi nainštalované zariadenia pomáhajúce lietadlám znížiť zdroj potrebnej energie inštalovanej na lietadle pre vzlet, čo by ale malo značný vplyv na celkový let, nižšiu spotrebu paliva a tvorbu emisií.
- Budúci systém letísk: táto časť vízie predkladá veľké množstvo koncepcií, ktoré vedú k zníženiu negatívneho dopadu letectva na životné prostredie, poskytujú väčšie pohodlie, komfort a lepšie služby pre pasažierov, a vedú k väčšej kapacite letísk.
- Nový business model leteckej dopravy
- Nové koncepcie leteckých dopravných prostriedkov
Na záver chcem povedať a zdôrazniť, že nepíšem výplody svojej fantázie. Niektoré ciele sú skutočne veľmi nadčasové, odvážne. A podotýkam, že ak bude záujem o pokračovanie, už v nasledujúcom článku, budem informovať o štúdiách, projektoch, ktoré sa skutočne zdajú za hranicou zrealizovania. Mojím cieľom je informovať, akým smerom kráča letecký svet, a o akých jeho podobách sa uvažuje, aké projekty sa spracovávajú. Možno niektoré ciele sa nepodarí naplniť, možno prídu lepšie myšlienky, vyspelejšie technológie. Možno naopak sa nepodarí ich zrealizovať. Článok píšem na základe dlhodobejšieho štúdia materiálov zo zdrojov ACARE, EUROCONTROL, SESAR, AIRBUS, BOEING, ROLLS-ROYCE.
