Pozemné zariadenia pre zrýchlenie lietadiel na štarte

02.12.2007

Prinášam ďalší článok z prostredia prípravy Nového veku letectva. Článok informuje o ďalších uvažovaných a riešených konceptoch pre budúcnosť. Tentoraz ide o koncepty pozemných výkonové zariadení pre zrýchlenie lietadiel na štarte.

Pozemné zariadenia pre zrýchlenie lietadiel na štarte
Pozemné zariadenia pre zrýchlenie lietadiel na štarte (Zdroj: Aeroweb.cz)
Pozemné výkonové zariadenia pre zrýchlenie lietadiel na štarte - Ground Power Augmentation (GPA)

    Ide o na zemi – letiskovej ploche inštalované zdroje energie, slúžiace pre urýchlenie lietadiel na štarte, udeľujúce lietadlám časť potrebnej energie  pre urýchlenie na štarte. Cieľom takýchto zariadení je šetriť-znižovať lietadlami produkovanú potrebnú energiu pre vzlet, redukovať na lietadle inštalovaný zdroj energie. Predstava zariadení GPA nechce popierať zákon zachovania energie, ale chce znížiť potrebný na lietadle inštalovaný energetický zdroj a výkon, a nahradiť ho pozemným výkonovým pomocným zariadením, využívajúcim ekologicky čistejší a ekonomicky lacnejší zdroj energie. Fyzikálne zákony platia a platiť budú. Pre vzlet daného lietadla potrebujeme určitú minimálnu energiu. Množstvo energie, ktoré chceme „ušetriť“ na lietadle musíme dodať z pozemného zdroja. Tu však môžeme použiť iný, ekologicky „čistejší“ a lacnejší  zdroj energie ako uhľovodíkové palivo, konkrétne elektrickú energiu, a ktorú vieme  meniť ( na prácu) s vyššou účinnosťou.

    Lietadlá  pri použití takéhoto pozemné zariadenia by mohli použiť menšiu na nich inštalovanú energiu pre vzlet. Prínos by bol v znížení spotreby uhľovodíkového paliva, stým súvisiacej nižšej produkcii emisií, v nižšej cene, nižšej hlučnosti.

    Štúdia uvažuje pre realizáciu takýchto zariadení rampy, magnetické sily, katapulty, dokonca sa zmieňuje aj o navijakoch  a lanách.



    Jednou z ciest, ako pomôcť lietadlu pomocou na zemi inštalovaného výkonového zariadenia ( s elektrickým zdrojom energie) by  bolo zdvihnúť lietadlo na vrch rampy a následne premeniť takto vytiahnutím získanú potenciálnu energiu na kinetickú energiu (pri spustení dole). Aj keď by lietadlo touto metódou nezískalo potrebnú rýchlosť pre vzlet, čiastočne by sa podarilo ušetriť energiu inštalovanú na lietadle potrebnú pre prekonanie časti zotrvačnej sily a trenia pri štarte. Podobný systém „lyžiarskeho mostíka“ sa používal už v minulosti v námornom letectve, kde poskytoval impulz pre skrátenie štartu. V námorníctve samozrejme slúžil pre rádovo iné lietadlá s vysokým pomerom výkonu ku hmotnosti. U dopravných lietadiel súčasnej koncepcie, naložených je pre vzlietnutie nutné dosiahnuť dostatočnú doprednú rýchlosť, a tak takýto lyžiarsky mostík by slúžil len ako pomocná jednotka.



    Ďalšou koncepciou je myšlienka urýchľovacích katapultov podobných tým, ktoré v súčasnosti používa vojenské námorníctvo na lietadlových lodiach. Tiež sa vo vízii ako jeden z konceptov, ktorí by bolo možné do budúcna preskúmať, spomína použitie navijakov. Tento systém navijakov by bol akousi väčšou verziou zariadení, ktoré poznáme na štartovanie vetroňov.  Takéto riešenia by bolo možné preskúmať v kombinácii s niektorou z ďalších metód, alebo aj samostatne.



    Zaujímavým konceptom je magnetické urýchľovacie zariadenie. Principiálne by bolo podobné magnetickým dráham, aké poznáme u moderných v magnetickom poli vznášajúcich sa vlakových súprav. Lietadlo by bolo napríklad v spojení  s nosičom, ktorý by bol pripojený na magnetickú trať, a po dosiahnutí vzletovej rýchlosti lietadla a tak získaní vztlaku, lietadlo by sa od neho oddelilo a pokračovalo v stúpaní už len pomocou svojich pohonných jednotiek. Aj tento systém by bolo možné skombinovať napríklad so systémom spadajúcej rampy. Lietadlo spolu s nosičom na magnetickej trati by mohlo byť najprv vytlačené hore, a potom oboje by boli hnané magnetickými silami gravitačnou silou a silou motorov. Využila by sa tak teda aj premena potenciálnej energie na kinetickú. Takáto magnetická dráha by mala prínos aj v odľahčení prekonávania trecích síl medzi kolesom a povrchom vzletovej dráhy a trecích síl v ložiskách v podvozku.



    Prínosom takýchto zariadení by bola redukcia spotreby na lietadle neseného zdroja energie - paliva. Štart je značná fáza z bilancie spotreby paliva. Ušetrila by sa časť paliva, o ktorú by v konečnom dôsledku menej nieslo lietadlo, alebo by sa predĺžil jeho dolet, resp. by sa zvýšilo užitočné platené zaťaženie. Z toho plynú teda aj ďalšie prevádzkové, ekonomické prínosy.

    Predpisy letovej spôsobilosti vyžadujú u lietadiel, aby boli schopné dokončiť štart a stúpať aj s jedným poškodeným – vysadeným  motorom. Taktiež poznáme problematiku a predpisy týkajúce sa  ETOPS. Toto vedie k tomu, že lietadlá majú inštalované predimenzované pohonné jednotky s možnosťou vytvorenia prebytku  ťahu. Koncept pamätá aj na tieto obmedzenia. Ak sa ich podarí prekonať, napríklad podobným systémom ako už vyvinutý pomocný krízový systém JATO, prínos by mohol byť aj v inštalovaní výkonovo slabších pohonných jednotiek,  čo umožňuje ich nižšiu hmotnosť, ktorá pri bilancii hmotnosti nových systémov a ušetrenej hmotnosti  mohla znamenať ďalší prínos.

    Uvažuje sa, či by bolo možné využitie takýchto zariadení aj naopak pri pristávacom manévri. Ak by sa podarilo vyriešiť takéto pozemné zariadenie aj pre proces pristátia, prinieslo by to opäť tehličku do mozaiky cieľov vízie nového veku letectva.

Na záver pripájam ešte myšlienku overené časom: „Vo vede pri vyriešení jednej otázky sa objaví desať nových.“

Mohlo by vás zajímat

Témata

Zajímavosti


Zkušenosti a doplnění našich čtenářů

Přidat komentář