AirSpotter.eu

MarekV · Zaslal: út listopad 01, 2016 7:49 am Předmět:

61. díl – Solar Impulse 2 aneb solární letoun obletěl svět

Nad arabským poloostrovem byla sice hluboká noc, ale červencový vzduch se oproti vedru, jaké tu panuje během dne, ochladil jen minimálně. O to příjemnější byl lehký vánek, který z blízkého perského zálivu přinášel slanou vůni moře. Skupina lidí shromážděná na matně tmavé betonové ploše letiště netrpělivě hleděla k západu a vyhlížela hru světel na obloze. Konečně se dočkali. Po více než roce, kdy odtud směrem na východ odstartoval sluncem poháněný letoun na cestu kolem světa, nadešel den jeho návratu. Švýcarský stroj Solar Impulse 2 se vracel z pouti, během níž po etapách překonal vzdálenost 42 438 km a strávil ve vzduchu 558 hodin a 7 minut. A to bez spotřebování jediné kapky paliva. Uzavřel se tak příběh, který začal před třinácti lety v hlavách dvou nadšených pilotů a dobrodruhů.

Těmito hlavami jsou Bertrand Piccard a André Borschberg, kteří kromě nadšení pro letectví sdílejí i nadšení pro moderní technologie. Především pro technologie šetrné k životnímu prostředí. Rozhodi se proto přispět k jejich většímu rozmachu, k čemuž si zvolili rozhodně nevšední a velmi ambiciózní úkol. Obletět zeměkouli v letadle, jež by pro svůj pohon využívalo slunečních paprsků, díky čemuž by mohli demonstrovat, že využití obnovitelných zdrojů energie má smysl. A tak se zrodil projekt Solar Impulse. Ten započal v roce 2003, kdy nechal Piccard vyhotovit studii proveditelnosti pilotovaného solárního letounu, jenž by byl schopný vykonat noční let. Podrobná studie vypracovaná technickou univerzitou v Lausanne dala takovémuto stroji zelenou, načež začal na jeho realizaci tým kolem Piccarda a Borschberga pracovat. Toto úsilí se rozložilo do dvou fází, kdy byl nejprve v letech 2004 a 2005 vypracován návrh na stavbu prototypu, k níž došlo následně v letech 2006 až 2009, přičemž tento stroj dostal pojmenování Solar Impulse 1 a registraci HB-SIA (viz 33. díl) a sloužil k reálným letovým zkouškám a praktickému ověřování možnosti uskutečnit noční let solárního letounu. Ten k radosti všech zúčastněných proběhl ve dnech 7.-8. července 2010. Na tento úspěch proto navázala druhá fáze, která již měla naplnit hlavní cíl celého projektu Solar Impulse, a to oblet světa v solárním letounu. V roce 2011 proto začaly práce na stavbě letounu, jenž dostal označení Solar Impulse 2 (HB-SIB), který měl být již plně uzpůsoben pro úspěšnou realizaci hlavního plánu.

Jednomístný letoun Solar Impulse 2 má rozpětí 71,9 metru, délku 22,4 metru a výšku 6,3 metru. Hmotnost stroje činí pouhých 2 300 kg, k čemuž významnou měrou přispívá použití kompozitových materiálů. Ocasní nosník příhradové konstrukce má tvar rovnoramenného trojúhelníka, přičemž je orientován hlavním vrcholem směrem dolů, takže jeho základna poskytuje plochu pro umístění solárních článků. Ty se nacházejí jak na tomto nosníku, tak na vodorovných ocasních plochách a především na horní straně křídel. Celkem se na letadle nachází 17 248 solárních článků. Jimi získaná energie se ukládá na čtveřici lithium-polymerových akumulátorů (o celkové hmotnosti 633 kg) umístěných v motorových gondolách, které následně pohánějí čtveřici elektrických motorů o jednotkovém výkonu 13 kW osazených dvoulistými vrtulemi o průměru 4 metry. Tato sestava poskytuje letounu maximální rychlost 140 km/h, vzletová rychlost pak činí pouhých 36 km/h. Během obletu světa pak profil letu vypadal tak, že se v průběhu dne stroj pohyboval rychlostí 90 km/h, přičemž nabíral výšku, kdy vystoupal do 9 tisíc metrů, načež během tmy snížil kvůli úspoře energie rychlost na 60 km/h a postupně klesal až do výšky 1 500 metrů. Následující den ráno opět započalo stoupání. Během těchto několikadenních letů byl navíc ještě aplikován jeden manévr z důvodu maximalizace osvitu solárních článků na povrchu letadla. a tedy dostatečného nabití akumulátorů pro úspěšné absolvování nočního letu, který vyžadoval otočení letadla proti směru letu. Nic netušícího diváka, který sledoval let třeba na virtuálních radarech, mohlo znejistět, proč se několikrát během letu stroj obrátil a zdánlivě zamířil zpět k místu vzletu. Nejednalo se o závadu, nýbrž o „doplňování paliva“, tedy čerpání energie slunečního záření skrze solární panely do akumulátorů.

Nutno podotknout, že program rozhodně nebyl bezproblémový. V jeho průběhu se objevily přinejmenším dvě události, které jej zbrzdily. Na výkonech letounu se naprosto zásadně projevuje každý kilogram hmotnosti, takže konstruktéři vše navrhovali na hranici pevnosti, aby byl stroj dostatečně odolný, ale nic nemělo hmotnost větší než je nezbytně nutné. Během pozemních zkoušek v červenci 2012 tak došlo k destrukci nosníku křídla, což si vyžádalo jeho přepracování. A protože se nejednalo o žádnou maličkost, původní představa, že by se oblet zeměkoule mohl uskutečnit již v roce 2014, vzala poměrně rychle za své. Veřejnosti se Solar Impulse 2 poprvé představil 9. dubna 2014 na vojenské základně v Payerne (LSMP). Tamtéž došlo i k prvnímu vzletu, a to 2. června téhož roku, kdy stroj zalétl zkušební pilot Markus Scherdel, jenž totožnou funkci plnil i v případě prototypu. K prvnímu nočnímu letu tohoto stroje došlo ve dnech 25.-26. října 2014. Veškeré další letové testy probíhaly již dle plánu, takže k toužebnému letu kolem světa mělo dojít v roce 2015. Jak ale všichni vojenští velitelé dobře vědí, sebelepší plán selhává v momentu konfrontace s nepřítelem. A podobně selhal i důkladně zpracovaný plán etapového obletu Země v momentu konfrontace s realitou skutečného letu. Zatímco se očekávalo, že se podaří realizovat cestu kolem světa během pár měsíců roku 2015, nakonec si tato anabáze vyžádala více než rok.

Vše započalo v pondělí 9. března 2015, kdy v brzkých ranních hodinách odstartoval André Borschberg z letiště Al Bateen (OMAD/AZI) v Abú Dhabí, hlavním městě Spojených arabských emirátů, načež po překonání 772 km přistál po 13 hodinách a jedné minutě v Maskatu (OOMS/MCT), hlavním městě Ománu. Hned následující den, 10. března, pokračoval Bertrand Piccard do 1 593 km vzdáleného Ahmadábádu (VAAH/AMD) v Indii, kde přistál po 15 hodinách a 20 minutách. Odtud 18. března vzlétl Solar Impulse 2 s Borschbergem na palubě na 1 170 km dlouhý let do indického Váránasí (VEBN/VNS), kdy let trval 13 hodin a 15 minut. Ještě téhož dne v nočních hodinách zaujal místo v kabině Piccard a přelétl stroj do Mandalaje (VYMD/MDL), druhého největšího města v Myanmaru (dřívější Barmě). Za 13 hodin a 29 minut překonal vzdálenost 1 536 km. Tímto se mimo jiné demonstrovalo, že akumulátory nemají problém s kapacitou a že solární panely je dostatečně dobíjejí.

Protože se výprava začala blížit k Číně, usedl do pilotního sedadla na další dva lety opět Piccard, neboť Borschberg měl poté být tím, kdo překoná Tichý oceán. 29. března stroj opustil Myanmar a pokračoval do čínského Čchung-čchingu (ZUCK/CKG), což obnášelo 1 636 km a 20 hodin a 29 minut strávených ve vzduchu. 20. dubna následoval „přeskok“ do další čínské zastávky, kterou byl Nanking (ZNSJ/NKG). Tento přelet trval 17 hodin a 22 minut a měřil 1 384 km. Velký den nadešel 30. května, kdy měl započít velkolepý přelet Tichého oceánu z Číny na Havajské ostrovy. Nakonec to ale bylo trochu jinak. 30. května odstartoval Borschberg z Nankingu a zamířil k Pacifiku, ovšem kvůli nepříznivému počasí musel být let přerušen, takže po zdolání vzdálenosti 2 942 km a 44 hodinách a 9 minutách strávených ve vzduchu stroj přistál v Nagoji (RJNA/NKM) na japonském ostrově Honšú. Počasí začalo výpravě přát 28. června 2015, takže Borschberg opět usedl do kokpitu, kde strávil 117 hodin a 52 minut, aby překonal 8 924 km na cestě na Havaj, kde přistál na ostrově Oahu na letišti Kalaeloa (PHJR/JRF), jen nedaleko Honolulu. Zdejší zastávka se ale neplánovaně protáhla, protože během téměř pětidenního letu došlo k vážnému poškození akumulátorů, které se z důvodu nadměrné izolace přehřály. Nezbylo proto nic jiného, než letoun uzemnit a objednat nové akumulátory. Touto prodlevou navíc nad oblast plánované trati letu přišlo nepříznivé počasí, takže Solar Impulse 2 strávil v havajském útočišti téměř rok. V průběhu února 2016 nicméně stroj začal s letovými zkouškami po výměně akumulátorů.

Do Severní Ameriky se tak vydal letoun s Piccardem na palubě až 21. dubna 2016, kdy urazil vzdálenost 4 086 km za 62 hodin a 29 minut, načež přistál v kalifornském Mountain View (KNUQ/NUQ). Následně 2. května přeletěl Borschberg do Phoenixu (KGYR/GYR) v Arizoně, což obnášelo 1 113 km a 15 hodin a 52 minut. O deset dní později, 12. května, letěl Piccard do Tulsy (KTUL/TUL) v Oklahomě. Tento segment měřil 1 570 km a zabral 18 hodin a 10 minut. Následně 21. května pokračoval Borschberg do Daytonu (KDAY/DAY) v Ohiu, tedy do města, kde měli svoji dílnu na bicykly bratři Wrightové, kteří v ní vytvořili letadlo, jež stálo u zrodu moderního letectví. Tentokrát let trval 16 hodin a 34 minut při uletěné vzdálenosti 1 199 km. Piccard jej vystřídal 25. května na letu do Lehigh Valley (KABE/ABE) v Pensylvánii, což v řeči čísel znamenalo 16 hodin a 49 minut při vzdálenosti 1 044 km. Poté si oddychový kratičký let užil Borschberg, jenž si „skočil“ na Kennedyho letiště (KJFK/JFK) v New York City ve státě New York, přičemž tentokrát let měřil 265 km a letec jej překonal za 4 hodiny a 41 minut.

Odtud se vydal Solar Impulse 2 pokořit další oceán, tentokrát Atlantský. Piccard odstartoval 20. června, načež ve vzduchu strávil 71 hodin a 8 minut, kdy přistál v 6 765 km vzdálené Seville (LEZL/SVQ) ve Španělsku. Což byla jediná zastávka švýcarského letounu v Evropě během celého obletu zeměkoule. Předposlední segment vedl do egyptského hlavního města, Káhiry (HECA/CAI), kde Borschberg přistál po 48 hodinách a 50 minutách a 3 745 km. Zakončením celé solární odysey byl let započatý 23. července 2016, který vedl do Abú Dhabí, kde všechno před více než rokem začalo. Tato finální část měřila 2 694 km a Piccard ji zdolal za 48 hodin a 37 minut. Celkem během 17 letů překonal Solar Impulse 2 vzdálenost 42 438 km a ve vzduchu strávil 558 hodin a 7 minut, což je jinak vyjádřeno více než 23 dní.

Celé dění bylo v přímém přenosu vysíláno na internetu, takže diváci mohli sledovat záběry na piloty v kabině, pohledy z letadla či aktuální pozici letadla prostřednictvím interaktivní mapy. Propagační charakter celého snažení projektu Solar Impulse pak dokreslovalo i to, že ve vysílání průběžně účinkovaly jak osoby spjaté s podporou šetrných zdrojů energie, tak nejrůznější celebrity. Piccard s Borschbergem navíc využili většinu z mezipřistání k setkávání s vlivnými lidmi či představiteli států a firem a taktéž k přednáškám. Na projektu se v roli sponzorů nejvýznamněji podílela belgická chemická společnost Solvay, švýcarský výrobce hodinek Omega, švýcarský výrobce výtahů Schindler a švýcarsko-švédská technologická firma ABB. K nim je pak třeba připočíst několik desítek menších sponzorů. Náklady na běh celého programu Solar Impulse se pohybovaly kolem 170 milionů eur (tedy přes čtyři a půl miliardy korun).

Samostatné zastavení si zaslouží psychologická stránka celého snažení. Ze strany mentálního vytížení obou pilotů se muselo jednat o enormně náročnou činnost. Odhodlání obletět svět v solárním letounu, který se pohybuje nesmírně pomalu, což znamená strávit mnohdy i několik dní v kabině o objemu 3,8 metru krychlových, a to navíc nepřetlakované, takže s kyslíkovým přístrojem na obličeji a v ne právě příjemných teplotách, muselo být skutečně jen těžko představitelné. Něco takového si vyžaduje opravdu hodně psychicky odolnou osobu. Letoun byl sice vybavený autopilotem a řídicí středisko umístěné v Monaku neustále monitorovalo stav letounu i pilota, takže jej mohlo okamžitě informovat či vzbudit, kdyby se dělo něco mimořádného, ale přesto si ani jeden z pilotů nedovolil usnout na delší dobu. Z tohoto důvodu na několikadenních etapách praktikovali pouze krátké 20minutové úseky spánku. Sedadlo pilota bylo sice sklopné, takže poskytovalo alespoň trochu pohodlí, přesto naprostou většinu času strávil Borschberg i Piccard v sedě, což nikterak nepřispívalo tělesnému a v důsledku ani psychickému komfortu. Oba se proto během letů věnovali nejrůznějším cvikům jógy, díky čemuž rozproudili krev v těle a snížili riziko vzniku zdravotních komplikací, jakými může být například žilní trombóza. A samotná pilotáž také není činností vyloženě triviální.

Protože oblet světa byl hlavním cílem, který poháněl veškeré úsilí švýcarských pilotů, nabízí se otázka, co bude následovat. Položilo si ji očividně i duo Borschberg-Piccard, nebož krátce po přistání z poutě kolem zeměkoule se o svých plánech do budoucna podělili. Následníkem letounu Solar Impulse 2 by měl být bezpilotní solární letoun. Ten je zamýšlený coby létajicí platforma pro šíření například internetového signálu. Jinak řečeno, má jít o další z rodiny „pseudosatelitů“, jejímž hlavním dosavadním představitelem jsou stroje QinetiQ Zephyr (viz 31. díl). Do tohoto segmentu cílí i snahy firem Google a Facebook, kdy první z nich hodlá využít stratosférických balónů (projekt Loon), zatímco druhá letos 28. června uskutečnila první let svého bezpilotního letounu Aquila. Úvodní vzlet prototypu nového švýcarského solárního letounu, tentokrát bez pilota na palubě, se plánuje na rok 2019.

Kam dál?
Videosestřih toho nejlepšího z cesty kolem světa: https://youtu.be/dnhL8fiTYoY
Oficiální stránka projektu Solar Impulse: http://www.solarimpulse.com/
Díl věnovaný letounu Solar Impulse 1: http://airspotter.eu/Download/Solar_Impulse.pdf

Celý text je dostupný rovněž ve formátu .pdf: http://airspotter.eu/Download/Solar_Impulse_2.pdf

Marek Vanžura
(Photo © Jean Revillard)

MarekV · Zaslal: út listopad 08, 2016 7:47 am Předmět:

62. díl – ALPHA aneb umělá inteligence v kokpitu stíhačky budoucnosti

O soumraku pilotovaných letadel se přinejmenším ve vojenské sféře hovoří již několik desetiletí. Prozatím nikdy se však žádné z takovýchto proroctví nenaplnilo, ale jednou za čas se objeví vynález či dojde k jinému pokroku, který tyto diskuse oživí a téma zastaralosti pilotovaných strojů se začne aktivně skloňovat. Nejnověji k tomu přispělo zveřejnění informace, že na cvičném počítačovém simulátoru porazila ve vzdušném souboji umělá inteligence ALPHA zkušeného stíhacího pilota. Sdělovací prostředky se toho samozřejmě radostně chytily a začaly na tomto základně tvořit nejrůznější apokalyptické vize a neopodstatněné senzace. Ovšem tato událost není ani zdaleka předzvěstí nadvlády strojů nad lidmi, dává ale nahlédnout za oponu toho, jak bude v blízké budoucnosti vypadat taktika nasazení stíhacích letounů.

Když v říjnu roku 2015 opouštěl fyzicky i mentálně zcela vyčerpaný plukovník amerického letectva ve výslužbě Gene Lee simulátor, v němž se utkal ve cvičných vzdušných soubojích s umělou inteligencí nazvanou ALPHA, nemohl se pochlubit dosažením ani jediného sestřelu. A ještě méně byl k chlubení fakt, že jej počítačový program sestřelil úplně pokaždé, kdy se utkali. Leemu v boji nepomohly ani výhody, které během některých soubojů měl, jako třeba když jeho protivník disponoval pomalejším strojem, horší manévrovatelností či menší výzbrojí. ALPHA se tak dokázala nejen přizpůsobit svým omezením, ale i bojovému stylu protivníka, k jehož pokoření si následně vypracovala vlastní bojové metody. Dominance počítače byla navíc umocněna tím, že plukovník se posuzování kvality simulátorů věnuje již několik desetiletí a během své aktivní služby v americkém letectvu vycvičil stovky stíhacích pilotů. Jinak řečeno, není žádný zelenáč.

Klíčem úspěchu skrývajícím se za touto umělou inteligencí jsou genetické algoritmy využívající fuzzy logiku (Genetic Fuzzy Tree, GFT). Programátoři již poměrně dávno přišli na to, že pro vytvoření programu, který dokáže řešit problémy na přinejmenším stejné úrovni jako člověk, se mnohem více než „otrocké“ vytváření celého zdrojového kódu hodí vytvoření programu, který se dokáže sám učit a vyvíjet. Inspirací tak je (opět) příroda, z níž výpočetní technika přejímá procesy, jež popisuje evoluční teorie. Využívá tedy poznatků, za nimiž stojí anglický biolog Charles Darwin a brněnský přírodovědec a mnich Gregor Mendel. V informatice se tak ujaly takzvané genetické algoritmy. Ty, jednoduše řečeno, mají k dispozici soubor výchozích hodnot, které se mezi sebou mohou vzájemně kombinovat (křížení), mohou se měnit (mutace) a mohou se systémem dále šířit (reprodukce). Algoritmy následně uplatňují dané hodnoty při řešení požadovaného zadání. Čím bliže je výsledek jednotlivých řešení chtěnému celkovému výsledku práce programu, tím větší je šance, že se hodnoty budou dále šířit, zatímco čím vzdálenější řešení je, tím menší je šance, že se dané hodnoty systémem rozšíří, neboť budou eliminovány (selekce) a již se s nimi nebude pracovat. Opakovaným během těchto kroků lze „vyšlechtit“ program, který se naučil řešit zadání podle našich očekávání. Využití fuzzy logiky pak znamená, že se nepracuje s klasickou dvouhodnotovou (binární) logikou, která zná pouze dvě pravdivostní hodnoty (pravda a nepravda neboli 1 a 0), ale s logikou vícehodnotovou, v tomto případě fuzzy logikou, která pracuje se všemi hodnotami v rozmezí mezi 1 a 0.

Umělá inteligence ALPHA je výtvorem firmy Psibernetix, kterou založil v červnu roku 2014 absolvent leteckého inženýrství na univerzitě v Cincinnati Nicholas Ernest. Hlavní předností umělé inteligence ALPHA je její podobnost se způsobem, jakým pracuje lidský mozek, neboť ke svému fungování si vystačí s neúplnými informacemi, na jejichž základě se rozhoduje. Na rozdíl od klasických systémů umělé inteligence využívajících genetické algoritmy jde ALPHA ještě o krok dál, neboť stojí na jiném programu nazývaném EVE, který je vlastně genetickým algoritmem aplikovaným na genetický algoritmus, odtud označení „strom“ (Tree) v názvu. Popud k vývoji bojové umělé inteligence zavdala objednávka Výzkumné laboratoře amerického letectva (Air Force Research Laboratory, AFRL), jež chtěla řídicí systém schopný absolvovat vzdušné souboje pro bezpilotní bojové prostředky (Unmanned Combat Aerial Vehicle, UCAV). Počítačový program stojící v pozadí ale není uplatnitelný pouze pro vojenské účely. Psibernetix jej například s úspěchem použil i pro medicínské účely, kde slouží k předpovídání účinnosti léčby pacientů s bipolární poruchou (maniakální depresí) za pomocí lithia. Systém GFT má navíc tu výhodu, že je výpočetně velice nenáročný, takže ke svému fungování nepotřebuje závratně výkonný počítač. ALPHA v průběhu testů běžela na počítači s jednojádrovým procesorem o frekvenci 3,2 GHz, měla by však být schopná pracovat na strojích ještě výrazně pomalejších. Použitý simulátor lze označit za sen všech virtuálních pilotů. Jedná se o místnost, která poskytuje 360stupňový rozhled pro člověka sedícího uprostřed, jenž má k dispozici velký monitor zobrazující palubní desku a kompletní systém řízení, tedy knipl, plynovou páku a pedály. Z hlediska podobnosti skutečnému kokpitu jde o velice reálnou simulaci. O čemž svědčí přiložené video.

S přenášením poznatků nabytých na simulátoru do skutečného světa je třeba být opatrný a neunáhlovat se. Tím zcela základním rozdílem je, že celý souboj se odehrál ve virtuálním prostoru. Počítač vybavený umělou inteligencí ALPHA se nemusel potýkat se vstupními daty ze senzorů, jež by snímaly vnější (reálný) svět. Data, s nimiž počítač pracoval, za celou dobu neopustila virtuální svět. S trochou nadsázky tak můžeme říci, že vývojáři vytvořili neporazitelnou umělou inteligenci pro počítačové hry. Inženýry čeká ještě hodně dlouhá cesta, než se podobný systém objeví v kokpitu reálného stíhacího letadla. Naprosto zásadním doplňkem jakékoli umělé inteligence budou senzory a systémy zpracování jimi poskytovaných dat, které se dokážou vyrovnat senzorickému aparátu člověka. Především zraku. Výzkumy v oblasti zpracování obrazu však běží na plné obrátky, takže se časem jistě dočkáme výsledků použitelných i ve vzdušných soubojích. Ostatně v roce 2013 úspěšně zvládl bezpilotní letoun Northrop Grumman X-47B automaticky přistát na letadlové lodi a v roce 2015 pak uskutečnil vůbec první tankování za letu (z letounu Boeing 707), takže vynakládané úsilí postupně sklízí ovoce. Je tedy skutečně jen otázkou času (a nemalého množství financí), kdy se bezpilotní letoun vybavený umělou inteligencí dokáže zúčastnit vzdušného souboje.

Na tomto místě se hodí poznamenat, že ke vzdušnému souboji bezpilotního a pilotovaného letounu již v historii jednou došlo. Odehrál se 23. prosince 2002 nad Irákem, kdy se letoun MQ-1 Predator utkal s iráckým stíhacím strojem MiG-25. Bylo to v době, kdy se americké letectvo teprve začalo skutečně seznamovat s možnostmi, které bezpilotní stroje firmy General Atomics nabízejí. Naděje proto byly vkládány i do jejich nasazení ve vzdušných soubojích. V této souvislosti obdržely Predatory dvojici protiletadlových střel AIM-92 Stinger. K ostrému odpalu této rakety v boji došlo v předvečer Štedrého dne, kdy Predator podnikal misi s cílem vylákat nepřátelské stíhače. Irácký pilot na návnadu skočil, ovšem s ničím neotálel a hned jak spatřil bezpilotní stroj, vypálil na něj svoji raketu R-40 (známou též jako AA-6 Acrid). Krátce na to zareagoval i operátor Predatora a odpověděl odpálením vlastní rakety. To se však již irácká střela přiblížila natolik, že bezpilotní prostředek se nezmohl na žádný úhybný manévr a byl sestřelen. Tepelné navádění americké střely pak zřejmě zmátla tepelná stopa irácké rakety, takže MiG-25 se bezproblémově vrátil na základnu a mohl si nárokovat historický sestřel bezpilotního stroje. Je zde ale třeba mít na paměti, že v tomto případě byl Predator na dálku řízený pilotem (operátorem), nikoli vlastní umělou inteligencí, takže o opravdový souboj člověka proti stroji zatím nešlo. Rovněž je známo, že v rámci výcviku si operátoři dálkově řízených letadel Predator a Reaper nacvičovali (a nejspíš stále nacvičují) postupy při setkání s nepřátelským stíhačem prostřednictvím společných letů a simulovaných soubojů s pilotovanými stroji amerického letectva. Je to ale stále něco jiného než souboj mezi stíhačem a strojem, jenž řídí umělá inteligence podobná té, jakou vykazuje ALPHA.

Výzkumy skrývající se za umělou inteligencí ALPHA ale zejména odhalují nadcházející taktiku nasazení stíhacích letadel v blízké budoucnosti. Nejnovější strategické plány nejen amerického letectva spíše než s totálním nahrazením pilotovaných strojů stroji bezpilotními počítají s vytvořením kombinovaných letek tvořených pilotovanými a bezpilotními letadly. Letadla s pilotem na palubě by tak měla být zachována i v budoucnosti, avšak během operačních letů jim má doprovod dělat bezpilotní „číslo“ (wingman). Pro tento druh nasazení se používá označení MUM-T (Manned UnManned Teaming, spolupráce pilotovaného a bezpilotního stroje). Pilot bude působit jako velitel, zatímco jeden či více doprovodných strojů bez osádky jej budou doprovázet a plnit jím zadané úkoly. Často se hovoří i o rojích bezpilotních strojů. Desítky či možná stovky malých a v podstatě postradatelných dronů budou pilotovaným strojům obstarávat informace o dění na bojišti, budou se účastnit radioelektronického boje, rušení, klamání nepřítele a eventuálně i jeho likvidace. Ve všech těchto případech se uplatní umělé inteligence typu ALPHA. Podobné plány před pár dny zveřejnilo i Japonsko, které hodlá zavést zhruba od 30. let tohoto století bezpilotní prostředky právě v roli doprovodných strojů pro pilotovaná letadla, v tomto případě především pro vyvíjený stíhací letoun F-3. V první generaci počítají Japonci s nasazením bezpilotních prostředků v roli doprovodných létajicích senzorů, následně by je rádi dovybavili i výzbrojí. Předběžné schéma tohoto konceptu vypadá tak, že pilot coby vedoucí roje bude mít k dispozici skupinu bezpilotních strojů, jimž v případě potřeby vydá rozkazy, které pak tato letadla autonomně splní.

Soupeření mezi počítači a lidmi má již poměrně zaběhnutou tradici. Lidé jsou na svoji inteligenci náležitě hrdí, neboť ji považují za hlavní element, který je odlišuje od ostatních zvířat. Příchod počítačů však znamenal možnost replikovat lidské myšlenkové procesy ve stroji, což se záhy projevilo ve snahách vytvořit počítače, které by dokázaly člověka v intelektuálních činnostech porazit. Zpočátku tyto aktivity příliš úspěchů nesklízely, takže se objevili skeptikové, kteří začali vyjmenovávat, co všechno počítače nedokážou. Počítačoví inženýři je však postupně začali vyvádět z omylů. Jako první si dokázala umělá inteligence poradit s hrou v šachy. V únoru roku 1996 porazil počítač Deep Blue firmy IBM šachového velmistra Garryho Kasparova, i když zatím jen v jediné partii. O rok později již však stroj vyhrál celé odvetné utkání. Tento střet se všeobecně považuje za přelomový okamžik v oblasti vývoje výpočetních technologií. Přesto zrovna hra v šachy patří díky svým logickým pravidlům k relativně snadno algoritmizovatelným činnostem. Mnohem náročnější je pro počítače vypořádání s přirozeným jazykem, tedy s běžnou lidskou komunikací. Ovšem i s tímto problémem si dokázala umělá inteligence poradit, když v lednu a únoru roku 2011 porazil počítač Watson firmy IBM dva nejlepší lidské účastníky soutěže Jeopardy!, což je zhruba obdoba českého Riskuj. Do té doby nejúspěšnější hráči Ken Jennings a Brad Rutter byli zcela deklasováni tímto počítačem. Naděje v neporazitelnost člověka se poté začaly vkládat do hry Go, o níž bylo nemálo lidí přesvědčeno, že v ní počítače nikdy vynikat nebudu. To ale platilo jen do března roku 2016. Umělá inteligence AlphaGo, kterou vyvinula firma Google, tehdy dokázala porazit druhého nejlepšího hráče této hry, jímž je Lee Sedol. Postupem času tak ubývá činností, v nichž lidé převyšují počítače. Vzdušné souboje, jak přesvědčivě ukázala umělá inteligence ALPHA, už mají taktéž na kahánku.

Jen stěží lze asi pochybovat, že se dříve nebo později dočkáme letadla, které bude disponovat podobnou umělou inteligencí jakou je právě ALPHA. Jde totiž o vcelku přirozený krok, jenž následuje za současným trendem neutuchající automatizace prakticky čehokoli. Nepovede to však k vymýcení pilotovaných strojů. Podobně jako dnešní dálkově pilotovaná letadla fungují vedle klasických letadel, neboť přinášejí hodnotu, jež předtím nebyla možná, budou i stroje vybavené vlastní inteligencí fungovat vedle klasických letadel. Budou se totiž vzájemně výtečně doplňovat. Neznamená to ale, že by letadlo s umělou inteligencí bylo ryze autonomní, takže by fungovalo zcela nezávisle na člověku, ať už se bude jednat o vzdáleného operátora anebo pilota letícího ve vedlejším stroji. To poslední, co jakýkoli voják chce, je mít po boku stroj, o němž netuší, co právě udělá. Již z tohoto důvodu se s plně autonomním letadlem nepočítá. Jinak řečeno jde o to, že by takový letoun byl podobně užitečný jako je užitečný v dnešní době počítač odpojený od internetové sítě a izolovaný od všeho ostatního – naprosto vůbec. A podobně je třeba uvažovat o jakékoli jiné technice, totiž v kontextu širšího rámce, v němž je ústředním bodem člověk. Stroj, nad nímž nemáme kontrolu, je neužitečný stroj. Letadla vybavená umělou inteligencí však užitečná bezesporu budou.

Kam dál?
Krátké video, jak vypadá použitý simulátor: https://youtu.be/6V3gX-vDUUM

Celý text je dostupný rovněž ve formátu .pdf: http://airspotter.eu/Download/ALPHA.pdf

Marek Vanžura
(Photo © Lisa Ventre)

MarekV · Zaslal: út listopad 15, 2016 7:38 am Předmět:

63. díl – Trump Force One aneb letecké aktivity nového amerického prezidenta

Závěr roku 2016 byl patrně nejvíce poznamenám americkými prezidentskými volbami. Ty se konaly 8. listopadu a poutaly pozornost médií prakticky po celém světě. Vítězem a od roku 2017 novým prezidentem Spojených států amerických se stal podnikatel Donald John Trump. Ve většině případů se komentáře vztahující k jeho osobě zaměřovaly a zaměřují na povahové rysy, bohatství či rodinné vztahy. Stranou pozornosti však zůstávají jeho aktivity spojené s letectvím. Jak uvidíme na následujících řádcích, Donald Trump byl a je v oblasti létání poměrně činný.

Pokud už přijde řeč na Trumpovy letecké aktivity, téměř vždy se týká nepříliš úspěšné epizody s provozem letecké společnosti Trump Shuttle známé též jako Trump Airlines. V roce 1961 založila americká společnost Eastern Air Lines pobočku Eastern Air Lines Shuttle, která s hodinovou frekvencí spojovala New York City s Bostonem a Washingtonem, D. C. Tato služba skutečně odpovídala svému názvu „shuttle“ (kyvadlová doprava), neboť v případě většího počtu cestujících, než kolik měla kapacita letadla, dopravce přistavoval další stroj. A co víc, letenky bylo možné zakoupit až po nástupu na palubu letadla. Spojení mezi třemi nejvýznamnějšími městy východního pobřeží proto bylo pro svoji pohodlnost vysoce ceněno. Ovšem druhá polovina osmdesátých let znamenala pro společnost Eastern Air Lines období značných finančních problémů, což se odrazilo v postupném rozprodávání letadel a práv na obsluhování jejích linek. Škrty postihly i pobočku Eastern Air Lines Shuttle.

V roce 1988 proto začal o jejím odkoupení jednat podnikatel Donald Trump. Nákup se mu podařil úspěšně zrealizovat, načež od 8. června 1989 začal na všech třech linkách létat pod hlavičkou své společnosti Trump Shuttle. Letadla obdržela bílý nátěr s červenými a černými pruhy a především červený nápis Trump na obou stranách trupu, který pak ještě doplňovalo velké červené písmeno T na svislé ocasní ploše. Tyto dva „designové“ prvky se později staly charakteristickými znaky i jeho soukromých letadel. V barvách společnosti létalo celkem sedm strojů Boeing 727-100 (N901TS, N902TS, N903TS, N904TS, N905TS, N906TS, N907TS, krátce sloužil ještě N8117N nesoucí barvy Eastern doplněné nápisem Trump, který následně fungoval jako zdroj náhradních dílů) a třináct strojů Boeing 727-200 (N908TS, N909TS, N910TS, N911TS, N912TS, N913TS, N914TS, N915TS, N916TS, N917TS, N918TS, N919TS, N920TS). Společně obsluhovaly zhruba tři čtvrtě hodiny trvající lety mezi newyorským letištěm LaGuardia (KLGA/LGA), bostonským Loganovým letištěm (KBOS/BOS) a Washingtonovým (dnes Reaganovým) letištěm (KDCA/DCA) v hlavním městě. Protože stále zůstávalo pár letadel nevytížených, přidal k nim Trump ještě spojení do floridského Orlanda (KMCO/MCO).

Během krátké doby existence této společnosti se toho příliš mimořádného neudálo, za zmínku stojí snad jen dvě události. Pouhé dva měsíce po zahájení provozu, 10. srpna 1989, se letounu Boeing 727-200 (N915TS) při letu z New Yorku do Bostonu nevysunul příďový podvozek. Když ani po opakované snaze nedošlo k jeho vysunutí, strávil letoun zhruba hodinu kroužením v okolí letiště, aby vylétal palivo, načež kapitán Robert Smith jako poslední pokus o vysunutí příďového kola udělal letmé přistání s nadějí, zda se při tvrdším dosednutí náhodou podvozková noha nevysune. Ani tento manévr se nesetkal s úspěchem, takže Smith provedl nouzové přistání pouze na kola hlavního podvozku. Přistání bylo jako z učebnice, takže došlo jen k minimálnímu poškození letadla a nikomu z 56 osob na palubě se nic nestalo (videozáznam přistání je v odkazech níže). Mimo rutinní každodenní lety pak spadaly dva charterové lety pro americkou námořní pěchotu v roce 1991, kdy jeden ze strojů společnosti uskutečnil dvojici letů pro zhruba dvě stě vojáků ze základny New River v Severní Karolíně do Miami na Floridě. Prakticky po celou dobu svého fungování se aerolinka potýkala s finančními problémy, takže poměrně záhy, 7. dubna 1992, zanikla. Kyvadlové lety převzala společnost US Airways. V dnešní době na tuto tradici navazuje společnost American Airlines, s níž se US Airways v roce 2015 sloučily.

Ve stejné době, kdy Trump experimentoval s provozem dopravních letadel, se pokoušel o vytvoření návazných vrtulníkových spojení. Tato služba nazvaná Trump Shuttle Connection využívala trojici vrtulníků Sikorsky S-61 (N221RA, N222RA a N223RA), přičemž nabízela šestiminutové lety mezi letištěm LaGuardia a heliportem nedaleko střediska newyorských bankéřů na Wall Street. Kromě těchto letů používal Trump vrtulníky k dopravě hazardních hráčů z New Yorku do svých kasín v Atlantic City ve státě New Jersey. Pro tento účel sloužila zejména dvojice civilních verzí těžkých dvourotorových vrtulníků Chinook, konkrétně verze Boeing Vertol 234ER (N224TA) a Boeing Vertol 234LR (N225RA). Používal se zřejmě i letoun Convair CV-580 (N968N), který na trupu nesl nápis Trump Castle, což byl název jednoho z kasín. Vrtulníkovou flotilu uzavíral jeden stroj Aérospatiale AS332L Super Puma (N25AN). Existence vrtulníkové dopravy měla ale podobně krátké trvání jako samotný Trump Shuttle.

V současnosti čítá flotila vrtulníků nesoucí Trumpovo jméno tři stroje. Jedná se o vrtulníky Sikorsky S-76B, jež jsou překvapivě nejednotně zbarvené, což Trump u předchozích strojů nemíval ve zvyku. Stroj registrace N76DT nese černý nátěr s červenými pruhy. Oproti tomu stroj N76TE má bíločerné barvy s červenými doplňky, přičemž jej Trump využívá pro přepravu zákazníků svého golfového hřiště ve Skotsku. Z tohoto důvodu jej nechal nedávno přeregistrovat na britskou značku G-TRMP. Třetím je totožně zbarvený N7TP, jenž dříve nesl registraci N85EW a celošedý nátěr.

Prvním Trumpovým osobním letounem byl stroj Boeing 727-100 (N725DT), jenž začal používat v roce 1990, tedy v době, kdy ještě fungoval Trump Shuttle. S letadly této společnosti sdílel prakticky totožné barvy s jediným rozdílem, že nápis nebyl v tomto případě na trupu, ale na svislé ocasní ploše. O necelý rok později byl stroj přeregistrován na Bermudské ostrovy jako VR-BSA a o tři roky později jako VR-BDJ, kdy obdržel černobílé barvy s červenými pruhy a typickým červeným písmenem T na ocase s Trumpovým jménem ve zlatých barvách po stranách trupu. Konečně v roce 1997 dostal nynější registraci VP-BDJ. Od roku 2011 jej však vlastní a provozuje malajsijská společnost Weststar Aviation, neboť Trump dal přednost jinému stroji.

Během prezidentské kampaně byl často na očích Trumpův osobní letoun Boeing 757-200 (N757AF), jemuž se přezdívá Trump Force One s odkazem na slavný prezidentský Air Force One. Prvním uživatelem tohoto letounu byla dánská společnost Sterling Airways, jež jej provozovala od roku 2001 jako OY-SHA v provedení pro 219 cestujících. O tři roky později sloužil u mexické společnosti TAESA jako XA-SPG, kde ale setrval necelý rok, neboť v roce 1995 jej zakoupil Paul G. Allen, spoluzakladatel Microsoftu, mezi leteckou obcí známý díky svým aktivitám na poli letectví a kosmonautiky. Například financoval projekt prvního soukromého raketoplánu SpaceShipOne (viz 20. díl), provozuje letecké muzeum Flying Heritage Collection a nejnověji finančně podporuje stavbu obřího letounu Stratolaunch určeného pro vzdušné starty raket. Allen si nechal Boeing 757 pod registrací N115FS přestavět na 43místnou privátní verzi, přičemž od roku 1996 jej využíval pod současnou značkou N757AF. Konečně od roku 2010 jej užívá a vlastní podnikatel Donald Trump. Ten si nechal stroj opatřit v podstatě totožnými barvami jako svůj předchozí letoun. Kromě této vnější stylizace si přizpůsobil taktéž interiér, který se může pochlubit mnoha detaily vyrobenými ze zlata. Pro potřeby ostatních členů rodiny je k dispozici bizjet Cessna 750 Citation X (N725DT), což je jeden z nejrychlejších bizjetů na světě. Na rozdíl od „sedmpětsedmičky“ nenese žádné nápisy s Trumpovým jménem, má pouze na levé straně trupu za kabinou malý rodinný znak.

Jakožto americký prezident bude Trump zajisté využívat služeb vládních letounů, které hlavě Spojených států amerických dodávají při cestách do zahraničí na ikoničnosti. Už jen proto, že samy o sobě jsou tyto letouny ikonické. Nejedná se o totiž o nic menšího než stroje Boeing 747-200, jež nesou u amerického letectva, které je jejich provozovatelem, označení VC-25. Aktuálně slouží dva tyto stroje (trupových čísel 82-8000 a 92-9000), ale vzhledem ke stáří (ve službě od roku 1990) začíná být jejich provoz příliš nákladný (letová hodina přijde na 210 tisíc dolarů, tedy více než pět milionů korun), takže se v roce 2009 začala řešit jejich náhrada. Po výběrovém řízení, jehož se účastnil pouze Boeing, neboť Airbus o něj galantně neprojevil zájem, oznámilo letectvo 28. ledna 2015, že novým letounem pro transport prezidenta se stane stroj Boeing 747-8, rovněž ve dvou kusech. Do služby ale nenastoupí dříve než v roce 2024, proto není vyloučené, že se jich Trump vůbec nedočká. Letouny VC-25 jsou na veřejnosti nejčastěji spojovány s volacím znakem Air Force One, jenž ale neznamená nic jiného, než že je na jejich palubě přítomen americký prezident. Tentýž volací znak proto může používat jakékoli jiné letadlo amerického letectva převážející prezidenta. Obdobně když prezident cestuje na palubě vrtulníku, který provozuje námořní pěchota, má tento stroj volací znak Marine One.

Dnešní díl se nezabýval ničím vyloženě přelomovým, ale pokusil se nabídnout jiný pohled na osobu, jež se příští rok stane „nejmocnějším mužem světa“. Pro příznivce letectví proto může být potěšující fakt, že má k letadlům kladný vztah.

Kam dál?
Fotografie jednoho z mnoha strojů Boeing 727-200 ve flotile společnosti Trump Shuttle: http://www.airliners.net/photo/Trump-Shuttle/Boeing-727-225/313847/L
Video nouzového přistání Boeingu 727-200 Trump Shuttle se zasunutým příďovým podvozkem na Loganově letišti v srpnu 1989: https://youtu.be/fgrlrAZuqKk
Fotografie jednoho ze dvou (bývalých) Trumpových vrtulníků Chinook: http://www.airport-data.com/aircraft/photo/000496256L.html
Fotografie dvou barevných provedení vrtulníků Sikorsky S-76B: http://www.airliners.net/photo/Trump/Sikorsky-S-76B/1863740/L a http://www.airliners.net/photo/Trump/Sikorsky-S-76B/2468935/L
Fotografie (bývalého) Trumpova osobního letounu Boeing 727-100: http://www.airliners.net/photo/Trump/Boeing-727-23/1514561/L
Fotografie bizjetu Cessna Citation X: http://www.aviationpix.nl/displayimage.php?pid=5368
Video přistání Trumpova osobního Boeingu 757-200: https://youtu.be/SGzXax5hlNU
Video z paluby „Trump Force One“: https://youtu.be/UZq3iCn2y74

Celý text je dostupný rovněž ve formátu .pdf: http://airspotter.eu/Download/Trump_Force_One.pdf

Marek Vanžura
(Photo © Rei U)

MarekV · Zaslal: út listopad 22, 2016 8:11 am Předmět:

64. díl – Morton aneb nejrychlejší oblet Země balónem

Od posledního obletu zeměkoule bez mezipřistání letos uplynulo deset roků. V roce 2006 se o něj již poněkolikáté zasloužil legendární americký dobrodruh Steve Fossett v letounu GlobalFlyer. Od té doby se o něco takového nikdo nepokusil. Až do letošního roku. Ve dnech 12.-23. července 2016 obeplul naši rodnou planetu v balónu ruský dobrodruh Fjodor Konjuchov. A v mnoha ohledech se jednalo o skutečně mimořádný výkon. Let v délce trvání 268 hodin a 20 minut je totiž nejrychlejším obletem zeměkoule v balónu. Navíc se jedná o teprve třetí oblet Země balónem a druhý sólový oblet, přičemž Konjuchov je prvním člověkem, jemuž se to povedlo na první pokus.

Cesty kolem světa patřily a stále patří mezi jedny z hlavních výzev pro mořeplavce. Po vynálezu létajicích strojů ale netrvalo dlouho a staly se taktéž velkými výzvami pro vzduchoplavce. Snahy o obeplutí Země v balónu se dlouhé roky setkávaly s neúspěchem, což možná o to více podněcovalo další dobrodruhy k vlastním pokusům. Prvním takovým pokusem byl let balónu nazvaného Jules Verne uskutečněný 11. ledna 1981, jehož osádku tvořili američtí vzduchoplavci Maxie Anderson a Don Ida. Po dvou dnech letu a 4 306 km ale museli předčasně přistát kvůli vadnému ventilu, kterým unikalo z balónu hélium. Podobně neúspěšné byly i jejich další dva lety konané 20. prosince 1981 a 7. listopadu 1982. Zřejmě by podnikli i čtvrtý pokus, ovšem 27. června 1983 oba zahynuli během balónového dálkového závodu z Paříže do (západního) Německa. Povětrnostní podmínky je zavály natolik blízko k hranicím s východním Německem, že z obavy před možným sestřelením po narušení vzdušného prostoru země spadající pod vládu komunistického režimu se rozhodli pro nouzové oddělení gondoly od balónu během přízemního letu. Tento mechanismus ale zafungoval až se zpožděním, kdy opět nabrali výšku, takže následný pád nepřežili. Osmdesátá léta zaznamenala již jen jeden záměr o oblet Země balónem, o který se snažili Američané John Petrehn a Rowland Smith v dubnu 1988. Balón ale neopustil pevnou zemi, neboť během nafukování pláště se objevila závada, která znemožnila vzlet. Mezitím, ve dnech 14.-23. prosince 1986, absolvoval cestu kolem světa bez mezipřistání či doplnění paliva za letu letoun Rutan Model 76 Voyager, na jehož palubě překonala vzdálenost 40 212 km za 216 hodin, 3 minuty a 44 sekund americká osádka ve složení Richard „Dick“ Rutan a Jeanna Yeagerová.

Mimořádně plodná na snahy o obeplutí planety byla devadesátá léta. Začátek tohoto desetiletí se točil kolem amerického vzduchoplavce Larryho Newmana, který mezi lety 1992 a 1994 uskutečnil celkem tři pokusy o let balónu kolem zeměkoule. V osádce balónu Earthwinds se vedle něj prostřídalo několik různých osob, z nichž bezesporu nejzajímavější byl bývalý sovětský kosmonaut Vladimir Džanibekov. Ani jednou však balón nepřekonal více než pár set kilometrů. Velkou měrou se na tom podílel fakt, že všichni dosavadní vzduchoplavci použíli ke svým letům plynové balóny (takzvané charliéry). V tomto směru výraznou změnu přinesl rok 1996, neboť od této doby začali všichni další vzduchoplavci usilující o cestu kolem světa používat roziéry, tedy kombinaci plynového a horkovzdušného balónu. V lednu roku 1996 vzlétl ke svému sólovému letu kolem světa americký dobrodruh Steve Fossett v balónu Solo Challenger. Výprava skončila po 51 hodinách a zdolání 2 927 km. To jej nikterak neodradilo a v lednu roku 1997 odstartoval znovu. Tentokrát let balónu Solo Spirit trval 146 hodin a měřil 16 678 km, což znamenalo, že Fossett oblet opět nedokončil. Tentýž měsíc se o let kolem Země pokusila švédsko-britská osádka balónu Virgin Global Challenger, kterou tvořil Švéd Per Lindstrand a Britové Alex Ritchie a Richard Branson, známý majitel aeroliní Virgin Atlantic. Krátce po vzletu byl ale let z technických důvodů přerušen. První měsíc roku 1997 byl v tomto směru pozoruhodný, protože se na oblohu vydal i třetí balón, Breitling Olympic Orbiter, jehož osádku tvořili Švýcaři Bertrand Piccard a Wim Verstraeten. Jejich úsilí skončilo po šesti hodinách letu. V prosinci téhož roku se konaly dva pokusy, přičemž o první z nich se nezasloužil nikdo jiný než Steve Fossett, který v balónu Solo Spirit 3 strávil ve vzduchu 108 hodin při překonání vzdálenosti 11 748 km. Jednalo se tedy o jeho třetí neúspěšný pokus o oblet světa. Na Silvestra pak ještě stihl odstartovat na sólový let Američan Kevin Uliassi v balónu pojmenovaném po manželce J. Renee, musel ale po třech hodinách kvůli závadě nouzově přistát.

Posedlost obletem světa neopouštěla vzduchoplavce ani následující rok, kdy se hned v lednu vypravil v balónu Global Hilton do vzduchu Richard „Dick“ Rutan (pilot Voyageru) a Dave Melton. Během stoupání ale došlo k protržení pláště balónu a osádka musela vyskočit padákem. Na konci ledna se na druhý let vydal Bertrand Piccard, který si na palubu balónu Breitling Orbiter 2 tentokrát přivzal kromě Wima Verstraetena ještě Brita Andyho Elsona. Tento pokus trval bezmála 234 hodin a měřil 8 475 km. V srpnu ke čtvrtému letu odstartoval Fossett s balónem Solo Spirit 3, ale ani teď neuspěl a jeho let trval téměř 206 hodin při vzdálenosti 22 910 km. Dosavadní neúspěchy svedly v prosinci téhož roku dohromady velice zajímavou osádku. Na palubě balónu ICO Global se totiž objevil Per Lindstrand, Richard Branson a Steve Fossett. Let trval 178 hodin a po 19 962 km skončil ve vlnách Tichého oceánu. Zlomovým rokem se měl konečně stát ten následující. Únorový pokus balónu Cable & Wireless tvořený britskou osádkou Andy Elson a Colin Prescot sice ještě úspěšný nebyl, neboť skončil předčasně po 425 hodinách letu a 14 408 km, ale hned po něm následující březen konečně přinesl první úspěšný oblet zeměkoule v balónu. 1. března 1999 odstartoval ke svému třetímu pokusu Bertrand Piccard, s nímž na palubě balónu Breitling Orbiter 3 tentokrát letěl Brit Brian Jones. Těm se podařilo úspěšně svět obletět, což jim trvalo 370 hodin a 24 minut (celý let pak trval 477 hodin a 47 minut), kdy urazili vzdálenost 40 814 km.

Stále ještě ale bylo možné se ucházet o prvenství v sólovém obletu. Toto utkání se stalo soubojem dvou již dříve neúspěšných mužů. V únoru roku 2000 své štěstí zkusil podruhé Kevin Uliassi v balónu J. Renee. Oproti předchozímu pokusu byl výrazně úspěšnější, neboť zdolal vzdálenost 20 455 km za 243 hodin, k obletu Země to ale pořád nestačilo. Na řadě byl znovu Fossett. V srpnu 2001 ale pátý let balónu Solo Spirit 3 přinesl podobný výsledek, neboť uletěl 19 260 km za bezmála 301 hodin. Zatím to bylo tedy nerozhodně. Předchozích pět (sólových) letů Fossetta finančně dost vyčerpalo, protože si vše hradil sám, takže pro svůj šestý let se porozhlédl po sponzorovi. Toho získal v pivovaru Bud Light, takže se mohl 19. června 2002 vydat v balónu Spirit of Freedom na svoji poslední a konečně úspěšnou balónovou odyseu. Zdolal vzdálenost 33 195 km za 320 hodin a 33 minut. Jinak vyjádřeno, cesta trvala 13 dní, 8 hodin a 33 minut. K těmto výkonům pak ještě Fossett v letech 2005 a 2006 přidal další tři lety kolem světa, tentokrát na palubě letounu Virgin Atlantic GlobalFlyer (viz 29. díl). Od té doby se sice uskutečnilo množství etapových obletů Země (včetně například cesty kolem světa českého stroje L-410 Turbolet, viz 57. díl), ale žádný bez mezipřistání či v balónu. Až do letoška.

Fossettův rekord v sólovém obeplutí Země balónem si vzal na mušku ruský dobrodruh Fjodor Filippovič Konjuchov (užívá se i přepis Koňuchov, který odpovídá ruské etymologii jména, v textu se ale budu držet podoby Konjuchov, jež přesně odráží zápis v azbuce). Ačkoli je u nás Konjuchov v podstatě neznámou osobou, řadí se ke zkušeným polárníkům, horolezcům, mořeplavcům a nejnověji i vzduchoplavcům. Zdolal Korunu planety neboli vyšplhal na nejvyšší hory všech sedmi kontinentů, z toho na nejvyšší horu světa Mt. Everest hned dvakrát, třikrát došel na severní pól, jednou na pól jižní, zúčastnil se kupříkladu i závodů psích spřežení napříč Arktidou. Kromě toho se stal prvním člověkem, který v plachetnici obeplul Antarktidu. A jen za pomoci veslování přeplul ve veslici Atlantský a později i Tichý oceán. Protože si zážitky ze svých cest nenechává jen pro sebe, ale dělí se o ně i na stránkách knih, patří u ruskojazyčného publika k oblíbeným spisovatelům.

Myšlenka vykonat rekordní sólový let balónem kolem světa tak vcelku přirozeně zapadala mezi Konjuchovovy celoživotní aktivity, i když měla jeden poměrně nezanedbatelný háček. Konjuchov balón nikdy předtím neřídil. Musel proto začít úplně od nuly. Se svým záměrem kontaktoval britskou firmu Cameron Balloons, která vyrobila balóny Piccardovi (model R-650) i Fossettovi (model R-550). Tento nejvýznamnější světový výrobce roziér na spolupráci s ruským dobrodruhem kývnul a zavázal se, že mu balón vyrobí. Jednalo se o stejný typ jaký použil Fossett, totiž roziéru verze R-550. Jak je zmíněno již výše, snahy vzduchoplavců v průběhu let ukázaly, že pro oblet světa se nehodí jakýkoli balón. V zásadě existují tři různé typy balónů, jež se liší druhem „náplně“ a v důsledku toho i svými výkony. Nejstarším z nich je horkovzdušný balón neboli slavná montgolfiéra. V tomto případě se obal balónu plní horkým vzduchem. Druhým typem jsou plynové balóny, kam spadá charliéra a greeniéra, kdy k produkci vztlaku slouží vodík anebo svítiplyn. Třetím typem je balón tvořený kombinací obou předchozích, takzvaná roziéra. Toto uspořádání dovoluje dosažení nejvyšších výkonů, neboť plynová část poskytuje stabilní zdroj vztlaku, zatímco horkovzdušná část dovoluje pohodlně regulovat výšku letu (podrobněji viz 41. díl věnovaný balńovému projektu Dva orli). Zatímco firma Cameron Balloons vyráběla v Bristolu balón, jenž později dostal ruskou registraci RA-2900G a pojmenování Morton po hlavním sponzorovi, moskevské stavební firmě Morton, Konjuchov procházel intenzivním balónářským výcvikem.

Výcvik zahájil v roce 2014, přičemž již následující rok se podílel na ustanovování prvních rekordů v kategorii horkovzdušných balónů. 15. března 2015 společně s Ivanem Menjailovem, jenž je zástupcem britské firmy v Rusku a balónovým instruktorem, uskutečnil let v délce trvání 19 hodin a 10 minut, čímž vytvořil nový ruský rekord ve vytrvalosti horkovzdušného balónu. V intenzitě příprav na oblet světa nijak nepolevoval ani v dalších měsících, takže v rámci tréninku si posléze připsal v téže kategorii i rekord světový, neboť ve dnech 24.-25. ledna 2016 strávil s Menjailovem v koši horkovzdušného balónu celkem 32 hodin a 12 minut. Z hlediska vlastních schopností tak byl Konjuchov na pokus o oblet světa připravený. Celé akci dal posléze své požehnání i ruský prezident Vladimir Putin, takže již nic nebránilo v přesunu na místo startu, k čemuž došlo začátkem června. Tento měsíc byl zvolen z toho důvodu, že se měl celý let odehrávat nad jižní polokoulí, kde nejpříhodnější podmínky k letu panují v relativně úzkém čtvrtletním období od začátku do června do konce srpna.

S Fossettovým letem pojilo Konjuchova kromě stejného typu balónu od totožného výrobce i to, že Konjuchov startoval ze stejného letiště jako Fossett. Z Northam Airfield na západě Austrálie, jen nedaleko města Perth. Po několikadenním odkladu kvůli nepříznivému počasí se dnem očekávaného startu stalo úterý 12. července. Příprava na vzlet začala již den předem, kdy pozemní personál důkladně zkontroloval plochu letiště a odstranil všechny předměty, jež by mohly balón poškodit (ostré kameny apod.), a následně začalo rozvinování balónu a jeho příprava ke vzletu. Ta zabrala celou noc, načež ráno 12. července 2016 v 7 hodin a 33 minut místního času se Konjuchov vydal s bezmála desetitunovým (9 762 kg) balónem na svoji cestu kolem světa. Na palubě mu, jak mají ruští letci ve zvyku, dělaly společnost pravoslavné ikony. Jako všichni předcházející vzduchoplavci, kteří uskutečnili cestu kolem světa, i Konjuchov letěl východním směrem, neboť právě ze západu na východ obíhá Zemi takzvané tryskové proudění (jet stream), což jsou vysokorychlostní vzdušné proudy (dosahují rychlostí více než 100 km/h). Právě ony jsou hnacím motorem, který žene balón kolem naší planety. Konjuchovova práce tak spočívá „jen“ ve správném zachycení vhodného proudění, jehož směr i rychlost se mění s nadmořskou výškou. Během letu nad australskou pevninou Konjuchov zkontroloval funkčnost všech systémů. Po opuštění vzdušného prostoru Austrálie pokračoval balón severně Nového Zélandu a dále nad Tichým oceánem k Jižní Americe.

Během přeletu oceánu se musel Konjuchov vyhýbat několika více než deset kilometrů vysokým bouřkovým mrakům. V turbulentních podmínkách obklopujících mraky dělaly problém prázdné plynové lahve, které sebou výrazně házely, takže se vzduchoplavec rozhodl pro jejich odhození, aby nedošlo k poškození gondoly. Pobřeží Chile pak skrývalo další nebezpečí, a to vysoké pohoří And, nad kterým si musel Konjuchov udržovat dostatečnou výšku. Tuto zemi přeletěl během hodiny a pěti minut, načež téměř devět a půl hodiny trval přelet Argentiny. Další čtyři a půl hodiny strávil ve vzdušném prostoru Uruguaye a s Jižní Amerikou se rozloučil po půlhodině strávené nad jižním cípem Brazílie. Poté jej čekala cesta přes Atlantský oceán. Nad Atlantikem jej potkala nepříjemnost v podobě závady na vytápění gondoly. Teplota uvnitř proto rázem klesla na teplotu okolního vzduchu, jež se pochybovala až na -50 °C. Nezbytnou improvizací se Konjuchovovi podařilo alespoň částečně topení opravit, i když po zbytek letu již teplota v gondole nevystoupala nad bod mrazu. Zkušeného polárníka to ale příliš z míry nevyvedlo. Let pokračoval podél Mysu Dobré naděje na jihu Afriky a následně vedl dále nad Indický oceán. Zde se balón dostal do polárního tryskového proudění, které jej začalo unášet směrem k Antarktidě. Konjuchov ale předvedl skvělý výkon, neboť se mu podařilo „ulovit“ vítr směřující zpět na sever k Austrálii. Všichni členové týmu proto fascinovaně upírali svůj zrak k obloze, kde se 23. července zjevil balón Morton přesně nad místem, odkud odstartoval.

Po minutí letiště, odkud před jedenácti dny odstartoval, se Konjuchov připravil na přistání. Tomu nechybělo na dramatičnosti, protože se vzduchoplavci zpočátku vůbec nedařilo balón po dosednutí dostatečně rychle upustit a zastavit, takže vláčel gondolu po zemi. Konjuchov pak nechal gondolu prolétnout lesíkem v naději, že se za nějaký strom zachytí. K tomu sice nedošlo, ale stromy pohyb vcelku účinně zpomalily, přičemž Konjuchov pokračoval ve vypouštění hélia z balónu, zatímco pozemní personál se chopil lan a dalších částí balónu a vlastními silami jej dále brzdil. Po vyčerpávajícím boji se podařilo nad balónem zvítězit a Konjuchov stanul opět na pevné zemi. Přistání proběhlo v oblasti zvané Bonnie Rock, která se nachází přibližně 200 km severovýchodně od Northamu. Mezinárodní letecká federace (FAI) zatím ratifikovala rekord v nejrychlejším obletu Země balónem s výkonem 268 hodin a 20 minut. Jedná se o dobu strávenou ve vzduchu od vzletu do návratu nad místo vzletu. Doba od vzletu do přistání pak činila 272 hodin a 11 minut. Druhý z nárokovaných rekordů, vztahující se na uletěnou vzdálenost 33 521 km, jenž na rozdíl od toho předchozího není absolutní, neboť se týká jen jedné kategorie balónů, prochází schvalovacím procesem. O náročnosti celého počinu hovoří i to, že Konjuchov během letu zhubl o 11 kg.

Balón Morton má na výšku 56 metrů, přičemž jeho plášť má hmotnost 1 628 kg. Pod ním se nachází gondola vyrobená z uhlíkových kompozitů, po jejichž stranách je umístěno celkem 35 lahví na propan, jež plné mají celkovou hmotnost 5 355 kg. Kromě nich se na jedné straně gondoly nachází i solární panely, které dodávají elektrickou energii elektronice na palubě. Pro výhled ven je gondola vybavená okny, a to včetně takzvané astrokopule. V horní části se nachází otevíratelný poklop, jenž slouží nejen jako vstup, ale taktéž jako „údržbářský průchod“, neboť Konjuchov jím musel během letu v pravidelných intervalech vylézat ven a drátěným kartáčem odstraňoval námrazu na hořácích. Protože se většina letu odehrávala nad vodními plochami, byla gondola navržená tak, aby se dokázala udržet na hladině a v případě nouzového přistání do oceánu poskytla vzduchoplavci podmínky pro přežití. Co se týče vnitřního vybavení, hlavní částí byly přístroje, prostřednictvím kterých se Konjuchov za letu orientoval. Vedle měl k dispozici lehátko, na němž v několik minut dlouhých intervalech během letu přespával. V průběhu letu strávil balón nejvíce času ve výškách od 7 do 8 tisích metrů. Nejníže se pohyboval ve výšce 4 500 metrů, nejvýše ve výšce 10 570 metrů. Protože gondola nebyla přetlakovaná, měl po většinu doby letu nasazenou kyslíkovou masku.

Jsem ohromně zvědavý, kdy se objeví někdo, kdo vyšle na oblet zeměkoule bezpilotní balón. Nemůže totiž být pochyb, že v dnešní době jde již o zcela realizovatelný nápad. Ostatně již za druhé světové války posílali Japonci přes Tichý oceán „bezpilotní“ balóny nesoucí nálože v rámci programu Fu-Go, jenž měl za cíl škodit na americkém území. S dnešními technickými možnostmi by let autonomní roziéry kolem světa měl být téměř hračka. Není vyloučené, že se o to pokusí Google se svým projektem Loon, který cílí na využití balónů pro přenos internetu do odlehlých oblastí. Bezpilotní oblet Země by mohl být vítanou metodou pro ověření kvalit těchto balónů. Ale to jsme od Konjuchovova bezpochyby úžasného počinu již dost odběhli.

Balónové létání Konjuchovovi očividně přirostlo k srdci, protože začátkem října oznámil plán překonat jiný rekord. A to v dostupu horkovzdušného balónu. Ten od listopadu 2005 drží indický vzduchoplavec Vijaypat Singhania s dosaženou výškou 21 027 metrů. Konjuchov se chce vypravit do výšky ještě větší, hovoří až o 35 tisících metrech. Balón mu opět vyrobí britská firma Cameron Balloons, start by se měl tentokrát uskutečnit ze Sibiře. Jak se zdá, o ruském dobrodruhovi ještě uslyšíme.

Kam dál?
Video shrnující celý let: https://youtu.be/sYRBObvA9A4
Konjuchovova osobní stránka: http://konyukhov.ru/
Díl věnovaný balónovému projektu Dva orli: http://airspotter.eu/Download/Dva_orli.pdf
Díl věnovaný letounu GlobalFlyer: http://airspotter.eu/Download/GlobalFlyer.pdf

Celý text je dostupný rovněž ve formátu .pdf: http://airspotter.eu/Download/Morton.pdf

Marek Vanžura
(Photo © Morton)

MarekV · Zaslal: st listopad 30, 2016 10:34 am Předmět:

65. díl – Guard From Above aneb draví ptáci v boji proti dronům

Jakoukoli techniku lze využívat v zásadě dvěma způsoby. Prospěšně a škodlivě. Bezpilotní prostředky jsou toho vynikajícím důkazem. Tyto stroje mohou posloužit bezpočtu mimořádně přínosných činností, v některých případech dokonce natolik, že se stávají nenahraditelnými, ovšem stejně tak je lze použít k nezanedbatelnému množství činností, jež mají za cíl uškodit. Tím, jak se stávají stále dostupnějšími, zvyšuje se i riziko těchto případů. Ochrana před bezpilotními prostředky se proto stala aktivně řešeným zadáním. Kromě ryze technologických řešení se možná překvapivě uplatňuje i řešení biologické. A to nasazení dravých ptáků k lovu dronů.

Celý tento koncept vypracovala a rozvinula nizozemská bezpečnostní agentura pojmenovaná Guard From Above (GFA, česky stráž z výšin) sídlící v Haagu. Jedná se o skupinu sokolníků, kteří věří v potenciál využití dravých ptáků pro boj s multikoptérami, tedy relativně malými bezpilotními prostředky, jež se vyznačují několika rotory. Nutno dodat, že jejich snahou není multikoptéry démonizovat a dělat z nich větší hrozbu než jakou reálně představují, ale být připraven na situace, které většinou vznikají neúmyslně. Většina ne-li všechny dosavadní případy nějakého ohrožení způsobené multikoptérou měly příčinu v tom, že někdo dostal „dobrý“ nápad, že by bylo fajn podívat se na něco zajímavého ze vzduchu, ať už se jednalo o jadernou elektrárnu, veřejný projev prezidenta či jeho sídlo anebo přistávající dopravní letadla. Tyto případy samozřejmě také upozorňují na fakt, že to samé může provést někdo, kdo bude chtít jednoduše způsobit škody. Z vnějšího pohledu to však nelze rozlišit, navíc důsledky mohou být v obou případech stejné. Takže snahou je mít k dispozici preventivní prostředek, jenž bude schopný případné eliminace záměrných i nezáměrných narušení citlivých míst ze strany multikoptér.

Masivní rozmach multikoptér s sebou přinesl záplavu nádherných fotografií a videí pořízených z ptačí perspektivy, ale zároveň také způsobil, že za jejich řízením se nacházejí lidé, kteří nemají zájem o leteckou stránku věci a absolutně nic netuší o širších souvislostech létání. Zatímco modeláři se pouštěli a pouští do modelů letadel proto, že mají zájem o principy létání, nezanedbatelná část těch, kdo si pořídili multikoptéru, se o létání vůbec nezajímá a jediným jejich záměrem je pořizovat neokoukané záběry ze vzduchu. Tím pádem si nelámou hlavu s nějakými zásadami bezpečného létání, ale starají se pouze o nejlepší kompozici snímaných obrázků. Roste tak počet těch, kdo nejenže nelétají v souladu s nařízeními a doporučeními vztahujícími se k využívání vzdušného prostoru, ale nezřídka létají dokonce i v rozporu se zdravým rozumem. Vedlejším důsledkem pak je i smutný fakt, že tímto svým chováním kromě obecného ohrožování pošpiňují jméno klasických modelářů, kteří létají zodpovědně. Celé odvětví rádiem řízených letadel, jež bezproblémově fungovalo více než půl století, je najednou decimováno nesmyslnými regulemi a zákazy.

Těchto důsledků si jsou vědomi i samotní výrobci multikoptér, takže se snaží do svých produktů zabudovat nejrůznější systémy, které zabrání těmto prostředkům vletět do rizikových oblastí, například prostorů letišť. V paměti dronu je tak databáze obsahující souřadnice kritických míst, jež fungují jako pomyslné bezletové zóny. Pokud se k nim stroj přiblíží, řídicí počítač nedovolí pokračovat dále v letu. Těmto virtuálním plotům se říká anglicky geo-fencing. Tato ohraničení slouží primárně k ochraně prostorů jako jsou letiště a vládní budovy, objevují se však tendence umožnit vytvoření bezletové zóny nad soukromým pozemkem kohokoli, kdo si z obavy před narušením soukromí zažádá o zařazení do databáze zakázaných prostorů. I když se jedná o poměrně účinnou metodu prevence létání tam, kde to není vhodné, ne každá multikoptéra je tímto systémem vybavená. Navíc příliš nefunguje u technicky zdatnějších osob, jež mohou databázi bezletových zón lehce odstranit. Na místě je tak aktivní způsob ochrany před multikoptérami. A co by mohlo být účinnější než použití rozených predátorů specializovaných na lov létajicích tvorů.

Sokolnictví, neboli využívání dravých ptáků k lovu, má v lidské historii poměrně dlouhou a bohatou tradici. S rozvojem létání se toto odvětví myslivosti začalo hojně uplatňovat pro takzvanou biologickou ochranu letišť, kdy dravci slouží k odhánění ptáků z letištních ploch, a tím umenšují riziko jejich střetu s letadly. K tomuto účelu lze využít většinu druhů dravých ptáků, největší oblibě se těší dravci jako raroh, sokol či orel. Draví ptáci se podobně jako ostatní predátoři vyznačují vysokou inteligencí, takže je relativně snadné je naučit lovit jen to, co si sokolník přeje. Včetně neživých tvorů, létajicích strojů. To ostatně některé druhy ve volné přírodě již dělají zcela samovolně.

Věhlasným lovcem letadel v ptačí říši je orel klínoocasý (aquila audax), největší dravý pták obývající Austrálii. Tento dravec s rozpětím křídel kolem 2,5 metru má hmotnost v závislosti na pohlaví od 3 do 4 kg, přičemž je schopný ve svých drápech unést až dvoukilogramový úlovek. Což jej nikterak neodrazuje od útoků na nesrovnatelně větší létajicí objekty. Tento pták je velice háklivý na své teritorium a každého vetřelce nelítostně stíhá. Své o tom mohou vyprávět dokonce i paraglidisti a rogalisti, na něž tito dravci často útočí a svými drápy jim párají tkaninu křídel. V letošním roce se navíc orli klínoocasí v Austrálii proslavili veleúspěšnou likvidací bezpilotních letadel sloužících k průzkumu potenciálních míst vhodných k těžbě. Ulovili hned devět dálkově řízených samokřídel Trimble UX5 a celý projekt tak prakticky zastavili. I v jiných částech světa se modeláři střetávají s útoky dravců, zejména pokud se s letadlem objeví v době hnízdění blízko starostlivých ptačích rodičů.

Přesně těchto loveckých instinktů využívá společnost Guard From Above, jež ve spolupráci s nizozemskou policií započala v roce 2015 zkoušky lovu multikoptér. V tomto případě padla volba na orla bělohlavého (haliaeetus leucocephalus), tedy ptáka, jehož mají ve znaku Spojené státy americké, který se díky své velikosti pro tento účel velmi hodí. To, že na fotkách i videích orel nemá proslulou bílou hlavu, je dáno skutečností, že se jedná o mladé jedince, kteří své typické zbarvení teprve dostanou. Pro lov dronů je třeba orly vycvičit, byť v přírodě by na ně mohli samovolně útočit, v tomto případě je třeba vytvořit chování, kdy si ptáci multikoptéru automaticky spojí s kořistí. Proto sokolníci připevňují k dronům kousky masa, které v průběhu učení slouží jako odměna a motivace na stroj zaútočit. Jakmile si pták toto chování osvojí, útočí na multikoptéru nezávisle na tom, zda na ní kus masa je, nebo ne.

První věc, která takřka každého při pohledu na dravce lovícího multikoptéru napadne, je, zda točící se vrtule nezpůsobí ptákům zranění. Z uskutečněných zkoušek vyplynulo, že orli dokážou dron zachytit tak, že je rotory nijak neporaní. Přesto nizozemská policie nechala pod tlakem nejrůznějších organizací na ochranu zvířat zpracovat návrh na výrobu kevlarových „ponožek“, které by dravci nosili na pařátech a chránily je před případným zraněním. V letošním roce dospěly zkoušky ke svému závěru, na jejichž základě policie dospěla k rozhodnutí zavést složku „protidronových sokolníků“ do služby. Sokolnickým výcvikem aktuálně prochází zhruba sto jejích příslušníků a bylo zakoupeno několik mláďat orlů, která budou postupem času vycvičena k lovu multikoptér. S ostrým operačním nasazením jednotky se předběžně počítá od poloviny roku 2017. Že s tímto nápadem přišli právě v Nizozemsku vcelku nepřekvapuje. Tato země je proslulá svou nekonvenčností a originálním myšlením, což jsme si zde již několikrát měli možnost ukázat. A to v případě nasazení robotických dravců RoBird k ochraně letišť před ptáky (viz 19. díl) a úpravě terénu ke snížení hlučnosti amsterdamského letiště parkem Buitenschot (viz 37.díl).

Pro úplnost se ještě podívejme na další možnosti boje proti multikoptérám pohybujícím se v nežádoucích místech. V diskusích ohledně multikoptér a jejich případného zneužití k narušování soukromí druhých se takřka se železnou pravidelností objevují ostrostřelci, kteří by takové stroje nejraději sestřelovali klasickými zbraněmi. To se na první pohled jeví jako výtečné řešení, jenže ve skutečnosti se nejedná o nic jednoduchého. Dron s průměrem kolem třiceti centimetrů ve výšce padesát a více metrů je cílem, který jsou schopni sestřelit jen mimořádně dobře trénovaní střelci. Obzvlášť když se dron na obloze ještě pohybuje. Většina pistolníků by pouze zoufale plýtvala olovem. Navíc projektily by mohly způsobit i další škody či zranění, stejně tak padající multikoptéra. Ochrana před malými bezpilotními prostředky proto touto cestou nevede a na místě je propracovanější řešení.

Z hlediska uplatnění technologií v boji proti nežádoucím bezpilotním prostředkům lze využít dvě metody. Je-li stroj řízen na dálku operátorem ze země, je možné přerušit rádiové vysílání. Spojení mezi pilotem a dronem zanikne, přičemž jej může převzít obránce a s multikoptéru naložit dle svých potřeb. Je-li stroj autonomní, to znamená, že do jeho řízení operátor nezasahuje a pohybuje se sám dle předem zadaných instrukcí, je možné zarušit jeho GPS signál, pomocí kterého se dron po obloze orientuje. Jakmile přijde o svou navigaci, dron buď sám přistane na místě, kde právě je, anebo mu lze podstrčit falešné souřadnice a přinutit jej talk letět tam, kam chceme my. Tento druh útoku na bezpilotní prostředky byl dle všeho již uplatněn i v případě velkých strojů amerického letectva. V závěru roku 2011 se podařilo Íráncům přinutit přistát na jejich území americký výzvědný bezpilotní prostředek Lockheed Martin RQ-170 Sentinel, a to s největší pravděpodobností právě tímto způsobem. Co se týče obrany před multikoptérami a dalšími malými bezpilotními prostředky, společnost Battelle vyvinula „zbraň“ nazvanou DroneDefender, která dokáže až na vzdálenost necelých 400 metrů zarušit rádiové spojení a synchronizaci s GPS bezpilotního prostředku a následně jej přinutit přistát. Na rámu útočné pušky se nachází vysílač s dvojicí antén, který s velkým výkonem vysílá na rádiových frekvencích používaných k řízení multikoptér, čímž jejich přijímače zahltí a odřízne od zdroje signálů a následně nad nimi převezme kontrolu. S rozměrově větším a zároveň výkonnějším zařízením přišla firma DroneShield, která nabízí obdobně fungující DroneGun s dosahem až 2 kilometry.

Jiným způsobem lovu multikoptér je použití sítě. A to jak sítí odpalovaných ze země z přenosných zařízení, tak sítí nesených ve vzduchu. Síťomet nazvaný SkyWall 100 představila firma OpenWorks Engineering. Jedná se o zařízení podobné raketometu, kdy namísto rakety vylétá z tubusu projektil nesoucí síť. Ta se v blízkosti multikoptéry rozvine a letící stroj zachytí. Poté se otevře padák a zařízení i s úlovkem se pomalu snese k zemi. Tato „zbraň“ je relativně dobře přenosná a poskytuje kadenci až 7 ran za minutu. Střelec multikoptéru zaměřuje skrze elektronické hledí, které automaticky vypočítává potřebnou trajektorii a další parametry nutné pro úspěšný odchyt dronu. Dostřel se pohybuje kolem 100 metrů. Objevila se i létajicí varianta, kdy odpalovací zařízení nese jiná multikoptéra. Má název Drone Catcher a vyvinul jej tým z Michiganské technické univerzity. Zařízení vystřelující síť je umístěné na velké multikoptéře, která loví menší bezpilotní prostředky. Obdobný systém vyvinula i firma Theiss, u níž nese název Excipio. Sítě ale nemusí být jen vystřelovány. Multikoptéry je mohou nést i v rozvinutém stavu, přičemž svým manévrováním odloví cílený dron. Tento systém působí poněkud neohrabaněji, ale nelze popřít jeho funkčnost. Podvěšená síť se objevila ve Francii u firmy Malou Tech pod označením MP200 a s operačním nasazením experimentuje japonská policie. Další metody boje s bezpilotními prostředky samozřejmě rozvíjí i armády, v těchto případech se často sází na využití laserů, tyto systémy ale už přesahují prostor tohoto dílu. Na vojenský sektor se můžeme podívat někdy v budoucnu.

Způsoby ochrany před nežádoucími bezpilotními prostředky budou postupem času nabývat na důležitosti. I když lze předpokládat, že současný trend obliby multikoptér časem pomine, jakožto potenciální riziko budou existovat i nadále. Navzdory všem technickým vymoženostem se zdá, že nasazení dravých ptáků v případě prevence před zneužitím dronů je přinejmenším v současnosti nejlepším řešením. Obzvlášť v prostorech letišť. Vzhledem k tomu, že tam již funkce sokolníků má své nezastupitelné místo, je zapojení nově vycvičených dravců velice rozumným řešením.

Kam dál?
Video z předvedení lovu multikoptéry orlem: https://youtu.be/HifO-ebmE1s
Video útoku orla klínoocasého na ultralehký kluzák: https://youtu.be/DMj6AqcDBU4
Video útoku orla klínoocasého na multikoptéru: https://youtu.be/Hr-xBtVU4lg
Prezentační video systému DroneGun: https://youtu.be/sbW3ZeoMJio
Prezentační video systému SkyWall 100: https://youtu.be/M6tT1GapCe4
Prezentační video systému Excipio: https://youtu.be/VWUaAqzBuZo
Prezentace lovu japonské multikoptéry se sítí: https://youtu.be/-vknRo7aLhc
Díl věnovaný bezpilotním prostředkům: http://airspotter.eu/Download/Drony.pdf

Celý text je dostupný rovněž ve formátu .pdf: http://airspotter.eu/Download/Guard_From_Above.pdf

Marek Vanžura
(Photo © Koen van Weel)

MarekV · Zaslal: út prosinec 06, 2016 8:35 am Předmět:

66. díl – Design - Build - Fly aneb brněnští studenti dobývají USA

Teorie a praxe jsou jako pověstné spojené nádoby. Jedna s druhou úzce souvisí a žádná z nich není důležitější než ta druhá. V reálných podmínkách ale někdy bývá problematické dosáhnout mezi nimi správného a vyváženého poměru. To, jak se zdá, není problém výuky na Leteckém ústavu brněnského VUT. Zdejším akademickým pracovníkům se dlouhodobě daří propojovat teoretické poznatky poskytované na přednáškách s praktickými dovednostmi získávanými prostřednictvím práce na reálných projektech. K nejnovějším příkladům patří zapojení studentů do leteckých konstrukčních soutěží, v nichž si mohou kromě ozkoušení návrhu a stavby modelu letadla dle striktního zadání rovněž poměřit síly se svými vrstevníky z nejrůznějších koutů celého světa. V letošním roce se brněnští studenti zúčastnili již druhé takové soutěže, a to hned té nejprestižnější, americké Design – Build – Fly.

Vůbec poprvé se tým mladých nadějných studentů z Fakulty strojního inženýrství na Vysokém učení technickém v Brně zúčastnil v roce 2015 soutěže Air Cargo Challenge (ACC). Jejich úspěšnému počínání v tomto klání jsme se zde již podrobně věnovali (viz 47. díl). Účast studenty natolik nadchla, že se po návratu začali zajímat o další možnosti, kde by mohli uplatnit své teoretické znalosti, jež jim univerzita poskytuje. Protože evropská ACC se koná s dvouletou periodicitou, upnula se jejich pozornost na každoročně konanou soutěž skrývající se pod nevinnou zkratkou DBF. Ovšem již první pohled na detaily soutěže dával tušit, že cesta za úspěchem nebude procházka růžovou zahradou. Jedná se totiž o bojiště, na němž se střetávají ti nejlepší z nejlepších.

Zkratka DBF je složena z anglických slov Design, Build a Fly neboli navrhni, postav a leť, což naprosto dokonale vystihuje smysl celé soutěže. Pořadatelem je Americký institut pro letectví a kosmonautiku (AIAA, American Institute of Aeronautics and Astronautics), což je v oblasti leteckého inženýrství zřejmě nejuznávanější organizace na světě. Partnery a sponzory jsou dvě význačné americké firmy, a to skupina Textron, pod níž spadají výrobci letadel Beechcraft, Cessna a Hawker, a celosvětově největší výrobce řízených střel, firma Raytheon. Organizátoři účastníky v žádném případě nešetří, takže každý rok předkládají zadání, na němž si nejeden tým vyláme zuby. Soutěž se střídavě koná na letištích v Marylandu, Kansasu a Arizoně od roku 1997. Pro rok 2016 připadlo místo konání na Kansas, konkrétně na Eisenhowerovo letiště (KICT/ICT) ve Wichitě, v termínu 15.-17. dubna.

Pravidla soutěže Design, Build, Fly tedy byla náležitě komplexní. Úkolem soutěžních týmů bylo navrhnout a postavit dvě letadla, přičemž jedno z nich mělo sloužit jako mateřský letoun, jenž bude schopný na své palubě, ať už po částech anebo vcelku, přepravit letoun dceřiný, jenž navíc sám o sobě bude muset následně uskutečnit let s téměř litrovou lahví limonády. Tyto schopnosti musely týmy demonstrovat prostřednictvím tří letů během hlavní soutěže. První let obnášel let prázdného mateřského stroje, který musel na vytyčené trati zaletět několik okruhů. Druhý let spočíval v transportu dceřiného stroje, kdy mateřský letoun musel na své palubě po dané trati přepravit menší stroj. Okruh tedy musel absolvovat tolikrát, z kolika dílů se menší stroj skládal. Čím větší počet těchto letů byl, tím menší byl bodový zisk. Konečně třetí let dával prostor malému letounu, který musel oblétnout trať s nákladem tvořeným plnou lahví energetického nápoje Gatorade. Její objem činí 32 uncí, což je 0,9 litru, tedy bezmála kilogram hmotnosti.

Brněnští studenti přišli s odvážným řešením. Aby nemuseli letět více než jednou, čímž by se snížil bodový zisk, rozhodli se přepravit letadlo vcelku. Mateřský letoun je proto „slupka“, do níž se dceřiný stroj vloží. Horní strana křídel je upevněna na pantech, po jejímž odklopení se odkryje vnitřní prostor, do nějž přesně pasuje křídlo dceřiného stroje. Kvůli nutnosti dutého křídla jej bylo potřeba zkonstruovat jako samonosnou skořepinu, což bylo pochopitelně složitější než klasické křídlo s nosníkem. Nosník ocasních ploch je shora otevřený, aby do něj mohl zaklesnout ocasní nosník menšího stroje, stejně tak je dutá svislá ocasní plocha, vodorovné ocasní plochy do sebe podobně zaklesávají. Protože součástí dceřiného stroje je „nádržka“ pro láhev s tekutinou, má adekvátně tomu mateřský stroj pod trupem přepravní „vanu“, do níž se vše pohodlně vměstná.

Rozpětí mateřského stroje je 1,52 metru, délka 1,48 metru a výška 0,4 metru. Nejvyšší vzletová hmotnost 3,1 kg, prázdná pak 2,1 kg. Rozpětí dceřiného letadla je 1,26 metru, délka 1,24 metru, výška 0,3 metru. Prázdná hmotnost 0,99 kg a nejvyšší vzletová 2 kg. Letoun tak měl větší nosnost než vlastní hmotnost. Na obou letadlech je použitý totožný profil křídla, respektive u kořene se jedná o profil Eppler E210, zatímco na vnějším konci křídla o profil SD7062, s nímž má tým dobré zkušenosti, neboť byl uplatněn na předchozím stroji Fabrick, jenž se účastnil soutěže Air Cargo Challenge. Obě letadla mají pevný kolový podvozek záďového typu. K výrobě ocasních ploch a křídla dceřiného letadla posloužila balsa, ocasní nosník je z uhlíku. Mateřský stroj má taktéž balsové ocasní plochy a uhlíkový ocasní nosník, ovšem konstrukčně náročnější duté křídlo muselo být vyrobeno z kompozitů. Jedním ze soutěžních požadavků, který konstrukci letadla zase o něco ztížil, bylo použití nikl-kadmiových (NiCd) anebo nikl-metal hydridových (NiMH) akumulátorů, namísto dnes používanějších a pro tyto účely vhodnějších lithium-polymerových akumulátorů. Mateřský letoun dostal jméno Matka, dceřiný Kobra. K záletu došlo na letišti v Brně-Medlánkách (LKCM) dne 6. dubna 2016.

Vzhledem k náročnosti celého snažení se původní poměrně malý tým značně rozrostl. Na vývoji se podíleli studenti bakalářského i magisterského stupně, vypomohla dokonce i trojice studentů z Turecka, jež zde byla na zahraničním studijním pobytě. Koordinátorem a vedoucím celého projektu byl stejně jako u předchozí soutěže doktorský student Jan Pejchar. Práce na letadlech byla rozložená podobně jako je tomu zvykem u „opravdových“ leteckých firem do jednotlivých konstrukčních oddělení. O aerodynamické výpočty se staral Matěj Malinowski, Martin Šurkala, Tereza Bartlová a Saša Mixová. Pevnostní výpočty provedl Jan Jílek, Jan Skřivánek a Jaromír Kubiena. K těmto členům týmu se během stavby ještě připojil Jakub Zamazal, Jaroslav Koudelka, Tomáš Raška, Vadym Serediuk a Jakub Černoch. Organizaci práce těchto studentů si na svá bedra vzal Vlastimil Hošek, jenž se rovněž společně s Jakubem Dratvou zhostil funkce získávání sponzorů. Technickou zprávu pro komisi soutěže vyhotovili Viktor Babinec a Jana Vaňousová. Pilotem obou letadel byl Tomáš Trojánek.

Studenti do projektu investovali nemálo svého času, neboť veškerá práce probíhala až po výuce, tedy ve volném čase, což bezesporu svědčí o jejich odhodlání, ale ke stavbě jakéhokoli letadla, modely nevyjímaje, je potřeba materiál pro výrobu, případně peníze na jeho pořízení. Stejně jako v případě konstrukce letadla pro předchozí soutěž, i tentokrát ochotně přispělo několik sponzorů, především formou dodání stavebního materiálu a elektroniky. Letecký ústav opět umožnil využívání dílny, čímž tým získal zázemí pro stavbu. Firma GRM Systems jako minule poskytla materiál pro výrobu letadel. Elektroniku a modelářskou bižuterii dodaly přední české modelářské obchody, a to brněnský Reichard Modelsport a pardubický Pelikán Daniel. Motory pocházely z produkce hradecké firmy AXI Model Motors. A v neposlední řadě již podruhé finančně vypomohl hradecký výrobce letadel Ivanov Airplanes.

Na rozdíl od soutěže Air Cargo Challenge, která se konala v nedalekém Německu, byla americká DBF logisticky a zejména finančně výrazně náročnější aktivitou. Cesta za oceán nepatří k nejlevnějším výletům, a tak bylo od začátku jasné, že se soutěže nebude moci zúčastnit úplně každý, kdo na letadle pracoval. Přesto díky příslibu peněz na cestu od dvojice sponzorů mělo letět devět členů týmu. Nakonec se ale situace vyvinula tak, že z tohoto sponzorství sešlo a akutně se hledaly peníze, aby mohl letět alespoň někdo a fyzicky se soutěže zúčastnil. S pomocnou rukou naštěstí přišla domácí Fakulta strojního inženýrství a Letecký ústav, kteří poskytli potřebné finance, takže se do Států mohli vydat aspoň dva členové. A to vedoucí projektu Jan Pejchar a pilot Tomáš Trojánek.

I samotný převoz transportního boxu s oběma letadly stál výpravu nemálo nervů. Dvojice se vydala autem z Brna do Berlína, odkud měla pokračovat dále do Chicaga na palubě Airbusu 330 společnosti Air Berlin. Aby se vyhnuli nepříjemnostem na letišti, před odjezdem si raději pro jistotu telefonicky u společnosti ověřovali, zda jim bednu s letadlem přepraví. Kladná odpověď a ujištění, že s tím nebude problém, se ale po příjezdu na letiště a snaze o odbavení ukázaly jako poněkud liché. Pracovník u odbavovací přepážky nechtěl tak rozměrný předmět převzít. Následně si brněnskou výpravu začali jako horký brambor přehazovat jednotliví pracovníci, až konečně u nejvyššího vedení dopadla žádost o přepravu na úrodnou půdu. Když oba členové podrobně vylíčili, že potřebují přepravit letadla na soutěž, podobně nadšený pracovník Air Berlinu jim zajistil celý přepravní kontejner jen pro jejich bednu. Tím skončily nesnáze na evropské půdě. Ovšem nesnáze na půdě severoamerické teprve čekaly. Kvůli velikosti bedny si výprava předem objednala automobil s dostatečně velkým úložným prostorem, aby se dokázala dopravit do 1 150 km vzdálené Wichity v Kansasu. V autopůjčovně ale měli problém s evropskou kreditní kartou, což se odrazilo ve vleklém řešení situace. Nakonec celou zapeklitou situaci vyřešila změna autopůjčovny.

Zázemí soutěže se nacházelo v hangáru jednoho z organizátorů, americké firmy Cessna. Navzdory svým značným rozměrům byl celý hangár zcela zaplněn letadly jednotlivých soutěžních týmů, kolem nichž se neustále hemžily menší či větší hloučky soutěžících. Letmým pohledem bylo možné odlišit, kdo je tu takříkajíc na domácí půdě a kdo přicestoval ze zámoří. Ti druzí se totiž vesměs kolem svých letadel vyspávali z pásmové nemoci. Soutěž se konala od pátku do neděle, kdy byl vzhledem k velkému počtu účastníků vytvořen harmonogram technických přejímek a následných letů. Brněnskou výpravu to první čekalo v sobotu. Oběma letounům se podařilo úspěšně projít technickou přejímkou, kdy komise posuzovala způsobilost k letu obou letadel. Tímto se otevřely dveře k samotným letům. Zatímco pátek potěšil účastníky krásným počasím a takřka bezvětřím, v sobotu po poledni se stav začal rapidně měnit. Letové okno strojů Matka a Kobra připadlo na nedělní dopoledne. Počasí se však přes noc neumoudřilo a nadále vanul vítr o rychlosti přes 30 km/h. A do toho začalo ještě pršet. Tyto podmínky, jež úspěšnému letu zdaleka nepřály, se odrazily v nedokončeném prvním letu. Přesto se letoun Matka dostal na vytyčené trati poměrně daleko, což se v hodnocení odrazilo a tým poskočil ve výsledkové listině zase o něco výš. Mnoho z ostatních týmů totiž v neděli vůbec neodstartovalo anebo odletělo ještě kratší trať. Nepřízeň počasí pak znamenala, že o prvních zhruba třiceti místech se rozhodovalo již v pátek a v sobotu dopoledne, kdy ještě svítilo sluníčko a panovalo bezvětří. Už z tohoto důvodu je výsledek týmu BUT Chicken Wings více než zdařilý a mnohé vypovídá o jeho kvalitách. V případě rovných (povětrnostních) podmínek by celkové umístění bylo bezpochyby ještě lepší. O náročnosti letu výtečně vypovídá níže přiložené video, na němž je dobře vidět, s jakým větrem se musela letadla potýkat (v čase 1:10 až 1:20 je brněnský tým s letounem Matka).

Brněnská výprava se tedy nakonec umístila na 57. místě. Do soutěže se přihlásilo 144 týmů, z nichž 137 následně zaslalo návrh soutěžních letadel. Komise obdržené návrhy posoudila a na tomto podkladě vyzvala 93 týmů k jejich dalšímu rozpracování, o nichž museli posléze referovat v technické zprávě. Tuto zprávu vypracovalo 80 týmů, z nichž se na místo konání soutěže dostavilo 69. V celkovém součtu do Wichity přicestovalo přes 600 studentů a dalšího doprovodu. Většinu z nich tvořili Američané, jež to měli pochopitelně nejblíže, navíc Wichita se nachází téměř uprostřed Států, takže to ze všech směrů měli bezproblémově dostupné. Kromě nich dorazilo 25 zahraničních týmů. Můžeme být oprávněně hrdí, že jedním z nich byl i český tým. Pohled na výsledkovou listinu přesně odráží realitu toho, kdo v současnosti dominuje leteckému průmyslu. Prvních patnáct míst ovládly týmy ze Spojených států, přičemž se mezi ně podařilo vklínit jen třem neamerickým družstvům, kdy sedmé místo obsadila rakouská výprava, deváté výprava čínská a desáté italský tým. Mimochodem, nelze nezmínit fakt, že vítězná univerzita ze San Jose volila velice podobné řešení jako BUT Chicken Wings, totiž přepravu celého letadla, což byl v rámci kompletního startovního pole poměrně unikátní přístup. S ohledem na peripetie, které doprovázely přepravu letadel z Evropy do Států, se oba členové brněnské výpravy rozhodli ponechat letadla na americké půdě a zpět domů je již nevozit. Vymontovali proto alespoň elektroniku, kterou je možné použít i v budoucnu, a draky letadel zanechali svému osudu.

V roce 2017 se bude opět konat soutěž Air Cargo Challenge, která soutěžní aktivity brněnského Leteckého ústavu nastartovala. Budou ji pořádat vítězové minulého ročníku, takže se účastníci tentokrát podívají do chorvatského Záhřebu. Po svém velice úspěšném debutu se opět dočkáme brněnské reprezentace, jež po čerstvých zkušenostech ze zámoří pomýšlí na stupně vítězů. Formát výuky prostřednictvím práce na projektech letadel pro tuto soutěž se nově na Leteckém ústavu dostal i do běžné osnovy, takže může oslovit větší počet nadějných studentů. Za základ poslouží ozkoušený stroj Fabrick, z nějž ale zůstane v podstatě jen křídlo, které ale také projde zásadními obměnami. Protože už má tým jasnou představu, jak soutěž probíhá a jak se na ni co nejlépe připravit, jsou šance na pódiové umístění vysoké. Byť konkurence jistě bude velká. Již nyní mohu slíbit, že se i na toto klání v rámci seriálu podíváme. Podaří-li se brněnské reprezentaci v Chorvatsku zvítězit, konal by se následný ročník v Brně. A to by byla velká paráda. Nelze než přát týmu hodně štěstí.

Kam dál?
Videosestřih několika letů (v čase 1:10-1:20 brněnský stroj Matka): https://youtu.be/ZtPQep66KXI
Webové stránky týmu: http://chickenwings.cz/
Díl věnovaný účasti na předchozí soutěži: http://airspotter.eu/Download/BUT_Chicken_Wings.pdf

Celý text je dostupný rovněž ve formátu .pdf: http://airspotter.eu/Download/Design_Build_Fly.pdf

Marek Vanžura
(Photo © Jan Pejchar)

MarekV · Zaslal: út prosinec 13, 2016 7:13 am Předmět:

67. díl – SBAP Challenge aneb britští středoškoláci staví letadla

Říká se, že děti jsou budoucností lidstva. O tom, jaká tato budoucnost bude, proto rozhoduje prostředí, jež děti obklopuje, a výchova, která se jim dostává. A to jak výchova rodičovská, tak školní vzdělání. Již řadu let se ale na adresu školství snáší kritika, že metody výuky jsou příliš abstraktní a vzdálené od reality, což mladé lidi odrazuje zejména od studia technických oborů. A to v dnešním vysoce technologickém věku mimo jiné znamená, že společnost přichází o svoji schopnost nadále rozvíjet svůj potenciál. Existuje proto velké množství aktivit, jež mají přilákat zpět k technickým oborům nadějné studenty. Ve Velké Británii vznikl projekt s názvem Schools Build a Plane Challenge, v jehož rámci studenti šesti středních škol staví pod vedením zkušených inženýrů ultralehká letadla.

Problematika nedostatku absolventů technických oborů se začala objevovat v nedávných letech primárně v západních zemích (Spojené státy americké a západní Evropa), které sice byly a prozatím i nadále jsou hlavním tahounem na poli technického rozvoje, ale čím dál větší zastoupení mezi jejími vědeckými pracovníky mají absolventi pocházející z jiných zemí, především asijských. Kromě toho samotné asijské země v čele s Čínou zažívají nebývalý rozmach svých technických schopností a pomalu stírají v tomto směru rozdíly mezi „západem“ a „východem“. Nejlépe patrné je to na faktu, že zatímco polovina dnešních absolventů čínských vysokých škol si odnáší diplom z některého z technických oborů, ve Státech je to pouze třináct procent všech absolventů. Ačkoli populace USA tvoří jen čtyři procenta světové populace, tato země vynakládá polovinu celosvětových výdajů na vědu a výzkum, takže aby mohla i nadále v tomto trendu pokračovat, musí výzkumníky nabírat ze zahraničí, nejvíce z Asie. Ti se ale po určité době vrací do své domoviny, kde své cenné znalosti nabyté během práce ve Státech předávají domácím studentům, čímž zvyšují jejich konkurenceschopnost. Něco podobného trápí i Velkou Británii.

V ostrovním království proto v roce 2008 vznikl projekt nazvaný Schools Build a Plane (SBAP) Challenge (Výzva školy staví letadla). Iniciátorem jeho vzniku byl britský Royal Aeronautical Society (Královský letecký spolek), což je vůbec nejstarší instituce tohoto druhu na světě, neboť má svůj počátek v roce 1866. Partnerem projektu a hlavním sponzorem se stal známý americký výrobce letadel Boeing. Školám, jež projevily zájem se této iniciativy zúčastnit, zakoupil Boeing stavebnici ultralehkého letounu Rans S-6 Coyotte II. Jedná se o dvoumístný vzpěrový hornoplošník s rozpětím 10,5 metru a délkou 6,1 metru se sedadly vedle sebe a pevným kolovým podvozkem příďového typu. Royal Aeronautical Society pak k daným školám vyslal dobrovolníky z řad svých členů, kteří fungovali jako technický dozor nad celou stavbou a především poskytovali studentům veškeré potřebné rady a pomoc. Dalšími partnery jsou Light Aircraft Association (obdoba české Letecké amatérské asociace) a organizace YES neboli Youth & Education Support (Podpora vzdělání mladistvých). Poslední dvě zmíněné instituce se dlouhodobě angažují v projektech tohoto typu, kterých ve Velké Británii existuje více, SBAP Challenge je jen jedním z nich. V rámci těch ostatních britští studenti postavili téměř desítku dalších nejrůznějších typů letadel.

Do projektu SBAP Challenge se postupně zapojilo šest britských škol. Zde je třeba ujasnit, že ačkoli se hovoří o školách středních z pohledu britského systému školství, z českého pohledu lze řadu z nich označit za obdobu našich víceletých gymnázií. Proto se mezi studenty-staviteli objevovaly i 12leté děti. První vlaštovkou se v březnu roku 2009 stala Yateley School sídlící v hrabství Hampshire západně od Londýna. Letoun z její dílny obdržel registraci G-YTLY a poprvé se do vzduchu vznesl 8. února 2013. V březnu 2010 následovala druhá škola, a to Marling School z hrabství Gloucestershire severozápadně od Londýna. Její Coyotte II dostal registraci G-SBAP (na úvodním snímku) a svůj úvodní let absolvoval 30. dubna 2013. Oba dva letouny se předvedly ve společné letové ukázce na aerosalonu ve Farnborough v roce 2014. Od letošního roku již mají soukromé vlastníky, kteří letadla od škol zakoupili. Třetí školou zapojenou do projektu se v lednu 2011 stala bristolská Bridge Learning Campus. V tomto případě letoun obdržel registraci G-TBLC, přičemž prozatím je stavba dokončená přibližně z 80 procent. Naproti tomu škola Ercall Wood Technology College sídlící ve městě Wellington v hrabství Shropshire hraničícím s Walesem, jež se zapojila rovněž v lednu 2011, svůj letoun poznávací značky G-GWFT zalétala 29. června 2015. Poslední dvě školy se zapojily v srpnu 2012. Jedná se o North East Wolverhampton Academy sídlící ve Wolverhamptonu severozápadně od Birminghamu, jejíž letoun registrace G-NEWA je v současnosti kompletní ze sedmdesáti procent, a o Ernesford Grange z Coventry jihovýchodně od Birminghamu, jejíž stroj obdržel značku G-EGCA. V tomto případě již stavba spěje do finále, takže se očekává, že se stane čtvrtým zalétnutým letadlem tohoto projektu.

Je bez jakýchkoli pochybností, že stavba letadla je náročnou činností. I pro zkušeného dospělého konstruktéra je postavení letadla ze stavebnice nejednoduchou aktivitou, jež si vyžaduje značné nasazení, znalosti a trpělivost. Totožné požadavky proto stavba kladla i na děti, které se do projektu zapojily. Odměnou se jim ale dostalo dovedností, jaké by jinde jen stěží získávaly. Naučily se pracovat s nástroji, naučily se číst výkresy a další technickou dokumentaci, propojily si teoretické poznatky z fyziky či matematiky s reálnými věcmi a jevy, porozuměly fungování jednotlivých částí letadla a obecně principům letu, v neposlední řadě si rovněž osvojily spolupráci s dalšími pracovníky v týmu. Udělat výčet všech přínosů, které jim práce na stavbě letadla dala, zde lze jen stěží, neboť díky své komplexnosti přinesla stavba bezpočet pozitivních vjemů. A co víc, na letadlech je krásné, že po dokončení jejich konstrukce následuje to nejdůležitější, samotné létání. Jak mi jistě potvrdí nejeden modelář, pocit doprovázející zálet nového letadla, nad jehož stavbou strávili desítky či stovky hodin, je nesmírně silným a jen těžko popsatelným zážitkem, na který se nezapomíná. Tím povzbuzuje k další činnosti, neboť funguje jako vynikající zpětná vazba. Je-li dojem takto intenzivní po zalétnutí „pouhého“ modelu, jaké pocity asi musí zažívat děti, které přihlížejí vzletu vlastnoručně postaveného letadla, na jehož palubě sedí živý člověk? Samozřejmostí pak je, že se letadlem následně svezou i samotní studenti, což jejich výsledný dojem z uskutečněné práce ještě umocní.

Je třeba říci, že podobný projekt vznikl i v České republice. Nedosahuje sice tak velkých rozměrů, neboť se jedná o vlastní iniciativu skupiny mladých studentů, ale dost možná právě o to cennější je. Trojice studentů kunovické Střední školy letecké se v říjnu roku 2013 rozhodla, že ve svém volném čase postaví letuschopnou repliku německého školního kluzáku SG-38 Schulgleiter. Se znalostmi a dovednostmi získanými ve škole se studenti Adam Mašík, Dušan Vrána a Jiří Malík pustili do shánění stavebních plánů a následně i financí na potřebný materiál. Zpočátku jim přispěla na stavbu škola, která i poskytla prostory a nářadí ke stavbě, na zdárné dokončení letadla to ale nestačilo. V loňském roce se triu podařilo další peníze získat pomocí crowdfundingové kampaně, kdy 87 dárců přispělo celkovou částkou 63 350 Kč, takže projekt mohl pokračovat i nadále. Na samotnou stavbu samozřejmě dohlíží zkušené oko konstruktéra z Letecké amatérské asociace, aby letoun po dokončení zdárně prošel schválením k provozu a mohl se podívat do vzduchu. Aktuálně je stroj již z větší části hotový, takže lze očekávat, že v roce 2017 obohatí české nebe.

Tou nejzásadnější věcí na celém úsilí projektu Schools Build a Plane Challenge je, že se zaměřuje na středoškoláky. Ti jsou totiž ve věku, kdy většinou ještě příliš neví, jakým směrem by se chtěli v budoucím životě ubírat. Z tohoto důvodu jsou otevření působení vnějších vlivů, které by je mohly nasměrovat na cestu, v níž budou spatřovat smysl a především v ní najdou zalíbení. Vlastnoruční stavba letadel, v jejímž závěru zúčastněné děti spatří, jak jejich dílo vzlétá do oblak, je bezpochyby vlivným faktorem, jenž v nich dokáže podnítit touhu věnovat se podobným aktivitám i v budoucnu. Dostatečně výmluvně o tom svědčí výpovědi jednotlivých studentů těch škol, které již stavbu úspěšně završily a jejichž letadlo létá. Prakticky všichni se chtějí stát inženýry. Studentské týmy se průměrně skládají z dvaceti dětí. A i když se nakonec na dráhu technické kariéry vydá jen část z nich, již teď je jasné, že SBAP Challenge odvedl pořádný kus práce. Velmi pravděpodobně totiž projekt stavby letadel na středních školách přinesl britskému království stovku nových inženýrů. A to není zanedbatelné číslo.

Snahy popularizovat a propagovat technické vzdělání se souhrnně označují jako STEM, což je zkratka z anglických slov Science (věda), Technology (technika), Engineering (strojírenství) a Mathematics (matematika). Aktivity v této oblasti mají širokou paletu podob, od pořádání experimentů a naučných přednášek přes výstavby vzdělávacích center až po zapojení dětí a mladých studentů do projektů, kde si mohou na vlastní kůži vyzkoušet „magičnost“ těchto oborů. Podstatou tak je ukázat, že abstraktní vzorce a nicneříkající definice na stránkách učebnic mají doslova hmatatelný význam v reálném světě, kde na jejich principu funguje bezpočet důležitých a užitečných věcí a dějů. Zajímavostí je, že se na tomto poli začal před pár lety angažovat i Edwin Buzz Aldrin, anerický astronaut a „druhý muž na Měsíci“. Ten rozšířil původní zkratku do podoby STEAM, kdy přidané A odkazuje k anglickému Art, což v tomto případě znamená humanitní vzdělání. Aldrin totiž varuje před určitou jednostranností ryze technického vzdělání, pod jehož vlivem budoucí inženýři nedovedou plně zhodnotit společenský dopad svých vynálezů a výsledků práce. Jeho cílem je tedy člověk „renesančního“ ražení, který v sobě bude spojovat znalosti jak „tvrdých věd“ neboli technických, tak i těch „měkkých“, totiž společenských. Cíl je to vcelku ambiciózní. V každém případě je nejdůležitější, že tyto aktivity existují.

Podobnou a neméně důležitou činností je zapojování vysokoškolských studentů do praktických projektů, případně propojování vysokoškolského vzdělání s průmyslem či obecně s děním mimo ryze akademickou sféru. V tomto směru můžeme být myslím se současným stavem poměrně spokojení. Několik dlouhých let se studenti z Fakulty strojního inženýrství brněnského VUT účastní soutěže studentských formulí, kde prakticky uplatňují teoretické poznatky z výuky a osvojují si další dovednosti, jako je například práce v týmu. Z našeho letecky orientovaného hlediska je asi nejzajímavější dění na Leteckém ústavu této univerzity. I tam se stále aktivněji zapojují studenti do reálných projektů, konkrétně konstrukčních soutěží, o čemž jsme si zde již dvakrát povídali (viz 47. díl a 66. díl). Zapomenout nesmíme ani na pražské ČVUT, kde na Ústavu letadlové techniky během posledního desetiletí uplatnilo své teoretické znalosti nemálo studentů během vývoje ultralehkého letounu poháněného dmychadlem ukrytým v trupu, který nese název UL-39 Albi. V současnosti probíhají práce na jeho větší a výkonnější variantě UL-39 Albi II.

Jako téměř u všeho i zde platí, že k úspěšné relizaci jsou potřeba především peníze. Bez firmy Boeing jakožto hlavního sponzora by iniciativa Schools Build a Plane Challenge, jakkoli poháněná nadšením, nespatřila světlo světa. Nutno přiznat, že ze strany Boeingu nejde ani tak o dobročinné gesto jako spíše o investici do svých potenciálních zaměstnanců (a taky o reklamu). Na tom ale není absolutně nic špatného. A i kdyby se nikdo z těchto lidí, do nichž Boeing investoval, neobjevil v budoucnu mezi jeho zaměstanci, přeci jen by z toho těžil, neboť by se s velkou pravděpodobností objevili u některého z jeho průmyslových partnerů a kontraktorů. Firmy by si měly přestat stěžovat na nedostatek kvalifikovaných pracovníků a více podporovat jejich vzdělání a investovat do nich. Jsem přesvědčen, že podobný projekt zaměřený na české středoškoláky by byl obdobně úspěšný. Máme dostatečný počet leteckých firem (a nejen jich), byť ne možná tak světově významných jako právě Boeing, které by mohly něco takového podporovat. Vynaložené peníze by se jim téměř jistě mnohonásobně vrátily zpět. Nelze než doufat, že některá z nich na to dříve či později taktéž přijde. Bylo by to prospěšné pro všechny tři strany, jak pro firmy, tak pro mladé lidi, tak i pro společnost jako celek. Jistě by nebylo na škodu učit se v tomto směru od těch největších a nejúspěšnějších. Ti si již uvědomili, že budoucnost skutečně patří dětem.

Kam dál?
Video společného letu strojů G-YTLY a G-SBAP na aerosalonu ve Farnborough v červenci 2014: https://youtu.be/4lsjYV-PHRw
Oficiální stránka projektu Schools Build a Plane Challenge: http://www.sbapchallenge.com/
Stránky podobného projektu studentů z Kunovic: https://www.facebook.com/schulgleiter/
První díl věnovaný brněnským studentům http://airspotter.eu/Download/BUT_Chicken_Wings.pdf
Druhý díl věnovaný brněnským studentům: http://airspotter.eu/Download/Design_Build_Fly.pdf

Celý text je dostupný rovněž ve formátu .pdf: http://airspotter.eu/Download/SBAP_Challenge.pdf

Marek Vanžura
(Photo © Matthew McGrath)

MarekV · Zaslal: čt prosinec 29, 2016 6:55 pm Předmět:

68. díl – Biobot aneb hmyz na dálkové ovládání

Let hmyzu má v sobě určitou magičnost, protože se výrazně liší od letu všech ostatních živočichů. Záhadě fyzikální podstaty hmyzího letu a jejího aplikování na uměle zkonstruovaný robotický hmyz jsme se věnovali v jednom z prvních dílů (viz 8. díl). Snahy o vytvoření umělého hmyzu jsou ale navzdory pozornosti a financím do výzkumu vložených zatím stále v poměrně rané fázi, takže prakticky použitelný létajicí robotický brouk je nadále záležitostí budoucnosti. A protože létajicí prostředky velikosti hmyzu by mohly přinést velice užitečné aplikace, rozhodli se badatelé vyzkoušet i paralelní cestu. Vytvořili tak zařízení, jež dovoluje ovládat živý hmyz na dálku podobně jako rádiem řízený model letadla. Tímto propojením živé tkáně s elektronikou vznikl biobot.

S nápadem vytvořit hmyz propojený s elektronickými součástkami přišla v roce 2006 americká Agentura pro výzkum pokročilých obranných projektů (DARPA) v rámci programu HI-MEMS (Hybrid Insect Micro-Electro-Mechanical Systems, propojení hmyzu s malými elektromechanickými systémy). Cílem bylo propojit hmyz s takovým zařízením, aby následně dokázal uskutečnit let na vzdálenost sto metrů s přesností na pět metrů, a to buď ovládaný na dálku, anebo prostřednictvím autonomního letu za pomoci satelitní navigace. Základem výzkumu tak bylo vyvinout rozhraní mezi živou tkání a elektronikou, které by zprostředkovávalo řízení hmyzu, což by poté vedlo k opravdovému člověkem ovládanému hmyzímu letu. Za perspektivní cestu se již od samotného začátku jevila aplikace elektroniky do zakukleného hmyzu. Hmyz totiž prochází během vývoje značnými proměnami, od larvy přes kuklu až po dospělého jedince, přičemž především prostřední stádium se vyznačuje vysokým stupněm regenerace. Díky tomuto faktu se tělo v kukle po implantování elektrod prakticky zcela zahojí, takže se elektronika stane téměř přirozenou součástí brouka, což až tak neplatí v případě implantace do dospělce. Díky tomu se později pro hmyz s elektrodami v těle vžilo označení biobot, což je složenina slov BIOlogický roBOT.

Výzkumu se chopilo hned několik univerzit. Nejlépe si vedl tým složený z badatelů z Kalifornské univerzity v Berkeley a z Michiganské univerzity, který vedl Hirotaka Sato. Vůbec prvním problémem, který museli řešit, byla volba „nosného“ brouka. I když je dnešní elektronika skutečně miniaturní, z hlediska hmyzu se stále jedná o nezanedbatelnou zátěž. Takže byl potřeba brouk poměrně velký, jenž něco unese. Volba proto padla na brouky z čeledi vrubounovitých a podčeledi zlatohlávků. Nejprve na menší severoamerický cotinus texana, ten však nedokázal s elektronikou na zádech létat, proto jej vystřídali výrazně větší afričtí zlatohlávkové mecynorhina polyphemus a mecynorhina torquata. Samci těchto druhů dorůstají délky až 8 cm při hmotnosti od 5 do 10 gramů. Výzkumníci sestrojili „baťůžek“, jenž se skládá z antény a přijímače rádiového signálu, prostřednictvím kterého posílá člověk hmyzu povely ke změně letu, dále z mikroprocesoru zpracovávajicího zasílané povely na signály přenášené skrze elektrody do hmyzího těla, a napájecího akumulátoru. Celková hmotnost tohoto zařízení činila 1331 mg, tedy 1,3 gramu. Je to sice úctyhodně malé číslo, ale vzhledem k malé hmotnosti brouků samotných bylo zatížení poznat. Zlatohlávci si s ním však dokázali poradit. Během letových testů uskutečňovali dálkově řízení brouci ve většině případů lety trvající 45 sekund, nejdelší let však trval 30 minut. Dosah dálkového řízení byl v místnosti kolem 10 metrů, v exteriéru se pohyboval od 20 do 50 metrů. V současnosti se Hirotaka Sato věnuje dálkově řízenému hmyzu na Nanyangské technické univerzitě v Singapuru.

Další ze zúčastněných institucí byla Cornellova univerzita ze státu New York. V tomto případě pracovali badatelé s lišajem manduca sexta. Důvodem byla především velikost larev a kukel, s nimiž se velice dobře pracuje a implantace elektrod je tak značně usnadněna. Byl to právě tento tým, který nejvíce přispěl poznatky ohledně nejvhodnější doby k zabudování elektroniky do těla hmyzu. Co se týče samotné elektroniky, „baťůžek“ měl hmotnost pouhých 500 mg. Zajímavostí na tomto výzkumu bylo, že kromě ryze elektronického způsobu ovládání hmyzu zkoušeli badatelé i ovládání prostřednictvím chemického přenosu, kdy namísto stimulace svalů elektrickými vzruchy se do těla uvolňovaly chemické látky (neuropřenašeče), které dráždily danou oblast stejně jako elektrický potenciál. Řízení letu hmyzu každopádně u obou univerzitních výzkumných týmů fungovalo na stejném principu, kdy elektrody v těle stimulují většinou svaly ovládající křídla, přičemž když operátor chce, aby hmyz zatočil doleva, elektroda podráždí svaly na pravé straně těla, čímž toto křídlo zvětší rozsah (či intenzitu) kmitu a brouk zatočí doleva. Vyslat lze samozřejmě i povel vedoucí k zastavení letu či opětovnému vzlétnutí. Na Cornellovu univerzitu později navázala svým výzkumem Státní univerzita Severní Karolíny, jež pokusy s lišaji nadále rozvíjí.

Prozatím uskutečněné výzkumy naznačují, že i v tomto případě zůstává nejslabším článkem technika, neboť omezujícím faktorem biobotů není jejich biologická část, ale technologická. Především pak zdroje energie pro dlouhodobé napájení řídicí elektroniky. Nosnost hmyzu není ani zdaleka neomezená, přičemž akumulátory mají stále poměrně velkou hmotnost, takže doba fungování biobota je stále relativně krátká. Této skutečnosti si byla vědoma již v samotném začátku DARPA, jež jako jeden z dílčích cílů navrhla prozkoumat možnosti čerpání energie pro elektroniku přímo z hmyzího těla. Toto řešení se ale doposud nedočkalo nějakého uspokojivého výsledku. Ovšem v porovnání s hmyzem ryze robotickým, který je závislý na zdroji energie, k němuž musí být připojený kabelem i během letu, poskytuje už i současný dálkově řízený živý hmyz výrazně lepší vlastnosti. Rovněž samotný mechanismus ovládání hmyzu má daleko k dokonalosti, a to i navzdory tomu, že nervový systém těchto tvorů je relativně primitivní, což přispívá k porozumění jeho funkcím. Přesto se zatím nedaří převádět vysílané signály do nervové soustavy hmyzu natolik přesně, jak by si výzkumníci přáli, takže celkové řízení je poměrně hrubé.

Dálkově řízený hmyz, byť „pouze“ ten nelétajicí, se stal předmětem zájmu vzdělávací instituce Backyard Brains (volně přeložitelné jako neurověda na dvorku), za níž stojí skupina studentů Michiganské univerzity. Ti se snaží propagovat výzkum mozku a nervové soustavy mezi dětmi a mladými lidmi, k čemuž vyvinuli celou řadu relativně jednoduchých, ale dostatečně efektních sad experimentů, které si může kdokoli zakoupit a doma provést. Mezi nimi se objevil i RoboRoach. Tedy dálkově řízený šváb. Konkrétně středoamerický disco šváb (blaberus discoidalis), který se hojně využívá jakožto krmivo pro plazy a pavouky chované v teráriích. Experimentální sada se skládá z řídicího počítače, který se švábovi přilepí na záda, a elektrod, které musí „mladý badatel“ umně dle návodu implantovat uspanému švábovi do zad a tykadel. Následně prostřednictvím aplikace v telefonu může řídit směr, kterým se brouk pohybuje. RoboRoach se stal okamžitým hitem na crowdfundingovém serveru Kickstarter, kde jej podpořilo téměř dvě stě lidí. Výuková sada ale nijak levná není, balení obsahující veškeré potřebné vybavení přijde na 160 dolarů (4 100 Kč). Samotný baťůžek s elektronikou lze zakoupit za cenu sto dolarů (2 500 Kč). Nejedná se sice o létajicí hmyz, ale pro případné zájemce jde o poučný vzdělávací vynález.

Vcelku nepřekvapivě vyvolal dálkově ovládaný hmyz s implantovanými elektrodami v těle pohoršení, znechucení a odmítnutí. A pokud snad lze přimhouřit oči nad využitím biobotů pro striktně vědeckovýzkumné účely, odsouzeníhodné je využití pro zábavu, jak se tomu dělo v případě RoboRoache. Na první pohled to skutečně působí jako nemístné týrání zvířat, ovšem ti stejní lidé, kteří vynášejí káravé soudy vůči badatelům pracujícím s robotickými brouky, se současně neostýchají rozplácnout dotěrnou mouchu novinami či zavolat deratizátora, aby je zbavil otravných švábů či mravenců, kteří se jim uhnízdili v domě. Nikdo se taktéž nevyjádřil k faktu, že titéž brouci jsou oblíbeným krmivem jiných zvířecích mazlíčků. Podobně se kritici nepozastavují nad každodenními genocidami páchanými na hmyzu dopravními prostředky. Takže výpady odpůrců působí poněkud pokrytecky.

Ve skutečnosti nejsou zděšená reakce a pohoršení ze strany veřejnosti způsobené tím, že se na hmyzu provádějí experimenty, ale tím, že se zasahuje do jejich „svobodné vůle“. Zděšení pramení z toho, že pokud se zasahuje do chování hmyzu tím způsobem, že živočich jen otrocky vykonává člověkem zadávané příkazy, pak jestliže je možné ovládat hmyz, alespoň principiálně by mělo jít ovládat i člověka. Jinak řečeno, obavy nevycházejí z nějaké přehnané péče o hmyz samotný, ale z čistě sobeckých důvodů. A těm výše popsané pokusy zavání orwellovským Velkým bratrem. Dle mého soudu je ale taková obava zbytečná. Vytvářet složitý a pracný technický nástroj k ovládání lidí je přehnaně komplikované. Jak několikrát názorně a barvitě předvedly dějiny, lidstvo lze mnohem snadněji ovládat prostřednictvím prostých ideologií. K manipulaci lidí není třeba složitý vynález, který je napřed nutné vpravit do mozku, když lze toho samého dosáhnout slovně (s případnou dopomocí fyzické síly).

Podobné vynálezy ale mají potenciál významně zlepšit životy tělesně postižených lidí. Dnes již běžnou lékařskou metodou je takzvaná hloubková mozková stimulace (deep brain stimulation), kdy se prostřednictvím elektrod zavedených do mozku pacienta daří odstraňovat příznaky Parkinsonovy choroby. Dlouhá desetiletí se pak využívá kochleární implantát, jehož zavedení dnes patří ke zcela rutinním lékařským zákrokům. Jedná se o protézu, která stimuluje nervy vnitřního ucha, čímž umožňuje hluchým lidem slyšet. Doposud jich bylo implantováno bezmála půl milionu. Existují i další neurostimulátory, ať už coby součást běžné medicínské praxe, tak nacházející se v nejrůznějších fázích vývoje. Rozhodně se jedná o velmi prospěšnou oblast vědy, která má šanci zlepšovat životy lidí s nejrůznějšími problémy.

Na závěr si neodpustím ještě zmínku o jednom mimořádně bizarním a zároveň fascinujícím propojení biologie a techniky, které se v minulosti v oblasti vojenství potažmo letectví objevilo. Totiž o holubem naváděné raketě. Nevšední nápad se zrodil v hlavě proslulého amerického psychologa a zastánce směru behaviorismu Burrhuse Frederica Skinnera. Ten v návaznosti na ještě slavnějšího ruského psychologa Ivana Petroviče Pavlova a jeho objev podmíněných reflexů přišel s takzvaným operantním podmiňováním. Jedná se o druh učení, kdy je žádoucí chování odměňováno, zatímco to nežádoucí trestáno. Ke svým poznatkům dospěl během experimentů se zvířaty, mimo jiné i s holuby (pomocí operantního podmiňování je naučil hrát i stolní tenis), kteří jsou obecně velmi inteligentními tvory. Toho si jsou ostatně chovatelé poštovních holubů více než dobře vědomi. Jen tak mimochodem, ve dnech 27.–29. ledna 2017 se bude v Bruselu konat již 35. ročník olympiády poštovních holubů.

Během druhé světové války si pak Skinner uvědomil potenciál vycvičených holubů pro navádění raket. Protože se holubi vyznačují velice dobrým zrakem, rozhodl se je Skinner vycvičit coby „řídicí počítače naváděných střel“. Princip spočíval v tom, že v hlavici rakety měl sedět holub, který by skrze trojici oken v přídi sledoval prostor před sebou. Dokud by raketa letěla přesně na cíl, například nepřátelskou loď, viděl by jej holub prostředním oknem a pouze sledoval další průběh. Jakmile by ale raketa začala uhýbat z kurzu, z pohledu holuba by se cíl objevil buď v levém nebo pravém okně, ten by do daného okna ihned začal klovat. Tam umístěné snímače by tyto impulzy okamžitě přenesly na ovládání řídicích ploch a ty výchylku napravily. V laboratorních podmínkách nápad fungoval výtečně. Do praxe se ale holubem naváděná střela nikdy nedostala, protože se vojenským velitelům celý nápad zdál tak trochu divný. Po krátké druhoválečné epizodě byl projekt sice znovu oživen na přelomu 40. a 50. let, ale jednalo se spíše jen o labutí píseň této koncepce, neboť se již naplno rozvíjela kybernetika a elektronické řidicí systémy.

Navzdory všem dosaženým pokrokům ve vědě a technice nadále existují oblasti, v nichž výrazně dominují živočichové. Není to příliš překvapující, uvážíme-li, že jejich schopnosti jsou výsledkem evolučních procesů trvajících stovky milionů let. Toho se pochopitelně člověk naučil využívat, takže v kontrastu s mnoha pozoruhodnými technickými vynálezy můžeme například vidět, že lidské osoby zavalené v sutinách zřícených staveb vyhledávají psi, eventuálně „neposedné“ multikoptéry loví draví ptáci (viz 65. díl). Přednostmi se vyznačuje i hmyz, což se rovněž odrazilo ve snahách využít jeho schopností, v tomto případě v podobě biobotů. Tento výzkum je teprve v plenkách, ale výhledově může přinést pozoruhodné výsledky. Jaké ale budou se teprve uvidí.

Kam dál?
Video dálkově řízených zlatohlávků: https://youtu.be/_i-_1QdY2Zc
Dálkově řízený šváb RoboRoach: https://backyardbrains.com/products/roboroach
Díl věnovaný robotickému hmyzu: http://airspotter.eu/Download/RoboHmyz.pdf

Celý text je dostupný rovněž ve formátu .pdf: http://airspotter.eu/Download/Biobot.pdf

Marek Vanžura
(Photo © Tat Thang Vo Doan)

MarekV · Zaslal: út leden 24, 2017 8:43 am Předmět:

69. díl – UTIAS Snowbird aneb letadlo s mávajicími křídly

Na konci patnáctého století si mladý Ital Leonardo di ser Piero pocházející z toskánského města Vinci načrtl do zápisníku návrh létajicího aparátu, jenž čerpal značnou inspiraci z ptačího letu. Vyznačoval se totiž mávajicími křídly. Ornitoptéry, jak se této kategorii letadel začalo na počátku dvacátého století říkat, se postupem času dostaly do centra zájmu mnoha leteckých průkopníků a inženýrů, kteří se snažili létat stejně jako ptáci. V průběhu dějin létání se to i několika málo z nich úspěšně povedlo. Prozatím nejnovějším úspěšným strojem je kanadský letoun UTIAS Snowbird, jenž podnikl v roce 2010 více než 19sekundový let, kdy se o pohon mávajicích křídel zasloužila síla lidských svalů.

Protože je let ptáků natolik evidentním zdrojem inspirace pro let člověka, objevily se již více než tisíc let před naším letopočtem v Asýrii rytiny aparátů jasně inspirovaných ptačím letem. V západní kultuře je dost možná nejznámějším případem ornitoptéry starořecký mýtus o konstruktéru Daidalovi a jeho synu Íkarovi, kteří na křídlech zhotovených z ptačího peří měli prchnout z krétského zajetí. Dle dochovaných záznamů se o lety s křídly připevněnými k tělu pokoušel v devátém století arabský učenec Abbas ibn Firnas. Až Leonardo da Vinci v patnáctém století přišel na to, že pokud se chce člověk vznést do oblak stejně jako ptáci, síla pouhých paží k tomu dostačovat nebude. Ptačí let se sice zvnějšku jeví jako něco snadného, ale to je dáno tím, že této funkci je podřízena naprosto celá stavba jejich těla. Ptáci mají duté kosti a jejich prsní svaly, jež se největší měrou starají o pohyb křídel, jsou mimořádně vyvinuté. Člověk mávající pažemi s připevněnými křídly tak nemá dostatek síly, aby vytvořil potřebný vztlak, rozhodně však má schopnost rozveselit přihlížející diváky. Leonardo proto navrhl mnohem propracovanější stroj, který do pohybu křídel přenášel sílu vytvářenou jak pažemi, tak i nohama. Do jeho realizace se ale nepustil. Výsada realizovat let stroje s mávajicími křídly připadla až o několik století mladším badatelům.

Za první seriózní pokusy o konstrukci ornitoptéry lze označit snahy německého pionýra letectví Otto Lilienthala. Ten na konci devatenáctého století velice důkladně studoval principy letu ptáků a značnou měrou přispěl k pochopení funkce profilu křídel. Většina jím zkonstruovaných létajicích aparátů byly kluzáky, ale vedle nich se pustil i do stavby ornitoptéry. K jejímu dokončení a případnému praktickému ozkoušení však nedošlo, neboť zemřel na následky zranění způsobených během jednoho z letů na kluzáku. Za prvního konstruktéra, jehož ornitoptéra uskutečnila pilotovaný let, proto bývá označován jiný Němec, geniální Alexander Lippisch, který se patrně nejvíce proslavil konstrukcemi bezocasých letadel a letadel s deltakřídly. Z jeho rýsovacího prkna vzešel raketový letoun Messerschmitt Me 163 Komet a po válce stíhací stroje F-102 a F-106 americké firmy Convair. Ornitoptéra tak zůstala poněkud v jejich stínu. Lippisch při její konstrukci vycházel ze zjištění německého lékaře Martina Brustmanna, který ve dvacátých letech dvacátého století spočítal, že trénovaný člověk by měl být schopný svýma nohama vyvinout dostatečný výkon, aby udržel ornitoptéru ve vzduchu. Lippischova ornitoptéra se do vzduchu úspěšně podívala v roce 1929, kdy za jejím řízením a pohonem usedl atlet Hans Werner Krause. Stroj o prázdné hmotnosti 50 kg byl nejprve roztažen pomocí lana stejně jako kluzák, načež po vzlétnutí Krause šlapáním uvedl do pohybu kmitavý pohyb křídel. Takto zdolal vzdálenost téměř tří set metrů. V průběhu třicátých let se inženýr nadále této problematice usilovně věnoval a sestrojil několik bezpilotních motorem poháněných ornitoptér. Lippischův talent si však záhy vyžádalo válečné úsilí nacistického Německa, takže projekt letounů s mávajicími křídly musel opustit ve prospěch vojensky užitečnějších letadel.

Na dosažené výsledky Lippischova stroje navázal jiný německý konstruktér, Adalbert Schmid. Jím zkonstruovaná ornitoptéra později pojmenovaná Wolke (oblak) uskutečnila první úspěšný let 29. června 1942 nedaleko Mnichova, když po vytažení lanem do vzduchu překonal pilot šlapáním vzdálenost 900 metrů. Z hlediska koncepce se jednalo o dvouplošník s křídly v tandemu (či možná přesněji „jedenapůlplošník“), kdy přední křídlo mělo rozpětí 12,6 metru, a zadní pak rozpětí 6,4 metru. Toto zadní křídlo bylo pohyblivé a pilot jej šlapáním uváděl do pohybu. Hmotnost prázdného letadla činila 60 kg. Povzbuzen tímto úspěchem, zabudoval Schmid do trupu malý motocyklový motor firmy Sachs, díky čemuž se letová doba a s tím i uletěná vzdálenost výrazně prodloužila. O letoun dokonce projevila zájem Luftwaffe, která jej zvažovala jako možný průzkumný stroj, především kvůli předpokládané malé hlučnosti. Stroj podstoupil pod provizorním označením SC-28 několik zkoušek, ty se ale nesetkaly s naplněním představ do něj vkládaných. Druhou ornitoptérou, do níž se Schmid pustil v roce 1947, byl stroj vycházející z konstrukce tehdy rozšířeného kluzáku Schneider Grunau Baby IIa. Tato modifikace spočívala v přidání pohyblivých konců křídel, o jejichž výkyvný pohyb se staral v trupu umístěný spalovací motor. Letoun již ale nevzbudil ani zdaleka takový zájem jako předchozí stroj. Kromě těchto snah se v průběhu let objevily v mnoha zemích i další pokusy o sestrojení ornitoptéry, a to jak pilotované, tak i dálkově řízené. Mnohé z nich se setkaly s úspěchem. Co se týče ornitoptér malých rozměrů, za pozornost stojí zejména stroje RoBird nizozemského modeláře a sokolníka Roberta Musterse a stroj SmartBird německé firmy Festo, jimž jsme se zde již v minulosti věnovali (viz 19. díl).

Další významná vlna zájmu o ornitoptéry se objevila koncem dvacátého století, kdy se jejím centrem stala Kanada. Největší měrou se o to zasloužil letecký inženýr James DeLaurier. Ten zasvětil svůj výzkum na Torontské univerzitě právě letadlům s mávajicími křídly, přičemž prvním výsledkem této práce se v roce 1985 stal úspěšný zálet třímetrového dálkově řízeného modelu, na němž spolupracoval s kolegou Jeremy Harrisem. V roce 1991 následoval zálet vylepšené verze ornitoptéry. Ovšem modely málokdy přinesou takovou míru zadostiučinění jako „dospělý“ stroj s člověkem na palubě, takže se záhy jejich pozornost přenesla ke konstrukci pilotované ornitoptéry. Návrh nejprve prošel důkladnými měřeními v aerodynamickém tunelu, načež v roce 1995 byla zahájena práce na samotné stavbě letadla. Ta zabrala přibližně rok, takže v říjnu roku 1996 se mohly uskutečnit pojížděcí zkoušky. Veškeré testy ornitoptéry, jež obdržela kanadskou registraci C-GPTR, se uskutečnily na letišti Downsview (CYZD) v Torontu. V kabině letounu zprvu usedala pilotka Patricia Jones-Bowman, kterou v roce 2004 vystřídal zkušební pilot Jack Sanderson.

Pro ornitoptéru C-GPTR byla po zkušenosti s modely zvolena koncepce křídla typu parasol, tedy umístění na nosnících nad trupem. Trup je příhradové konstrukce, přičemž uvnitř se nachází tříválcový spalovací motor König SC-430 o výkonu 18 kW, jenž má na starost mávání křídel. Kmitavý pohyb je na křídla přenášen v ose trupu dvěma vzpěrami, přičemž křídla mávají kolem uchycení tvořeného dvojicí pohyblivých táhel vycházejících ze spodu trupu. Stroj má rozpětí 12,56 metru, délku 7,47 metru a prázdnou hmotnost 322 kg. Podvozek je pevný kolový příďového typu. Během vývoje se jako jedna ze zásadních nevýhod ornitoptéry ukázala tendence „poskakovat“ při vzletu vlivem jednotlivých kmitů křídla. To se povedlo částečně vyřešit použitím malého pomocného modelářského proudového motoru, který se nachází pod zádí a slouží k urychlení letadla při vzletu. Kromě toho první pozemní testy ukázaly potřebu dodatečné nosné plochy, která se nově objevila coby prodloužení nosníku, na němž jsou ukotveny vnější vzpěry křídla. První a jediný vzlet se uskutečnil 8. července 2006 na torontském letišti Downsview. Ačkoli trval pouhých 14 sekund, během nichž urazil stroj přibližně 300 metrů, a navíc byl zakončen nepříliš elegantním převrácením na levé křídlo, pilot jej posléze hodnotil jako nejsilnější zážitek, jaký za svůj život zkušebního pilota zažil. Z vnějšího pohledu se rovněž jednalo o nevídaný výjev. Ornitoptéra je dnes k vidění v Kanadském leteckém a vesmírném muzeu sídlícím na letišti Downsview.

Tímto projektem ale kanadské pokusy s ornitoptérami neskončily. Začaly se však pojit s novou postavou. Tou se stal mladý student Todd Reichert. Pravidelným čtenářům seriálu zní jistě toto jméno povědomě. Je to tím, že se tento Kanaďan podílel na vývoji, stavbě a úspěšném letu lidskou silou poháněného vrtulníku Atlas, jemuž jsme se zde již věnovali (viz 7. díl). V roce 2013 se tomuto stroji podařilo splnit soutěžní podmínky a získat prestižní Sikorského cenu. Na tomto nesporném úspěchu se jistě projevily i znalosti a dovednosti získané prací na předchozím letadle, kterým se stala lidskou silou poháněná ornitoptéra, jež obdržela pojmenování Snowbird.

Lidskou silou poháněná ornitoptéra UTIAS Snowbird (zkratka UTIAS znamená University of Toronto Institute for Aerospace Studies, tedy Institut leteckých studií Torontské univerzity, kde projekt započal) vznikla v druhé polovině roku 2006 coby pokračování a vedlejší produkt předchozí motorové ornitoptéry C-GPTR. Od samotného začátku byla zamýšlena jako studentský projekt, na němž se budoucí letečtí inženýři měli naučit věci, které sezením nad učebnicí nezískají. Pojítkem a omezením všech lidskou silou poháněných strojů je skutečnost, že se vzrůstající rychlostí pohybu se zvyšují nároky na výkon pohonné jednotky. A protože člověk je jakožto pohonná jednotka velice málo výkonný, je zapotřebí, aby se jím poháněný stroj pohyboval co nejpomaleji. Aby se mohl pohybovat dostatečně pomalu, musí mít značnou nosnou plochu a samozřejmě co nejnižší hmotnost. Snowbird se proto vyznačuje rozpětím 32 metrů (což je jen o dva metry méně než má dopravní letoun Boeing 737) a zároveň hmotností pouhých 43,5 kg. Nejvyšší vzletová hmotnost pak činí 114,3 kg. Z tohoto důvodu si návrh vyžadoval opravdovou péči, neboť se celá konstrukce pohybuje na hranici pevnosti. Volba opět padla na uspořádání typu parasol, kdy se křídlo nachází na vysokém nosníku nad trupem. Z tohoto nosníku zároveň vychází ocasní nosník. Nárokům na minimální hmotnost byl podřízen i výběr stavebních materiálů. Použity proto byly uhlíkové kompozity, kevlarová vlákna a balsa. Šlapací mechanismus pochází z „lehokola“ THYS Rowingbike. Prostřednictvím táhel je tento pohyb převáděn do křídel, která se pod jejich působením deformují, a tím vytváří mávavý pohyb, který probíhá s frekvencí 0,65 Hz.

Stavba probíhala od roku 2008 v hangáru Plachtařského klubu Great Lakes na letišti Tottenham (CTR3) v provincii Ontario. Na podzim následujícího roku byl již stroj připraven podniknout první pokusy o vzlet. K prvnímu vzletu došlo 12. října 2009, i když prozatím bez zapojení mávání, letoun pouze po roztažení na laně za vozidlem klouzal. Ještě téhož měsíce se povedlo provést dalších deset letů. Tým se ale teprve učil a zjišťoval, jak se letoun ve vzduchu chová, což se odrazilo v několika poškozeních letadla, z nichž nejvážnější bylo to, které stroj prodělal 21. října 2009. Krátce po odpojení od lana letoun přídí narazil do země, v důsledku čehož byl vážně poškozen zejména trup. Navzdory poměrně rychlé opravě se ale již přiblížila zima, s níž přišly i nepříznivé podmínky pro další lety, takže hlavní část letových zkoušek a především pokusů o co nejdelší let se posunula na léto následujícího roku.

Na přelomu července a srpna 2010 zažilo tottenhamské letiště opravdové pozdvižení, neboť 2. srpna uskutečnil Reichert rekordní let. Po roztažení lanem za jedoucím vozidlem se Snowbird vznesl do vzduchu a jeho pilot po odepnutí lana zapojil sílu svých svalů a rozpohyboval křídla. Za 19,3 sekund urazil vzdálenost 145 metrů a dosáhl rychlosti 25,6 km/h, k čemuž pomohlo celkem 16 kmitů křídel. Reichert coby pohonná jednotka produkoval výkon přibližně 0,7 kW. Tým se ještě téhož dne pokusil o překonání tohoto výkonu, ale během sedmého letu ve večerních hodinách praskl jeden z dílů převodového ústrojí, což zpečetilo osud stroje. Ačkoli poškození bylo možné opravit, nikdo nechtěl riskovat možnou vážnější závadu a eventuální zničení celého stroje, takže padlo rozhodnutí letadlo uzemnit. Dosažený úspěch byl pro všechny zúčastněné velkým vítězstvím, a to nejen pro dvacítku kanadských studentů, ale i pro deset zahraničních studentů z francouzské Univerzity v Poitiers a nizozemské Technické univerzity v Delftu, kteří do Kanady zavítali na studijních pobytech a na projektu se rovněž podíleli. Pohled na ladný pohyb mávajicích křídel působí opravdu půvabně a uhrančivě. Snowbird je dnes vystavený v Kanadském muzeu letectví a kosmonautiky sídlícím na letišti Rockcliffe (CYRO/YRO) v Ottawě.

Uskutečněný let Snowbirdu rozvířil diskuse především na téma, zda mělo Reichertovo šlápání vůbec nějaký reálný vliv na dolet stroje. Křídlo letounu se totiž vyznačuje velikou štíhlostí, což znamená, že disponuje značnou klouzavostí. Navíc v souhře s faktem, že se celý let odehrával v malé výšce, se projevoval i takzvaný přízemní efekt, neboli byl eliminován indukovaný odpor, což taktéž přispělo ke zlepšení letových vlastností. Zlé jazyky proto tvrdí, že lidský pohon neměl žádný pozitivní vliv na let ornitoptéry. A co víc, dost možná dolet snížil, neboť díky štíhlosti a přízemnímu efektu by letoun po roztažení vozidlem doplachtil dál než nakonec doletěl po zapojení mávání. Pro podporu daného tvrzení ale nejsou k dispozici žádná konkrétní data, pouze domněnky a spekulace. Zpochybňování dosaženého úspěchu je proto nejen nepodložené, ale především zhola zbytečné, protože se míjí s tím, co celý projekt přinesl. A to fascinující létajicí aparát a bezpočet nových zkušeností všem členům týmu, jež se na jeho vývoji, stavbě i letových zkouškách podíleli. Dopad těchto přínosů jsme ostatně měli možnost vidět v případě úspěšné realizace ještě ambicióznějšího projektu, jakým byl vrtulník Atlas.

V závěru povídání o vrtulníku Atlas jsme se krátce podívali i na aktivity v oblasti rychlostních rekordů silničních kol, kterým se Reichert a jeho kolegové věnují. Nejinak tomu bude i tentokrát, neboť se jim v loňském roce podařilo dosáhnout nového světového rekordu a opět o něco posunout laťku lidských možností. Krátce po ukončení projektu ornitoptéry Snowbird založil v roce 2010 Todd Reichert s kamarádem Cameronem Robertsonem skupinu AeroVelo, jejímž ústředním tématem jsou stroje poháněné lidskou silou. Jak název napovídá, zejména letadla a bicykly. Do první skupiny spadal vrtulník Atlas, do skupiny druhé pak aerodynamický kryt bicyklu nazvaný Eta. Ten navazoval na dřívější rychlostní bicykl nazvaný Vortex, s nímž torontští studenti dosáhli v roce 2011 rychlosti 116,9 km/h, což ale nestačilo na tehdejší světový rekord, který činil 133,28 km/h. Reichert s Robertsonem si proto vzali do hlavy, že rekord překonají, k čemuž jim sloužila právě Eta. Na tomto projektu tým pracoval od roku 2013, načež o dva roky později již lámal rychlostní rekordy. Nejprve 17. září 2015 dosáhl Reichert rychlosti 137,93 km/h, o den později zrychlil na 139,21 km/h a hned následující den, 19. září, posunul světový rekord znovu, tentokrát na rychlost 139,45 km/h. Ovšem ani s tím se v AeroVelu nespokojili a v roce 2016 se Reichert pustil do dalšího zvedání laťky. 14. září 2016 tak uháněl rychlostí 142,04 km/h a 18. září dokonce 144,18 km/h. Jsem zvědav, zda se i letos dočkáme nového světového rekordu. Na těchto výsledcích je výtečně dobře vidět, jak lze uplatňovat poznatky získané prací na létajicích strojích na tak každodenních věcech, jako jsou jízdní kola, a pozitivně je ovlivňovat.

Letoun UTIAS Snowbird se zařadil po bok pár předchozích úspěšných strojů, jímž se povedlo uskutečnit let pomocí mávajicích křídel, a to jen díky síle lidských svalů. I když prozatím žádná z ornitoptér poháněných lidskou silou nedokázala samostatně vzlétnout. Vždy byl nutný prvotní impulz v podobě počátečního roztažení. Do budoucna proto nadále zůstává tato výzva otevřená. Nechejme se překvapit, zda se najde někdo, kdo pokoří i tento dosud neuskutečněný milník.

Kam dál?
Video letu ornitoptéry UTIAS Snowbird: https://youtu.be/DM9GJ3JOJv0
Video letu motorové ornitoptéry: https://youtu.be/a-qS7oN-3tA
Motorová zkouška ornitoptéry: https://youtu.be/L-HQQYOAL0A
Model ornitoptéry Leonarda da Vinci: https://youtu.be/Oi7KMKxdxQY
Díl věnovaný následujícímu projektu vrtulníku Atlas poháněného lidskou silou: http://airspotter.eu/Download/Atlas.pdf

Celý text je dostupný rovněž ve formátu .pdf: http://airspotter.eu/Download/UTIAS_Snowbird.pdf

Marek Vanžura
(Photo © Todd Reichert)

MarekV · Zaslal: út leden 31, 2017 7:19 am Předmět:

70. díl – Airlander 10 aneb zažíváme renesanci vzducholodí?

Asi jen stěží si lze představit něco romantičtějšího než vzducholoď. Kolos majestátně a téměř neslyšně plující oblohou působí nesmírně uhrančivě a málokdo se při pohledu na něj dokáže ubránít úžasu. Zlatý věk těchto vzdušných gigantů sice již dávno minul, a zbyl z něj jen nepatrný odlesk, avšak dění posledních let naznačuje, že se možná dočkáme renesance létajicích obrů. Zatím nejviditelnější impulz k tomu zavdala britská vzducholoď Airlander 10.

Vzducholodě jsou takzvaná letadla lehčí vzduchu. O jejich nadnášení se stará nosná látka, která má menší hmotnost než vzduch, jenž obklopuje zemský povrch. Za autora myšlenky použít k letu nosnou látku lehčí než vzduch je označován italský jezuita Francesco Lana de Terzi, jemuž se občas přezdívá otec aeronautiky. Ten v roce 1670 publikoval stať, v níž navrhl vakuovou vzducholoď, tedy létajicí aparát, který by k nadnášení používal vakuum. Vzduchoprázdno totiž bezpochyby je lehčí než vzduch. Tím dal (teoretický) počátek strojům lehčích vzduchu. O čtyřicet let později však německý filozof a polyhistor Gottfried Wilhelm Leibniz prokázal, že stroj „naplněný“ vzduchoprázdnem by vzlétnout nedokázal, neboť pokud by měl měkký obal, zbortil by se pod tlakem vnějšího okolí, takže obal by musel být natolik pevný a těžký, že by se nakonec celý prostředek nedokázal odlepit od země. Takže myšlenka sice v principu funkční byla, ale bylo třeba najít vhodnější nosnou látku než vakuum.

V roce 1766 aviatikům otevřel nové obzory britský chemik Henry Cavendish objevem vodíku. Tím předznamenal pozdější zrod velkolepých Zeppelinů, stejně tak i jejich strastiplnou budoucnost. Vodík je totiž sice nejlehčí plyn, čímž výtečně splňuje nároky nutné pro úspěšnou realizaci balónu či vzducholodi, avšak je to plyn hořlavý. O čemž se na vlastní kůži přesvědčí nejedna posádka vzducholodí. V roce 1783 pak francouzský vynálezce Jacques Alexander César Charles spojil de Terziho nápad s Cavendishovým objevem a předvedl první vzlet vodíkem naplněného balónu, takzvané charliéry. To byl společně s horkovzdušným balónem bratrů Montgolfiérových, jenž vzlétl ve stejném roce, zásadní moment ve vývoji aviatiky. Člověk se tak poprvé mohl na svět podívat z ptačí perspektivy. Jenže se mohl dívat jen tam, kam ho zavál vítr. Proto se vynálezci snažili vyvinout říditelný balón, který by vzduchem plul pod jejich velením, stal by se jejich vzducholodí.

Ve stejném roce, kdy se svými balóny vzlétli bratři Montgolfiérové i Charles, představil francouzské Akademii věd návrh na motorem poháněný balón matematik a vojevůdce Jean Baptiste Meusnier. Realizace se nezhostil nikdo jiný než opět Charles, který již v následujícím roce zalétal balón dle Meusnierova návrhu. O další rok později překonal na palubě podobného balónu lamanšský průliv francouzský vynálezce Jean-Pierre Blanchard. Toto byly první krůčky na cestě zmírnit plnou závislost na vnějších podmínkách, avšak stále se nejednalo o plně řiditelné létajicí aparáty. Po celý zbytek osmnáctého a v průběhu devatenáctého století práce na balónech a později i vzducholodích neutichaly. Za první skutečně plně říditelnou vzducholoď je označován až stroj La France, jenž vzlétl v roce 1884 pod řízením svých konstruktérů Charlese Renarda a Arthura Constantina Krebse. Poprvé v historii nějaký létajicí stroj vzlétl a přistál na stejném místě. Zároveň se tento zlomový okamžik stal posledním kolečkem soukolí, jež uvedlo do pohybu největší sílu, jaká se kdy v oblasti vzducholodí objevila. Pro jejich stavbu se konečně rozhoupal hrabě Ferdinand von Zeppelin.

Ferdinand von Zeppelin již od mládí tíhnul k vojenství, takže ve svých 25 letech coby příslušník pruské armády neodolal a vydal se jako pozorovatel do Severní Ameriky zhlédnout právě probíhající americkou občanskou válku. Na straně vojsk Unie se s dobrozdáním Abrahama Lincolna pohyboval po bojištích, kde nasával atmosféru střetů, dělal si úsudek o dovednosti bojujících armád a v neposlední řadě i poznával nový kontinent. Tyto cesty jej zavedly také do Minnesoty, kde ve městě St. Paul natrefil na v Americe žijícího Němce Johna H. Steinera, který za pět dolarů nabízel vyhlídové lety v plynovém balónu. Zeppelin podlehl zvědavosti a 19. srpna 1863 se poprvé vznesl v koši balónu do vzduchu. Bezpochyby více než nevšední zážitek na něj udělal dojem, ale nijak zvlášť se jím dále nezabýval. O sedm let později, v průběhu prusko-francouzské války, si na let v balónu vzpomněl, neboť během obléhání Paříže jej stejně jako ostatní pruské vojáky fascinoval útěk francouzského politika Léona Gambetty z obležení v koši plynového balónu. Po této události začal v létajicích aparátech spatřovat stroje se značným vojenským potenciálem, obzvlášť pokud by se daly řídit. Ovšem zatím zůstával pouze u přemítání o přínosech vzducholodí.

Když však uskutečnila svůj historický let v roce 1884 vzducholoď La France, což znamenalo, že nepřítel byl o krok dál, v Zeppelinovi se vzedmula národní hrdost a rozhodl se, že je třeba tuto ztrátu dohnat. I když prozatím jeho úsilí postupovalo spíše vlažným tempem, neboť se omezovalo na rozesílání dopisů, v nichž propagoval myšlenku německé vzducholodi. Zlomovým se v tomto směru stal rok 1890, když Zeppelin v dopise císaři Willhelmu II. kritizoval poměry v zemi, na nichž se mu nejvíce nelíbilo, že württemberský král Karel I. je po začlenění Württemberska do Německého císařství jen loutkou bez reálných pravomocí. Taková kritika se vcelku pochopitelně nesetkala u německého císaře s pochopením, takže ten Zeppelina na oplátku odeslal do výslužby. Zeppelin tento krok velice těžce nesl, útěchu se proto rozhodl najít v naplnění své vize o říditelném balónu. Jak se sám vyjádřil, v důsledku nuceného odchodu z armády mu nezbylo nic jiného než stavět vzducholodě. Následujícího téměř půl století ukázalo, že to asi úplně nejšťastnější krok nebyl. V každém případě lze tento okamžik označit za počátek ztužených vzducholodí.

Vzducholodě se obecně dělí do tří kategorií. Nejjednoduššími verzemi jsou neztužené vzducholodě (anglicky non-rigid airship anebo také blimp), což jsou létajicí aparáty s měkkým obalem a bez pevné vnitřní konstrukce, v podstatě plynové balóny většinou podlouhlých tvarů. Tento typ vzducholodí se za dob první republiky objevil i ve výbavě československé armády, kdy se pod plynový balón tupu K podvěsila motorizovaná gondola, jež umožnila jeho řízení. Tato gondola je dodnes k vidění v expozici Národního technického muzea v Praze. Nejrozšířenější neztužené vzducholodě pochází z dílem americké gumárenské firmy Goodyear. Druhou kategorií jsou poloztužené vzducholodě (anglicky semi-rigid airship), které již disponují alespoň základní kostrou (nejčastěji pevným kýlem), která drží tvar vzducholodi. Za představitele těchto vzducholodí lze uvést vzducholoď Italia, kterou zkonstruoval italský inženýr a vzduchoplavec Umberto Nobile. V roce 1928 během výpravy k severnímu pólu však v polárních oblastech ztroskotala, v rámci snah o záchranu posádky, mezi níž byl i český vědec František Běhounek, zahynul proslulý polárník Roald Amundsen. Konečně třetí skupinou jsou ztužené vzducholodě (anglicky rigid airship), které mají kompletní vnitřní kostru, která drží aerodynamický tvar stroje. Do této kategorie spadaly všechny největší postavené vzducholodě, německé Zeppeliny, britská R101 či americké „letadlové vzducholodě“ ZRS-4 neboli USS Akron a ZRS-5 alias USS Macon.

Historie Zeppelinových vzducholodí je více než cokoli jiného ukázkou nezdolného odhodlání navzdory opakovaným neúspěchům. Hrabě Ferdinand von Zeppelin ztuženou vzducholoď nevynalezl, pouze se zasloužil o její realizaci a následné rozšíření. Ve skutečnosti dokonce ani neměl žádné technické vzdělání. O vývoj letadel lehčích vzduchu, jež nesly jeho jméno, se starali najatí inženýři. V mezidobí, kdy Zeppelin nuceně opustil armádu, a kdy uskutečnila úvodní vzlet jeho první vzducholoď, došlo k dalšímu z významných vědeckých objevů. V roce 1895 skotský chemik William Ramsay v laboratoři izoloval hélium. Tento plyn je sice nepatrně těžší než vodík (z pohledu vzducholodí má hélium 92,7procentní nosnost vodíku), ale oproti němu má nespornou výhodu v tom, že je nehořlavý. Na druhou stranu se ve volné podobě na naší planetě vyskytuje jen v naprosto minimální míře, a to i přesto, že je hned po vodíku nejrozšířenějším prvkem ve vesmíru. Možností, jak jej získat, je proto buď ho vyrobit v laboratoři, což je nákladné, složité a v tehdejší době v objemech potřebných pro vzducholodě téměř nemožné, anebo objevit jeho přírodní naleziště. Ta se ale nachází pouze na území Spojených států, které se tak staly držitelem monopolu na tento plyn a nevyznačovaly se ochotou se o něj dělit. Zeppelinovi proto nezbývalo než plnit vzducholodě dostupnějším hořlavým vodíkem.

Zeppelinův první stroj, dokončený v roce 1900 a označený jako LZ-1 (Luftschiff Zeppelin, vzducholoď Zeppelin), uskutečnil pouhé tři lety, z nichž ani jeden nebyl nijak působivý. Během prvního nechybělo mnoho ke zřícení vzducholodi, během druhého nepředvedla víc než visení nad hladinou Bodamského jezera, zatímco při třetím se sice již nepotýkala s žádným kritickým momentem, ale předvedené výkony všechny přihlížející zklamaly. Včetně Zeppelina samotného, který poté nechal vzducholoď sešrotovat a zvažoval zanechání pokusů s dalšími stroji lehčími vzduchu. Přesto jeho špatná nálada brzy vyprchala, takže se pustil do nové vzducholodi LZ-2, jež vzlétla v roce 1906. Výsledky byly opět nevalné. Během pokusu o první vzlet se jí zmocnil vítr, který ji následně vláčel po hladině jezera. Až při druhém pokusu se podařilo vzlétnout, ale krátce nato se stroj začal potýkat s oscilacemi, kdy se střídavě zvedala příď a záď. Osádka si s tímto problémem poradila po námořnickém způsobu, kdy vyhodila přes palubu kotvu. Ta se zachytila o členitý terén a strhla vzducholoď k zemi. O její zničení se postaralo nedaleké stromořadí. Opět následovala cesta do šrotu a Zeppelinovo rozjímání, zda má v práci pokračovat. Ve stejném roce ale vzlétla sesterská vzducholoď LZ-3, která již svým prvním letem vrátila všem zúčastněným naději. V průběhu testů se povedlo zrealizovat dokonce 8hodinový let, což byla na onu dobu rekordní vytrvalost. Úspěch tohoto stroje, jak ukázaly následující roky, byl spíše výjimkou, neboť téměř všechny další vzducholodi, jež opustily Zeppelinovy dílny, potkal nešťastný osud v podobě havárie. Ve skutečnosti je potíž jmenovat nějakou, které se potíže vyhnuly.

Od samotného začátku považoval Zeppelin vzducholodě za vojenské stroje. Ovšem posléze přistoupil i na jejich výrobu pro civilní potřeby. Díky tomu vznikla úplně první letecká společnost na světě, Německá vzducholodní cestovní společnost (DELAG), založená 16. listopadu 1909. Ani strojům této společnosti se nehody nevyhýbaly. Vzducholoď LZ-6 shořela v hangáru, LZ-7 Deutschland skončila neslavně již po devíti dnech služby, kdy ji během letu stihla bouře a stroj se zřítil, naštěstí nedošlo k žádné újmě na životech. Následující vzducholoď LZ-8 Deutschland II předčasně skončila svoji cestu poté, co ji pozemní personál vytáhl z hangáru, načež ji vítr sfoukl na stěnu hangáru. Cestujícím nezbylo než gondolu opustit po požárním žebříku. Tímto se ukázala další ze slabin strojů lehčích vzduchu, a to těžká zvladatelnost na zemi, kde se ji proti náporu větru nepodařilo udržet ani třem stovkám mužů. Zeppelinovy dílny ve Friedrichshafenu chrlily jak vojenské, tak civilní verze svých vzducholodí. A pak přišla první světová válka, kdy Zeppelin konečně mohl sledovat své výtvory v boji.

Nasazení německých vzducholodí coby bombardérů za první světové války bylo spíše fiaskem. Kromě toho, že se Zeppeliny ukázaly v případě bombardování jako extrémně nepřesné a náročné na navigaci i pilotáž, byly nebezpečnější spíše pro svoji osádku než pro bombardovaného nepřítele. Ostatně jejich osádky je poněkud nelichotivě nazývaly „létajicí krematoria“. Kromě toho jejich obrovitost neměla uhrančivý efekt pouze na Němce, ale i na Brity. Ti sice Zeppelinovým vzducholodím přezdívali „vrazi dětí“, ale kdykoli se Londýňané dozvěděli o blížícím se náletu, vylézali na střechy, aby na ně co nejlépe viděli, protože se jednalo o zážitek těžko popsatelných rozměrů. Svou estetickou náklonnost ke vzducholodím vyjádřil i známý irský spisovatel a dramatik George Bernard Shaw, který během první světové války žil v Londýně, a při pohledu na gigantické doutníky na obloze si přál, aby se nálety opakovaly, neboť pohled na ně byl nepopsatelně uhrančivý. Navzdory tomu, že se vzducholodě v boji příliš neosvědčily, představovaly jediný způsob, jak Německo mohlo během Velké války způsobovat škody na britských ostrovech. Tedy přinejmenším z tohoto úhlu pohledu jim nelze upřít určitý přínos, byť ve výsledku nijak značný. Hořkého konce první světové války se již hrabě Ferdinand von Zeppelin nedožil, neboť zemřel v roce 1917. Tedy více než deset let předtím, než jeho vzducholodě dosáhly vrcholu své slávy.

Svoji nejslavnější éru si tedy vzducholodě prožily v meziválečném období. V této době vznikly největší létajicí stroje jaké kdy svět spatřil, zároveň došlo i k těm největším katastrofám s těmito giganty spojenými. Vrcholné období pro společnost DELAG znamenal rok 1928, kdy do služby zařadila vzducholoď LZ-127 Graf Zeppelin. V tomto případě se jednalo o nejúspěšnější vzducholoď v dějinách, neboť bez nehody uskutečnila mezi roky 1928 a 1937 celkem 590 letů, během nichž nalétala téměř dva miliony kilometrů. V roce 1929 pod vedením kapitána Hugo Eckenera absolvoval Graf i etapový let kolem světa. Z mnoha dalších pozoruhodných letů stojí za zmínku vědecká výprava nad severní pól v roce 1931. Tento stroj byl mezi vzducholoděmi světlou výjimkou, neboť se dožil úctyhodného věku 9 let, zatímco průměrná životnost všech ostatních Zeppelinových výtvorů byla 18 měsíců. Graf Zeppelin byl coby prostředek dopravy přes Atlantský oceán vysoce ceněn. Kapacitou ani luxusem se sice nemohl porovnávat se zaoceánskými parníky, nabízel však výrazně rychlejší přepravu. Navíc provozoval lety z Evropy do Severní a Jižní Ameriky v době, kdy mu nemohly konkurovat letouny, neboť ty ještě nedisponovaly dostatečným doletem. Na úspěšnou kariéru stroje LZ-127 Graf Zeppelin měl v roce 1936 navázat stroj ještě větší, LZ-129 Hindenburg. Ten byl po zkušenostech s vodíkem od samotného začátku navrhován jako héliem plněná vzducholoď, ale vzhledem k politické situaci Spojené státy, jež jako jediné měly zásoby tohoto plynu, jej odmítly poskytnout, takže se náplní stal opět hořlavý vodík. K tomu, jak to s touto vzducholodí dopadlo, se ještě vrátíme.

Zahanbit se nenechala ani Velká Británie a Spojené státy americké. Nejslavnější kapitolou z éry vzducholodí na britských ostrovech je příběh vzducholodi R101. Tato ztužená vodíkem plněná vzducholoď vznikla v roce 1929 jakožto prostředek pro přepravu do vzdálených britských kolonií, přičemž s délkou 236,8 metru byla tehdy největší vzducholodí na světě. Ke svému prvnímu, a jak se již po pár hodinách ukázalo i poslednímu, komerčnímu letu se vydala v podvečer 4. října 1930 vzletem ze základny v Cardingtonu. Cílem cesty bylo indické Karáčí. Krátce po druhé hodině ranní následujícího dne však cesta předčasně skončila, neboť R101 se zřítila nedaleko vesničky Beauvais severně od Paříže. V jejích troskách zahynulo 48 lidí, což je mimochodem více než u mnohem známějšího Hindenburgu. Po této zkušenosti Britové od vývoje a stavby vzducholodí upustili.

Na druhé straně Atlantiku, ve Spojených státech, se taktéž děly v oboru vzducholodí pozoruhodné věci. Nadšení ze vzducholodí odrážel i mrakodrap Empire State Building v centru Manhattanu. Vrchol tohoto mrakodrapu, jenž se v době svého dokončení v roce 1931 stal na čtyřicet let nejvyšší budou na světě, byl navržen jakožto „kotviště“ a terminál vzducholodí. Ke stožáru na samotném vrcholu se měly kotvit vzducholodě, přičemž v nejvyšším, 102. patře, vznikl prostor na způsob letištního terminálu, kterým se mělo nastupovat a vystupovat ze vzducholodí. Několik pokusů v tomto směru proběhlo, ale velice záhy se začalo ukazovat, že původní nápad nebyl úplně nejšťastnější. Vzdušné proudění kolem tak mohutné stavby vytvářelo nepředvídatelné poryvy větru, což v kombinaci s ukotvením vzducholodí jen za jeden konec znamenalo jen stěží prakticky použitelný výsledek. Tento účel mrakodrapu proto zůstal nenaplněn.

Dost možná nejpůsobivější částí dějin vzducholodí ve Spojených státech jsou stroje ZRS-4 neboli USS Akron a ZRS-5 neboli USS Macon. Jednalo se o ztužené héliem plněné vzducholodě, které byly zamýšleny coby létajicí letadlové lodě, přesněji tedy letadlové vzducholodě. Představa byla taková, že vzducholoď ponese několik „parazitních“ klasických letounů, které v případě potřeby, například obrany mateřské vzducholodi či útoku na hladinové plavidlo, za letu odstartují a po splnění úkolu se vrátí zpět a na letící vzducholoď přistanou. V trupu tak vzniklo několik hangárů, jež hostily menší dvouplošníky Curtiss F9C-2 Sparrowhawk či cvičné Fleet N2Y-1. K zachycení letounů sloužil podvěšený jeřáb, na nějž se museli piloti dvouplošníků trefit zachytávacím hákem, který měli nad křídly. Jeřáb je poté vtáhl do prostor v trupu. V odkazech naleznete video z těchto testů. Je opravdu magické, létajicí letadlová loď je snad až fantaskní nápad. Tyto dvě obří vzducholodě, na délku měly 239 metrů, se rovněž zařadily do seznamu nešťastníků s tragickým koncem. Při nehodě vzducholodi USS Akron nad Atlantikem u břehů státu New Jersey dne 4. dubna 1933 zahynulo 73 osob, čímž se tato havárie stala nejtragičtější v celých dějinách strojů lehčích vzduchu. Vinou špatného odhadu se Akron dostal během cvičného letu do bouře, jež vedla k havárii stroje. Vysoké ztráty na životech pak nebyly způsobeny samotným zřícením vzducholodi, ale zejména utonutím a podchlazením, neboť posádka nebyla vybavena žádnými záchrannými čluny či alespoň plovacími vestami. Americké námořnictvo coby provozovatel těchto strojů si naštěstí draze získanou zkušenost vzalo k srdci, takže když se o dva roky později zřítila sesterská vzducholoď USS Macon, opět kvůli bouři a následnému narušení konstrukce stroje, z celé posádky zahynuli jen dva členové, neboť již byly k dispozici vodní záchranné prostředky (a navíc dopadli do teplejších vod u pobřeží Kalifornie). Zájem o obří vzducholodě po těchto zkušenostech ochladl i na druhé straně Atlantiku.

Poté, co se v Německu k moci dostal Adolf Hitler se svojí suitou, přestaly mít vzducholodě na růžích ustláno. Hitlerovi nijak zvlášť neimponovaly, Hermann Göring jakožto vrchní velitel Luftwaffe a bývalý stíhací pilot z dob Velké války je otevřeně neměl rád. Přesto v nich nacistická strana spatřovala přinejmenším propagandistický nástroj, takže je nadále udržovala při životě. Monstrózní létajicí stroje s neméně monstrózními svastikami na ocasních plochách proto posloužily jako výkladní skříně nacistického režimu. I když nakonec to byla spíše dvousečná zbraň, neboť 6. května 1937 došlo k havárii vzducholodi LZ-129 Hindenburg. Po třech dnech letu z Frankfurtu do Lakehurstu v New Jersey zachvátil tento kolos krátce před přistáním požár, načež se během 34 sekund celý stroj změnil v hromadu šrotu. Ačkoli se ani zdaleka nejednalo o nejtragičtější z nehod, jež vzducholodě potkaly, předtím se událo na tři desítky smrtelných nehod vzducholodí, stal se pád Hindenburgu jednoznačně nejslavnější havárií. Za tuto „slávu“ se zasloužilo vynikající mediální pokrytí, neboť u nešťastného přistání byli přítomni fotografové, kameramani i rozhlasoví reportéři. Svět tak měl tragédii zprostředkovanou do nejmenších podrobností. Celkem zahynulo 35 cestujících anebo členů osádky (a jeden člen pozemního personálu), zachránilo se však 62 osob. Následující rok ještě vzlétla sesterská vzducholoď LZ-130 Graf Zeppelin II, ale již od samého začátku bylo evidentní, že její budoucnost bude mít jen krátké trvání. Dohromady podnikla pouze třicet letů, z nichž nejzajímavější byl špionážní let s cílem zjistit co nejvíce informací o britském radarovém systému, a taktéž propagandistický let nad Liberec, kde posádka shazovala letáky s nacistickými symboly a slogany na podporu režimu.

Krátce po vypuknutí druhé světové války ale Zeppeliny vzaly rychle za své, neboť byly na Göringův pokyn sešrotovány a získaný materiál posloužil ke stavbě letounů, jež měly pro potřeby německé válečné mašinérie mnohem větší přínos. Skončila tak éra přímo obludných létajicích strojů. LZ-129 Hindenburg a sesterský LZ-130 Graf Zeppelin II byly největšími vzducholoděmi světa a největšími létajiciími prostředky, jaké lidstvo spatřilo. Tyto vzducholodě s délkou 245 metrů však disponovaly kapacitou pouhých 125 osob. Srovnáme-li to se současným největším dopravním letadlem, kterým je evropský Airbus 380, jenž má délku 72,7 metru a maximální kapacitu 868 osob, nepoměr přímo bije do očí. Na druhé straně bojiště však vzducholodě našly své, byť relativně malé, uplatnění i během druhé světové války. Mezi jejich hlavní úkoly spadalo vyhledávání a lov německých ponorek, především kolem amerického pobřeží a v gibraltarské úžině.

Po válce se zájmy letectev vcelku oprávněně upřely k reaktivnímu pohonu a obecně strojům těžších vzduchu. Přesto i nadále existovaly větší či menší aktivity spojené se vzducholoděmi. Hlavnímu zájmu se těšily především neztužené vzducholodě, a to jak pro vojenské, tak civilní účely. V roce 1973 vzlétla první horkovzdušná vzducholoď Cameron D-96, kterou vyvinula britská balónářská společnost Cameron Balloons (již dříve jsme se zde bavili o jejích roziérách v souvislosti s loňským obletem zeměkoule v balónu ruským dobrodruhem Fjodorem Konjuchovem, viz 64. díl). Tato kategorie neztužených vzducholodí si poměrně rychle získala oblibu a vzniklo několik firem, jež se jejich výrobou zabývají. Mezi nimi například německá společnost GEFA-Flug, s jejíž horkovzdušnou vzducholodí AS 105 se mohli v roce 2015 seznámit návštěvníci brněnského sletu balónů Balloon Jam na brněnské přehradě. V osmdesátých letech zažívala úspěchy britská firma Airship Industries, která vyvinula několik typů neztužených vzducholodí, mezi nimi i stroj Skyship 600. Tato vzducholoď (registrace N605SK) v roce 2006 sloužila české automobilce Škoda coby létajicí reklama během kampaně Škoda Roomster Roadshow, během níž zavítala i na brněnské letiště. Airship Industries ukončila svoji činnost na počátku devadesátých let, nicméně pokračovatele našla v nové firmě Hybrid Air Vehicles.

Na vzducholodích je nejlákavější fakt, že produkují vztlak v podstatě „zadarmo“. Letouny musí být v neustálém dopředném pohybu, aby se na křídlech vytvářel vztlak a stroj se nezřítil, stejně tak vrtulníky musí nepřetržitě otáčet rotorem, aby nespadly. Toto všechno si vyžaduje energii, kterou je třeba někde získávat, typicky z paliva, jež něco stojí a jeho zásoby na palubě jsou omezené. V případě vzducholodí však platí, že jakmile je jednou naplněna nosným plynem, teoreticky může ve vzduchu viset donekonečna. Takže vztlak je vytvářen vlastně pasivně. Tato schopnost bezpracně setrvat ve vzduchu proto nemohla ujít pozornosti ani moderního vojska, neboť nabízí díky své vytrvalosti vynikající platformu například pro dlouhodobý průzkum. Na základě tohoto předpokladu vznikl vojenský program, jenž přenesl pozornost na novou generaci hybridních vzducholodí, které mají moc přinést renesanci říditelných strojů lehčích vzduchu. Jedná se o stroje HAV 304 neboli Airlander 10 a Lockheed Martin P-791 a následný LMH-1.

Tyto vzducholodě jsou takzvanými hybridními vzducholoděmi. To znamená, že ačkoli většinu vztlaku nadále produkuje nosný plyn, nezanedbatelné množství dalšího potřebného vztlaku pochází z aerodynamických prvků stroje. Tedy ze samotného tvaru, jenž je uzpůsobem podobně jako křídla letounů, a taktéž pohonné jednotky (tedy podobně jako u vrtulníku). Hybridní vzducholodě si tedy berou od každé z kategorií letadel něco a spojují to v jeden celek. V případě Airlanderu 10 výrobce uvádí, že nosný plyn poskytuje 60 procent potřebného vztlaku, dalších 40 procent pak pochází z aerodynamického tvaru vzducholodi. Motory uložené na otočných ramenech potom slouží k přesnému vektorování tahu, čili mohou poskytnout až 25 procent vztlaku pro stoupání, anebo jeho adekvátní umenšení pro klesání. Striktně vzato, hybridní vzducholodě jsou již stroje těžší vzduchu. Z tohoto důvodu již hybridní vzducholodě nedisponují schopností svislého vzletu, neboť vyžadují alespoň minimální dopředný pohyb, aby se zapojil i tvar trupu coby jeden z nosných prvků.

Počátek má vzducholoď Airlander 10 ve vojenském programu americké armády nazvaném LEMV (Long Endurance Multi-Intelligence Vehicle, všestranný zpravodajský prostředek s dlouhou vytrvalostí). Ten požadoval stroj, který by dokázal ve výšce 6 100 metrů setrvat až 21 dní. Pro něj britská společnost Hybrid Air Vehicles vyvinula vzducholoď HAV 304, s níž v roce 2009 výběrové řízení vyhrála. Tomuto stroji předcházela menší patnáctimetrová dálkově řízená vzducholoď označená HAV-3 (G-OHAV), která uskutečnila zálet začátkem srpna 2008 na letišti v britském Cardingtonu. Jejím hlavním účelem bylo ověření funkčnosti konceptu hybridních vzducholodí. Vzhledem k tomu, že se britská firma účastnila amerického vojenského programu, přistoupil ke spolupráci americký zbrojní gigant Northrop Grumman. Svůj úvodní 90minutový let HAV 304 absolvoval 7. srpna 2012 ze základny v Lakehurstu (JB MDL) v New Jersey, tedy na místě, jež má se vzducholoděmi svoji bohatou zkušenost. Vývoj prostředku se ale začal prodlužovat a stejně tak rostly i náklady, což v souvislosti s tím, že americká armáda zahájila stahování svých jednotek z Afghánistánu, jenž měl být hlavním místem nasazení těchto strojů, byl celý program LEMV zkraje roku 2013 ukončen. Po zrušení programu firma Hybrid Air Vehicles odkoupila svoji vzducholoď zpět, převezla ji do Velké Británie a provedla změny, jež měly vést k větší univerzálnosti stroje a jeho potenciálnímu zvýšení atraktivnosti mezi civilními zákazníky. Tím vznikl Airlander 10.

Vzducholoď HAV 304 alias Airlander 10 má délku 92 metrů, šířku 43,5 metru a výšku 26 metrů. Kostra vzducholodi složená ze dvou podlouhlých nádrží na héliem je vyrobena z laminátu a uhlíkových kompozitů. Obal vzducholodi o objemu 38 000 metrů krychlových je složený ze tří vrstev, konkrétně z Vectranu, který zajišťuje tuhost obalu, Mylaru, který se stará o minimalizaci úniku hélia, a Tedlaru, jehož rolí je vnější ochrana před poškozením. Pod přídí trupu se nachází malá gondola s pilotním prostorem. Podvozek tvoří pneumatické ližiny, které dovolují přistání i na vodě. O pohon se stará čtveřice naftových motorů Thielert Centurion o celkovém výkonu 968 kW. Nejvyšší vzletová hmotnost činí 20 000 kg, přičemž nosnost je až 10 tun, odtud tedy označení Airlander 10. Cestovní rychlost je 148 km/h, dostup činí až 4 880 metrů. Vytrvalost je v případě pilotované varianty až 5 dní. U původního vojenského HAV 304 se počítalo s dálkově řízenou bezpilotní verzí, tedy i vytrvalost mohla být až 21 dní. Dvoumístná gondola je vybavena celoskleněným kokpitem, ve výbavě vzducholodě nechybí ani povětrnostní radar.

První let v podobě civilní verze Airlander 10 (registrace G-PHRG) proběhl z letiště Cardington Airfield (EGTT) dne 17. srpna 2016. To již nesl pojmenování Martha Gwyn, jež získal na počest manželky ředitele firmy. Vzlet se uskutečnil z místa, odkud startovala ke svému nešťastnému letu vzducholoď R101. Oproti ní se ale třicetiminutový zálet Airlanderu 10 nesetkal s jediným zádrhelem. Pro stovky diváků, jež tomuto vzletu přihlížely, byl pohled na novodobého giganta nebes přinejmenším stejně působivý jako byl pro přihlížející vzlet vzducholodi R101. Druhý let následoval o týden později, 24. srpna 2016, ovšem tentokrát vše tak hladce neproběhlo. Po stominutovém letu zamířil stroj na přistání, ale během klesání se přídí sklonil k zemi, načež do ní pomalu narazil. Značné poškození utrpěla gondola pod trupem, ale nikomu z osádky se naštěstí nic nestalo. Přihlížející později tuto nehodu prohlásili za nejpomalejší letecké neštěstí v dějinách, neboť rozvláčné pohyby vzducholodě působily jako zpomalený film. Nejeden komentující pozorovatel se nechal strhnout nostalgií vyvolanou kolosální velikostí vzducholodi, a za příčinu havárie uváděl střet s telegrafním sloupem. Emocemi nabitý létajicí prostředek očividně dokáže člověka přenést do jiného století.

V současnosti by již mělo být poškození na gondole opravené a firma Hybrid Air Vehicles oznámila opětovné zahájení letových zkoušek na první čtvrtinu tohoto roku. Předběžně se počítá se třemi fázemi těchto letů, kdy během první by měla vzducholoď podniknout zhruba šest letů o celkové délce 20 hodin, zatímco ve druhé fázi by měl být celkový letový čas navýšen až na 80 hodin. Cílem bude rozšřiřování letové obálky, tedy postupné zvyšování rychlosti letu a dostupu. Konečně ve třetí fázi se počítá s náletem přibližně 200 hodin a lety podle přístrojů, ve dne i v noci. Výrobce je velice optimistický ohledně budoucího vývoje, neboť předpokládá zájem až o pět set svých vzducholodí. Nechejme se překvapit, jaká bude realita. Rovněž připravuje i větší variantu označenou Airlander 50, která má mít nosnost padesát tun, délku 119 metrů, šířku 60 metrů a výšku 35 metrů. Nákladový prostor by měl umožnit pojmout modul s kabinou pro až 50 cestujících.

V projektu vzducholodi Airlander 10 je aktivní známý britský zpěvák Bruce Dickinson ze skupiny Iron Maiden. Což příliš nepřekvapuje, neboť sám je pilotem dopravních letadel, mimo jiné během trojice koncertních turné pilotoval stroje, kterými se skupina přepravuje, takzvané Ed Force One, konkrétně dva letouny Boeing 757 (G-OJIB a G-STRX) a jeden Boeing 747 (TF-AAK), a dlouhodobě patří k fanouškům vzducholodí. To se asi nejlépe odrazilo v půvabné písni The Empire of the Clouds, která vypráví příběh britské vzducholodi R101, jež vyšla na nejnovější desce The Book of Souls. Dickinson vývoj Airlanderu sponzoruje čtvrt milionem liber, přičemž se netají přáním, že by v budoucnu rád podnikl na palubě této vzducholodi cestu kolem světa. Otázkou je, jak moc vážně to myslí a jak moc se jedná o marketingový tah.

Výběrového řízení programu LEMV se rovněž zúčastnil Lockheed Martin se vzducholodí P-791, vyšla z něj však jako poražená. Lockheed Martin se ve svých Skunčích dílnách začal technologiemi pro novou generací vzducholodí zabývat v průběhu devadesátých let, přičemž na začátku nového tisíciletí v tajnosti vyvinul a postavil právě hybridní vzducholoď P-791 (N791LM). Ta uskutečnila svůj první vzlet 31. ledna 2006 v Palmdale v Kalifornii. Po vzniku programu LEMV ji společnost přihlásila do výběrového řízení, zvítězil však britský konkurent. Lockheed Martin se ale nevzdal a začal vzducholoď nabízet civilním provozovatelům pod obchodním jménem SkyTug. V roce 2014 se Lockheed Martin dohodl se společností Hybrid Enterprises na společném pokračování vývoje větší a výkonnější verze, jež dostala označení LMH-1. O rok později se tito partneři zúčastnili pařížského aerosalonu v Le Bourget. V březnu roku 2016 pak získali předběžnou objednávku na 12 těchto vzducholodí od společnosti Straightline Aviation. Stroje mají mít nosnost 22 tun a kapacitu 18 cestujících a dva členy osádky. První vzlet LMH-1 se očekává letos, dodávky by dle předpokladů mohly začít v roce 2018. Jak se zdá, dřívější rivalové HAV 304 a P-791 se spolu opět utkají, tentokrát na komerčním trhu. A v tomto případě má prozatím navrch ten minule poražený.

Široce rozšířenou představou je, že vzducholodě se svými obřími rozměry a malou rychlostí pro vojenské účely nehodí, jak neslavně dokázaly Zeppelinovy výtvory během první světové války. To ale není tak docela pravda. Současná generace (hybridních) vzducholodí předně používá jako nosný plyn nehořlavé hélium, tedy nehrozí v případě zásahu nebeské inferno jako tomu bylo u vodíkových vzducholodí. Uskutečněné zkoušky navíc prokázaly, že ani v případě proděravění pláště s nosným plynem nedojde ke zřícení stroje. Rozdíl v tlaku uvnitř pláště a mimo něj je totiž tak malý, že úniky jsou téměř zanedbatelné, takže vzducholoď dokáže i několik dalších hodin pokračovat v letu. To samozřejmě platí jen v případě, že vzniklý otvor není velký jako „vrata od stodoly“. Pro potřeby ISR (Intelligence, Surveillance and Reconnaissance, zpravodajství, sledování a průzkum) či ISTAR (Intelligence, Surveillance, Target Acquisition and Reconnaissance, zpravodajství, sledování, zjišťování cílů a průzkum) v oblastech, kde nehrozí střet s letadly nepřítele či protiletadlovými střelami jsou tedy vzducholodě zcela oprávněně použitelné. Prakticky plnohodnotně by měly dokázat nahradit schopnosti průzkumu bezpilotních letounů Predator a Reaper. A částečně snad i průzkumných strojů Global Hawk, i když oproti nim se vzducholodě pohybují ve výrazně menších výškách. Jinou výhodou vzducholodí je jejich přinejmenším teoretická schopnost přistát téměř kdekoli, kde je dostatek místa. Tedy na místech, jež nejsou pro přistání předem zařízena. Takováto operativnost je pro vojenské účely, jako třeba zásobování vojska v poli, vysoce žádaná, i když na tomto místě je otázkou, jak moc takticky přínosná je obrovitost těchto létajicích strojů. Oproti klasickým vrtulníkům sice mohou mít řádově vyšší nosnost, ale stejně tak jsou řádově větším cílem. Vzhledem k aktuálním pokrokům ve vývoji bezpilotních vrtulníků se zdá, že tato schopnost přestává být natolik zřetelnou výhodou vzducholodí.

Vzducholoď Airlander 10 díky své velikosti pochopitelně upoutala pozornost nejšírší veřejnosti, takže vznikl určitý dojem, že tato kategorie letadel najednou vstala z popela, nicméně faktem je, že produkce vzducholodí nikdy úplně neustala. Pouze se jednalo o stroje malých rozměrů. Americká gumárenská firma Goodyear nadále pokračovala a pokračuje ve výrobě svých neztužených vzducholodí, především pro roli létajicích reklam. Po přestávce se ke svému původnímu oboru vrátil i německý Zeppelin. Od druhé poloviny devadesátých let nabízí zcela novou, poloztuženou vzducholoď Zeppelin NT (nová technologie). Dle moderních standardů je plněna inertním héliem, takže nehrozí opakování osudu Hindenburgu. Zeppelin NT má délku „pouhých“ 75 metrů. K pohonu slouží tři motory Lycoming IO-360, každý o výkonu 149 kW. Gondola pojme vedle dvoučlenné osádky i 12 cestujících. Zájemci o netradiční zážitek se mohou v těchto strojích svést, neboť firma nabízí vyhlídkové lety nad Bodamským jezerem a přilehlým Friedrichshafenem, kde sídlí. Nejlevnější půlhodinový vyhlídkový let přijde na 225 eur (šest tisíc korun).

Co se týče velkých vzducholodí vzniklých v posledních letech, do této oblasti se vydala taktéž americká firma Worldwide Aeros Corporation. Jejím prozatím největším výtvorem je demonstrátor ztužené vzducholodi Aeroscraft ML866 (registrace N866ML), jenž dostal pojmenování Dragon Dream. Zakladatelem a hlavním konstruktérem společnosti je původem sovětský inženýr Igor Pasternak. Firma se na trhu vzducholodí pohybuje již od osmdesátých let, ovšem největšího úspěchu dosáhla počátkem tohoto tisíciletí se vzducholodí Aeros 40 Sky Dragon. V roce 2005 získala firma kontrakt od Agentury pro výzkum pokročilých obranných projektů (DARPA) na vývoj nového systému pro ovládání vztlaku. O rok později toto své řešení úspěšně předvedla. Jeho podstata spočívá v systému přečerpávání hélia, čímž se ovládá stoupání a klesání. Trup je vybavený vaky, v nichž se může hélium rozpínat, a tedy stroj odlehčovat, a nádržemi, v nichž dochází ke stlačování hélia, čímž se část tohoto plynu odčerpá z nosných vaků, takže stroj přijde o část vztlaku a může klesat. Tento patentovaný systém dostal označení COSH (Control Of Static Heaviness, regulace statické tíhy). Díky němu se nejedná o hybridní vzducholoď, takže stroj nadále disponuje schopností kolmého vzletu a přistání. Od roku 2011 začala společnost pracovat na zástavbě celého systému do nově zkonstruované vzducholodi Dragon Dream, přičemž v interním označení má jméno Pelican. Po dvou letech práce byla vzducholoď zdárně dokončena a dne 3. ledna 2013 došlo k prvnímu vzletu, i když prozatím jen uvnitř hangáru v kalifornském Tustinu (KNTK/NTK). K opravdovému letu mimo hangár došlo tamtéž 11. září 2013. Stroj s délkou 81 metrů a vzletovou hmotností 16 329 kg je však jen demonstrátor pro praktické ověření fungování systému řízení vztlaku. Na pořadu dne by měla být dvojnásobně velká vzducholoď ML866 s délkou 169 metrů a nosností 66 tun. Firma zároveň představila plány na stroje ještě větší, v případě verze ML868 by měla délka činit 234 metrů a nosnost 250 tun, největší variantou je zamýšlená verze ML86X s délkou 280 metrů a nosností 500 tun. Osud těchto megalomanských plánů je ale přinejmenším prozatím nejistý, protože v říjnu 2013 byl Dragon Dream těžce poškozen poté, co se zřítila část střechy hangáru, načež se firma Aeros začala soudit o nahrazení škody.

Dojde-li řeč na vzducholodě, nelze nechat stranou koncept „patologických technologií“, který vypracoval americký filozof Edward Regis. Dle něj je Zeppelinovo tvrdohlavé lpění na vývoji vzducholodí navzdory všem katastrofám, jež je potkaly, ukázkovým příkladem stavu, kdy se některá z lidských technologií stane patologickou. Tedy nezdravou až škodlivou, přičemž nejlepším řešením je od ní zcela upustit. Regis identifikuje čtyři kritéria, která definují patologickou technologii. První kritérium říká, že taková technologie obyčejně představuje něco obrovského, ať už se jedná o fyzickou velikost anebo velikost jejích účinků. Zeppeliny svými rozměry rozhodně obrovské byly. Druhé kritérium praví, že daná technologie vznikla, je důsledkem, anebo způsobuje stav emocionální fixace, kdy působí extatickým či uhrančivým dojmem. Zeppeliny si zcela bez jakýchkoli debat emocionálně podmanily lidi ve svém okolí. Třetí kritérium uvádí, že zastánci dané technologie ustavičně zlehčují nevýhody a přehlížejí očividné negativní důsledky, k nímž může dojít. Stavba stále větších vodíkem plněných Zeppelinů všem dosavadním nehodám navzdory odpovídá i této charakteristice. Konečně čtvrtým kritériem je, že jakékoli přínosy takové technologie jsou oproti nákladům do ní vložených naprosto minimální. Přeprava několika desítek cestujících přes oceán za cenu rizika, že při manipulaci se vzducholodí někdo zemře, eventuálně že vzplane samotná vzducholoď, což v případě vodíku coby nosného plynu bylo v podstatě jen otázkou času, názorně ukazuje, že potenciální přínos oproti vynaloženému úsilí a nákladům byl skutečně mizivý.

Regis ale uznává, že za patologickou technologii lze označit více méně jen vodíkem plněné vzducholodě, neboť jakmile se tento plyn nahradí héliem, mnohé z negativních aspektů zmizí. I když nikoli všechny. I héliem plněná vzducholoď je při manipulaci na zemi mimořádně neohrabaná a žádá si práci desítek až stovek lidí. Sporadická pak je nosnost, protože pokud by se ukázalo, že lze dosáhnout nosnosti stovek tun, o což se hybridní vzducholodě snaží, pak by odpadla jedna z charakteristik patologických technologií. V současnosti proto nelze koncept hybridních vzducholodí shodit ze stolu s odvoláním na Regisovu teorii, neboť se zatím jeví, že mají výrazně více výhod a větší potenciál než Zeppeliny. Jiným příkladem patologické technologie je jaderné geoinženýrství, které reprezentovala Operace radlice (Operation Plowshare), jež se uskutečnila v 60. a 70. letech. Jednalo se o nápad použít jaderné bomby k rychlým a snadným úpravám zemského povrchu, například budování průplavů, nových koryt řek, zátok a podobně. Nadšení z moci jádra jaksi zcela přehlušilo zdravý rozum varující před riziky radioaktivního záření. Po necelých třech desítkách zkušebních odpalů ale vzal program za své. V dnešních dnech si lze lámat hlavu například nad tím, zda vývoj umělé inteligence rovněž není patologickou technologií.

V nedávné době se vzducholodě dostaly do centra pozornosti vědců z amerického Národního úřadu pro letectví a kosmonautiku (NASA), kteří v nich nalezli takřka ideální prostředek pro pohyb v atmosféře planet jako je Venuše. Tento koncept nese označení HAVOC (High Altitude Venus Operational Concept, pracovní koncept výškového průzkumu Venuše) a předkládá metody zkoumání atmosféry druhé planety naší sluneční soustavy prostřednictvím pilotované neztužené vzducholodi. Zatím se jedná pouze o nápad, ale v každém případě jde o důkaz, že vzducholodě jako takové nejsou tak neperspektivní, jak dokazovaly Zeppeliny. Jako u všeho platí, že stačí najít správné určení, aby daný prostředek mohl naplno rozvinout svůj potenciál. Na tomto nápadu je rovněž půvabné, že velmi připomíná povídku Setkání s medúzou z pera britského velmistra žánru sci-fi Arthura C. Clarka, v níž snil o průzkumné vědecké misi ve vzducholodi do atmosféry Jupitera.

Pravděpodobnost, že opět budeme na nebi vídat obří vzdušné koráby, se zdá být po několik desetiletí dlouhé pauze poměrně vysoká. Ostatně, ve světlou budoucnost vzducholodí věřil i český letecký konstruktér Vladimír Pavlecka, který se proslavil jako spolupracovník Jacka Northropa, s nímž se podílel na vývoji slavného nočního přepadového stíhače P-61 Black Widow (černá vdova), jenž si největší popularitu vydobyl na tichomořském bojišti za druhé světové války. Mimochodem, s Northropovými začátky se pojí i jméno jiného českého leteckého konstruktéra, a to Antonína „Tonyho“ Stadlmana, který se proslavil zejména jako spolupracovník dalšího velikána amerického letectví, Allana Lockheeda (původně Lougheeda). Vladimír Pavlecka se po přestěhování do Států kromě práce na letounech věnoval i strojům lehčích vzduchu, v tomto směru se podílel na mimořádně úspěšné celokovové vzducholodi ZMC-2 přezdívané Bublina. Současný vývoj v oblasti nejen hybridních vzducholodí tak dost možná Pavleckovu víru v budoucnost vzducholodí potvrdí.

Kam dál?
Video prvního vzletu vzducholodi HAV 304: https://youtu.be/R1G-L7qvTKI
Video prvního letu vzducholodi Airlander 10: https://youtu.be/icbR369FZZs
Videozáznam tvrdšího přistání po návratu z druhého letu: https://youtu.be/Mg-RPTiVa_Q
Video vzducholodi Lockheed Martin P-791: https://youtu.be/W3n5cUaG5fg
Video prvního letu vzducholodi Dragon Dream: https://youtu.be/WjQ8PL1Y6SU
Video letadlové vzducholodi USS Akron: https://youtu.be/qDuUjMyWb18
Video zkázy vzducholodi Hindenburg: https://youtu.be/CgWHbpMVQ1U
Srovnání velikosti vzducholodi Hindenburg a největších letounů: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ee/Giant_Aircraft_Comparison.svg
Vizualizace, jak by mohl vypadat pilotovaný průzkum Venuše prostřednictvím vzducholodí v konceptu HAVOC: https://youtu.be/0az7DEwG68A
Píseň The Empire of the Clouds skupiny Iron Maiden věnovaná britské vzducholodi R 101: https://youtu.be/YbAhn7iKLPc

Celý text je dostupný rovněž ve formátu .pdf: http://airspotter.eu/Download/Airlander_10.pdf

Marek Vanžura
(Photo © Hybrid Air Vehicles)

MarekV · Zaslal: čt únor 16, 2017 7:23 pm Předmět:

71. díl – APSARA aneb bezpilotní letadla z organických materiálů

Některé nápady jsou na první pohled bizarní, ztřeštěné a úsměvné. Po bližším seznámení s důvody a okolnostmi vedoucími k jejich vzniku se ale mnohdy projeví jejich skrytá genialita. Do této skupiny rozhodně můžeme zařadit bezpilotní prostředek APSARA, který vyvinula firma Otherlab na základě požadavků programu ICARUS americké Agentury pro výzkum pokročilých obranných projektů. Jedná se o letadlo vyrobené z přírodních materiálů, jež snadno podlehnou zkáze, jehož určením je přesná jednorázová doprava menších nákladů. Tedy prostředek na jedno použití, který se po splnění úkolu sám rozpadne a na místě přistání po něm nezůstanou žádné stopy.

Letecké zásobování, ať už bojujících jednotek anebo civilistů v oblastech odříznutých od okolního světa některou ze živelních katastrof, nebývá vždy snadné a vyžaduje si značné úsilí, nezřídka s nejistým výsledkem. V závislosti na velikosti požadovaného materiálu lze volit z mnoha prostředků, jež se zásobovací role zhostí. Velký a těžký náklad mohou dopravovat velké transportní letouny, které materiál shodí nad cílovou oblastí na padácích. Asi hlavní nevýhodou této metody je riziko relativně velkého rozptylu zásilky. Naproti tomu vrtulníky mají nosnost nižší, takže dopraví materiálu méně, ale umožní-li to terén a situace, mohou přistát prakticky přímo na místo určení. V civilní sféře se v posledních letech navíc experimentuje s využitím bezpilotních letadel, zejména multikoptér, jež mohou dopravovat materiál menších rozměrů na relativně krátké vzdálenosti, což se využívá například pro zásobování při povodních. Podobnou cestou by se rády vydaly i armády, pro něž je přesná doprava zásob menších rozměrů taktéž vítanou schopností. Ovšem v tomto případě se multikoptéry z mnoha důvodů příliš nehodí. V oblastech konfliktů je navíc mnohdy třeba, aby po činnosti jednotky zůstalo co nejméně stop, jež by ji prozradily nepříteli či mu dokonce přinesly nějakou materiální výhodu, takže ideálním malým zásobovacím prostředkem by byl stroj, který by se po úspěšném splnění svého úkolu jednoduše rozpadl, takříkajíc vypařil, aby po něm nezůstalo ani známky. Touto cestou se pokouší postupovat Agentura pro výzkum pokročilých obranných projektů (DARPA).

Prvním krokem na této cestě se stal na začátku roku 2013 program nazvaný VAPR (VAnishing Programmable Resources, mizející programovatelné zdroje), jenž požadoval vytvoření elektroniky, která by po obdržení signálu podlehla zkáze, rozpadla se a znemožnila další použití. Tedy vlastnost, jež se již několik dekád objevuje v mnoha akčních filmech v podobě autodestrukčních zařízení. Tento program sám o sobě ještě nebyl cílen na konkrétní použití v jednorázových bezpilotních letadlech, ale byl zaměřený obecně pro jakékoli vojenské zařízení. Primárním motivem úsilí tedy byla snaha chránit technologie, aby nepřišly do nežádoucích rukou. V závěru téhož roku obdržely první kontrakt na vývoj patřičných technologií společnosti Honeywell (ve výši 2,5 milionu dolarů) a SRI International (4,7 milionu dolarů). Druhá jmenovaná se mimo jiné zaměřila i na vývoj mizejících baterií, které jsou pro chod elektroniky nezbytné, a tedy i ony by se měly rozpadnout společně s ní. V roce následujícím obdržely grant na vývoj mizejících zařízení tři společností, jmenovitě divize Advanced Technologies (pokročilé technologie) britské zbrojařské firmy BAE Systems (4,5 milionu dolarů) a americké firmy International Business Machines neboli IBM (3,5 milionu dolarů) a PARC, dceřiná společnost firmy Xerox (2 miliony dolarů). Výsledky práce jednotlivých institucí nejsou prozatím veřejně známy, s výjimkou firmy PARC, která demonstrovala své řešení nazvané DUST (Disintegration Upon Stress-Release Trigger, rozpad po aktivaci tlakem). V každém případě se zdá, že vývoj pokračuje zdárně, neboť na program VAPR volně navázal program nový, tentokrát již zaměřený na letectví.

V roce 2015 představila DARPA program s názvem ICARUS, což je akronym ze slov Inbound Controlled Air-Releasable Unrecoverable Systems (za letu vypouštěné jednorázové systémy s řízeným příletem). Zadání požaduje vývoj a úspěšné předvedení bezpilotního letadla schopného přepravit zásilku o hmotnosti 1,3 kg s přesností na 10 metrů od vytyčeného místa přistání, po němž se letadlo musí zcela „vypařit“ během několika hodin, přičemž žádný z rozměrů stroje nesmí přesáhnout tři metry. V polovině loňského roku obdržely finanční podporu na rozpracování svých návrhů firmy DZYNE Technologies (celkem 6,1 milionu dolarů), PARC ve spolupráci s proslulou firmou AeroVironment (3,8 milionu dolarů) a MORSE Corp (3,1 milionu dolarů). V letošním roce se po jejich bok zařadila taktéž firma Otherlab, která představila bezpilotní letadlo APSARA.

Díky letounu APSARA, což je zkratka ze slov Aerial Platform Supporting Autonomous Resupply Actions (vzdušná platforma pro autonomní podporu zásobovacích misí), můžeme alespoň trochu nahlédnout pod pokličku uvažování, které se velice pravděpodobně skrývá za návrhy i všech zbylých zúčastěných společností, o nichž ale prozatím není veřejně nic konkrétního známo. Totiž využití organických materiálů, které jsou relativně snadno biologicky rozložitelné. Firma Otherlab zatím představila prototyp zamýšleného letounu, který je vyrobený z papíru, respektive lepenky, která se hojně používá například na obalové materiály. To již samo o sobě je netradiční materiál na výrobu letadla, ale snahou je postavit výsledný stroj z materiálu ještě přírodnějšího. Tím by se měla stát vlákna podhoubí (takzvané mycelium). Ze studií vyplývá, že z těchto vláken lze vytvořit stavební materiál vhodný pro stavbu jednorázového létajicího prostředku, který je zároveň poměrně snadné nechat biologicky rozložit. K tomu by stačilo před samotným výsadkem těchto prostředků aktivovat v jejich trupech bakterie, které by okamžitě zahájily proces konzumace letadla. Rychlost rozkladu lze regulovat použitím většího počtu různých druhů bakterií. Ty by totiž navzájem začaly soupeřit o (potravní) zdroje v podobě letadla, díky čemuž by materiál konzumovaly rychleji. V laboratorních podmínkách se podařilo dosáhnout rychlosti rozkladu v řádu dnů, což ale ještě nesplňuje požadavky programu ICARUS, kde se hovoří o rozpadu stroje v řádu hodin.

Prototyp letounu APSARA (na úvodním obrázku) je bezmotorový kluzák koncepce samokřídla se stabilizačními plochami na konci metrového rozpětí. Jedná se o oblíbenou koncepci mezi leteckými modeláři, neboť toto řešení nabízí konstrukčně poměrně jednoduchý stroj, který má navíc solidní nosnost s dostatečně velkým úložným prostorem a v neposlední řadě se vyznačuje i dobrou klouzavostí. V tomto případě má letoun klouzavost 8:1. Tedy při shozu z výšky jednoho kilometru doplachtí do vzdálenosti osmi kilometrů. Prototyp má nosnost 1 kg, dle výrobce je ale možné dosáhnout nosnosti až 10 kg při zvětšení rozpětí na 2,4 metru. Z dosud zveřejněného videa plyne, že již proběhly první letové zkoušky, kdy byl prototyp stroje APSARA cvičně shozen z podvěsu pod multikoptérou, přičemž se ověřovaly letové vlastnosti lepenkového letadla. Charakter operačního nasazení pak počítá se shozem většího počtu těchto strojů (až stovek) z transportních letounů jako Lockheed Martin C-130 Hercules a Boeing C-17 Globemaster III. Po odhozu zamíří roj těchto malých zásobovacích letadel k místu přistání za pomocí palubního autopilota. Po příletu nad cíl se jednotlivá letadla snesou k zemi klesavými spirálami, načež osoby na zemi si vyzvednou doručené zásilky (hovoří se o lécích a dalších lékařských potřebách či nejrůznější menší elektronice jako jsou senzory, vysílačky a podobně). Poté se bezpilotní stroje ponechají na místě svému osudu. Během několika hodin by mělo dojit k jejich kompletnímu rozkladu, kdy je zkonzumují bakterie. Tento scénář samozřejmě počítá i s použitím „mizející“ palubní elektroniky (autopilot, serva, baterie), jež by měla vzejít z předchozího programu VAPR.

Celý koncept desítek či stovek malých bezpilotních prostředků vysazených z transportního letounu a směřujících hromadně do prostoru přistání navíc předpokládá systém vzájemné koordinace, aby při cestě k cíli nedocházelo k jejich srážkám, stejně tak během jejich společného kroužení nad cílem a přistávání. Ještě před pár lety by takový roj malých létajicích strojů nebyl technicky realizovatelný. Jak ale v závěru loňského roku úspěšně demonstroval roj bezpilotních letadel Perdix, systém pro jejich koordinaci je již k dispozici. Co se týče dronů Perdix, v blízké budoucnosti se na ně v rámci seriálu podíváme, neboť se jedná o jednu z nejvíce vzrušujících oblastí na poli současného bezpilotního létání.

Transportní bezpilotní letadla jsou kategorií, jež prozatím nepatří k hlavním proudům a na své uplatnění teprve čeká. O to potěšující je proto fakt, že se do těchto vod vydali i čeští konstruktéři. Brněnská firma Ardent představila v loňském roce transportní bezpilotní letoun CQ-100 Courier, jenž by se na vznikajícím trhu nákladních dronů mohl uchytit. Práce na stroji započaly v roce 2014, přičemž se na jeho vývoji podílí až na pár výjimek ryze české instituce, včetně například brněnské Univerzity obrany a známého výrobce motorů První brněnské strojírny ve Velké Bíteši, z jejíž produkce pochází pohonný proudový motor TJ100. Na rozdíl od výše představeného jednorázového letadla je Courier klasickým (vícenásobně použitelným) strojem. Bude se jednat o kompozitový hornoplošník s rozpětím 4,6 metru a trupem obdélnikového průřezu o délce 5,3 metru. Proudový motor se má nacházet nad trupem, přičemž hlavní část trupu bude tvořit nákladový prostor o rozměrech 160 x 60 x 60 cm, jenž nabídne místo nákladu o hmotnosti až 200 kg. Nejvyšší rychlost letounu má činit až 480 km/h a dolet 360 km, náklad bude nad dopadovou oblastí odhozen zpod trupu na padáku. Po návratu nad místo startu bude i Courier přistávat na padáku, ke vzletu by se měl používat startovací katapult. Úvodní vzlet se očekává v roce 2019. Jak se zdá, čeští konstruktéři by rádi navázali a nadále rozvíjeli naši slavnou leteckou historii, a to i v oblastech bezpilotních letadel. Do této skupiny již ostatně dříve spadal průzkumný stroj Sojka. Na něj by měly navázat průzkumné bezpilotní letouny označované jako CANTAS, které vyvíjí společnost Czechoslovak Group. Zdá se, že i v naší kotlině se máme na co těšit.

Letadla z organických materiálů, jež po splnění svého poslání zmizí ze zemského povrchu, jsou teprve ve svých počátcích. Vzhledem k tomu, že délka kontraktu v rámci programu ICARUS je vypsána na 26 měsíců, lze očekávat, že od roku 2018 můžeme očekávat zvýšený přísun informací o této nové skupině létajicích strojů. Bude více než zajímavé sledovat, jaká řešení nakonec zvolí každý ze čtyř zúčastěných týmů. Rozhodně ale půjde o dění, jež bude stát zato sledovat. Toto úsilí totiž slibuje přinést do světa létání něco, co tu nikdy dříve nebylo.

Kam dál?
Prezentační video letounu APSARA: https://youtu.be/CPpOAhyliBA

Celý text je dostupný rovněž ve formátu .pdf: http://airspotter.eu/Download/APSARA.pdf

Marek Vanžura
(Photo © Otherlab)

MarekV · Zaslal: pá březen 10, 2017 3:43 pm Předmět:

72. díl – Bat Bot aneb robotický netopýr

Robotický pták, robotický hmyz a dokonce i robotické semeno javoru. Všechny tyto přírodou inspirované létajicí stroje jsme si zde již v minulosti představili. Dlouhou dobu však poněkud stranou pozornosti výzkumníků zůstávalo poslední hájemství letu živočichů. Totiž let okřídlených savců. Konkrétně řádu letounů, mezi jejichž nejznámější představitele patří netopýři. Počátkem letošního roku předvedl veřejnosti tým amerických robotiků vůbec prvního robota, který velice přesně imituje let netopýra. Jmenuje se Bat Bot.

Letouni jsou jedinými savci, kteří si osvojili schopnost létat. A osvojili si ji vskutku bravurně, neboť svými letovými výkony a obratností s přehledem převyšují ptáky i hmyz. Ovšem kvůli svému ve většině případů nočnímu životu se jim nedostává patřičného ocenění. Potmě je zkrátka náročné sledovat jejich mistrovskou akrobacii. Z tohoto důvodu se studium letu živočichů zaměřovalo především na ptáky a hmyz, jež je snazší zkoumat. S rostoucím povědomím o dovednostech letounů se však i těmto tvorům začala věnovat pozornost ze strany výzkumníků v oblasti aerodynamiky. Poznatky získané tímto úsilím se ukázaly být natolik pozoruhodné, že velice záhy vznikl nápad jich využít v konstrukci malého létajicího prostředku s velice mimořádnými letovými vlastnostmi.

Řád letounů (latinsky chiroptera) se dělí do dvou podřádů, a to na netopýry (microchiroptera) a kaloně (megachiroptera), přičemž na světě je více než tisíc druhů těchto létajicích savců, což z nich dělá po hlodavcích druhou nejpočetnější skupinu savců. Hlavním rozdílem mezi netopýry a kalony je, že netopýři používají k navigaci echolokaci, zatímco kaloni nikoli. Existují samozřejmě i další rozdíly, z nichž zde dost možná nejdůležitější je, že většina netopýrů jsou hmyzožravci, zatímco kaloni se živí ovocem. A právě hmyzožravost je důvodem, proč se z netopýrů vyvinuli tak brilantní letci. Jak jsme si zde dříve uvedli (viz 8. a 68. díl), hmyz v létání rovněž vyniká. Jakožto predátoři tak netopýři musí létat o malinko lépe, aby dokázali hmyz ulovit a nezemřeli hlady.

Zásadní vliv na letové charakteristiky netopýrů má stavba jejich těla. Podobně jako u většiny ptáků je i u nich celá anatomie podřízena právě potřebě létat. Ovšem zde podobnost s ptáky více méně končí. Za nejdůležitější faktory mající vliv na let netopýrů lze označit anatomii předních končetin a vlastnosti kůže jakožto „potahu“ křídel. Přední končetiny netopýrů tvořící křídla mají v principu stejnou stavbu jako horní končetiny člověka, liší se však v odlišných proporcích jednotlivých kostí. Letouni tak mají stejně jako člověk pažní kost, loketní kloub, vřetenní a loketní kost, klouby zápěstí či pět prstů se třemi články, ale jejich vzájemné proporce jsou úplně jiné. Tato stavba křídel má vliv na způsob mávání křídel, jež je odlišné od ptáků.

Zatímco ptáci vrací křídlo z dolní úvrati do výchozí polohy tak, že pozmění úhel náběhu křídla, případně navíc ještě rozevřou letky, takže sníží odpor, netopýři při návratu do výchozí polohy křídlo složí, tedy končetinu ohnou v lokti a zápěstí, takže během pohybu do horní úvrati neklade křídlo téměř žádný odpor. Mávání je tak celkově výrazně efektivnější než u ptáků. Pochopitelně i netopýři pracují se změnami úhlu náběhu svých křídel, což opět vcelku nepřekvapivě svedou lépe než ptáci. A to zásluhou anatomie přední končetiny, kdy paže, předloktí i prsty umožňují precizně nastavovat křídlo tak, aby jeho obtékání bylo pro let netopýra v každém okamžiku nejpříhodnější. Opomenout nelze ani to, že některé kosti křídel netopýrů jsou poměrně dost ohebné. Tato elasticita rovněž přispívá k lepším letovým vlastnostem živočicha. Na kostře je samozřejmě uchyceno svalstvo, které se stará o samotný pohyb křídel a tvoří kostím oporu.

Blána křídel taktéž hraje nesmírně důležitou roli v netopýřím letu. Kromě toho, že je spojena se zadními končetinami, což umožňuje letounům aktivně tvarovat odtokovou hranu křídel, tak rovněž díky své proměnlivé tloušťce na různých místech křídla dovoluje lepší práci s obtékajícím vzduchem, k čemuž napomáhá citlivost kůže, která funguje jako velice přesné „měřicí zařízení“. Kožená membrána křídel navíc činí netopýří let prakticky neslyšným. Dalším z úkolů blány křídel je zachytávat lovený hmyz. Netopýr na lovu v průměru zkonzumuje kolem tisíce mušek za hodinu, což jinak řečeno znamená, že každé čtyři sekundy uloví jeden létajicí hmyz, a to tím způsobem, že jej zachytí plochou svých křídel podobně jako rybáři loví ryby do sítí, načež si tento hmyz přisune k ústům. Protože se ale mušky málokdy pohybují v rojích, musí lovící netopýr neustále měnit směr letu, čímž vzniká onen pověstný akrobatický let. K orientaci v prostoru slouží echolokace, což je jeden z hlavních znaků netopýrů, jak je zmíněno výše. Svoji kořist tak nehledají zrakem, který jim slouží především pro pohled na větší vzdálenosti mimo dosah „sonaru“, ale právě prostřednictvím zvukových vln o vysoké frekvenci.

O anatomii netopýrů se začali biologové systematicky zajímat koncem devatenáctého století, ale první skutečně významné práce týkající se jejich letu se datují do osmdesátých a devadesátých let století dvacátého. Snahy o replikaci samotného mechanismu tohoto letu v člověkem zhotovených zařízeních se pak objevují až ve století jedenadvacátém. Napomohly tomu zejména záběry pořízené vysokorychlostní kamerou, které poodkryly největší ze záhad tohoto druhu letu.

Významných výsledků v tomto směru dosáhla Brownova univerzita ze státu Rhode Island, kde tým pod vedením Kennetha Breuera a Sharony Schwartzové zkonstruoval na přelomu let 2012 a 2013 robotické netopýří křídlo. To má na délku 20 cm, přičemž svojí stavbou kopíruje svoji biologickou předlohu. Kostru si výzkumníci vytiskli na 3D tiskárně a blána křídel je vyrobena ze silikonového elastomeru. Do pohybu je křídlo uváděno prostřednictvím lanek ovládaných servomotory. Tento model ale zdaleka nedosahuje schopností křídla živého tvora, které má na tři desítky stupňů volnosti, zatímco umělé křídlo má sotva polovinu (pro představu, lidská horní končetina má sedm stupňů volnosti). Robotické křídlo však nabízí neomezené možnosti provádět měření v aerodynamickém tunelu, což s živým tvorem lze jen obtížně. Navzdory svým zjednodušením se tedy křídlo stalo cenným zdrojem poznatků umožňujících dokonalejší porozumění zákonitostem netopýřího letu. Jedním z důležitých zjištění například bylo, že svaly v oblasti loktu snižují namáhání tohoto kloubu. To vědci zjistili teprve až díky svému modelu, u nějž opakovaně na tomto místě docházelo k destrukci. Pomohlo až odlišné vedení lanka. Při pohledu na podobu křídla živého tvora následně začalo dávat smysl, proč je svalstvo právě v této oblasti výrazně zesíleno. To do té doby bylo záhadou. Je velice pravděpodobné, že se dočkáme i dalších neméně fascinujících poznatků o stavbě těla a letu netopýrů, neboť výzkumy v Laboratoři aeromechaniky a evoluční morfologie Brownovy univerzity nadále pokračují.

Nebývalou pozornost si v letošním roce získal robotický netopýr nazvaný Bat Bot. Ten je dílem skupiny výzkumníků z Univerzity Illinois v Urbana Champaign a z Kalifornského technologického institutu. Jejich článek vydaný 1. února 2017 v prestižním časopise Science Robotics na sebe okamžitě strhl oči jak zájemců o robotiku, tak o letectví. A není divu, neboť se poprvé v historii podařilo úspěšně zkonstruovat létajicí aparát využívající k letu poslední z dosud ne zcela prozkoumaných principů, jejichž vzor nalezneme v živočišné říši. Robotikové Alireza Ramezani, Soon-Ju Chung a Seth Hutchinson nezanedbatelnou měrou vycházeli z poznatků získaných výzkumníky Brownovy univerzity. Oproti nim se nespokojili „pouze“ s křídlem, ale zkonstruovali celého umělého netopýra. Jedná se tak o zásadní pokrok, i když i v tomto případě se inženýři nevyhnuli určitému zjednodušení předlohy, takže ani Bat Bot není stoprocentní replikou živého netopýra. Robotický netopýr nedosahuje totožné pohyblivosti křídel jako biologická předloha, stejně tak membrána tvořící „potah“ křídel nemá oproti své předloze proměnlivou tloušťku. Zjednodušení ale bylo částečně záměrem, neboť výzkumníci si celý pohybový aparát rozložili do jednotlivých funkčních celků, z nichž vždy izolovali jen nejdůležitější části, a teprve ty zapracovali do návrhu robotického netopýra. To jinak řečeno znamená, že ponechali základní prvky stojící za typičností netopýřího letu, vypustili však prvky, které se starají o „nejvyšší stupeň pilotáže“. Účelem robota je prohlubování znalostí o letu netopýrů, jakožto i vytyčení základních parametrů pro případné další pokročilejší létajicí aparáty využívající stejného principu.

Celková letová hmotnost robota Bat Bot činí 93 gramů. Křídlo je potaženo membránou o tloušťce 56 mikrometrů vyrobenou ze silikonu a vyztuženou uhlíkovými vlákny. Umělý netopýr je schopný samostatného letu, a to díky palubnímu mikropočítači, senzory vnímajicími prostor před robotem a inerciální měřicí jednotkou, která se společně se skupinou magnetických enkodérů stará o zajišťování povědomí o poloze v prostoru. Mávavý pohyb s frekvencí 10 Hz obstarává malý elektromotor. Přední a zadní končetiny jsou ovládány nezávisle, takže robot svede za letu tvarovat levé i pravé křídlo v podstatě stejně jako živý netopýr. Rozpětí činí 46,9 cm. Rychlost letu 14 km/h. Letové zkoušky probíhaly na illinoiské univerzitě v budově univerzitního skladu, která dovolovala natáhnout nad podlahou čtvercovou síť s délkou strany třicet metrů, což chránilo citlivou elektroniku před poškozením v případě pádu či tvrdšího přistání. Jak ale výzkumníci přiznávají, mnohokrát se jim stalo, že se do sítě netrefili. Vzlet probíhá hodem z ruky. Během letových testů se podařilo uskutečnit i takové manévry, jako je pád po křídle, což je obrat, který netopýři hojně využívají během lovu své kořisti.

Bat Bot není „jen“ technickým prostředkem ke studiu letu netopýrů, což by už samo o sobě bohatě stačilo, ale i předzvěstí nové kategorie malých bezpilotních letadel. Díky všem hlavním přednostem, jimiž se vyznačují živí netopýři, je i jejich robotický ekvivalent nadán značnou obratností a jeho letové vlastnosti obecně v téměř všech ohledech převyšují vlastnosti dnes používaných malých bezpilotních strojů, zejména multikoptér. Je tedy jen otázkou času, kdy se o stroje vycházející z konstrukce Bat Bota začne zajímat vojenský sektor. V neposlední řadě robotický netopýr podněcuje i zájem o netopýry živé, neboť dostatečně výmluvně ukazuje, o jak fascinující tvory se jedná. Ocenit tyto nedostižné letce můžeme i my. Výtečnou příležitostí k tomu je letní výlet do přírody s nocováním pod širákem. Šance na spatření netopýra na lovu, a tedy i jeho vybroušené akrobacie, je velice vysoká.

Kam dál?
Prezentační video robotického netopýra Bat Bot: https://youtu.be/qt7ueWPn58s
Zpomalené záběry letícího kaloně egyptského: https://youtu.be/YTKNZDjSaXQ
Zpomalené záběry letícího netopýra hnědého: http://www.brown.edu/Departments/EEB/EML/assets/images/pages/gallery/Eptesicus_camh_09.mp4
Robotické křídlo z Brownovy univerzity: https://youtu.be/67qvi3nBSSE
Díl věnovaný robotickému hmyzu: http://airspotter.eu/Download/RoboHmyz.pdf
Díl věnovaný robotickým ptákům: http://airspotter.eu/Download/SmartBird.pdf
Díl věnovaný robotické nažce javoru: http://airspotter.eu/Download/Samarai.pdf

Celý text je dostupný rovněž ve formátu .pdf: http://airspotter.eu/Download/Bat_Bot.pdf

Marek Vanžura
(Photo © Soon-Ju Chung)

MarekV · Zaslal: út březen 21, 2017 8:42 am Předmět:

73. díl – CISBoomDA, SBLT a další aneb nadzvukový let bez třesku (VI)

Pověstnými mílovými kroky se blíží doba, kdy na nebi spatříme následníka legendárního Concordu. Cesta, jež k němu vede, je přeplněna fascinujícími výzkumy, jejichž výsledky nezřídka přinášejí vskutku revoluční poznatky. V uplynulých letech jsme se na ně zde již několikrát důkladně podívali. A protože intenzita prací na novém dopravním supersoniku s umenšeným aerodynamickým třeskem neklesá, nastal opět čas shrnout nejnovější události v tomto odvětví uskutečněné.

Konkrétně se seznámíme se čtveřicí výzkumů, které podnikl americký Národní úřad pro letectví a kosmonautiku (NASA), také se podíváme na aktuální situaci kolem letového demonstrátoru tichého supersoniku, který připravuje NASA a Lockheed Martin, a shrneme si novinky v případě vývoje civilního supersoniku firmy Boom Technology. První z výzkumů nazvaný CISBoomDA ověřoval palubní zařízení vyvinuté pro okamžité zobrazení aerodynamického třesku, jak se projevuje na zemi. Projekt SonicBAT zkoumal aerodynamický třesk v turbulentních vrstvách atmosféry. Projekt SBLT rozšířil znalosti o nadzvukovém laminárním obtékání křídla a konečně čtvrtý výzkum ověřoval potenciál nových měřicích sond od firmy Eagle Aero, jež by měly umožnit ještě preciznější měření než doposud užívaná čidla. V případě firmy Boom Technology se novinky týkají zejména konkretizovaných parametrů zamýšleného letounu jakožto i nových informací ohledně zmenšeného demonstrátoru, jenž nese označení XB-1.

CISBoomDA: Je zkratka ze slov Cockpit Interactive Sonic Boom Display Avionics (interaktivní přístrojové vybavení zobrazující aerodynamický třesk; na úvodním obrázku). Jedná se o počítačový program, který osádce letounu či řídicímu středisku okamžitě na displeji zobrazuje, kde se na zemi projevuje aerodynamický třesk letounu. Taková znalost je klíčová v situacích, kdy se provádí měření intenzity třesků a je potřeba, aby stroj letěl přesně nad měřicími aparaturami na zemi. Jádro programu tvoří algoritmus, který krátce před svou smrtí v roce 2015 vytvořil Kenneth J. Plotkin pracující ve Wyle Laboratories. Algoritmus v zásadě pracuje s množstvím dat, která NASA během dlouhých roků intenzivního studia aerdynamických třesků nasbíral, kdy na základě znalosti aktuální rychlosti, výšky a atmosférických podmínek vypočítává a následně vizualizuje podobu a polohu rázových vln. Testy se uskutečnily s letounem F/A-18. NASA rovněž poskytl tento algoritmus i dvěma komerčním subjektům, firmám Honeywell a Rockwell Collins. Ty na jeho základě vyvíjejí program, který bude na podkladě zadaných letových parametrů předpovídat, jak bude výsledný sonický třesk vypadat na zemi na plánované trati. Od tohoto programu se očekává, že umožní předem naplánovat trasu letu nadzvukových letounů tak, aby jejich hluková stopa na zemi zasáhla co nejméně obydlených oblastí, ideálně žádnou. Jedná se o nástroj, který lze označit za pomyslná zadní vrátka pro případ, že ani v blízké budoucnosti nedojde ke zrušení zákazu nadzvukových letů nad pevninou. Program má totiž za takových podmínek umožňovat vytěžit maximum z letů nad vodními plochami, neboť určí nejkratší možnou trasu například během letu podél pobřeží, aby aerodynamický třesk nedolehl nad pevninu, a přitom letoun letěl k pevnině jak nejblíže to jen jde. Očekává se ale také, že daný program se stane běžnou součástí avioniky i tichých supersoniků. Právě proto se zapojily výše zmíněné firmy, neboť je velmi pravděpodobné, že tato letadla budou mít avioniku právě od společnosti Honeywell, jež se řadí ke světově nejuznávanějším výrobcům přístrojového vybavení kabin dopravních letadel.

SonicBAT: Zkratka pochází ze slov Sonic Boom in Atmospheric Turbulence (aerodynamický třesk v atmosférických turbulencích). Tento výzkum volně navázal na předchozí projekty SCAMP a FaINT, s nimiž sdílí velkou část použitých metod a prostředků. V tomto případě ale výzkumníky zajímala interakce mezi rázovými vlnami a turbulencemi v blízkosti zemského povrchu a v malých výškách. Tyto turbulence vznikají za horkých a suchých dní, kdy se vzduch ohřívá o rozehřátou zemi, čímž se vytvářejí nerovnoměrné stoupavé proudy. Z tohoto důvodu se testy uskutečnily během dvou posledních červencových týdnů roku 2016 v pouštním prostředí koridoru pro nadzvukové lety poblíž Edwardsovy letecké základny v Kalifornii, kde v dané době panují vysoké teploty. Letoun F/A-18 během nich vytvořil celkem 69 třesků při rychlosti Mach 1,38 ve výšce 9 753 metrů. Pod trasou letícího stroje byly rozmístěny tři řady mikrofonů, které poskytl jak NASA, tak i firmy Wyle Laboratories, Boeing a Gulfstream. První sada se skládala z 16 mikrofonů umístěných v řadě dlouhé 457 metrů. Ve vzdálenosti 2,2 km od ní se nacházela druhá sada mikrofonů, jichž bylo osm, vzájemně vzdálených 30 metrů. Konečně třetí sada totožná s předchozí byla o dalších 1,3 km dále. Aby mohli výzkumníci data získaná měřením zasadit do kontextu, další sadu měřicích přístrojů měl na své palubě motorový větroň TG-14, jenž se pohyboval nad turbulentními vrstvami, a to ve výškách od 670 metrů do 3 048 metrů. Teprve díky tomu bylo možné odhalit přesný vliv turbulencí na intenzitu třesku. V současnosti výzkumný tým zajímá, jak se rázové vlny chovají v interakci s turbulentním ovzduším za horkých, ale vlhkých dní, kdy hlasitost třesků bude přirozeně vyšší. Z tohoto důvodu se plánují navazující zkušební lety na Floridě v prostoru Kennedyho vesmírného střediska. Velmi pravděpodobně k nim dojde již letos.

SBLT: Je zkratka ze slov Supersonic Boundary Layer Transition (přechod nadzvukové mezní vrstvy). Let nadzvukovou rychlostí doprovází mimořádně velký odpor, jehož význačnou složkou je odpor vzniklý třením. Pakliže by se podařilo toto tření snížit, odstranilo by se až padesát procent celkového odporu. Úměrně tomu by vzrostl dolet, neboť díky potřebě nižšího tahu dané snadnějším pronikáním vzduchem by letoun hospodárněji využíval palivo v nádržích, a také by klesl hluk. Ke vzniku tření dochází v takzvané mezní vrstvě, což je úzká vrstva vzduchu mezi povrchem křídla a rychle proudícím vzduchem obtékajícím profil křídla (mezní vrstva se samozřejmě tvoří i kolem trupu, což je důvod, proč mají některá letadla u otvoru, jímž vstupuje vzduch k motoru, takzvaný oddělovač mezní vrstvy, který tento proud vzduchu odvádí od motoru, kde by tropil neplechu). V oblasti náběžné hrany křídla a kousek za ní se vzduch v mezní vrstvě chová „spořádaně“, tedy křídlo obtéká plynule bez výraznějších porušení proudu. Tomuto obtékání se říká laminární proudění. Ovšem s pokračujícím povrchem křídla dochází k rozrušování proudu vzduchu, v důsledku čehož vznikají nerovnoměrnosti v obtékání, vzniká takzvané turbulentní proudění. A tím roste tření a odpor, což není žádoucí. Ideální by proto bylo, kdyby se laminární proudění udrželo na celém povrchu křídla. Anebo alespoň po jeho větší části.

S křídly s laminárním obtékáním začal NASA experimentovat v 30. letech, tehdy ještě jako NACA (National Advisory Committee for Aeronatuics, Národní poradní výbor pro letectví). Laminární profily se totiž jevily velice perspektivně, což během druhé světové války předvedl stíhací letoun North American P-51 Mustang, jehož křídlo bylo od samého počátku navrhováno jako laminární. To se odrazilo v letových výkonech, jimiž letoun převyšoval všechna soudobá vrtulová letadla, i když v bojových podmínkách nebyl potenciál křídla využit naplno. Především tehdejší úroveň výroby křídel a jejich povrchu nezanedbatelně snižovala efekt laminárního proudění. Ale i tak se přednosti křídla jasně projevily. V 90. letech podnikal NASA sérii rozsáhlých letových testů s dvojicí výrazně modifikovaných letounů General Dynamics F-16XL (jednomístný F-16XL-1, N849NA, dvoumístný F-16XL-2, N848NA), jejichž cílem bylo co nejpodrobněji zkoumat laminární obtékání při nadzvukových rychlostech. Stroje mimo jiné obdržely speciálně navrženou část křídla, jež sestávala z vrstveného titanového potahu, v němž se nacházelo na 12 milionů mikroskopických otvorů, jimiž kompresor umístěný v trupu letounu odsával z mezní vrstvy turbulentní proudy vzduchu, čímž dovoloval lepší šíření laminárního proudění na křídle. Výsledky zkoušek prokázaly, že tímto způsobem lze dosáhnout laminárního obtékání křídla během nadzvukových rychlostí po téměř celé ploše křídla.

Protože na křídlo s laminárním obtékáním sází firma Aerion vyvíjející nadzvukový bizjet označovaný jako AS2 (dříve SBJ), navázal NASA ve spolupráci s touto firmou na dřívější výzkumy sérií nových projektů. Spolupráce mezi těmito dvěma institucemi vznikla proto, že firma Aerion nedisponuje prostředky, jež by jí umožnily letové zkoušky navrženého křídla při nadzvukových rychlostech, NASA naproti tomu provozuje rozmanitý letadlový park, v němž mají místo i letouny schopné dosahovat rychlostí daleko za hranicí rychlosti zvuku, přičemž získaná data by rozšířila již tak bohatou studnici poznatků. Takže ze spolupráce vyplynul přínos pro obě strany. Vůbec první experimenty proběhly již v letech 1999 až 2002, kdy se uskutečnil program nazvaný SSNLF neboli SuperSonic Natural Laminar Flow (přirozené nadzvukové laminární proudění). Během něj létal letoun F-15B s malým testovacím segmentem napodobujícím křídlo zavěšeným pod trupem až do rychlosti Mach 1,8, zatímco infrakamery pořizovaly záběry ohřevu povrchu zkoušeného profilu, čímž zviditelňovaly jeho obtékání.

Navazujícím projektem se stal program SBLT, v jehož rámci vznikl v roce 2009 nový testovací segment pro ověřování laminárního proudění. Pro jeho letové zkoušky navrhl NASA ve spolupráci s firmou Aerion speciální závěsník, jenž dostal označení CLIP (CenterLine Instrumented Pylon, podtrupový závěsník vybavený měřicími přístroji). Ten se upevňuje pod trup letounu F-15B. Závěsník, jak název napovídá, je vybavený měřicími aparaturami, ale taktéž slouží jako ochrana nosného letounu před případnými oscilacemi či vibracemi neseného zkušebního aparátu, jež by za běžných podmínek mohly letoun poškodit. V neposlední řadě zabraňuje mezní vrstvě pod trupem letounu ovlivňovat měřené zařízení, neboť svým tvarem mezní vrstvu „odřezává“.

První série letových testů programu SBLT proběhla v červenci a srpnu 2010. Na podtrupovém závěsníku CLIP pod letounem F-15B byl podvěšený měřicí aparát v podobě obdélníkové desky osazené senzory, jejímž smyslem bylo zaznamenat proudění pod trupem letounu, a to až do rychlosti Mach 2. Kromě tlakových a dalších senzorů nesl letoun opět i kamerový systém, jenž prostřednictvím infrakamery zaznamenával tření na povrchu obtékaného zkušebního segmentu. Na tomto podkladě výzkumníci zapracovali naměřené údaje do výpočetních modelů, s nimiž doposud pracovali, čímž je zpřesnili a přiblížili co nejvíce realitě. Posléze mohli díky tomu navrhnout testovací segment v podobě části křídla zamýšleného nadzvukového bizjetu. To se mělo stát středem zájmu v druhé fázi letových zkoušek označovaných jako SBLT-II. Během roku 2011 probíhala výroba a pozemní testy nového zkušebního segmentu o délce 203 cm a výšce 102 cm. Následně v roce 2012 přišla ke slovu druhá fáze, jejímž cílem bylo studium vlivu nedokonalostí povrchu křídla na charakter jeho obtékání. Proběhlo 11 letů, při nichž letoun realizoval dva letové profily. Během prvního z nich plynule zrychloval ve výšce 12 802 metrů až do maximální rychlosti Mach 2, poté plynule zpomalil zpět do podzvukové rychlosti. Při druhém letovém profilu letoun plynule zrychloval ve výšce 12 802 metrů do rychlosti Mach 1,3, načež při této konstantní rychlosti vystoupal do výšky 15 087 metrů, kde dále zrychloval až na rychlost Mach 1,7. Následné klesání se svými parametry lišilo podle měřených veličin. Zkoušky prokázaly možnost dosažení laminárního obtékání až na 88 procentech plochy křídla, což by v reálném provozu na nadzvukovém bizjetu mělo snížit tření natolik, že by se dolet zvýšil až o 48 procent.

Na tento výzkum naváže projekt takříkajíc vonící novotou, jehož zahájení bylo plánováno na letošní březen. Nese pracovní název Swept Wing Laminar Flow (SWLF) neboli laminární obtékání šípového křídla. Cílem je nalezení nejvhodnějšího rozmístění nerovností na povrchu křídla za účelem dosažení co největší míry lamínárního obtékání. Nerovnosti či vířiče slouží k odklánění „škodlivých“ proudů vzduchu, které narušují hladké proudění v mezní vrstvě. Díky tomu se pak daří udržovat laminární proudění na větší ploše křídla.

Eagle Aero Probe: Kvalita veškerých měření je podmíněna kvalitou měřicích aparatur. Takže jakkoli sofistikované experimenty mohou být, jsou-li nedokonalé senzory, získaná data nebudou mít dostatečnou vypovídací hodnotu a degradují uskutečněné úsilí. Z tohoto důvodu se pozornost klade i na zlepšování měřicích zařízení. V tomto případě sond, které snímají rázové vlny. Novou generaci sond navrhla firma Eagle Aeronautics, o jejich následnou výrobu se postarala firma Triumph Aerospace System. Největší slabinou doposud používaných sond je, že snímač změny tlaku se nachází přibližně 38 cm za vstupním otvorem snímací trubice. Nově vyvinuté sondy naproti tomu mají snímač pouhých deset centimetrů za vstupním otvorem. Jejich preciznost je tedy výrazně větší. Po absolvování úvodních testů v aerodynamickém tunelu se přešlo ke zkouškám letovým, k jejichž první sérii došlo v roce 2011. I v tomto případě se role mateřského letounu zhostil F-15B, který nesl celou měřicí aparaturu s prototypem sond na podtrupovém závěsníku CLIP. Kromě ověřování skutečné citlivosti a přesnosti sond se rovněž zjišťovala například jejich odolnost. Během této první série zkoušek se projevily určité nedostatky, jako například kolísající teplota snímače, což mělo negativní dopad na kvalitu měření. NASA na základě výsledků zkoušek provedl na sondách drobné úpravy, takže se závadu se podařilo odstranit, zařízení si již udržuje konstatní teplotu 65,5 °C. O rok později následovaly analogické srovnávací lety s běžně používanými sondami. Druhá série testů s novými sondami následovala v roce 2014 a třetí série proběhla v roce 2016. Zatím všechny letové zkoušky se uskutečnily se sondami umístěnými na závěsníku pod trupem, ale počítá se s tím, že před jejich použitím k ostrému měření ještě projdou zkouškami na přídi letounu, kde mají být standardně umístěny. Poté by již měly nahradit sondy doposud užívané, takže se očekává, že letová měření demonstrátoru tichého supersoniku již proběhnou prostřednictvím nich.

QueSST a LBFD: V předchozím pojednání (viz 55. díl) jsme se seznámili s projektem QueSST (Quiet Super Sonic Technology, technologie tichého supersoniku), který je předvojem reálného tichého supersoniku. Ve zkratce, po více než dekádě intenzivních experimentů s umenšováním aerodynamického třesku měl NASA v rukou dostatek dat pro návrh zcela nového experimentálního stroje, jenž by sloužil k ověřování reálných vlastností tichých supersoniků, takže vypsal kontrakt na projekt letového demonstrátoru s umenšeným třeskem. Konkrétní podobu stroje podstoupily firmy Boeing a Lockheed Martin, přičemž na konci února 2016 se úspěšnějším stal druhý z kandidátů. Letoun nesoucí firemní označení konfigurace C606 proto postoupil do druhé fáze. Závěrem letošního února započaly dvouměsíční zkoušky modelu v devítiprocentním měřítku v nadzvukovém aerodynamickém tunelu Glennova výzkumného střediska v Clevelandu. Zjišťovat se bude chování letounu při rychlostech od Mach 0,3 až do Mach 1,6. To jinak řečeno znamená, že výzkumníky zajímá, jak se letoun bude chovat ve všech letových režimech, od vzletu přes let maximální rychlostí až po přistání. Cílem je rovněž ujistit se, že proudění vzduchu k motoru nebude v žádném letovém režimu narušeno, a to ani například při vysokých úhlech náběhu. Po skončení testů v aerodynamickém tunelu se očekává, že NASA uzavře navazující kontrakt na výrobu a letové zkoušky pilotovaného stroje, jenž v interním označení nese název LBFD neboli Low Boom Flight Demonstrator (letový demonstrátor malého třesku). Jeho vzlet se očekává před koncem roku 2019. Velice pravděpodobně letoun obdrží označení typické pro experimentální letadla NASA, tedy písmeno X. V případě tichého supersoniku se ve spojitosti s dřívějšímí snahami firmy Gulfstream v této oblasti zmiňovalo označení X-54. Budou-li výsledky zkoušek pozitivní, lze očekávat rychlý vývoj tichých nadzvukových dopravních letounů.

XB-1 „Baby Boom“: V březnu loňského roku zveřejnila firma Boom Technology záměr vstoupit na trh nadzvukových dopravních letadel. Toto oznámení doprovázela vizualizace zamýšleného 40místného letounu se dvěma motory v gondolách pod křídly, jenž by měl dosahovat rychlosti až Mach 2,2. Aby těch novinek najednou nebylo málo, firma rovněž zmínila, že eviduje předběžné objednávky na 25 těchto strojů, prvních deset odebere britský miliardář Sir Richard Branson, zatímco o zbylých patnáct má zájem nejmenovaný dopravce z Evropy. V říjnu prošel návrh stroje poměrně význačnou modifikací, kdy k původně zamýšleným dvěma motorům pod křídly přibyl motor třetí, umístěný v zádi pod svislou ocasní plochou. Zároveň s tím došlo ke zvětšení trupu, který by měl nově pojmout 45 až 55 cestujících. Na délku by měl mít 51,8 metru, rozpětí 18 metrů a dolet až 8 tisíc kilometrů. Před prvním vzletem tohoto letounu plánuje společnost zalétat ještě demonstrátor v třetinové velikosti, k čemuž by mělo dojít před koncem roku 2017.

Maketu demonstrátoru firma Boom Technology představila loni v listopadu ve svém sídle na denverskem letišti Centennial. Stroj dostal označení XB-1 a přezdívku „Baby Boom“. Model tohoto letounu prošel na přelomu roku zkouškami v aerodynamickém tunelu Státní univerzity ve Wichitě. Dle oficiálních vyjádření firmy výsledky dopadly ke spokojenosti vývojového týmu. Pilotovaný letový exemplář by měl být dvoumístný se sedadly v tandemu. Délka má činit 20 metrů, rozpětí 5 metrů a nejvyšší vzletová hmotnost 6 100 kg. Sloužit by měl k ověřování navržené koncepce, a to až do rychlosti Mach 2,2. O pohon se má starat trojice motorů General Electric J85-21 o celkovém tahu 48 kN. Jaké motory bude používat velký dopravní stroj, s jehož certifikací se předběžně počítá v roce 2023, prozatím nebylo upřesněno, neboť právě toto je patrně největší potíž, protože v současnosti nejsou na trhu žádné vhodné pohonné jednotky. Očekává se proto, že pro daný účel budou patřičně modifikovány některé z dnes používaných motorů. V druhé polovině letošního roku dle všeho o této firmě ještě uslyšíme.

Nutno dodat, že letoun firmy Boom stejně jako bizjet AS2 firmy Aerion není navrhovaný jako tichý supersonik. I když oba stroje by měly produkovat znatelně menší třesk než Concorde. To je ale primárně zapříčiněno tím, že budou mít menší rozměry. Navzdory této nepřílišné aerodynamické sofistikovanosti oproti letounu vznikajícímu ze spolupráce NASA a firmy Lockheed Martin však ani zdaleka nejsou nezajímavé. Jsou totiž první vlnou nové generace dopravních letadel, která bude bezpochyby kulminovat opravdovým nadzvukovým letounem s téměř neslyšným aerodynamickým třeskem. Nezadržitelně se tak blížíme k okamžiku, kdy úsilí za posledních bezmála patnáct let vkládané do zevrubného studia nadzvukového letu a s ním spojeného aerodynamického třesku přinese své ovoce.

Kam dál?
Snímek obrazovky programu CISBoomDA: https://www.nasa.gov/sites/default/files/sr_cisboomda_double_med.jpg
Testovací segment SBLT na závěsníku CLIP: https://www.nasa.gov/sites/default/files/ed10-0183-012.jpg
Detailní pohled na sondy Eagle Aero Probe: https://www.nasa.gov/sites/default/files/images/518032main_ED11-0032-08_full_full.jpg
Časosběrné video z přípravy modelu letounu konfigurace C606 pro testy v aerodynamickém tunelu: https://youtu.be/zwquWz4OrCw
Video z testů modelu XB-1 v aerodynamickém tunelu: https://youtu.be/TOMDUhu622s
Předchozí díl (I): http://airspotter.eu/Download/SSBD.pdf
Předchozí díl (II): http://airspotter.eu/Download/Quiet_Spike.pdf
Předchozí díl (III): http://airspotter.eu/Download/LaNCETS.pdf
Předchozí díl (IV): http://airspotter.eu/Download/D-SEND.pdf
Předchozí díl (Intermezzo): http://airspotter.eu/Download/Supersoniky.pdf
Předchozí díl (V): http://airspotter.eu/Download/AirBOS.pdf

Celý text je dostupný rovněž ve formátu .pdf: http://airspotter.eu/Download/CISBoomDA.pdf

Marek Vanžura
(Photo © Ken Ulbrich)

MarekV · Zaslal: út duben 18, 2017 1:58 pm Předmět:

74. díl – Solar Gamera aneb první sluncem poháněný vrtulník

Řekne-li se o nějakém vynálezu, že předběhl svoji dobu, zpravidla se tím míní, že k plnohodnotné realizaci nápadu stojícího v pozadí ještě nejsou k dispozici patřičné technické prostředky. Například stavební materiál vykazující požadované vlastnosti. Ještě v minulém desetiletí spadal do kategorie vynálezů předbíhajících svoji dobu i pilotovaný vrtulník poháněný energií získanou ze solárních článků. Technický vývoj ale konečně před pár lety myšlenku sluncem poháněného vrtulníku dostihl, a tak se v dílně studentů Marylandské univerzity zrodil vůbec první stroj tohoto druhu, jenž dostal jméno Solar Gamera.

Jak název vrtulníku prozrazuje, jedná se o pokračovatele strojů nesoucích označení Gamera I a Gamera II, s nimiž se Marylandská univerzita a její studenti pokusili získat Sikorského cenu. Její zadání spočívalo v sestrojení vrtulníku, o jehož pohon by se starala pouze síla lidských svalů, přičemž by takový stroj dokázal vystoupat do výšky alespoň 3 metrů, strávil ve vzduchu přinejmenším 60 sekund a během celé této doby pilot neopustil vyhrazený čtvercový prostor s délkou strany 10 metrů. Marylandští studenti se rozhodli této výzvě postavit v roce 2011, kdy 12. května uskutečnili 4sekundový skok lidskou silou poháněného vrtulníku Gamera I. O rok později jej nahradil stroj Gamera II, s nímž se podařilo překonat hranici jedné minuty strávené ve vzduchu, prozatím ale scházelo naplnit dvě zbývající podmínky. Nakonec jim však 13. června 2013 prvenství uzmul konkurenční tým z kanadské Torontské univerzity pod vedením Todda Reicherta, který úspěšně jako první splnil všechny požadavky pro získání Sikorského ceny (viz 7. díl).

Pro studenty Marylandské univerzity však tento výsledek nebyl neúspěchem. Ačkoli cenu a s ní spojenou peněžitou odměnu nezískali, podařilo se jim sestrojit stroj, o jehož realizovatelnosti ještě o pár let dříve leckdo pochyboval. Výsledky obou týmů byly velice vyrovnané, takže o konečném vítězství rozhodovalo taky i trochu štěstí. Po ukončení pokusů spojených se získáním Sikorského ceny se studenti Marylandské univerzity rozhodli pokračovat v letech pro vlastní potěšení, stejně tak je zajímalo, jakých nejvyšších výkonů je jejich vrtulník schopen. Mimo jakoukoli soutěž se tak pokoušeli o posouvání laťky ve vytrvalosti a doletu stroje Gamera II. Rekord ve vytrvalosti padl 25. září 2013, kdy vrtulník Gamera II poháněný Justinem Mauchem strávil ve vzduchu 97 sekund. O rekord v doletu se pokusil tentýž den Brandon Draper, ale po nadějném začátku došlo k havárii a značnému poškození stroje. O jeho opravu se ale už tým nepokoušel. Namísto toho proběhla generační obměna, kdy do týmu nastoupili studenti nižších ročníků. Ti se rozhodli využít poznatků svých předchůdců ke stavbě podobného vrtulníku. Tentokrát poháněného sluneční energií.

Rozhodnutí pokusit se o sestrojení solárního vrtulníku není nijak zvlášť překvapující, neboť takový stroj má velice podobné požadavky jako prostředek poháněný lidskou silou. Kvůli relativně malému výkonu, který poskytuje lidské tělo i solární články, musí být jimi poháněný stroj velice lehký a zároveň obrovský. Po skončení projektu lidskou silou poháněného vrtulníku na podzim roku 2013 se tedy úsilí studentů upnulo na sluncem poháněný vrtulník.

Co se týče technických detailů, tým je velice skoupý na slovo. Prakticky jedinou známou skutečností je, že vrtulník lze vepsat do čtvercového prostoru o délce strany 35 metrů. Jiné technické parametry tým neprozradil. Vodítkem mohou být informace známé o stroji Gamera II, neboť lze předpokládat, že studenti z něj vycházeli a nezanedbatelnou část věcí i přejali. Ten měl prázdnou hmotnost 32 kg, Solar Gamera bude mít hmotnost pravděpodobně dost podobnou, s ohledem na přidané solární panely však mírně vyšší. Vzletová hmotnost ale zřejmě nepřesahuje sto kilogramů. Další cenné informace lze vypozorovat ze zveřejněných videí. Průměr rotorů předešlého vrtulníku byl 13 metrů, z videa je při porovnání s okolními postavami patrné, že i Solar Gamera má podobný průměr rotorů. Co se týče celkové koncepce vrtulníku, i tuto charakteristiku sdílí Solar Gamera s Gamerou II, neboť se v obou případech jedná o „kvadrokoptéry“, tedy vrtulníky se čtyřmi nosnými rotory, jež jsou umístěné na ramenech orientovaných do kříže. Uprostřed v místě jejich křížení se nachází posed pro pilota. Ramena, jež v zásadě tvoří trup celého vrtulníku, jsou příhradové konstrukce a vyrobená z tenkých uhlíkových trubek. Horní plocha ramen slouží coby opora solárním panelům, které dodávají energii potřebnou k letu. Na každém rameni se dle všeho nachází trojice solárních panelů, každý se 40 články. Dohromady by tedy mělo vrtulníku dodávat energii 12 solárních panelů tvořených 480 články. Typ a parametry elektromotorů rovněž nebyly zveřejněny.

K prvnímu vzletu stroje Solar Gamera došlo 26. srpna 2016 hodinu po poledni na louce kampusu Marylandské univerzity, kdy vládlo příznivě slunečné počasí. Úvodní let trval osm sekund, což všem zúčastněným vlilo do žil optimismus a víru v ještě delší lety, o něž se téhož dne rozhodli pokoušet. Následující dva pokusy ke vzletu nevedly, čtvrtý pokus ale už opět slavil úspěch a stroj se vznesl na dobu 9 sekund. Stejným výkonem se mohl pochlubit poslední, šestý pokus, kdy vrtulník strávil ve vzduchu opět 9 sekund a vznesl se zhruba 30 centimetrů vysoko. Během všech pokusů seděla na sedadle vrtulníku studentka Michelle Mahonová. Volba na ni padla jednoznačně proto, že má ze všech členů týmů nejmenší hmotnost, zcela jistě menší než 50 kg. Vzhledem k nízké efektivirě slunečního pohonu je dosažení minimální vzletové hmotnosti naprosto zásadní. Po úspěšné sérii zkušebních letů se studenti vyjádřili, že dalším z kroků v jejich úsilí by mohlo být vytvoření řídicího softwaru, který bude ovládat jednotlivé elektromotory a prostřednictvím úpravy rychlosti otáčení jejich rotorů dosáhne stabilnějšího letu. Prozatím byly totiž všechny lety naprosto neřízené a vrtulník se pohyboval bez možnosti jakékoli úpravy směru letu. Můžeme proto očekávat, že se dočkáme od týmu marylandských studentů dalších zajímavých výsledků. Ostatně do projektů vrtulníků Gamera a Solar Gamera se za celou dobu zapojilo na sto studentů, takže by bylo s podivem, kdyby se tuto očividně úspěšnou tradici rozhodla univerzita ukončit.

Stejně jako vrtulník poháněný lidskou silou ani solární vrtulník nezpůsobí převrat v letecké přepravě. I když na rozdíl od síly lidských svalů má solární pohon potenciál výrazného zlepšení. Solar Gamera je hmatatelným důkazem právě této skutečnosti. Co ještě donedávna bylo považováno za nerealizovatelné, je s dnešními technologiemi proveditelné. A vývoj se nezastaví, takže můžeme očekávat další zlepšování. Není proto vůbec vyloučené, že sluncem poháněná letadla své smysluplné uplatnění naleznou. Poté, co v roce 2010 bezpilotní solární letoun Zephyr 7 strávil ve vzduchu více než 14 dní (31. díl) a Bertrand Piccard a André Borschberg uskutečnili s letounem Solar Impulse vůbec první noční let pilotovaného solárního letadla (33. díl), který otevřel cestu k etapovému obletu zeměkoule letounem Solar Impulse 2 o šest let později (61. díl), se zdá, že právě dlouhodobé lety jsou doménou, v nichž by sluncem poháněná (bezpilotní) letadla mohla najít svoji budoucnost. Pro tuto kategorii letadel se nově zavedlo pojmenování pseudo-satelity. Ty by měly plnit roli například retranslačních stanic či zdrojů nejrůznějších druhů vysílání, přičemž díky pohybu v atmosféře by je mělo být možné snadno řídit, případně s nimi přistát a například zmodernizovat. Takže třeba i solární (bezpilotní) vrtulník nalezne nějaké podobné uplatnění, byť samozřejmě ze samotné podstaty vrtulníků a s ní spojenou vyšší energetickou náročností bude toto hledání náročnější.

Kromě významného historického prvenství znamená vrtulník Solar Gamera i zde již v minulosti mnohokrát zmiňovaný přínos pro rozvoj schopností a dovedností studentů, jež se na jeho stavbě a letech podíleli. V případě technických oborů platí dvojnásob, že možnost ozkoušet si na vlastní kůži vývoj a stavbu strojů je zkušeností, kterou pouhé teoretické studium neposkytne. V letectví naštěstí můžeme sledovat bezpočet projektů, do nichž se mají možnost zapojovat studenti. Kromě lidskou silou pohánných vrtulníků Gamera a AeroVelo Atlas anebo ornitoptéry Snowbird (69. díl) jsme se zmínili například o leteckých konstrukčních soutěžích Air Cargo Challenge (47. díl) a Design, Build, Fly (66. díl), iniciativě Schools Build a Plane Challenge (67. díl) či třeba letounu Demon využívajícího namísto pohyblivých ovládacích ploch proudů vzduchu prostřednictvím Coandova jevu (16. díl). A dalších projektů existuje ještě mnohem více, a to včetně těch orientovaných na české studenty. V seznamování s nimi budeme pokračovat i v budoucnu.

Kam dál?
Video úspěšného letu: https://youtu.be/75T8yq2X_hw
Video potvrzující skutečné odlepení od země: https://youtu.be/uoq20Il2nHk
Minidokument o stroji Solar Gamera: https://youtu.be/NyBDrmyRTqs
Díl věnovaný lidskou silou poháněnému vrtulníku: http://airspotter.eu/Download/Atlas.pdf
Díl věnovaný solárnímu letounu Zephyr 7: http://airspotter.eu/Download/Zephyr.pdf
Díl věnovaný solárnímu letounu Solar Impulse: http://airspotter.eu/Download/Solar_Impulse.pdf
Díl věnovaný solárnímu letounu Solar Impulse 2: http://airspotter.eu/Download/Solar_Impulse_2.pdf

Celý text je dostupný rovněž ve formátu .pdf: http://airspotter.eu/Download/Solar_Gamera.pdf

Marek Vanžura
(Photo © TeamGameraHPH)

MarekV · Zaslal: út duben 25, 2017 6:27 am Předmět:

75. díl – Z Anglie do Austrálie aneb Tracey Curtis-Taylor to opět dokázala

Létání bývá obyčejně považováno za mužskou činnost, kam si ženy prošlapují svoji cestu teprve až v posledních letech. Skutečností ale je, že ženské pilotky se objevovaly téměř po celou dobu života letectví, byť samozřejmě ne v tak hojných počtech jako muži. A co ženy ztrácely na počtu svých zástupkyň mezi letci, to doháněly svými výjimečnými počiny. Nezanedbatelná část z nich si totiž v odvaze nezadala se svými mužskými kolegy, což se projevilo množstvím mimořádných výkonů a letů. Mnoho z těchto odvážných žen brázdilo oblohu ve dvacátých a třicátých letech dvacátého století. A právě tyto letkyně si vzala za cíl připomenout britská pilotka Tracey Curtis-Taylor.

S pozoruhodnou britskou letkyní Tracey Curtis-Taylor a jejím etapovým letem v kabině dvouplošníku Boeing Stearman N2S-3 Kaydet registrace N56200 z Jihoafrické republiky do Velké Británie uskutečněným v roce 2013 na počest pilotky Lady Mary Heath jsme se zde již v minulosti seznámili (viz 15. díl). Protože se tato výprava setkala s velkým ohlasem, rozhodla se Tracey připomenout další z polozapomenutých postav ženského letectví, a to britskou pilotku Amy Johnsonovou. Ta se proslavila coby první žena, která sama absolvovala etapový přelet z Anglie do Austrálie. Na palubě dvouplošníku De Havilland DH.60 Gipsy Moth (G-AAAH) pojmenovaném Jason odstartovala dne 5. května 1930 z dnes již neexistujícího londýnského letiště Croydon, aby po zdolání 17 700 km přistála 24. května v australském Darwinu. Letadlo je mimochodem dodnes k vidění v londýnském Science Museum. Tracey, které dálkové lety učarovaly, se na výpravu napodobující trasu letu Amy Johnsonové vydala v druhé polovině roku 2015. Znovu tak ukázala, že létání není ryze mužskou záležitostí.

Občas se lze setkat s představou, že jediné spojení mezi letectvím a ženami je v podobě takzvaných pin-up dívek, tedy kreseb půvabných ženských těl zdobících trupy letadel, nejčastěji bombardérů během druhé světové války. Nic by nemohlo být vzdálenější pravdě, proto si role žen v historii letectví zaslouží alespoň krátké zastavení. Ženy se mezi piloty začaly objevovat již krátce před první světovou válkou. Obzvláště výjimečnou postavou mezi těmito už tak výjimečnými ženami byla Francouzka Marie Marvingtová. Její největší zásluhou bylo, že díky svému povolání zdravotní sestry v oblasti chirurgie si dokázala představit využití letadel, jako do té doby nikdo jiný. Totiž pro potřeby rychlé lékařské péče. Označuje se proto za autorku letecké záchranné služby. Ženy pilotky podporoval v této době carský režim v Rusku, mezi relativně početnou skupinu ruských letkyň se řadila i sestřenice cara Mikuláše II., kněžna Jevgenija Šachovskaja. Účastnila se i bojových operací, za první světové války podnikala průzkumné lety nad frontou.

Přijde-li žeč na ženy pilotky, jednou z nejčastěji jmenovaných je Amelia Earhartová, ovšem nebyla to jen ona, kdo se výrazně zapsal do historie létání. Earhartová je zmiňovaná především proto, že jako první žena sama přeletěla Atlantský oceán. Došlo k tomu 20. května 1932, tedy pět let po slavném Lindberghově letu. Earhartová odstartovala s letounem Lockheed Vega 5B (NR7952) z letiště Harbour Grace na kanadském ostrově Newfoundland a po 14 hodinách a 56 minutách přistála nedaleko městečka Culmore v Severním Irsku. Zájem o tuto americkou pilotku vzrostl v roce 1937, kdy se vydala na cestu kolem světa, a při jednom z posledních letů 2. července nad Tichým oceánem beze stopy zmizela. Tato událost poutá pozornost dodnes. Druhým ze slavných jmen amerických pilotek je Jacqueline Cochranová, jež se stala první ženou, která překonala rychlost zvuku, jako vůbec první žena přistála na letadlové lodi a taktéž dosáhla mnoha rychlostních a výškových rekordů.

Na evropském kontinentu vládla nebi německá pilotka Hanna Reitschová, jež se před druhou světovou válkou stala první ženou, která pilotovala vrtulník, v tomto případě Focke-Wulf Fw 61, nejvíce však (nechvalně) proslula ve spojitosti s nacistickým režimem. Do historie letectví se zapsala především jako zkušební letkyně. Díky svým bohatým zkušenostem v bezmotorovém létání se zasloužila například o rané letové zkoušky raketového letounu Messerschmitt Me 163 Komet, s nímž létala ještě ve fázi, kdy nebyl vybaven motorem, takže se choval jako kluzák. V závěru války se podílela na letových zkouškách letounu Fieseler Fi 103R Reichenberg, což byla pilotovaná úprava známé letounové střely V-1, která vznikla coby zoufalá reakce na blížící se německou porážku v druhé světové válce. Mělo se tak jednat o evropskou obdobu japonských kamikaze. Během posledních dnů války Reitschová evakuovala z obklíčeného Berlína letounem Fieseler Fi 156 Storch polního maršála Roberta von Greima, jehož Hitler po zbavení Göringa funkce jmenoval velitelem Luftwaffe.

Značnému zájmu se létání těšilo mezi ženami v Sovětském svazu. V meziválečné době tam byla hlavní postavou Marina Raskovová, která se zasloužila o několik rekordů. Nejznámějším z nich je dálkový přelet z Moskvy do Komsomolsku na Amuru, kde letěla v roli navigátorky s letounem Tupolev ANT-37 pojmenovaném Vlast, uskutečněný společně s Valentinou Grizodubovovou a Polinou Osipenkovou ve dnech 24.–25. září 1938. Bez mezipřistání překonaly 6 300 km. Raskovová byla známá podporou pilotek, což se setkalo s kladným ohlasem i u samotného Stalina, který vyhověl jejímu přání, aby se mohly ženy zapojit do bojů během druhé světové války. Díky tomu vznikly tři letecké útvary, v nichž bojovaly ženy, přičemž druhý z nich získal téměř až legendární pověst. Prvním z nich byl 586. stíhací letecký pluk vyzbrojený stíhacími letouny řady Jakovlev Jak-1, v jehož řadách bojovala sotva dvacetiletá dívka Lidija Litvjaková, jíž se často přezdívá „Bílá růže ze Stalingradu“, která se stala nejúspěšnější stíhací pilotkou v historii. Na svůj účet si připsala dvanáct sestřelených německých letadel. Druhým útvarem byl 46. gardový noční bombardovací letecký pluk, u něhož ženy létaly na dvouplošných letounech Polikarpov Po-2 Kukuruznik. Letkyně tohoto útvaru podnikaly noční bombardovací lety na německá postavení, přičemž využívaly přednosti letounu, kdy se s vypnutým motorem bezhlučně přiblížily nad tábor nic netušících spících Němců, shodily bomby a v přízemním letu zmizely. Od německých vojáků si vysloužily přezdívku „Noční čarodějnice“ (Nachthexen) Díky malé minimální rychlosti a velké obratnosti navíc byly pro stíhací letadla těžkým cílem. Třetím útvarem byl 125. gardový bombardovací letecký pluk, který létal na dvoumotorových bombardérech Petljakov Pe-2. Velením pluku byla pověřená sama Raskovová, jež však zahynula zkraje roku 1943 při pokusu o nouzové přistání v blízkosti Stalingradu.

Na rozdíl od Sovětského svazu se na Západě ženy do bojů na frontě nezapojovaly. Přesto si cestu do kokpitů letadel našly. Ve spojených státech amerických se tomu stalo díky službě označované jako WASP (Women Airforce Service Pilots). Tyto pilotky měly za úkol zálety letadel, přepravu nákladu či létání s tažnými cíli při výcviku protiletadlových dělostřelců. Ve Velké Británii existovala obdobná služba zvaná Air Transport Auxiliary (ATA). Funkce pilotek byly podobné, většinou se jednalo o přelety nově vyrobených letadel z továren k bojovým útvarům, a to včetně stíhacích letounů Supermarine Spitfire a čtyřmotorových bombardérů Avro Lancaster. Nezastupitelný přínos pro vojenské letectvo měly ale i ženy na zemi. Úspěšná obrana britských ostrovů během Bitvy o Británii by nebyla možná bez příslušnic Ženských pomocných leteckých sborů (Women's Auxiliary Air Force neboli WAAF), jež ve funkci takzvaných plotterek zajišťovaly v řídicích sálech RAF situační povědomí o dění na na nebi v okolí Albionu. Na vítězství v druhé světové válce se taktéž podílely ženy ze základny RAF Medmenham, kde pro zpravodajské potřeby analyzovaly snímky pořízené průzkumnými letadly.

V posledních desetiletích si asi největší povědomí získala ruská akrobatická pilotka Světlana Kapaninová, která se může pochlubit titulem sedminásobné mistryně světa v letecké akrobacii. V České republice je patrně nejznámější pilotkou Radka Máchová, jež více než deset roků létala na pozici vedoucí akrobatické skupiny Flying Bulls Aerobatic Team na letounech Zlín Z-50LX. V posledních letech utěšeně roste zastoupení žen mezi piloty dopravních letadel, mnohdy se tak stává, že v kokpitu sedí dvoučlenná osádka tvořená ženami. Na tuto skutečnost některé aerolinie záměrně poukazují při příležitosti Mezinárodního dne žen, kdy vypravují čistě ženské posádky svých letadel, kdy mezi piloty a palubním personálem není jediný muž.

Stránka létání spojená s ženami je jak vidno bohatá a pestrá. Tracey Curtis-Taylor tento fakt chce zviditelnit a taktéž k němu přispět. Proto se již podruhé vydala ve šlépějích svých předchůdkyň. Ovšem snahou nebylo zopakovat let Amy Johnsonové do nejmenších podrobností, spíše využít této historické předlohy k rozvinutí bohatšího programu napříč několika kontinenty. Takže kromě samotného aktu složení pocty slavné britské letkyni první poloviny dvacátého století prostřednictvím jí inspirovaného etapového přeletu, se Tracey pustila do celé řady dalších aktivit, které ji tento počin umožnil. Předně se jednalo o aktivity podporující vzdělání a sebevědomí dívek a žen po celém světě. Tracey coby žena mezi muži piloty si je dobře vědoma, že zastoupení žen mezi nimi stále ještě není tak početné, jak by mohlo být, obzvláště mimo západní země. Podporuje proto technické vzdělání mezi dívkami, které jim následně může otevřít dveře leteckého průmyslu. Během obou svých cest se proto neúnavně setkávala s dívkami i ženami z nejrůznějších skupin, ať už se jednalo o studentky, příslušnice nejrůznějších ženských organizací či ženy pracující na místech, která si obvykle spojujeme s muži. Kromě propagace vzdělání šíří Tracey povědomí taktéž o zdravotní péči pro ženy, v tomto případě podporuje povědomí o nástrahách spojených s rakovinou prsu. Samozřejmě nemůžeme zapomenout na podporu letectví ve všech jeho podobách. Tím, že Tracey putuje napříč světem ve svém historickém dvouplošníku, pochopitelně přivádí pozornost i k létání jako takovému. Během cesty z Anglie do Austrálie se navíc zastavila na aerosalonu v Dubaji, kde sklidila zasloužený úspěch. A právě kvůli všem výše zmíněným aktivitám nebyl její let přesnou kopií letu Amy Johnsonové. Cesta přes tři kontinenty nepatří mezi levné záležitosti, proto i tentokrát finančně přispělo několik sponzorů. Hlavním sponzorem zůstala investiční skupina Artemis Investments, na jejíž počest nese letoun pojmenování Artemidin duch (Spirit of Artemis). Další podporu Tracey získala od amerického výrobce letadel Boeing, švýcarského provozovatele bizjetů ExecuJet Aviation Group, aerolinek Singapore Airlines či indického hotelového řetězce Taj. Začákem října bylo vše připravené k zahájení cesty.

Cesta k protinožcům byla zahájena ve čtvrtek 1. října 2015 na letišti v britském Farnborough (EGLF/FAB), odkud se Tracey vydala přes francouzské letiště Charleville-Meziéres (LFQV) přenocovat do Německa na letiště Adolfa Würtha (EDTY) ve Schwäbisch Hall. Obě tyto zastávky zná již ze své předchozí cesty, neboť zde přistála v rámci výpravy z Afriky do Anglie. Z Německa pokračovala na letiště Meidl (LHFM) nacházející se u maďarského města Fertőszentmiklós, jen nedaleko hranic s Rakouskem. Na tomto letišti sídlí firma 3G Classic Aviation, jež renovovala jejího Stearmana. Slibně započatou cestu zde ale ovlivnilo počasí, které na několik dní uzemnilo výpravu, jež se zde rozrostla o doprovodné letadlo Pilatus PC-6B Porter (F-GKIA) firmy Fly2Sky. Tento letoun doprovázel Tracey po zbytek cesty, přičemž na jeho palubě cestoval kromě kameramana i sud s náhradní zásobou paliva pro případ, že by se přistálo na místě, kde není k dispozici potřebný typ paliva. Jakmile se zdálo, že se počasí umoudřilo, zkusila Tracey přeletět do sousedního Rumunska. Pokus jí ale po hodině zmařila nízká oblačnost, takže se rozhodla přistát na pole a nic neriskovat. Z tohoto rozhodnutí neměl vyloženě radost tamní zemědělec. Nakonec se ale počasí zlepšilo natolik, že bylo možné pokračovat.

První rumunskou zastávkou bylo letiště Arad (LRAR/ARW), poté se již dostala do hlavního města Bukurešti, kde přistála na letišti Otopeni (LROP/OTP), jež rovněž nese jméno rumunského leteckého průkopníka Henriho Coandy. Ani odsud nebyl odlet jednoduchý, protože se napoprvé musela vrátit. Opět kvůli nepřízni počasí. Na druhý pokus to již ale vyšlo, takže pokračovala směr Turecko. Přistála v Istanbulu, kde využila malé sportovní letiště Hezarfen (LTBW) nacházející se v evropské části tohoto tureckého města. Mimochodem, jedno ze dvou mezinárodních letišť v Istanbulu nese jméno Sabiha Gökçen po turecké stíhací pilotce. Během návštěvy nejlidnatějšího tureckého města si Tracey prohlédla například byzantský chrám Hagia Sofia. Před opuštěním evropského kontinentu se ještě zastavila pro palivo na řeckém ostrově Rhodes na letišti Diagoras (LGRP/RHO) a poté přeletěla na Kypr, kde využila pohostinnosti základny RAF Akrotiri (LCRA/AKT) na jižním cípu tohoto ostrova. Tímto se definitivně rozloučila s Evropou a směřovala vstříc Asii. Po překonání zbytku Středozemního moře přelétala židovský stát Izrael, kde se k jejímu zelenému Stearmanovi připojily dva místní historické dvouplošníky. A to De Havilland DH.82A Tiger Moth (4X-AAA) a Boeing Stearman N2S-5 Kaydet (4X-AAY), za jehož řízením seděl pilot izraelského letectva, který létá na stíhacích letounech F-16. Díky němu si tato skupina letadel užila nízký let nad celým izraelským územím. Rozloučili se nad Mrtvým mořem, odkud Tracey pokračovala do Jordánska, kde přistála na městském letišti (OJAM/ADJ) v hlavním městě Ammánu. Zde se setkala s ženami pracujícími na pozici řídících letového provozu.

Následující etapy měly velmi písčitý charakter, neboť cesta vedla přes Saúdskou Arábii. Její rozlehlé území obnášelo hned několik mezipřistání. Nejprve se Tracey zastavila na letišti al-Džouf (OESK/AJF) u města Sakakah v provincii al-Džouf, poté na letišti Ha'il (OEHL/HAS) nacházející se ve stejnojmenné provincii, následovalo letiště Prince Nájifa bin Abd al-Azíze (OEGS/ELQ) v provincii al-Kasím, až se konečně dostala na mezinárodním letišti Krále Chálida (OERK/RUH) v Rijádu, hlavním městě Saúdské Arábie. Na tomto místě se již značně přiblížila významné zastávce na své výpravě, jímž byl letecký den v Dubaji zvaný Dubai Airshow. Ze Saúdské Arábie přiletěla do Spojených arabských emirátů nejprve na obchodní letiště Al Bateen (OMAD/AZI) v hlavním městě Abú Dhabí, načež pokračovala do centra dění dubajského aerosalonu, který se odehrával na obřím Al Maktúmově mezinárodním letišti (OMDW/DWC) ve dnech 8.-12. listopadu 2015. Po skončení leteckého dne pokračovala Tracey do ománského hlavního města na letiště Maskat (OOMS/MCT).

Po opuštění Ománu opustila taktéž Arabský poloostrov a zamířila k Pákistánu. Zde se její první zastávkou stalo letiště Gwadar (OPGD/GWD) nacházející se na pobřeží Arabského moře v jihozápadní pákistánské provincii Balúčistán. Odtud pokračovala na největší pákistánské letiště Džinnáh (OPKC/KHI) u města Karáčí v provincii Sindh. Na palubě Stearmana sem s ní letěl Princ Nikolaos Řecký. Poté se již s Pákistánem rozloučila a pokračovala do sousední Indie. Zde se její vstupní branou stalo letiště Sardar Vallabhbhai Patel (VAAH/AMD) pojmenované podle jednoho ze zakladatelů indické republiky. Toto letiště se nachází u města Ahmadábád, které leží v indickém státě Gudžarát. Protože je Indie poměrně velká země, následovalo několik dalších zastávek. Tracey následně pokračovala na letiště Džajpur (VIJP/JAI) ve stejnojmenném městě, které leží ve státě Rádžasthán. Vynechat nemohla indické hlavní město Dillí, kde přistála na vojenské základně Hindon Air Force Station (VIDX) ležící na severním okraji města. Indové pro ni zde připravili bohatý několikadenní program, během něhož se setkala s bezpočtem mladých žen, a to jak v civilní sféře, tak i těch, které slouží v indickém letectvu. Tato příležitost byla využita rovněž pro společný let s historickým dvouplošníkem De Havilland DH.82A Tiger Moth. Z Dillí pokračovala na letiště Ágra (VIAG/AGR) ležící ve státě Uttapradéš. V Ágře se nachází dost možná nejslavnější indická stavba, monumentální pomník Tádž Mahal, který Tracey nemohla nenavštívit. Předposledním městem v Indii se stalo Váránasí na břehu posvátné řeky Gangy, kde přistála na letišti Lál Bahádur Šastrí (VEBN/VNS) nesoucím jméno po významném indickém politikovi. Rozloučení s Indií proběhlo v Kalkatě, jež je hlavním městem indického státu Západní Bengálsko, kde využila služeb letiště Netaji Subhas Chandra Bose (VECC/CCU) pojmenovaném po indickém revolucionáři.

Dalším státem na trase se stala Bangladéš, kde Stearman přistál ve městě Čattagrám na letišti Shah Amanat (VGEG/CGP), jež je pojmenováno na počest bangladéšského politika M. A. Hannana. Další přelet zavedl Stearmana s doprovodným Pilatusem do Myanmaru (dřívější Barmy), kde přistáli ne letišti Nyaung U (VYBG/NYU), které se nachází nedaleko starobylého města Pugam. Nachází se zde přes dva tisíce chrámů a pagod postavených v jedenáctém a dvanáctém století, což při pohledu ze vzduchu musí v člověku vyvolávat nebývalý pocit úžasu. V Myanmaru se Tracey podívala ještě na letiště ve městě Rangún (VYYY/RGN). Následně se již dostala do Thajska, kde nejprve navštívila letiště Hua Hin (VTPH/HHQ) a poté letiště Surat Thani (VTSB/URT). Odsud zamířila do Malajsie, ale ještě předtím se vydala do oblasti proslulé zátoky Phang Nga, která leží mezi thajskou pevninou a ostrovem Phuket. Tato zátoka se díky svým pozoruhodným přírodním scenériím stala jedním z dějišť filmu Muž se zlatou zbraní z roku 1974, v němž Roger Moore ztvárnil britského tajného agenta Jamese Bonda. Ostrov, kde se film natáčel, je od té doby přezdíván Ostrov Jamese Bonda. V Malajsii využila letiště Penang (WMKP/PEN) nacházející se na ostrově Penang.

Následovala zastávka v Singapuru, kde vzhledem k typu svého letadla přistála Tracey na menším letišti Seletar (WSSL/XSP). Ovšem na hlavní mezinárodní letiště Changi se Tracey podívala alespoň při odletu, kdy přes jeho neutuchající provoz přelétala. Naskytl se jí tak pohled na hemžení obřích dopravních letounů. Neméně zajímavý pohled se jí naskytl během letu přes singapurský průliv, kde měla pro změnu možnost sledovat hemžení obřích nákladních lodí. Odsud se výprava nesla v přeskocích z jednoho ostrova na druhý. V Indonésii nejprve přistála na ostrově Sumatra ve městě Palembang, kde navštívila letiště Sultan Mahmud Badaruddin II (WIPP/PLM), které nese jméno po osmém sultánovi palembangského sultanátu, jenž je považován za národního hrdinu. Dalším indonéským ostrovem, který Tracey poctila návštěvou, byla Jáva, kde přistála nejprve v hlavním městě Jakartě na mezinárodním letišti Sukarno-Hatta (WIII/CGK), pojmenovaném po dvou politicích, kteří bojovali za nezávislost Indonésie na Nizozemsku, načež v rámci ostrova přelétla na letiště nesoucí jméno indonéského vojenského velitele Achmad Yani (WAHS/SRG) u města Semarang. Cesta zavedla zeleného Stearmana dále na ostrov Bali, v tomto případě na letiště Ngurah Rai (WADD/DPS) u Denpasaru. I toto letiště nese jméno jednoho z bojovníků za nezávislost Indonésie. Předposledním ostrovem se stala Sumba a zdejší letiště Umbu Mehang Kunda (WADW/QGP) ležící u města Waingapu. Své jméno získalo po správci ostrova, který zemřel 2. srpna 2008, předtím neslo název Mau Hau. Posledním z indonéských ostrovů se stal Timor, kde výprava spočinula na letišti nesoucím jméno guvernéra El Tari (WATT/KOE) u města Kupang. Poté již následovala Austrálie.

Po přeletu Timorského moře se výprava konečně dostala na kontinent, kde své putování zakončila o 85 let dříve Amy Johnsonová. Tracey přistála na letišti Darwin (YPDN/DRW) nacházejícím se v Severním teritoriu, kde Amy své putování ukončila. Pro Stearmana zde ale cesta neskončila, neboť jej čekalo ještě několik tisíc kilometrů napříč australskou pevninou až na východní pobřeží do města Sydney. Putování tedy pokračovalo návštěvou letišť Wave Hill (YWAV/WAV), poté Tennant Creek (YTNK/TCA) a Alice Springs (YBAS/ASP). Tato cesta dala Tracey barvitou představu, jak rozsáhlým územím australský outback skutečně je. Všude téměř nekonečná pustina. Jako zjevení se proto jeví proslulá Ayersova skála, což je největší jednolitý kamenný útvar na světě, který se tyčí nad rovinatou krajinou až do výšky 348 metrů. V domorodém jazyce má tento načervenalý pískovec jméno Uluru. Protože se jedná o jeden ze symbolů, který si s Austrálií lidé spojují, zaletěla Tracey na letiště Ayers Rock (YAYE/AYQ) ležící v jeho blízkosti. Poté přeletěla na letiště Oodnadatta (YOOD/ODD) ležící v Jižní Austrálii. Pro palivo se zastavila na základně královského australského letectva RAAF Woomera (YPWR/UMR). Pak již nabrala kurz přímo na východ a v Novém Jižím Walesu přes letiště Broken Hill (YBHI/BHQ) a Griffith (YGTH/GFF) dorazila až do Sydney. Nejprve zde přistála na základně královského australského letectva RAAF Richmond (YSRI/XRH), odkud přes centrum města přeletěla na mezinárodní letiště v Sydney (YSSY/SYD), kde celou výpravu 9. ledna 2016 slavnostně zakončila. Celkově uletěla vzdálenost přesahující 21 tisíc kilometrů. Následně Stearman putoval v rozloženém stavu do amerického Seattlu, kde na něj čekalo nové dobrodružství.

V červenci roku 2016 si světoznámý výrobce letadel firma Boeing připomínala 100. výročí svého založení, přičemž Tracey se rozhodla přispět k oslavám tohoto jubilea předvedením svého dvouplošníku v zemi jeho vzniku. Kromě toho, že Boeing toto letadlo v roce 1943 vyrobil, stal se i významným sponzorem obou uskutečněných etapových letů, jež Tracey podnikla, takže návštěva Států se stala tak trochu i povinností. Při této příležitosti měla britská pilotka uskutečnit etapový přelet ze západního na východní pobřeží. Tento počin se tentokrát stal poctou pilotům, kteří létali napříč kontinentem s poštou. Výprava započala 2. května 2016 v Seattlu, načež plán počítal s etapovým přeletem přes celý kontinent s cílem v Bostonu. Ovšem dne 13. května po startu z letiště Winslow-Lindbergh v Arizoně vysadil krátce po vzletu Stearmanu motor, což vedlo k nouzovému přistání. Tracey ani spolucestující neutrpěli žádné zranění, Artemidin duch však byl vážně poškozen, došlo zejména k destrukci křídel a ocasních ploch. Výprava tak předčasně skončila. Těžce poškozený letoun byl letecky přepraven do péče mechaniků firmy 3G Classic Aviation, kteří jej v takřka neuvěřitelném čase opravili a uvedli zpět do letuschopného stavu. Zelený Stearman se proto již v polovině července téhož roku předvedl v plné kondici na aerosalonu v britském Farnborough.

Zpráva o nehodě pochopitelně vyvolala mimořádný zájem odborné i laické veřejnosti. Ústředním bodem následujících diskusí se stala zmínka, že nikdo z dvoučlenné osádky neutrpěl zranění. Tato informace totiž popírala jednu z hlavních charakteristik, jež doprovázely dálkové etapové lety, které Tracey podnikala – mělo jít o lety sólové. Přítomnost druhé osoby na palubě tento fakt vyvracela. Zejména v letecké obci se strhly vášnivé debaty, které nezřídka zcela podrývaly úspěchy britské pilotky. Postupem času začalo vyplouvat na povrch, že jen v malé části ze všech doposud uskutečněných letů, ať už v rámci výprav z Jihoafrické republiky do Anglie či z Anglie do Austrálie, seděla Tracey v letadle sama. Společně s ní cestoval buď Ewald Gritsch, zkušený pilot, letecký mechanik a majitel firmy 3G Classic Aviation, anebo některá z pozvaných významných osob. Na hlavu letkyně se kvůli tomu začaly snášet urážky a sžíravá kritika, že záměrně klamala veřejnost. Jak se zdá, hlavní podíl na zavádějící prezentaci výprav mělo především marketingové oddělení starající se o styk s médii a veřejností, jež si občas některé skutečnosti upravilo podle svých potřeb. Pravdou je, že Tracey pilotovala během všech úseků uskutečněných cest. Ewald Gritsch na předním sedadle primárně fungoval coby fotograf a kameraman, na zemi pak zastával funkci mechanika letadla. Většinu času si však užíval let v otevřené kabině a kochal se výhledy, což pro něj bylo zajímavější než sedět v doprovodném stroji. Ovšem jako sólové nelze tyto lety ani při nejlepší vůli označit, neboť Tracey v letadle (většinou) nebyla sama.

Přesto si však nemyslím, že je na místě snižovat hodnotu dosažených výkonů. Strávit měsíce na cestách, potýkat se s rozmary počasí, překonávat byrokracii a obtíže spjaté s létáním v zemích, které za vyloženě přátelské či dokonce bezpečné nelze označit, a přitom věnovat čas v přestávkách mezi lety propagaci myšlenek a hodnot, si vyžaduje značné nasazení a odhodlání. Ochotu podstupovat všechny tyto útrapy a svízele bychom rozhodně nenašli u každého. Navíc na výpravy, které Tracey uskutečnila, se nemůžeme dívat jen z pohledu letectví. Jejich lidský a společenský přesah je totiž dost možná tím nejdůležitějším, co přinášejí. Cesta historickým dvouplošníkem je do určité míry jen prostředkem. Ale to není nic špatného. Osobně si vážím toho, že Tracey výpravy podnikla, bez ohledu na to, ať už sólově anebo ne.

Díky obdivuhodné práci tuctu mechaniků se podařilo poškozený Stearman během dvou měsíců uvést zpět do letuschopného stavu, takže s ním Tracey Curtis-Taylor může opět brázdit oblohu. Započatý etapový přelet Spojených států proto dokončí letos, kdy by během června měla navázat na cestu tam, kde loni tak nešťastně skončila. Nelze než jí přát, aby do cíle své cesty, jímž bude New York City, zdárně doletěla. Jako u obou dosavadních výprav, i na tu severoamerickou se zde po jejím zakončení podíváme detailněji.

Kam dál?
Mapa trasy letu: http://airspotter.eu/Download/Anglie-Australie_mapa.jpg
Oficiální stránky letu: http://www.birdinabiplane.com/
Video z letu nad pouští v Saúdské Arábii: https://youtu.be/zqy99fbWGUk
Video z přistání v australském Darwinu: https://youtu.be/tcvYB3TNQnc
Díl věnovaný předchozímu letu: http://airspotter.eu/Download/Goodwood.pdf

Celý text je dostupný rovněž ve formátu .pdf: http://airspotter.eu/Download/Tracey_Curtis-Taylor.pdf

Marek Vanžura
(Photo © Tracey Curtis-Taylor)