W przezroczystym, latającym skrzydle

  • 6.02.2019, 13:17 (aktualizacja 06.02.2019 13:23)
  • Piotr Gulbicki
W przezroczystym, latającym skrzydle Fot. Airbus S.A.S.
Bez kadłuba, na baterie, z przezroczystą kabiną… Samoloty przyszłości rozpalają wyobraźnię – zarówno naukowców, jak i pasażerów. W jakim kierunku będą ewoluować?

Ograniczenie zużycie paliwa, emisji spalin, poziomu hałasu. A co za tym idzie ochrona środowiska i zwiększenie wydajności. To główne cele przyświecające lotniczym konstruktorom. Pracują oni dla wielkich międzynarodowych korporacji, mających własne fabryki i zatrudniających tysiące pracowników. Trzeba jednak pamiętać, że poszczególne części są robione w różnych miejscach, a podzespoły przygotowywane i dostarczane przez podwykonawców.

– Wszelkie zmiany techniczne w lotnictwie to długi proces. Poprzedzają je tysiące symulacji komputerowych, setki testów w tunelach aerodynamicznych, a efektem finalnym tych prac jest stworzenie prototypu. Każda firma ma sztab ludzi, którzy myślą nad projektami przyszłości i ściśle współpracują z uczelniami technicznymi. Większość z nich, przynajmniej w Wielkiej Brytanii, prowadzi jakieś projekty badawcze wspólnie z Airbusem czy Boeingiem – mówi dr Marian Zastawny, były inżynier w londyńskim Aircraft Research Association, gdzie zajmował się opracowywaniem nowych technik projektowania samolotów.

Silnik w ogonie

Ogniwa paliwowe, panele słoneczne, a nawet ciepło ludzkiego ciała. W ten sposób, zdaniem ekspertów, mogłyby być w przyszłości zasilane niektóre systemy samolotów. W parze z tymi innowacjami szłaby ewolucja kształtu samych maszyn. Z punktu widzenia aerodynamiki najlepszym rozwiązaniem, pozwalającym osiągnąć maksymalną prędkość przy minimalnym zużyciu paliwa, byłby samolot bez kadłuba, czyli latające skrzydło. Co więcej, taka konstrukcja wytwarzałaby stosunkowo nieduży hałas. To jednak melodia przyszłości, tego typu rozwiązania będą realne dopiero za 40 – 50 lat. Pod uwagę brane są jednak inne, szybsze w realizacji scenariusze. Jeden z nich zakłada zmianę umiejscowienia silników i ulokowanie ich w ogonie, tak żeby emitowany hałas był skierowany do góry, a nie w stronę ziemi.

Prowadzone są też prace nad samolotem elektrycznym, już teraz Boeing 787 wykorzystuje tego rodzaju energię do napędzania większości swoich systemów. Pojawia się tu nowy element – baterie z odpowiednią wydajnością, które zastąpią silniki spalinowe.

Odrębna kwestia to ewolucja kabiny pasażerskiej. Jedna z wersji zakłada rezygnację z okien, a wszystko działałoby na zasadzie projekcji komputerowej, w efekcie czego patrząc na ścianę samolotu pasażer będzie widział rodzaj ekranu. Możliwy jest też egzoszkielet, czyli szkielet zewnętrzny, w którym praktycznie cała kabina byłaby przezroczysta.

Fly-by-wire

Brzmi ciekawie, ale do tego jeszcze długa droga. Nowe projekty są efektem pracy tysięcy inżynierów, generując ogromne koszty sięgające miliardów dolarów. Producent zakłada, że maszyna się sprzeda i będzie można na niej zarobić, jednak trzeba mieć świadomość, że jeśli inwestycja nie spełni pokładanych w niej nadziei może pogrążyć całą firmę. Tu nie ma miejsca na błędy, dodatkowo pojawia się ryzyko, dlatego w lotnictwie nie ma rewolucji, a jedynie drobne zmiany i modyfikacje.

Ostatnimi przełomowymi wydarzeniami były umieszczenie silnika odrzutowego w samolocie pasażerskim w latach 50. ubiegłego stulecia, a także zastosowanie systemu fly-by-wire ponad ćwierć wieku później. Ten ostatni polega na tym, że pilot nie steruje maszyną używając drążka, tylko pośrednio za pomocą komputera. Wystarczy wydać odpowiednie polecenie, a specjalny program wykonuje całą pracę.

Od czasu wprowadzenia tych dwóch rozwiązań pojawiają się już tylko usprawnienia tego, co jest, plus drobne modyfikacje – podwyższenie komfortu pasażerów przez zwiększenie ciśnienia, redukcja zużycia paliwa, większe i sprawniejsze silniki, lepsza aerodynamika, obniżenie natężenia hałasu wytwarzanego przez samolot.

W ostatnich latach oprócz elektryki najważniejszym osiągnięciem jest ewolucja materiałów. Coraz większy udział w konstrukcjach mają bardzo wytrzymałe i lekkie włókna węglowe, które stopniowo zastępują aluminium. W Dreamlinerach Boeinga i Airbusa A350 ponad połowa struktury jest zbudowana właśnie z tego materiału. Pracuje się również nad tym, żeby kable były z włókien węglowych. Obecnie w tradycyjnym samolocie ważą one po kilka ton, natomiast w przyszłości to obciążenie będzie znacznie mniejsze…

Czy wiesz że...?

Jednym ze sposobów na zminimalizowanie hałasu wytwarzanego przez startujący samolot mogłoby być wystrzeliwane go z katapulty, dzięki czemu maszyna szybciej wzbije się w powietrze. Trochę na wzór rozwiązań funkcjonujących na lotniskowcach, gdzie jest bardzo krótki rozbieg.

Latanie w formacji, podobnie jak robią to ptaki, skutkowałoby mniejszym zużyciem energii przez samoloty będące z tyłu klucza. Jeden z pomysłów zakłada stworzenie podniebnych autostrad, którymi maszyny będą podążać po wystartowaniu z lotniska. Nawet jeśli wspólny lot będzie tylko na określonym odcinku, to i tak osiągnie się znaczne korzyści.

Boeing i Airbus to najwięksi gracze na lotniczym rynku, ale coraz mocniej depczą im po piętach kanadyjski Bombardier i brazylijski Embraer. Pojawiają się też produkcje chińskie.

Piotr Gulbicki
Podziel się:
Oceń:

Komentarze (0)

Dodanie komentarza oznacza akceptację regulaminu. Treści wulgarne, obraźliwe, naruszające regulamin będą usuwane.


Pozostałe