BAC/Aerospatiale Concorde (GB/F)

Po prvních úspěšných nadzvukových letech zkušebních a vojenských letadel v první polovině padesátých let a jejich spurtu k dvoumachovým rychlostem začali manažeři leteckých dopravních společností, konstruktéři i politici vážně uvažovat o nadzvukových tryskových dopravních letadlech. Byly publikovány první propočty i konstrukční schémata, mezi nimiž nebyly bezocasé typy žádnou vzácností. Hned na počátku úvah o nadzvukovém dopravním letadle se však objevily problémy spojené s jeho konstrukcí i provozem. Především dopravní letadlo, má-li využít možnosti letět nadzvukovou rychlostí užítečně k dosažení vysoké průměrné cestovní rychlosti, musí mít schopnost vytrvat v nadzvukovém letu během podstatné části své letové dráhy, tj. po celé hodiny. Vojenská letadla totiž létají nadzvukově obvykle jen krátkou dobu v některých časových usecích své bojové aktivity, takže termodynamický ohřev i ohřev způsobený třením vzduchu působí jen krátkou dobu a lze počítat s ochlazením v následující pomalejší letové etapě, zatímco letadlo dopravní bude nutné vyrobit z materialů snašejících dlouhodobu vyšší teploty a vedle toho se postarat o odvod tepla disipací vzniklého. Vstupní hrdla proudových motorů vyžadují v nadzvukovém letu jine tvarovaní.



Totež plati o vstupních tryskách a vlastně o celém motoru, protož termodynamické děje v kompresorech, turbinách a hlavně v tryskách probíhají v jiném termodynamickém režimu. Nadzvukové dopravní letadlo se však nevyhne i poměrně dlouhodobým letům v podzvukové oblasti, kde tvarování zmíněných částí musí být často zcela odlišné. To naznačuje, že bude nutno mnohé konstrukční skupiny vytvořit jako tvarově variabilní, což přineslo zcela nove problémy v oboru regulační techniky. A pak zde byl a vlastně dodneška je problém spojený s přechodem z podzvukového letového režimu do nadzvukového (a naopak), který spadá do oboru tzv. transsonické aerodynamiky, o níž se tenkrát ještě mnoho nevědělo. Pak zde byl problém supersonického třesku. Nadzvukový let je provázený výskytem tzv. razových vln, vlastně tlakových nespojitostí, které se při přechodu rázové vlny přes naše ušní bubínky projevují jako zahřmění. V počátcích létaní rychlostí kolem 1000 km/h bylo vytváření takového třesku – anglicky se mu říkalo „supersonic bang“ – atrakcí na leteckých dnech, avšak s rozvojem supersonickeho letání se začaly pociťovat i jeho nepříjemné projevy. V dobách, kdy naši vojáci létali někdy i dosti neukazněně nadzvukovou rychlostí nad našimi příbytky, (než je přísné předpisy zahnaly do velkých výšek) vnímali už nadzvukový třesk jako nepříjemný rámus spojený občas se zasklíváním okenních tabulí a se starostlivými pohledy na trhliny ve zdi.



Dopravní letadlo, má-li unést rozumný počet cestujících, musi být poměrně velké a vytvoří složitým systémem rázových vln na zemském povrchu poměrně velké pole supersonického třesku. Motory pohánějící takové letadlo musí vyvozovat veliký tah, budou mít velikou spotřebu paliva i atmosferickeho vzduchu, a rázem tu jsou nové problémy ekonomicke i ekologicke. Zkratka problém nadzvukove dopravy se ukázal být problémem nejen technickým, ale i celospolečenským. Proto letecké velmoci, které se – mj. též z pohnutek prestižních – hodlaly zapojit do nadzvukové dopravy, vytvořily celostátní organizace pověřené řešením teto problematiky. Ve Velke Británii vznikl r. 1955 „Supersonic Transport Aircraft Commitee“ (zkr. STAC, tj. Výbor pro nadzvukové dopravní letadlo), který sdružoval složky státní, průmyslové i výzkumné a uspěšně pracoval až do r. 1961. Doporučil původně navrhnout dva supersonické dopravní stroje, jeden pro střední tratě pro asi 100 cestujicich a jen mírně supersonické s Ma = 1,3, druhý byl pro dlouhé tratě s doletem blížícím se 6000 km pro 150 cestujících a s rychlostí odpovídající Ma = 1,8 až 2. Zorganizoval rozsahý výzkum, v rámci něhož bylo proměřeno asi 300 modelů v aerodynamických tunelech a postavena dvě speciální výzkumná letadla k vyzkoušení konfigurace křídel. Jedno z nich jsme už poznali dříve jako Fairey Delta F.D. 2 (později přeznačeno na BAC 221), sloužilo k výzkumu tzv. gotických křídel. Druhý typ Handley Page 115 sloužil k výzkumu letových vlastností kříídla s extrémním úhlem šípu. Zavěrečné doporučení výboru STAC vyznělo ve prospěch gotického křídla. Jeho hlavní nevýhodu, totiž velký pohyb střediska tlaku (působiště výsledné aerodynamické síly na kříidlo) se změnou úhlu naběhu, doporučil řešit změnou těžiště letadla přečerpáváním paliva mezi nadržemi položnými v přiední a v zadní partii křídla popř. trupu. STAC hodnotil též návrhy konstrukčního provedení nadzvukových dopravních letadel, jak přicházely od britských závodů. Z britských projektů uvádíme návrhy firmy Bristol (od počátku šedesatých let součást koncernu BAC), které vycházely z ocasatého typu s kříidlem ve tvaru M (1957) přes hornoplošnou kachnu Bristol 198 z r. 1958 (později bylo od kachních ploch upuštěno) až k typu Bristol 223, bezocasému letadlu s dolnoploným gotickým křídlem a v konečné fázi se čtyřmi proudovými kompresorovými motory Bristol Siddeley Olympus 593 ve dvou podkřídelních skříních. Podobně vývoj probíhal ve Francii, kde snad organizačně volnější výbor řízený vládou a zahrnující Air France, státní výrobní závody Nord Aviation a Sud Aviation a soukromý závod Dassault se zabýval podobnou problematikou.



Původní návrhy vycházely z nepříliš náročných specifikací vycházejících od Air France na letadlo pro střiední tratě pro 60 až 80 cestujících, jež by mělo dosahovat nadzvukové rychlosti okolo Ma = 1,6. Ostatní účastníci jednání však pokládali takový typ za neperspektivní. Spor vyústil v r. 1960 ve společný návrh společností Sud Aviation a Dassault (North Aviation odstoupila) v náročnější projekt „Super Caravelle", čtyřmotorovým dolnoplošným samokřídlem s gotickým křídlem pro 70 až 76 cestujících, vzletovou hmotností 77 000 kg a maximální rychlostí odpovídající Ma = 2,2. Motory měly být uspořádány po dvou ve dvou podkřídelních skříních. V r. 1961 si Angličané i Francouzi všimli, še Super Caravelle a projekt BAC 223 se podobají – až na mírnou odchylku ve velikosti – jako vejce vejci a rozhodli se (samozřejmě že po náročném jednání) pokračovat v dalším vývoji společně. Společné letadlo se mělo nazývat Concorde, řídícím orgánem se stal „Concorde Management Board“ s výkonnou složkou „Concorde Directing Committee". Výsledkem společné projekční, konstrukční, výzkumné a vývojové práce bylo letadlo Concorde. Byl to bezocasý celokovový čtyřmotorový dolnoplošník s dlouhým tenkým trupem (vniřní průměr 2,63 m, výška kabiny pro cestující 1,96 m) pro 100 až 144 cestujících, tříčlennou osádku (první a druhý pilot, palubní inženýr a šest palubních průvodčích), mimořádně tenkým křídlem gotického půdorysu (tloušťka křídla u kořiene 3%) vertikální lichoběžníkovou plochou se směrovým kormidlem v koncové partii. Výškové a příčné řízení zajišťují šestidílné elevony. Podvozek příďového typu má vysokou přední nohu se dvěma kolečky, hlavní podvozkové nohy jsou opařené čtyřkolými vozíčky a sklápějí se směrem k trupu. Pozoruhodná je příďová špice sklopná k usnadnění výhledu při vzletu a přistávání směrem dolů o 15 °. Při supersonickém letu slouží jako tepelný štít.



V roce 1962 tak francouzská a britská vláda odstartovaly ambiciózní projekt vývoje prvního nadzvukového dopravního letadla. Realizaci projektu dostali za úkol British Aircraft Company (BAC, později BAe) v Británii a Sud Aviation (později Aerospatiale) ve Francii. Práce i náklady byly rozděleny v případě draku v poměru 60:40 ve prospěch Francie, v případě pohonných jednotek v poměru opačném. Pokud se týče draku, měla být ve Velké Britanii vyrobena sklopná příď a tři sekce trupu na ni navazující, záď s vertikální ocasní plochou, motorové gondoly a převážná část systémů, ve Francii pak křídlo, pět sekcí trupu v křídelní partii, hydraulický a navigační systém a radiové vybavení. Naproti tomu vlastní tryskové motory měly být vyráběny ve Velké Británii, koncová partie včetně zařízení k dodatečnému spalování, regulovatelná tryska a mušlový obraceč tahu u firmy SNECMA ve Francii. Montážní linky měly být dvě, britská ve Filtonu a francouzská v Toulouse. Doprava dílů mezi nimi měla probíhat převážně letecky. Letadlo se nazývalo vzhledem ke spojování a přejmenovávání podniků jak v Británii tak ve Francii BAC – Aerospatiale Concorde.

Od počátku vývoje bylo jasné, že se rodí mimořádné letadlo. Technické specifikace se zdály v 60tých letech neuvěřitelné - rychlost Mach 2,2 (2.400 km/h) tzn. více než 2x větší než rychlost zvuku. Ale vývoj byl velmi obtížný a vyskytlo se mnoho problémů spojených nejen s dosažením požadované rychlosti. Například tepelný ohřev letounu při vysokých rychlostech si vynutil vývoj nových materiálů pro výrobu trupu a křídel Concordu. K pohonu Concordu byly vybrány motory Rolls-Royce / Snecma Olympus, původně vyvinuté pro britský bombardér Avro Vulcan. Všechny čtyři motory Concordu byly vybaveny přídavným spalováním a obraceči tahu. Přes řadu komplikací byl naplánován vzlet francouzského i britského prototypu v r. 1968. Při konečné montáži však nastaly potíže organizačního rázu, takže k slavnostnímu „roll out“ fancouzského prototypu došlo v Toulouse teprve v prosinci 1967. Pojížděcí zkoušky v srpnu však ukázaly, že bude nutné překonstruovat brzdný systém, takže datum prvního vzletu bylo odloženo až na jaro roku 1969.

Pak však přišel šok, když 31. prosince 1968 vzlétl v SSSR prototyp nadzvukového dopravního letadla Tupolev Tu-144 pilotovaný zkušebními piloty E. V.Jeljanem a M. I.Kozlovem, prototyp sice nedovyvinutý, vyhnaný do vzduchu z propagandistických důvodů předčasně, ale nicméně jako první. Francouzskému prototypu Concorde 001 imatrikulovanému F – WTSS a pilotovanému zkušebním pilotem André Turcatem se to podařilo až 2. března 1969, britskému prototypu Concorde 002 G - BSST, který pilotoval zkušební pilot Brian Trubshaw, 9.dubna 1969.

Etapy ve vývoji letadel Concorde a Tu-144:

Porovnání	Concorde	Tu-144
Zahájení vývoje	1955	1962
Vzlet prototypu	2.3.(F) a 9.4.(GB)1969	31.12.1968
Předvedení na aerosalonu	1969	1971
Dosažení Ma = 1	1.10.1969	5.6.1969
Dosažení Ma = 2	4.11.1970	26.5.1970
Uvedení do linkové služby	1976	1977
Stažení z linkové služby	říjen 2003	1978

Objevil se tedy nový soupeř. Nastal souboj o prvenství mezi typy Concorde a Tu-144. Tupolev v ní sice o vlas vede, ale v důvěře eventuálních zákazníků začínal získávat body Concorde, odborná veřejnost si začínala uvědomovat náročnost vědeckých i konstrukčních problémů, které musely být vyřešeny i serióznost, s jakou byly v případě Concorde řešeny. Postupně přicházely objednávky od různých leteckých dopravních společností mj. i z USA. Počátkem roku 1970 počet objednávek dosáhl počtu 74 od 16 společností.


...Tu-144 "Concordski" v muzeu Sinsheim (D)

Do vzduchu rychle vzlétaly dva předsériové typy Concorde, roku 1971 francouzský výr.č. 01 a britský výr.č. 02. Měly poněkud jiné parametry, rozpětí 25,56 m a délku 58,83 m, nosnou plochu 358,2 m2, hmotnost prázdného letounu 72.120 kg a vzletovou 166.465 kg s motory Olympus 593 B o tahu 166 kN, dolet byl 6.500 km, dostup 19.000 m, maximální rychlost byla těsně nad Ma=2. Vykonaly mnoho pozoruhodných a atraktivních letů především s propagačním a komerčním posláním do jižní i severní Ameriky, do Jižní Afriky i na Střední a Dálný východ. Letadla byla během tohoto vývoje neustále zlepšována a zlepšení byla dodatečně aplikována i na další stroje. Od roku 1974 následovaly sériové stroje pro 108 až 144 cestujících s délkou zvětšenou na 62 m a vzletovou hmotností na 185.000 kg. Olympusy měly tah vyhnaný na 172 kN. Celkem bylo vyrobeno 18 strojů typu Concorde.



Nové objednávky však nepřicházely, naopak, všechny společnosti kromě British Airways a Air France své objednávky postupně stornovaly. Objevily se námitky ekonomického i ekologického charakteru, jak byly naznačeny na počátku této kapitoly. Zhýčkaní cestující si sice libovali, že je příjemné proletět trat Paříž – New York za necelé čtyfři hodiny, avšak kabina je příliš těsná, málo místa na zavazadla atd. Navíc se postavila proti Concorde letiště v USA, prý z důvodu hlučnosti. Ta byla skutečně veliká, pohybovala se kolem 115 dB, což je zhruba hlučnost prvních tryskových dopravních letadel. Hlavním důvodem komerčního neúspěchu však byla skuteănost, že firma Boeing ohlásila vývoj až třímachového supersoniku pro 300 cestujících. Stavba supersonického dopravního letadla („SuperSonic Transporter", zkr. SST) se stala i pro USA prestižní záležitostí. Prezident Kennedy vyhlásil za tímto účelem „Project Horizon", přislíbil mu státní podporu a jeho řízením pověřil organizaci NASA a Federální úřad pro letectví FAA. V roce 1963 byly vyzvány společnosti North American, Lockheed a Boeing, aby do roka předložily své projekty na letadlo typu SST pro 150 až 200 cestujících s doletem 6500 km a s cestovní rychlostí Ma = 2,7 až 3. Při takovýchto rychlostech dosahuje dynamický ohřev již tak velikých hodnot, že hlavním konstrukčním materiálem se stává titan. North American vyšel ze svých zkušeností s třímachovým obřím bombardérem „Valkyrie“ kachního typu a v jeho duchu navrhl typ NAC-60, čtyřmotorovou kachnu s lomeným šípovým křídlem, firma Lockheed pak bezocasý osmimotorový typ L-2000 s křídlem ve tvaru dvojité delty. Boeing předložil návrh dolnoplošníku s tehdy módní proměnnou geometrií křídla a s čtyřmi podvěšenými motorovými gondolami. V soutěži zvítězil Boeing, jako dodavatel motorů pak General Electric. Byl zahájen vývoj a konstrukce. Objevily se však potíže materiálové, technologické, pevnostní i konstrukční, hlavněs obrovský ložskem natáčecího mechanizmu křídla. Výrobce byl nucen měnit dispozici letadla, až v roce 1968 přešel na schéma pevného dvojdeltovitého křídla s klasickými ocasními plochami. Objevily se však problémy s financováním vývoje. V květnu 1971 senát finanční podporu projektu zastavil. Tak skončil americký sen o SST.



Nakonec pouze francouzská a britská vláda se zaručily za objednávky Air France a British Airways (dříve BOAC). První pravidelný let Concordu se odehrál na lince British Airways Londýn-Bahrajn 21.1. 1976, den nato letěl Concorde Air France z Paříže do New Yorku. Po třicet let létaly letoun Concorde bez závažnějších technických poruch. 25.7.2000 ale havaroval Concorde Air France při vzletu z pařížského letiště Charlese de Gaulla. Při havárii zahynuli všichni cestující a posádka a Concordům bylo odebráno povolení k provozu. Po dlouhé době vyšetřování bylo oznámeno, že havárii způsobil kovový předmět, který odpadl (!) z letounu DC-10 společnosti Continetal, který startoval před nešťastným Concordem. O tento předmět si prorazil Concorde pneumatiku a úlomky pneumatiky prorazily jeho palivovou nádrž. Letounu se vzňaly při startu dva motory následkem čehož se stal neovladatelým . Bilance nehody : 113 mrtvých...



Po nezbytných technických úpravách, mj. instalace kevlarových plátů do palivovýc h nádrží, Concordy opět zahájily provoz v září 2001. V roce 2003 Concordy končí - Air France provedla poslední let Concordu na pařížském aerosalonu a British Airways vyřazují poslední Concorde na podzim 2003. Obě letecké společnosti již nejsou ochotny financovat silně ztrátový provoz Concordů. Nabídky britského dopravce Virgin Atlantic na odkoupení Concordů za symbolickou částku 1 libru za kus byla odmítnuta. A tak budou tato nádherná a nezapomenutelná letadla patřit historii.



Concorde je a dlouho zůstane držitelem mnoha světových rekordů, včetně nejrychlejšího přeletu Atlantického oceánu z New Yorku do Londýna a to v čase 2 hodiny a 54 minut. Další pozoruhodný rekord vytvořil Concorde nejrychlejším obletem zeměkoule. V roce 1992 ji obletěl z východu na západ v čase 32 hodin, 49 minut a 3 sekundy. O tři roky později tento rekord vylepšil obletem v opačném směru, tedy ze západu na východ a to v čase 31 hodin, 27 minut a 49 sekund. Sériově bylo vyrobeno pouhých 14 letounů, které se až do léta 2000 vyznačovaly spolehlivostí, která vysoce převyšovala obvyklý standard. Letoun Concorde byl jediným dopravním letounem, jenž kdy létal na pravidelných linkách nadzvukovou rychlostí, a toto postavení si udrží i nadále, neboť v nejbližších desetiletích žádný podobný letoun nevznikne. Svět se tak na sklonku roku 2003 o polovinu zvětšil...



Technické parametry Concorde:

Motor	4x Rolls Royce/Snecma Olympus 602 nebo 593, tah po 169,4 kN
Rozpětí	25,56 m
Délka	62,13 m
Výška	12,22 m
Nosná plocha	359 m2
Max.Vzletová hmotnost	185.000 kg
Cestovní rychlost	2.400 km/h
Běžná cestovní rychlost	Mach 0,84
Počet cestujících	100-144
Počet členů posádky	3-4
Dostup	20.000 m
Dolet	7.200 km

Prameny :
Encyklopedie letadel světa - David Donald (český překlad 1999)
Časopis RC Modely 2003, články Létající křídla autorů J+J.Nožičkových.
http://abcivilaircrafts1.euweb.cz/Concorde.html
http://www.skyfliers.com/co.php

Překlad a zpracování : Jirka, 18.1.2005