Airbus A320 rozhodně nepatří mezi "nejšpinavější" letadla. Spíše naopak. Do vzduchu vypouští o deset procent méně emisí než srovnatelný Boeing. Přesto za tímto letounem pro 150 cestujících zůstává v ovzduší 42 kilogramů CO2 na osobu a letovou hodinu.
Co to znamená? Že stejné množství oxidů uhlíku za tentýž počet kilometrů (maximální rychlost A320 činí 870 km/h) vypustí do vzduchu pět desítek fabií 1.2 HTP. A ty jsou přitom schopny uvést o sto pasažérů víc. Anebo jinak: na manželský pár, který si zaletí z Amsterdamu na dovolenou do thajského Púkhetu a zpět, připadne tolik emisí, kolik vypustí nový Ford Focus za celý rok.
Chceme polovinu!
Evropská komise uvádí, že na roční produkci skleníkových plynů, které přispívají k oteplování planety, se letecká doprava podílí čtyřmi procenty. Britští vědci spočítali, že do roku 2050 stoupne podíl letecké dopravy na pět procent. Z toho důvodu podepsala v loňském roce Evropská komise dohodu s americkou administrativou o působení na dva hlavní výrobce letadel, aby snížili emise. Do roku 2020 by tak měl oxid uhličitý vypouštěný letouny klesnout přinejmenším na polovinu a spotřeba paliva by se měla snížit o třicet procent.
Generální ředitelství pro výzkum při Evropské komisi (The Directorate General for Research) proto rozjelo program nazvaný Clean Sky (Čisté nebe). Podařilo se mu do akce zapojit řadu evropských výzkumných institucí a univerzit.
Důležité však je, že se programu budou účastnit rovněž mnozí výrobci letadel a jejich dodavatelské firmy. "Letecký průmysl si plně uvědomuje svou zodpovědnost za životní prostředí," prohlásil při té příležitosti prezident a ředitel divize skupiny SAFRAN Marc Ventre, který se stal prozatímním předsedou správní rady Clean Sky.
Nová generace za 1,6 miliardy
Evropští výrobci letadel, leteckých dílů a přístrojů jsou ochotni investovat 800 milionů eur po dobu sedmi let. Podobnou částkou přispěje rovněž rozpočet Evropské unie, takže se na výzkumném kontě sejde 1,6 miliardy eur. Zatím bylo stanoveno šest témat, jimiž se mají výzkumníci zabývat: ekologická konstrukce celého letadla, "chytré" křídlo, "zelené" regionální letadlo na krátké trasy, nový ekologičtější vrtulník, "zelené" letecké motory a "zelené" operační systémy.
Jednotliví účastníci vypracují v rámci zmíněných témat projekty, které do dvou let předloží hodnotícímu technologickému středisku. To z nich nakonec vybere ty nápady, které se budou realizovat. Výsledkem by měly být zcela nové materiály, převratné technologie jejich zpracování a zcela nové postupy při stavbě létajících strojů, které mají po roce 2020 najít uplatnění v nové generaci letadel.
S těmi dnešními budou mít údajně nové stroje společného jen to, že budou přepravovat cestující a náklady vzduchem. "Clean Sky je platforma, která nám pomůže připravit tuto změnu," nechal se slyšet Tom Enders, prezident Airbusu.
Základní úkol, který musí ekologická konstrukce vyřešit, je výrazné snížení spotřeby neobnovitelných materiálů, snížení emisí plynů, ale i tekutých a pevných částic, které by mohly být nebezpečím pro atmosféru - zkrátka učinit výrobu ekologičtější.
Ekologičtější výroba znamená především snížení počtu výrobních operací, snížení odpadu a spotřeby energií. Stejně jako je dnes většina dílů automobilu recyklovatelná, v budoucnu by na tom podobně mělo být rovněž každé letadlo.
Heslo: Recyklace
Výzkumníci a konstruktéři se soustředí především na vylepšení draku letounu. Rozdělili si proto téma na čtyři okruhy problémů: při vzniku chtějí objevit nové materiály stejně jako lepší stavbu letadla, při sestrojování čistou výrobu, při údržbě maximum konstrukcí s dlouhou životností a při likvidaci jim záleží na maximálním podílu recyklovatelných materiálů.
Pro malá letadla obsluhující krátké tratě se budou snažit konstruktéři odbourat hydrauliku a vše převést na elektrickou bázi. Odstraněním používání hydraulické kapaliny si výzkumníci slibují výrazný ekologický efekt při letadlové údržbě. Přemýšlí se rovněž, jak ušetřit chladicí kapalinu. Snaha je vytvořit naprosto "bezolejové" letadlo.
Na úspoře se má podílet rovněž takzvané "chytré" křídlo. Gestorem tohoto tématu jsou společnosti Airbus a Saab. Základním úkolem konstruktérů je vymyslet úplně nové křídlo, které by využívalo jak aktivního, tak pasivního toku vzduchu. Klíčem je použití kontrolních technologií, které by snižovaly chvění křídla za letu. To by totiž mohlo zvýšit palivovou účinnost letadla.
Pokud by se cíl podařilo dosáhnout, vědci hodlají aplikovat tutéž technologii na celý trup letadla.
Pointou má být proto nikoliv vymyslet "chytré" křídlo jako takové, nýbrž zapojit ho do celkové koncepce letadla. Bude to chtít zcela nový přístup s využitím řady teoretických oborů, fyzikou a mechanikou počínaje a naukou o materiálech a aerodynamikou konče.
Může to znamenat také úplnou změnu v konstrukci letadla, v umístění křídel, motorů i zadní ocasní plochy. Zatím se návrhy na obrazovkách konstruktérů daleko více podobají obrázkům ze sci-fi filmů než současným letadlům.
Síla regionů
Zato "zelené" regionální letadlo se má víceméně podobat dnešním strojům. Důvody, proč je třeba zasáhnout právě tento typ letecké dopravy, tkví ve statistikách. Ty dokládají, že 45 procent všech linek na světě je regionálních. Předpokládá se, že v roce 2020 budou regionální linky obsluhovat přes polovinu veškeré letecké přepravy. Na trh by tedy měla přijít letadla, která budou mít podstatně nižší hmotnost.
Odlehčení letounu by se mělo docílit především zpracováním nových materiálů. V aerodynamických tunelech se musí otestovat aerodynamika, jež zaručí nejen snížení spotřeby pohonných látek. Zároveň je třeba výrazného snížení hluku, poněvadž regionální aerolinie přistávají často na malých letištích, které jsou blíže zástavby.
Letadla by měla být také vybavena úplně novou avionikou, umožňující lepší přistání i za nevhodných podmínek nebo na nouzových letištích.
Žravé helikoptéry
Podobně jako s regionálními letadly je potřeba změnit přístup k vrtulníkům. Na nový typ helikoptéry čekají především záchranné služby, přičemž na tuto část programu má dohlížet Eurocopter (EADS) a AugustaWestland (Alenia). Současné vrtulníky jsou příliš hlučné a neobyčejně žíznivé.
Proto se badatelé zaměří především na zlepšování strojů v těchto směrech. Jejich snahou bude optimalizovat listy rotoru, aby se snížil hluk vzduchových rázů. Hřídel by měla být při nízkých rychlostech a při stoupání zakryta, aby nebyla hlučná. Nakláněním rotoru by se také mělo docílit snížení hluku při startu i přistání.
Snížení spotřeby by mělo jít dvěma cestami. Konstruktéři se podívají na všechny části vrtulníku a budou se snažit mu dát aerodynamické tvary. Do lehkých helikoptér se má zabudovat odlehčený dieselový motor, který je zatím pro ně těžký, a pístové motory budou optimalizovány tak, aby docházelo k co nejmenším energetickým ztrátám.
Co místo kerosenu?
Hlučnost a spotřeba jsou problémem rovněž u posledního tématu, leteckých motorů. Mají je pod patronátem společnosti SAFRAN a Rolls-Royce. Motory jsou u letadel hlavním zdrojem hluku, hlavním zdrojem oxidů dusíku a hlavním "žroutem" paliva. Proto musí být motor za patnáct let naprosto odlišný od toho dnešního.
Obtokový poměr, který ovlivňuje spotřebu, by měl v budoucnu dosahovat mnohem vyšších hodnot, což bude znamenat méně spáleného paliva. Motorové gondoly by postupem času měly zmizet úplně a motory nejspíš zmizí do úkrytu v trupu letadla.
Odborníci v letectví zároveň plánují, že se zvýší vzletový výkon, jádro motoru (to znamená generátor plynů neboli soustrojí, do něhož patří kompresor, spalovací komora a turbína) se naopak zmenší a diagnostický systém by měl v reálném čase optimalizovat systém údržby. Motor bude umožňovat různé konfigurace.
Letecké společnosti hodlají co nejdřív začít zkoušet nové druhy paliva, které by nahradily v současnosti používaný kerosen. EADS zatím zkoušel u svého superobra A380 letět určitou část cesty na LPG. Šlo pouze o jeden motor a výsledky byly víc než rozpačité.
Zatím bez Čechů
Mezi 86 členy Clean Sky nenajdete nikoho z České republiky. Sice se v Praze konala informační schůzka se zástupci programu, které se zúčastnili jak výrobci, tak výzkumníci, nicméně nakonec stály v cestě peníze. Účast na špičkové technologii a spolupráce s lídry oboru nepřevážila vysokou finanční spoluúčast v desítkách milionů eur a orientaci na větší letouny.
Stát se součástí programu je pro české podniky příliš náročné. "To neznamená, že se nebudeme moci zúčastnit," říká Karel Paiger z Výzkumného a zkušebního leteckého ústavu, který v ČR Clean Sky propaguje. "Budeme se zapojovat do jednotlivých projektů, které budou v rámci každého tématu vypisovány." Na tyto projekty jde 25 procent z rozpočtu a mohou se jich zúčastnit i nečlenové programu, kteří se stanou partnery na omezenou dobu, dva nebo tři roky, a vybírají se formou veřejných tendrů.
