Předpokládané směry vývoje nové letadlové techniky

5.2.2019

Svět letecké dopravy, díl dvacátý pátý Vyrábět a vyvíjet nové typy dopravních, zejména proudových letadel je schopno v současné době jen několik málo světových výrobců. Tlak na používání nejmodernějších technologií při vývoji výrobě i provozu letadel je obrovský. Jaké jsou tedy trendy v této oblasti?

Od nástupu proudových dopravních letadel se počet jejich výrobců neustále snižoval. Přispěla k tomu především rostoucí náročnost na finanční prostředky a na přístup k nejmodernějším technologiím, které jsou třeba pro vývoj i výrobu stále sofistikovanějších strojů, a svou roli sehrála i rostoucí náročnost na zajištění servisní a logistické podpory provozovatelů po celou dobu provozu letadel.

Webový seriál Svět letecké dopravy obsahuje pouze výňatky z knihy Svět letecké dopravy II. K plnému pochopení problematiky poslouží pouze tato kniha jako celek. Je to jediná kniha na trhu, která se věnuje letecké dopravě tak globálně a podrobně. Využívá ji řada vysokých škol jako hlavní učebnici oborů letecké dopravy i mnoho firem pro doplnění vzdělání svých zaměstnanců. Poslouží ale i všem, kdo se o létání zajímají.
Objednat si ji můžete v našem e-shopu.

Řada tradičních výrobců proto své působení v oblasti dopravních letadel ukončila (Lockheed/1981), byla pohlcena svými konkurenty (McDonnell Douglas Boeingem v roce 1997), zbankrotovala (Fokker/1996, Dornier/2002), nebo se stala pouhými subdodavateli hlavních hráčů (napojení západoevropských firem na Airbus).

Po zániku sovětského bloku

Spolu s rozpadem tzv. sovětského bloku došlo téměř k útlumu produkce dopravních letadel i v Rusku – poslední dokončené nebo připravované typy z éry Sovětského svazu (Tupolev Tu-204, Tu-334 apod.) sice již měly konkurenceschopné technické parametry a jejich konstrukce odpovídala západním standardům, ale absence logistické podpory výrobce a historií podložená nedůvěra ve spolehlivost a kvalitu vedly k tomu, že se na západní letadlovou techniku orientovaly nejen dopravci z někdejších východoevropských satelitů Ruska, ale i samotné ruské letecké společnosti. Dnešní snahy o obnovení ruského civilního leteckého průmyslu (na trhu již je stomístný Sukhoi Superjet 100 a pracuje se na projektu řady střednětraťových letadel Irkut MS-21) jsou však ke škodě věci provázeny častými politickými zásahy a je předčasné odhadnout jejich šanci na úspěch.

Boeing, Airbus a ...?

Dnes se vývoji a výrobě dopravních letadel věnují jen kapitálově nejsilnější společnosti úzce napojené i na vojenské programy (díky kterým mají přístup k nejnovějším technologiím nebo k prostředkům na financování jejich vývoje) a s přirozenými nebo politickými vazbami na tradiční – zejména své domácí – zákazníky. Dálková letadla a letadla pro střední tratě tak dnes produkují pouze dvě firmy, reprezentující dvě nejsilnější světové ekonomiky – americký Boeing a evropský Airbus, na vstup do tohoto segmentu se chystá čínský výrobce Comac.

Vzájemná konkurence obou hlavních výrobců žene vývoj dopředu a s výjimkou krátkých období mezi nástupem nové generace letadel dané kategorie od jednoho z výrobců a odpovědí ze strany druhého výrobce tento boj v podstatě nemá dlouhodobého vítěze – produkty obou rivalů mají své přednosti a případné rozdíly v obchodní úspěšnosti srovnatelných modelů odráží spíše odlišnosti v obchodní politice obou výrobců než rozdíly v technické úrovni samotných letadel.

K zúžení počtu výrobců došlo i ve třídě regionálních letadel. V oblasti těch turbovrtulových zbyli opět víceméně jen dva hlavní hráči – kanadský Bombardier a francouzsko-italský ATR, zatímco do kategorie regional jetů kromě Bombardieru a brazilského Embraeru zkouší proniknout i konsorcium Superjet (ruský Sukhoi s italskou podporou v oblasti logistiky a zákaznické podpory a francouzskou podporou v oblasti motorů) a zcela novým hráčem je japonská firma Mitsubishi.

Trend zužování okruhu potenciálních dodavatelů a konsolidace můžeme pozorovat i u výrobců motorů, avioniky a dalších komponentů letadel. Zejména u moderních leteckých motorů, které rozhodujícím způsobem určují parametry celého letadla, je náročnost na vývoj i výrobu plně srovnatelná s draky letadel a dnes de facto existují pouhé tři firmy schopné samostatně vyvíjet a vyrábět velké pohonné jednotky – americké General Electric (GE) a Pratt & Whitney (PW) a britský Rolls-Royce (RR). I tito giganti se však při vývoji a výrobě některých typů motorů často spojují mezi sebou nebo s menšími výrobci do konsorcií, např. CFM International (GE + francouzská Snecma) nebo International Aero Engines (IAE = PW + RR + Japanese Aero Engines + německá MTU).

Trendy technologického vývoje

Již v úvodu této kapitoly bylo řečeno, že bez zásadní revoluce v konstrukci a pohonu jsou dnešní dopravní letadla na praktickém limitu rychlosti a doletu a trh si zatím nežádá ani posun hranice velikosti největších typů. Technický vývoj se proto soustředí zejména na následující oblasti:

Snižování spotřeby paliva

Je pochopitelná soustavná snaha výrobců letadel i motorů nabídnout právě v této oblasti lepší produkt oproti konkurenci, protože platby za palivo jsou již dnes obvykle největší položkou v nákladové struktuře leteckých dopravců; navíc jde o položku se značnými, těžko předvídatelnými výkyvy a jedinou jistotou je jednoznačný trend růstu v dlouhodobém horizontu v souvislosti se zmenšujícími se světovými zásobami ropy.

Poslední generace velkých letadel (B787, A350XWB) se již dostává pod hranici 3 litrů paliva na 100 km a na osobu, což je na úrovni osobních automobilů obsazených 2 lidmi (které toho ale dosahují při zhruba desetinové rychlosti!). Měrná spotřeba proudových letadel (v přepočtu na nabízený osobokilometr) se od roku 1960 snížila o více než 70 % a dokonce i od roku 1990 o více než 20 %. Lze očekávat, že i evolucí dnešních technických řešení lze spotřebu dále snižovat přinejmenším v řádu procent. Revoluci by přinesly teprve nové typy proudových motorů (třeba již popsaný propfan nebo motor s protiběžným dmychadlem), které však z řady důvodů dosud nedozrály k praktickému uplatnění.

Prvním představitelem zatím poslední generace technologicky velmi vyspělých dopravních letadel je Boeing 787 Dreamliner.

Zvyšování bezpečnosti a spolehlivosti

Bezpečnost je v letectví pochopitelně na prvním místě, ale již dnes je její úroveň na takové výši, že hlavní oblastí, na níž se reálně soustředí vývoj, je již zmíněná spotřeba paliva. Docílit bezpečnosti a spolehlivosti lze dnes především dalším zdokonalováním počítačových systémů pro řízení letadel a diagnostiku závad a spolu s pokračující automatizací tak postupně eliminovat rizika selhání lidského faktoru (posádek letadel i pracovníků ŘLP a techniků).

Snižování emisí letadel

Ačkoli se v této oblasti angažují prostřednictvím svých norem a nařízení i regulatorní orgány (např. Evropská unie), je hnací silou i bez takových aktivit jednoznačně již zmíněný tlak na soustavné snižování spotřeby paliva letadel. Emise CO2, na nichž se celosvětově podílí letecká přeprava zhruba 2 %, mají přímou vazbu na spotřebu paliva: spálením 1 kg leteckého petroleje (kerosinu) se uvolní 3,16 kg CO². Množství ostatních zplodin produkovaných letadly závisí kromě vlastností motorů rovněž zejména na množství spáleného paliva, tudíž také klesá s klesající spotřebou moderních letadel.

Snižování vnitřní i vnější hlučnosti

Zlepšení hlukových vlastností letadel se výrobci snaží docílit moderními konstrukce motorů, používaných materiálů nebo (u TBP) dokonce uplatněním systémů aktivní redukce hluku uvnitř kabiny pro cestující.

Zvyšování pohodlí cestujících

Tedy prostor, ergonomie, moderní design a uplatnění nových materiálů v konstrukci sedadel a interiéru, vyšší přetlakování kabiny pro snížení zátěže organismu, rozvoj zábavních a informačních systémů a zpřístupnění komunikačních technologií na palubě během letu.

Unifikace

Postupné zmenšování počtu výrobců dopravních letadel a snaha přeživších výrobců co nejvíce unifikovat svou produkci prostřednictvím nabídky typových řad pokrývajících na bázi jediného výchozího typu letadla širokou škálu kombinací kapacity a doletu vedla k podstatnému snížení počtu skutečně různých typů dopravních letadel; pomineme-li výběhové nebo již nevyráběné typy, tak aktuálně, v kategorii nad 20 sedaček nabízí Boeing 4, Airbus 4, Bombardier 3 a Embraer, Sukhoi, Mitsubishi a ATR po 1 typu nebo typové řadě.

Vlivem využívání stejných nebo podobných motorů letadly srovnatelné kategorie (u tryskových již vesměs dvouproudových se stále se zvyšujícím obtokovým poměrem a tedy i vnějším průměrem), dále díky srovnatelné úrovni aerodynamické optimalizace a obdobným požadavkům na udržovatelnost a obslužitelnost letadel jsou si dnešní letouny navíc velmi podobné a kromě velikosti se liší jen v detailech.

U tryskových letounů (s výjimkou dvojice největších typů) je univerzálním řešením dvoumotorový dolnoplošník s motory pod mírně šípovými křídly, u turbovrtulových strojů hornoplošník s dvojicí motorů na křídlech s cílem co nejnižšího umístění trupu (pro usnadnění obsluhy letadla) navzdory rozměrným vrtulím a kvůli snaze o eliminaci rizika poškození vrtulí nebo motorů na méně kvalitních letištích. Není důvod předpokládat, že by v tomto designu letadel došlo v nejbližších letech k výrazným změnám.

Jiří Žežula