Letadlový park

22.11.2018

Svět letecké dopravy, díl sedmnáctý Letadla jsou základním výrobním prostředkem leteckého dopravce a letadlový park, jeho velikost, složení a struktura jsou jedním z nejviditelnějších vnějších projevů jeho strategie.

První úspěšný let letadla těžšího než vzduch s vlastním pohonem uskutečnili bratři Wrightové dne 17. prosince 1903 v Kitty Hawk ve státě Severní Karolína v USA. Ačkoli šlo spíše o pouhý skok v trvání 12 sekund, během kterých letoun překonal vzdálenost 36,5 metru, je tento okamžik považován za počátek éry letectví v dnešním pojetí.

Na den přesně 10 let po tomto prvním letu byl podepsán první kontrakt na zajištění pravidelné přepravy cestujících mezi floridskými městy St. Petersburg a Tampa a 1. ledna 1914 skutečně společnost Benoist Company zahájila dvouplošnými létajícími čluny vlastní konstrukce dopravu 2x denně 6 dní v týdnu na zmíněné lince, překonávající mořský záliv mezi oběma městy.

Let v otevřené kabině ve výšce pouze okolo 2 metrů nad mořskými vlnami v malém letadle chatrné konstrukce ze dřeva, plátna a drátů byl sice spíše adrenalinový zážitek, nicméně 22 minut trvající cesta za jednosměrnou cenu 5 tehdejších amerických dolarů si díky zkrácení cesty mezi oběma městy o 2–3 hodiny oproti plavbě lodí napříč zálivem nebo dokonce až o 12 hodin oproti vlaku, který musel celý záliv objet, našla řadu zákazníků, přičemž s přihlédnutím k tehdejší velmi nízké úrovni bezpečnosti a spolehlivosti primitivních letadel probíhal provoz bez výraznějších problémů.

Byly tak položeny základy obchodní letecké dopravy, která za 100 let prošla díky technologickému pokroku nejen v oblasti letadlové techniky, ale i díky rozvoji v dalších oblastech (zejména informačních technologií, marketingu a řízení, ale i např. legislativy) takovým vývojem, se kterým se co do změn v kvalitě i kvantitě a vlivu na lidskou společnost nemůže téměř žádný jiný obor srovnávat.

1. světová válka

Tato válka změnila během pouhých 4 roků letadlo z pouhé atrakce na účinnou zbraň schopnou mimo jiné nést až několik stovek kilogramů zátěže při podstatně větší míře spolehlivosti. Přebytek strojů vedl po skončení války nejprve k širšímu uplatnění letadel v přepravě pošty, současně však letadla vzniklá přestavbou z původních bombardérů nebo zkonstruovaná s využitím poznatků z jejich konstrukce umožnila uvézt hned několik cestujících najednou a tím umožnit rozvoj letecké dopravy prakticky na všech kontinentech, byť zatím jen na kratších linkách.

V tomto období také vznikla řada převážně národních leteckých dopravců, z nichž mnozí existují dosud. Evoluce v meziválečném období vedla k postupnému růstu velikosti letadel, jejich rychlosti i doletu, ale až na tzv. koloniální linky, spojující za cenu několikadenní cesty s mnoha mezipřistáními metropole např. Velké Británie nebo Francie s jejich tehdejšími koloniemi, nebo víceméně epizodní roli velkých létajících člunů těsně před vypuknutím druhé světové války, letecké dopravní linky té doby prakticky nepřekonaly hranice kontinentů.

2. světová válka

Druhá světová válka přinesla následně pro dopravní letadla kromě urychlení vývoje dosavadních technologií konstrukce draků a motorů také uplatnění nových poznatků v aerodynamice vyšších rychlostí (např. laminární profil křídla), přetlakovanou a klimatizovanou kabinu, vylepšení palubních přístrojů včetně prvních autopilotů a především revoluční proudový pohon. Nové technologie umožnily již krátce po válce nasadit do provozu letadla s více než dvojnásobnou kapacitou oproti největším předválečným strojům a s doletem konečně umožňujícím běžný provoz i na zaoceánských letech mezi kontinenty, byť zpočátku směrovaných s mezipřistáním k doplnění paliva na geograficky vhodných letištích.

Další růst velikosti letadel, jejich doletu a především rychlosti díky nástupu a postupnému zdokonalování proudových motorů v civilním letectví od konce padesátých let 20. století již umožnil spojovat kontinenty a překonávat oceány bez mezipřistání a zásluhou toho letecká doprava dosáhla v mezikontinentální přepravě cestujících dominantního postavení na úkor dopravy lodní.

Velkokapacitní letadla

Dalším milníkem, dosaženým především v důsledku dalšího zdokonalení proudových motorů, byl nástup velkokapacitních letadel od sedmdesátých let 20. století, díky kterému se maximální kapacita letounů opět skokově zhruba zdvojnásobila oproti dosavadním největším typům. Slepou uličkou se naopak ukázala být nadzvuková doprava, prosazovaná v téže době (viz také poslední odstavec kapitoly 2.6.3.). Od osmdesátých let 20. století pronikají do konstrukce dopravních letadel ve větší míře materiály z vojenských strojů (zejména kompozity, případně slitiny titanu) a ve stále větší míře se uplatňují palubní počítačové systémy pro automatizaci řízení, navigace a kontrolu stavu letadla, což umožnilo i u největších a nejsložitějších typů bezpečný provoz pouze s dvoučlennou posádkou v kokpitu.

Využití stále výkonnější výpočetní techniky, umožňující provoz dokonalejších programů ve všech fázích vývoje a výroby letadel, vede postupně jednak ke zdokonalování aerodynamiky letadel (počítače přitom v podstatě „jenom“ umožňují lépe přenést do praxe teoretické poznatky, známé víceméně již 50 a více let), jednak ke snižování jejich hmotnosti (díky přesnějšímu dimenzování konstrukce i uplatnění nových materiálů včetně kompozitů s tzv. programovatelnými pevnostními charakteristikami dle předpokládaného způsobu zatížení).

Vzhledem k tomu je možno buď pro dosažení srovnatelných výkonů letadla použít méně výkonné (a tedy úspornější) motory, nebo naopak dosáhnout se stejně výkonnými motory lepších parametrů (zejména hmotnosti placeného zatížení nebo doletu). A jelikož se podobně jako letadla neustále zdokonalují i motory a přístrojové vybavení letadel (avionika), je výsledkem průběžné a neustálé snižování spotřeby paliva, hlučnosti a emisí dopravních letadel, které vede ke zlepšování jejich ekonomiky a univerzálnosti a především ke snižování dopadů na životní prostředí tempem, které v jiných odvětvích momentálně nemá obdoby.

Tento webový seriál obsahuje pouze výňatky z knihy Svět letecké dopravy II. K plnému pochopení problematiky poslouží jedině tato kniha jako celek. Kniha Svět letecké dopravy II. je 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.

Obecně lze říci, že vývoj dopravních letadel se od počátku soustředil na postupný růst rychlosti, doletu a velikosti letadel. Ve všech těchto třech ukazatelích však již bylo dosaženo zřejmě na dlouhou dobu praktických limitů:

Rychlost

Nejrychlejším dopravním letadlem všech dob zůstává nadzvukový Tupolev Tu-144 z produkce bývalého Sovětského svazu (vzlet prototypu 31. 12. 1968), s rychlostí 2 430 km/h (jeho jediný protějšek, britsko-francouzský Concorde, byl asi o 10% pomalejší). Nadzvuková doprava se však ukázala být ekonomicky neúnosnou s ohledem na kombinaci extrémně vysoké spotřeby, malé kapacity, omezeného doletu, komplikované údržby a značné provozní náročnosti obou létajících typů, nehledě na dopady na životní prostředí (emise, hluk při startu a přistání a především aerodynamické třesky při překonání zvukové bariéry, vedoucí k zákazu provozu nadzvukovou rychlostí nad obydlenými oblastmi ze strany většiny států).

Všechna ostatní dopravní letadla jsou proto podzvuková a praktickým limitem jejich rychlosti je tak dolní hranice transsonické oblasti (rychlost letadla, při níž je v místě letounu, na kterém je v daném okamžiku nejvyšší lokální rychlost proudění vzduchu obtékajícího jeho povrch, dosaženo rychlosti zvuku). K této hranici se v podstatě blížily již první proudové dopravní letouny v padesátých letech 20. století; nejrychlejším podzvukovým strojem zůstává Convair CV 990A Coronado, vyrobený v letech 1961–1963 v počtu pouhých 37 kusů a zkonstruovaný speciálně právě pro lety těsně pod hranicí rychlosti zvuku, s maximální cestovní rychlostí 1 000 km/h. Dnešní proudová dopravní letadla létají v praxi rychlostí zhruba v rozpětí 800 až 950 km/h, přičemž náklady na přiblížení k limitu transsonické rychlosti by naprosto neodpovídaly efektu zvýšení rychlosti o pouhých několik desítek km/h.

Velikost

Největším letadlem pro přepravu cestujících je Airbus A380, sériově vyráběný od roku 2007, s kapacitou v maximální konfiguraci 880 míst v ekonomické třídě. V praxi však jeho provozovatelé nabízí uspořádání zpravidla ve třech přepravních třídách, což snižuje celkovou kapacitu pod 600 míst – což není velký rozdíl oproti typu Boeing 747, který zahájil éru velkokapacitních letadel vstupem na pravidelné linky již v lednu 1970 a ve své poslední, výrazně modifikované verzi 747-8 je v době vydání této publikace dosud vyráběn.

Obr. 24 Airbus A380, největší dopravní letadlo pro přepravu cestujících

Pokud považujeme B747 a A380 za letadla stejné velikostní kategorie, pak lze konstatovat, že prakticky využitelné maximální velikosti dopravních letadel bylo dosaženo již na sklonku šedesátých let 20. století. S dnešní technickou úrovní konstrukce draku i motorů by bylo možné vyrábět letadla ještě větší (s kapacitou např. kolem 1000 míst), ale již zkušenosti s provozem A380 a posledních verzí B747 ukazují, že poptávka po ještě větším letadle by již byla pod hranicí rentability takového projektu; navíc by tak velký stroj narážel na problémy s infrastrukturou řady letišť (již A380 je v tomto ohledu omezen).

Dolet

Nejdelší dolet aplikovaný v reálném provozu má Boeing 777-200LR, dodávaný leteckým společnostem od roku 2006. Dvoumotorový stroj byl odvozen z původního B777-200, oproti němuž má větší rozpětí křídla (použitého posléze u prodloužené verze -300), zvětšenou kapacitu nádrží (částečně na úkor podpalubních prostorů pro zavazadla) a celkově zesílenou konstruk- ci pro zvýšení maximální povolené vzletové hmotnosti letadla (MTOW). Počítá se s uspořádáním pro menší počet cestujících s cílem zvýšení komfortu na extrémně dlouhých letech – stroj totiž zvládne bez mezipřistání úseky o délce až 17 500 km, což znamená kolem 20 hodin ve vzduchu (!).

Přímým konkurentem je čtyřmotorový Airbus A340-500 s podobným doletem. Praxe ovšem ukázala, že i přes veškerý dostupný komfort cestující již problematicky zvládají tak dlouhý nonstop pobyt v uzavřeném prostoru letadla. Dopravce sice na takových letech šetří náklady za mezipřistání, na druhé straně mu ale rostou náklady související se zvýšenou MTOW (zejména ŘLP) a náklady na palivo (letoun spotřebuje značnou část paliva už na to, že si musí vézt tak velkou zásobu paliva pro celý let).

Celý tento koncept tak ukázal životaschopnost jen na velmi omezeném počtu tratí a většina vyrobených B777-200LR i A340-500 tak dnes létá na kratších linkách, kde ale nejsou jejich schopnosti využity a naopak úpravy provedené s cílem maximalizace doletu prodražují jejich provoz ve srovnání s letouny přímo optimalizovanými pro o něco kratší lety.

Znamená to, že při dnešní rychlosti bylo již dosaženo i praktické hranice doletu dopravních letadel (Ostatně, smysluplnou teoretickou hranicí by byl dolet něco přes 21 tisíc km – vzhledem k rozměrům zeměkoule nemohou být žádná dvě místa od sebe vzdálena více. Technicky by dnes určitě šlo letouny s takovým doletem postavit, nicméně již popsaný případ typů B777-200LR resp. A340-500 prokázal, že po takových letech není poptávka).

Jiří Žežula