Jaká budou dopravní letadla budoucnosti? Obří, pomalá jako šnek a bez emisí

Jmenuje se Progress Eagle a ukrývá v sobě optimistickou vizi dopravního letounu budoucnosti. Jeho pokročilé solární články na křídlech, metamateriály převádějící na elektřinu vibrace či teplo a ultralehká konstrukce využívající grafenu dovolují stroji pyšnit se nálepkou nulových emisí a přitom transportovat více než 800 pasažérů. Prozatím je ale Progress Eagle pouze na rýsovacím prkně osamělého snílka Oscara Viñalse a možná tam i zůstane. Ačkoliv totiž dopravní letadla budoucnosti možná budou vypadat radikálně jinak, dlouhodobě udržitelné letecké cestování v sobě ukrývá hned několik nepříjemných problémů.

U konce s inovacemi

Zatímco Progress Eagle je jenom ideou z hlavy grafického designéra, letecké konstrukční kanceláře skutečně usilovně přemýšlejí nad letouny zítřka. Jejich nápady jsou ovšem notně přízemnější. Technologie dopravních letounů se za poslední půlstoletí nikam neposunula, a není tomu tak bezdůvodně - od konce 60. let dochází "pouze" na vylepšování tehdejších, dodnes stále nepřekonaných konstrukčních konceptů.

Nelze samozřejmě jenom tak šmahem odsoudit zefektivňování dnešních dopravních letounů. Například efektivita spalování v proudobých motorech se zvýšila o více než 70%. Nicméně, závislost na proudových motorech a podzvukové rychlosti je v letectví stále konstantou. Boeing 747 dnes sice léta se zesílenou konstrukcí a vyspělými palubními počítači, v zásadě jde ale o stejný stroj, který se v únoru 1969 poprvé vznesl k nebi.

Ne snad, že by se různé společnosti za tu dobu nesnažily koncept letectví někam posunout. Zvláště vojenské stroje od 60. let učinily nemalý skok v manévrovatelnosti, prvcích stealth i autonomních nebo dálkově ovládaných systémech (drony). Civilní letectví si však v komerční sféře vyzkoušelo jenom ve finále slepou nadzvukovou větev Concord.

Na základě dnešních modelů růstu trhu se odhaduje, že letecká doprava se má do roku 2050 zvětšit více než sedmkrát. Již dnes je mnohem větší než před půlstoletím. Spíše než doprava ve východní Asii, Americe a Evropě má nově obsáhnout Afriku a Indii. To však znamená i sedminásobek dnešních emisí. I kvůli obávám z ceny fosilních paliv se proto obecně předpokládá přechod přespříští generace letounů na elektrické motory.

Lesk a bída elektrických motorů

To v první řadě znamená změnu pohonného systému. Elektrické motory ovšem stále nemohou dosahovat stejné úrovně jako motory využívající fosilních paliv. Siemens naposledy letos v dubnu s velkou slávou představil elektrický vrtulový motor o výkonu 260 kw, skoro pětkrát lepší než předešlé pokusy - což ovšem stále znamená, že teprve umíme postavit elektrický motor skoro tak dobrý, jako ten, který poháněl bombardéry B-17 za druhé světové války. Ačkoliv se předpokládá, že se vrtulové motory v příští dekádě vyrovnají svým předchůdcům, pro proudové motory se nelze obejít bez zápalného paliva. I když bude v budoucnu zřejmě snazší jej vyrobit například konverzí biomasy skrze geneticky upravené mikroorganismy, dá se stejně předpokládat řádový skok v jeho ceně.

To v důsledku může znamenat paradoxní zpomalení rychlosti a prodloužené doby letu. Aby aerolinky zůstaly v černých číslech, budou muset nafouknnout počet pasažérů na jediný let. Chtělo by se sice předpokládat, že s pomalejším létáním se zvýší i možnosti palubního odpočinku a prostor pro pohyb, v éře abnormálních bezpečnostních nároků o tom však lze s úspěchem pochybovat. Díky lehčím a pevnějším materiálům budoucnosti každopádně nebude takový problém podobný stroj sestavit i ve větší velikosti.

To vše rovněž znamená, že kvůli méně efektivním pohonným jednotkám zřejmě dojde na mnohem efektivnější aerodynamické tvary. Některé koncepty Airbusu nebo konceptuální soutěže pořádané NASA například počítají s tím, že budoucí letouny budou připomínat spíše létající křídla podobné bombardéru B-2 (viz Blended Wing Body od Boeingu a NASA, nebo Flying Wing od Northrop Grumman).

Drahý nadzvukový sen

Protiargumentem proti této vizi je však skutečnost, že pro podobné stroje by bylo třeba přestavět letištní infrastrukturu, například mnohé dnešní terminály. Je tak rovněž možné, že s futuristickými motory se budou podobat spíše dnešním strojům, přesto možná s exotickými tvary křídel (viz Prandtl Plane z University of Pisa, nebo Box Wing Design od Lockheed Martin, popřípadě SUGAR od Boeingu). Skoro jistá je potom přítomnost trvale fungující autopilota – další prvek, na kterém bude možné ušetřit ve srovnání s dnešní dobou. Letouny po roce 2050 možná nebudou vůbec disponovat dnešním kokpitem.

Nůžky mezi podzvukovými a nadzvukovými letouny se tak zřejmě rozevřou ještě více než dnes. I když se i nadzvukové letouny mohou dočkat své renesance (viz Green Supersonic Machine od Lockheed Martin, Low-Boom Supersonic Test Case od NASA), kvůli rapidně vyšší ceně letenky se zřejmě nikdy už nevrátí éra cenově relativně příznivých Concordů.

Reálnější je snad už i vize, že namísto nadzvukových letounů budou luxusním a nerealisticky drahým dopravním prostředkem budoucnosti deriváty předpovídaných raketoplánů jako je Skylon, které budou po balistické dráze sto přeletět z jednoho kontinentu na druhý během hodiny. Vzhledem k průměrnému věku dopravního letadla kolem 25 let a průměrné délce vývoje rovněž kolem bratru dvou dekád však na podobné futuristické vize stejně realisticky dojde nejdříve po roce 2050. Minimálně jednu generaci tak ještě budeme muset vydržet s dnešním vzhledem letecké dopravy.

Ladislav Loukota