Elektrická, nebo parní? Jaká je budoucnost letadel ve světě bez ropy?

Posledních 110 let od prvního letu bratří Wrightů platilo letectví za doménu spalování fosilních paliv. Ne snad, že by nebyla snaha pohánět letadla alternativně – jaderným pohonem či elektřinou.

Avšak donedávna letouny poháněné elektřinou platily za možná sympatický, celkově však nepraktický koncept. Nové technologie a inovace ovšem razantně mění dosavadní pojetí letectví jako průmyslu závislého na ropě – a byznys s elektrickými letadly raketově rostě. Odhaduje se, že za dalších devět let by měl mít hodnotu více než 350 miliard. Jak inženýři plánují ropu nahradit?

Zpátky na zem?

Úvodem zmiňme několik veskrze konvenčních vizí, a tudíž dost možná i nejrealističtějších, které v elektrické letectví příliš nevěří. Dle mnohých totiž fosilní paliva zůstanou nejpraktičtějším způsobem napájení letadel až do příchodu radikálně nové technologie, kterou si dnes neumíme představit. I bez fosilních zdrojů navíc lze vytvářet biopaliva, popřípadě jiné formy uměle produkovaných sloučenin. To by se mohlo podepsat na ceně letenek, vzhledem k rozměrům globální letecké dopravy, by však nemuselo jít o naprosté kataklyzma.

Je však také možné, že umělá paliva nebudou ekonomicky natolik výhodná jako aktuální experimentální návrhy na elektroletouny. Co vše tedy mají inženýři v zásobě? Nejjednodušším způsobem elektrického létání je samozřejmě pohánět stroj otáčením vrtule napájené buď z baterie či ze solárních panelů. První způsob již aplikovala řada ultralightů, druhého způsobu využívá velmi lehký letoun Solar Impulse i další stroje blížící se spíše vrtulovým kluzákům. Je nasnadě, že něco podobného je sice využitelné pro osobní dopravu, pro komerční letoun s kapacitou stovek pasažérů (nebo nákladu) by však rozpětí křídel muselo být neskutečně enormní. Proto však existuje snaha nabídnout individuální přepravu mnohem komfortněji a levnější než doposud – vrací se tak přepucovaný sen o „létajícím voze“ s kolmým startem.

Skoro nekonečný dolet solárních letounů napájených panely navíc sice nemusí nahradit staré módy létání, přinese však některé nové. Mluví se tak o novém druhu služeb, tzv. atmosférických satelitech. Společnost Titan Aerospace například pracuje na bezpilotních "družicích", které by létaly vysoko v atmosféře, a napájené pouze sluncem by mohly efektivně a dlouhodobě monitorovat povrch i přenášet informace. Jejich Solara 60 by unesla až 100 kilo a velmi levně by pokryla značné území pod sebou.

Částečnou cestou ke komerčním službám zaměřeným na přepravu nákladu, by mohl být rovněž návrat vzducholodí. I ty by si vystačily s elektrickým pohonem vrtulí, nemluvě o možnosti pokrýt trup solárními panely. Moderní metody dálkového nebo automatického ovládání (UAV) by navíc usnadnily let ve vyšších výškách, který by vyřešil problém vzducholodí s horším počasím.

Vše záleží na zdroji

Losangeleská společnost Worldwide Aeros už pracuje na vzducholodi s nosností 250 tun – třikrát více, než unese vojenský dopravák C-5 Galaxy, leč řádově méně, než kolik unesou velké přepravní lodě (průměrné z nich totiž nečiní problém ani 140 tisíc tun nákladu). Zlí jazykové však říkají, že návrat vzducholodí se ohlašuje co pár let, doposud vždy se stejným (nijakým) výsledkem. Efektivnější solární energie spolu s bezpilotními technologiemi by však mohly vzducholodě vrátit zpátky do hry. Několik málo inženýrů se navíc domnívá, že v rámci dekád dojde i na elektrický ekvivalent proudového motoru, který by na nebesa vrátil velkou sílu.

Proudové motory jsou sice postavené na spalování leteckého paliva, tedy složky, kterou na první pohled nepůjde nahradit elektřinou. Existuje však několik teoretických cest. V rámci akce a reakce lze například spalovat hydrazin nebo amoniak v motoru využívajícím obloukového proudu. Mluví se i o využití urychlovačů nebo spalování vodíku. Snad nejnadějněji zní využití iontových motorů. Jejich principem je generování elektrického proudu mezi dvěma elektrodami – ta slabší z nich vyvolává proud svým směrem. Čím více se do nich dodá šťávy, tím větší tah ionizované molekuly vzduchu vytvářejí.

Revoluce v motorech?

Iontové motory se už běžně užívají v případě kosmických satelitů, kde nevadí jejich nízký, zato však konstantní tah. Podle týmu z amerického MIT by však teoreticky mělo být možné princip extrémně zesílit a dosáhnout více než padesátinásobně většího tahu než u současných iontových motorů. Problémem je hustota takového výkonu, která je naopak výrazně menší. Postavit velký letoun tohoto druhu by proto znamenalo zcela přepsat dosavadní způsoby leteckého designu. Může se to nakonec ukázat jako nemožné, ale americký byznysmen Elon Musk v elektrické tryskáče věří – prý by něco podobného do pár dekád rád postavil v nadzvukové variantě.

Největším problémem efektivnějších forem elektrických motorů je však energetická náročnost – palubní jaderný generátor, jeho ekvivalent či vysoce efektivní bezdrátový přenos energie (například z orbitálních solárních elektráren), by totiž byl zřejmě nutností.

Ačkoliv je něco takového stále hudbou vzdálené budoucnosti, je skoro symbolické, že po více než století bylo letectví spojeno s fosilními palivy – a přesto nyní, když se začíná přibližovat k jinému druhu pohonu, působí první prototypy jako Solar Impulse podobně vrtkavě, jako vypadaly někdejší dvojplošníky.

Ladislav Loukota