Rychlejší než zvuk

Vyděšená zvěř

„Létání jsem nestudoval, prostě mě jen zajímá,“ přiznává podnikatel, „ale vždycky jsem si přál jednou létat nadzvukově. A nakonec jsem se rozhodl, že jestli se mi to má někdy v životě podařit, budu muset založit firmu, abych to mohl uskutečnit sám. Před šesti lety mohl být nápad začít stavět komplikovaný, nesmírně pokročilý a z hlediska bezpečnosti kritický stroj bláznivý nápad. A hodně lidí říkalo, že jsme blázni. Tehdejší představa lidí o potenciálu nadzvukového cestování byla, myslím, velmi odlišná. Dnes máme v našem hangáru zkušební letadlo. První soukromě vyvinutý nadzvukový letoun se do vzduchu vznese už příští léto.“

Projekt Boom mohl být ještě nedávno považován za šílenost. Říká se, že jedním z důvodů, proč Concorde neuspěl, byl sonický třesk. Když se letadlo přiblíží k hranici rychlosti zvuku 1235 km/h, dojde k nahromadění změn tlaku vzduchu do vln kolem něj. A místo aby tyto vlny postupně obtékaly trup, jako tomu je při podzvukových rychlostech, začnou se shlukovat. Dohromady tyto vlny vyvolávají takzvaný sonický třesk, dost hlasitý na to, aby dosáhl země a nic netušícímu člověku způsobil leknutí; dost hlasitý na to, jak se tvrdilo za dob Concordu, aby vyděsil zvířata nebo rozbil okna domu. Výsledek? Concorde směl létat nadzvukovou rychlostí jenom nad mořem. To omezovalo počet tras, na které mohl být nasazován, v podstatě jen na transatlantické lety. A to byl asi také hlavní důvod, proč se celý projekt nikdy nemohl dostat ze ztráty.

Pokud teď čekáte virbl a oznámení, že u Overture, jak se letadlo společnosti Boom jmenuje, se podařilo tento základní fyzikální problém vyřešit, tak se zase uklidněte. Oficiální přístup k sonickému třesku se nicméně zmírňuje – letos na jaře americký Federální úřad pro letectví zveřejnil „oznámení o návrhu pravidel“ týkajících se nadzvukových hlukových norem pro letadla, což je evidentní důkaz změny situace, která si vyžádala revizi celé problematiky. Firma Boom počítá s tím, že nejdříve tento problém obejde a teprve potom bude hledat finální řešení. Jinými slovy, stejně jako Concorde plánuje létat nadzvukovou rychlostí pouze nad vodou, zatímco nad pevninou zpomalí. Vtip ale spočívá v tom, že to bude stále podstatně rychlejší než cokliv, co dnes létá komerčně. A co víc, technologie se v posledních letech posunuly. Takže takové letadlo může fungovat tak, jak by Concorde - který ani neměl palubní počítače – nikdy fungovat nemohl.

Pozemní závod se zvukem

Tato myšlenka samozřejmě neunikla ani jiným společnostem. A pokud nové vesmírné závody získají ještě více pozornosti, dole na Zemi je hned několik začínajících firem, které se také snaží o změnu významu nadzvukového létání, i když je k tomu vedou jiné úmysly. Projekt Boom vidí svůj model jako malé dopravní letadlo se zhruba 55 sedadly oproti více než 100 sdadlům Concordu, s kabinou jako v business třídě a cenou jen o málo vyšší, než za kterou se prodávají letenky do současné business třídy. Zatím není ani jasné, jestli se na světě najde dost lidí, kteří budou chtít létat rychleji spíše než levněji, ale ani tak nejde hovořit o nějakém elitářském produktu. Bostonská splečnost Spike Aerospace pracuje na osmnáctimístném modelu, který by mohl být řešením pro soukromé vlastníky i letecké společnosti. Společnost Aerion Supersonic, sídlící v Nevadě, pracuje na menším soukromém tryskáči, který by měl kapacitu přibližně 12 míst a létal by nadzvukově jen nad mořem.

Ne všichni také plánují létat podobnou rychlostí. Spike a Aerion počítají s cestovní rychlostí v rozmezí 1718 až 1963 km/h, zatímco Overture společnosti Boom bude létat rychlostí až 2700 km/h, čímž překoná i Concorde, který dosahoval 2500 km/h. Všechny je však spojuje sdílená víra v to, že momentálně je po takovýchto letadlech o správné velikosti pptávka, která vzniká díky rostoucímu bohatství a taky odpovídá požadavkům globalizace a rychlejšího chodu světa. Concorde až příliš často létal poloprázdný, přičemž na palubě byly buď celebrity, jež létaly v rámci propagace zdarma, nebo lidé, kteří si let Concordem vysnili, spíš než aby to byli pravidelní cestující.

Pokud tady ale existuje trh, proč se na něj nederou velcí hráči? Pro giganty v oblasti výroby dopravních letadel může být těžké vyrobit takový stroj ve vlastní režii především kvůli opatrnosti při stanovování cen letenek, zohledňujících nákldy spojené s vývojem. Ačkoli Boeing přišel s projektem Sonic Cruiser už na začátku tisíciletí a nedávno do světa vypustil koncept nadzvukového letadla, které by mělo odstartovat během následujících dvou nebo tří desetiletí, ekonomika leteckých společností se v posledních letech změnila ve prospěch myšlenky co nejefektivnějšího a nejlevnějšího pohybu po světě. To také vysvětluje nástup ziskových a supervelkých letadel, jako je Airbus A380. Budoucí vývoj se pravděpodobně omezí na zvýšení efektivity – a tedy zisků pro letecké společnosti. Přitom žádná z těch, kulantně řečeno, novějších a hbitějších společností nemůže přehnaně reagovat na nově vznikající skupinu zákazníků. Nejde ani o to, zalíbit se oligarchům, kteří by si třeba rádi koupili další hračku. Letecké společnosti jsou si vědomy toho, že většina cestujících by dala přednost kratším letům, a této myšlence také věří. Podobně jako NASA nedávno uzavřela se společností SpaceX kontrakty na plánovanou misi přistání na Měsíci na několik dalších let, firma Boom už v rámci předprodeje nového letounu inkasovala 6 miliard USD od splečností jako Japan Airlines nebo Virgin Group. A právě Virgin se už jednou pokusila koupit zakonzervované Concordy s cílem vrátit je znovu do provozu. Spike také jednal s aerolinkami. Hlavním investorem ve společnosti Aerion je Boeing. Takže kapitál nechybí. Důležitější ale je, že k dispozici jsou už také technologie, díky kterým se taková letadla dají opravdu postavit.

Staré nové stroje

„Lidé si dnes za kratší let rádi připlatí, jenže rychlost, kterou nabízejí tryskáče, se už desítky let nezměnila. Abyste ale nabídli hbitější stroj, nemusíte vymýšlet nic nového. Spíš stačí přesvědčit partnery a dodavatele, že se taková letadla prostě vyplatí a existuje po nich poptávka,“ vysvětluje Matthew Cram, šéf obchodního oddělení Aerionu. „Samozřejmě, že jsme se setkali s jistou skepsí. Concorde byl velmi ušlechtilý experiment, ale taky se toho u něj hodně nepovedlo. My proto musíme lidem ukázat, že spojovat nadzvukové létání jen s Concordy je překonaný předsudek. Faktem ovšem je, že uživatelé soukromých letadel si za rychlost připlácejí už teď. Jde především o posílení globální mobility. A tu lze zlepšit pouze tím, že se do těchto projektů prostě pustíme.“ To si myslí i Scholl. Jak všichni tvrdí, změna politiky ze strany FAA a dalších úřadů by jistě byla progresivní, ale bez ohledu na to by stále šlo o nejrychlejší osobní letadla široko daleko. A žádné z nich navíc nevyžaduje super výjimečný technologický skok.

„Právě teď jsme v podstatě na křižovatce toho, po čem je poptávka a co už je technologicky proveditelné,“ říká Scholl. „Neexistuje žádná kouzelná hůlka, která by znovu umožnila komerční nadzvukový let. Jen kombinace technologií, které donedávna neexistovaly.“

V dobách Concordu se například aerodynamika vyvíjela pomocí fyzikálních modelů a aerodynamických tunelů. Dnes se totéž dělá pomocí počítačové simulace. Concorde byl vyroben z pevného, lehkého, ale technicky omezujícího hliníku. Současná uhlíková vlákna jsou nejen silnější a lehčí (což je zásadní, protože nadzvukový let spálí spoustu paliva a zbytečné kilogramy letadlo zpomalují), ale dají se vyrobit v jakémkoli tvaru. A pak jsou tu moderní pohonné jednotky. Concorde musel mít přídavné tryskové motory. Jednalo se o součásti proudových motorů, které zajišťovaly ten ohlušující dodatečný tah potřebný jak pro vzlet, tak pro dosažení nadzvukové rychlosti. Dnes se u všech moderních dopravních letadel používají turbínové motory, které lze velmi jednoduše upravit pro nadzvukové rychlosti. Výsledkem tak mohou být letadla, která vypadají jako malé Concordy, ale fungují úplně jinak. Společnost Boom například tvrdí, že díky současným technologiím je možné vyrobit letadlo, jehož provoz by mohl být o 75 procent efektivnější než u Concordu, což by z něj udělalo cenově dostupnější cestování pro pasažéry a umožnilo by jeho okamžité nasazení na více než 500 tras.

„Osobní letadla jsou stále nesmírně složitá a stejně je tomu v případě různých faktorů, které ovlivňují jejich provoz. Když Concorde začínal, stál benzín 25 centů za galon. Když končil, stál galon už 4 dolary,“ poznamenává generální ředitel firmy Spike Vik Kachoria.

„Dnes už máme možnosti, o jakých se nám ještě před pár lety ani nezdálo, takže i my jako malá firma můžeme udělat práci, na kterou bychom ještě nedávno potřebovali tisícovku inženýrů.“

Námitky zeleného světa 

Tento způsob využití nejnovějších technologií je životně důležitý také z jiného důvodu. Vzhledem k čím dál radikálnějšímu environmentalismu nemá teď letecká doprava zrovna nejlepší image. Některé organizace, jako například Mezinárodní rada pro čistou dopravu, poukázaly na to, že ekologické argumenty proti nebi plnému konvenčních nadzvukových letadel jsou hodně silné. Třeba že 2000 nadzvukových letadel by do roku 2035 vypustilo do ovzduší ohromné množství uhlíku – odpovídající zhruba 20 procentům celkových uhlíkových emisí vyhrazených pro letectví. Proto firmy Aerion i Boom (které očekávají, že letadla budou v provozu nejpozději v roce 2026, respektive do konce desetiletí) plánují letadla na alternativní paliva nebo biopaliva. Za předpokladu, že budou dostupná na každém letišti, budou mít tato nová nadzvuková letadla údajně nižší uhlíkovou stopu než dnešní podzvukové dopravní stroje. „Myslím, že nová komunita konstruktérů nadzvukových letadel musí intenzivně komunikovat skutečnost, že je možné postavit nadzvukové letadlo pro cestující, které bude k planetě přátelské,“ zdůrazňuje Cram. „Mnoho leteckých společností se zavázalo, že v příštích zhruba deseti letech dosáhnou uhlíkové neutrality, ale my chceme být neutrální od prvního dne.“

To je samozřejmě vizionářství, ale takový vývoj zároveň působí poněkud zarážejícím dojmem: Postrádá romantiku technologického pokroku, který by umožnil nadzvukovým letadlům létat bez omezení. Jinými slovy porazit supersonický třesk, hlukové znečištění stejně jako znečištění ovzduší, což byl záměr firmy Spike od samého počátku. Její „technologie tichého nadzvukového letu“ prochází patentovým řízením a první testovací nadzvukové lety mají proběhnout už příští rok. A jak říká sám Kachoria, tohle vše dá vzniknout nadzvukovému letadlu, které bude nadzvukové všude. „Pro to, co dělají firmy jako Aerion nebo Boom, existuje obchodní model, ale faktem je, že 80 procent letů je nad pevninou. Lidé chtějí mít možnost létat nadzvukově z Dubaje nebo Šanghaje,“ dodává Kachoria. „Takže potřebujeme letadlo se supersonickým třeskem, který už na zemi nebude tak slyšitelný.“

K tomu se lze dopracovat pouze hledáním kombinace ideální velikosti, hmotnosti a tvaru letadla, zejména z hlediska konstrukce křídel a v prodloužení nosu tak, aby prořezával vzduch, aniž by vytvářel tlakové vlny. Vlastně se to podobá uvažování, které uplatňuje jedna konkrétní organizace se zkušenostmi, znalostmi a finančními prostředky. A s uvedením svého produktu na trh vůbec nespěchá. Ano, řeč je o NASA.

Od roku 2016 pracuje na projektu X-59 Long Boom Flight Demonstrator (LBFD) s cenou kolem 248 milionů USD, který vlastně není předobrazem komerčního nadzvukového letadla, ale spíše zkušebním strojem pro ověření konkrétních špičkových technologií. Mezi testované technologie patří takové, které mají snížit spotřebu paliva a emisí, ale především omezit již mnohokrát zmiňovaný supersonický třesk. I když se mezi odborníky hovoří o tom, že je možné ho zcela eliminovat, jde především o pečlivé tvarování součástí letadla, aby bylo možné kontrolovat sílu a polohu jednotlivých rázových vln tak, aby se nespojovaly. Výsledkem by spíše než supersonický třesk mělo být něco jako tlumené žuchnutí. Něco, co by na zemi znělo jako například zvuk při zavření dveří auta. „V podstatě z toho nakonec zbude taková rozmazaná akustická stopa,“ říká Peter Coen.

Laboratoř versus realita

Coen je manažerem integrovaného centra NASA pro řízení misí LBFD a velmi dobře ví, že to, co funguje v laboratoři, nefunguje v reálném světě vždy tak, jak by člověk očekával. Příští léto má tedy v plánu zahájit proces sběru nezkreslených údajů z takzvaných testovacích přeletů nad obydlenými lokalitami. V podstatě to spočívá v létání v různých podnebných pásech nad různým typem terénu a zástavby. Dole na zemi se citlivými přístroji bude měřit, jestli bude redukovaný supersonický třesk pro obyvatele už snesitelný, nebo ne. Pravděpodobnou reakci lidí lze očekávat, ale i tak Coen doufá, že méně hlučný sonický třesk bude vadit jen menšině lidí.

„Pokud vezmete v úvahu rostoucí citlivost globální komunity vůči hluku (jak naznačují pravidla pro přijatelné úrovně hlukové zátěže při vzletu a přistání letadel), musíme se zabývat dopadem, který bude mít redukovaný supersonický třesk,“ vysvětluje Coen. „Proč jsme obzvlášť citliví na supersonický třesk, když se v životě dokážeme vyrovnat s tolika různými zvuky? Podle mého názoru je to celé o otázce environmentální citlivosti. Když v šedesátých letech začal létat Concorde, převládal názor, že veškerý technologický pokrok je dobrý, a to bez ohledu na ekologické hnutí, které bylo tenkrát na vzestupu. Nařízení ale přicházela ještě před Concordem a stejně tak lidé na zemi vnímali supersonický třesk jako velmi invazivní jev,“ dodává. „A pokud se teď mají předpisy změnit, je nutné mít vědecky podloženo, že případné změny nebudou mít negativní vliv na životy lidí. Nemůžeme prostě realizovat nový způsob dopravy za cenu, kterou zaplatí ti, kdo tento způsob dopravy využívat nebudou. A potřebujeme také nadzvuková letadla, která budou schopná nadzvukovou rychlostí létat i nad pevninou.“

Takový by jistě měl být cílový stav. A zatímco návrat nadzvukových letů s cestujícími v jakékoli podobě je vítaný, vize cestování nadzvukovou rychlostí, kterou měli v hlavě průkopníci kolem legendárního Concordu, zcela jistě nebyla omezena místy, nad kterými by se nesmělo létat. Omezování rychlosti by nás tak mohlo vrátit tam, kde byla letecká doprava v polovině 20. století. Mobilita, která víc odpovídá světu 21. století, by nám ale nakonec přece jen měla pomoci naplnit naše sny.