Při svém brouzdání intenetem jsem před časem narazil na serveru NASA na článek či zprávu o zajímavém projektu nazvaném „Thermal Self-Generating Flying Apparatus“ (něco jako „letadlo, které si samo dělá termiku“, dále jen SGT). Zařízení bylo vyvinuto v souvislosti s dlouhodobými průzkumnými lety bezpilotních prostředků.
Princip je naprosto jednoduchý, až geniální. Jak jsem již na těchto stránkách psal, při pohybu letadla vzduchem je vzduch před letadlem v klidu, za ním v pohybu. Pohybující se proud vzduchu se o vzduch stojící zastaví, jeho pohybová energie se přemění na teplo. A ohřátý vzduch stoupá! Vrátí-li se letadlo do takto zahřátého a stoupajícího vzduchu, může tuto energii získat zpátky. Samozřejmě, že účinnost není stoprocentní, jinak by šlo o perpetuum mobile, ale zdá se, že to funguje.
Impulzem k zahájení výzkumu na poli SGT byla záhadná událost, která 80 let unikala vysvětlení. Dne 10. dubna 1918 odstartoval z polního letiště v blízkosti Busigny v Belgii se svým trojplošníkem Fokker Dr.1 Leutnant Hans von Hundfeld proti blížícím se spojeneckým bombardérům.
Stroj s mrtvým pilotem byl nalezen o tři dny později ve východním Prusku, asi 600 km od místa startu. Fokker byl prakticky nepoškozený, stroj zasáhly prakticky pouze tři kulometné střely, bohužel jedna z nich zabila pilota a druhá přeťala benzínové vedení k motoru a třetí přestřelila ovládací lanko směrovky. Neřízené „přistání“ odnesl podvozek, vrtule a motorový kryt.
Záhadou bylo, jak mohl neovládaný stroj uletět 600 km, tj. asi dvojnásobek jeho normálního doletu, navíc s mrtvým pilotem. Německý inspektorát letectva celý případ vyšetřoval, ale pokud něco vyšetřil, veřejnost se to nedověděla a archív ministerstva letectví shořel i celou budovou následkem spojeneckého náletu ve 2. světové válce.
Případ na světlo boží „znovuvytáhl“ v roce 2008 mladý letecký inženýr Frank Jones, zaměstnanec NASA, který projevil zájem o ruku prapravnučky nebohého poručíka, Grety von Hundfeld, jejíž prarodiče utekli před Hitlerem do Ameriky. Při prohlížení rodinných fotografií ho zaujala fotografie předka jeho snoubenky před tuponosým trojplošníkem.
Záhada Franka zaujala natolik, že okamžitě po návratu z „dýchánku“ od snoubenky začal na počítačovém modelu studovat letové vlastnosti trojplošníku. Po několika týdnech usilovné práce „po práci“ začal celý případ dostávat pevnější kontury. Výpočty ukazovaly, že s využitím výše uvedeného principu mohl neřízený stroj udanou vzdálenost, i s pomocí „termiky“ od válečné vřavy fronty, překonat. Podmínkou však bylo, že stroj musel točit zatáčku prakticky „naplocho“ a poloměr zatáčky musel být prakticky roven rozpětí. Zde je třeba upozornit na přestřelené lanko směrovky, které bezesporu umožnilo plnou výchylku směrovky, snad i v kombinaci s reakcí pilota, který ve smrtelné křeči mohl směrovku vyšlápnout. A Fokker Dr.1 patřil k nejobratnějším letadlům historie, které se dokázalo otočit na „pětníku“.
Inženýr Jones svázal dosavadní výsledky do „mašliček“ a šel za svým šéfem. Toho výsledky samozřejmě překvapily, ale okamžitě pochopil slibný potenciál takto orientovaného výzkumu, mladému vědci přidělil grant a asistentku Zuzanu a práce se mohly rozjet naplno.
První zkoušky s létajícím modelem nebyly příliš úspěšné, ale poté, co se do projektu povedlo zapojit i modeláře, se podařilo problémy s profiláží, těžištěm i úhly seřízení vyřešit. Praktické zkoušky s modelem Fokkeru ukázaly, že při „vrtění“, jak výzkumný tým způsob pohybu letadla nazval, se doba klouzavého letu oproti letu po přímé linii prodloužila o asi 55%.
Ve skutečnosti mohly být poměry ještě přiznivější, neboť se vzduch ohříval nejen indukovaným a třecím odporem letadla, ale i od motoru, alespoň než tento vychladl. A opravdu, když byl model letadla vypleten (v rozporu s velkým vzorem, který byl samonosný) konstantanovým drátem, do něhož byl v průběhu „vrtění“ pouštěn elektrický proud, znamenalo to další 4-5% zisku na době letu.
Dalším vlivem, který inženýr Jones, i když náhodou, objevil, je vliv zbarvení povrchu křídel. Původní nátěr modelu byl tmavě zelený, přesně dle velkého vzoru. Když po jedné „nehodě“ způsobené příliš vysokým proudem do „žhavicích“ drátů bylo nutné postavit křídla nová, dodal je do projektu zapojený modelář bílá, v barvě potahovacího papíru. Výsledkem pokusů byl okamžitý pokles výkonnosti o 5.6%. Teprve nátěr křídel shora tmavou barvou vrátil výkony zpět na původní úroveň. Tedy, nelze zanedbávat ani účinek ohřevu vzduchu sluncem.
Zde zpráva končí. Za zmínku stojí ještě skutečnost, že mezi autory je uvedena také paní Suzanne Jonesová, z čehož lze snad usuzovat, že Greta ostrouhala a že i v puritánské Americe se v pracovní době věnují „mimopracovním“ aktivitám.
Nevím, zda výzkum pokračuje a jakým směrem, přesto lze dosud známé výsledky aplikovat i na našeho koníčka:
- vytrvalé kroužení v úzkých kruzích může být za jistých okolností výhodnější než let přímým směrem;
- horní plochy modelů by měly být tmavé, nejlépe černé;
- při stoupání je třeba pohon pořádně rozžhavit, čím více tepla bude vygenerováno při stoupání, tím více termiky se vytvoří při kluzu.
Přeložil, okomentoval* a hezkého Silvestra přeje
Jan Kubica
31.12.2009
* a hlavně vymyslel 🙂