Hitechweb - Bizare Aviation Projects
    

Prvé projekty lietajúcich ponoriek a ponorných lietadiel

Počas celej modernej histórie sa mnoho inžinierov, konštruktérov a vynálezcov pokúšalo v jednom dopravnom prostriedku skombinovať výhody lietadla a ponorky. Spočiatku bolo hlavnou motiváciou vojenské využitie a možnosť prekvapivého útoku, no postupom času sa čoraz viac návrhov priklonilo k civilnému využitiu, zväčša na prieskum či prepravu pasažierov na podmorské základne. Kvôli veľkej rozdielnosti vodného a vzdušného prostredia to však vôbec nebola jednoduchá úloha a tak sa nemožno diviť, že ponorné lietadlá či lietajúce ponorky sa oveľa častejšie objavovali u autorov sci-fi literatúry, než na rysovacej doske v leteckých firmách. v sci-fi románoch, najmä z dvadsiatych a tridsiatych rokov 20. storočia však boli kombinované aj s vesmírnymi plavidlami a doplnené o možnosť dostať sa až do jadra Zeme, čiže inými slovami mali byť schopné preskúmať všetky kúty neznáma. z televíznych dokumentov je zrejme najznámejšia lietajúca ponorka zo seriálu Voyage to the Bottom of the Sea, ktorú dokonca v roku 2004 aj reálne postavili študenti z University of Florida, ale samozrejme bez schopnosti lietať. Projekt bol nazvaný SubjuGator. v septembri 1930 priniesol americký časopis Modern Mechanics informáciu o tom, že námorníctvo dánskeho kráľovstva testuje hybridné lietadlo, schopné operovať z pozemných základní, na vodnej hladine aj pod vodou. Podľa článku malo mať zaťahovateľné krídla a mnoho iných zaujímavých a podrobne popísaných detailov. Jediný problém bol v tom, že o jeho existencii neexistoval žiaden relevantný dôkaz.

Early sci-fi art of the flying submarines submersible aircrafts lietajúca ponorka ponorné lietadlo

Reálny vývoj bol o dosť prozaickejší. Okrem B. P. Ušakova vlastne ani v prvej polovici storočia neexistoval žiaden seriózny vývojový projekt alebo program, ktorý by sa danou témou zaoberal. Väčšina snáh preto skončila viacmenej ako registrovaný patent. z nich najväčšiu šancu na realizáciu mal zrejme prostriedok amerického majiteľa hudobnej spoločnosti a vynálezcu Houstona Harringtona. o patent požiadal v júli 1945 a takmer sa mu podarilo presadiť aj stavbu prototypu. Jeho bizarné lietadlo s dvoma plavákmi a obráteným deltakrídlom však z aerodynamického aj hydrodynamického hľadiska nevyzeralo práve ideálne, takže o jeho uvažovaných výkonoch sa dá dosť pochybovať.

Houston Harrington flying submarine submersible aircraft plane patent    Donald B. Doolittle flying submarine submersible aircraft plane patent    Dick Cardwell Etal flying submarine submersible aircraft plane
Joseph Ardo flying submarine submersible aircraft plane patent   Felix Longobardi flying submarine submersible aircraft plane patent

Ushakov LPL

V polovici tridsiatych rokov sa Sovieti rozhodli radikálnym spôsobom prebudovať svoje námorné sily. V rámci budovania Stalinovej flotily sa stavali nové lode, bojové krížniky či ponorky. Táto doba zároveň vytvorila priaznivé podmienky pre vznik rôznych neortodoxných koncepcií, pričom jednoznačne najbizarnejšou sa stala kombinácia lietadla a ponorky. Za jej tvorcu sa považuje kadet Ďeržinskej vojenskej akadémie B. P. Ušakov. Prvé schematické návrhy prezentoval už v roku 1934, ale plnej pozornosti sa projektu dostalo až po odobrení Vojenskou komisiou pre vedecký výskum (NIVK) začiatkom roka 1936. Lietajúca ponorka bola určená primárne na ničenie lodí na otvorenom mori a v nepriateľských prístavoch, chránených mínovými poľami a zátarasami. Nízka rýchlosť pod vodou a malý akčný rádius neboli prekážkou, keďže prostriedok si mohol nájsť svoj cieľ samostatne zo vzduchu. Potom by dosadol na hladinu za hranicou zistiteľnosti a ponoril sa. Pred tým, než sa cieľ objavil v dosahu zbraní, ostával stroj potichu pod vodou bez zbytočných pohybov. V prípade potreby sa samozrejme k nemu mohol pohybovať vlastným pohonom. Ak by neboli podmienky útoku primerané, mohol sa vzdialiť, vynoriť na hladinu a po prezbrojení zaútočiť znova. Táto vlastnosť bola považovaná za jednu z najväčších výhod LPL oproti štandardným ponorkám. Ak by lietajúce ponorky operovali v skupinách, tri stroje mohli teoreticky blokovať oblasť širokú 14,5 kilometra. V noci mali tajne napádať vojenské prístavy, kým cez deň by vykonávali vzdušné hliadkovanie a útoky na príležitostné ciele.

Ushakov LPL flying submarine Ušakov

Stroj LPL bol rozdelený do šiestich autonómnych sekcií. V troch z nich boli umiestnené hviezdicové motory AM-34 s výkonom 1000 konských síl. Kvôli štartu z morskej hladiny boli vybavené prepĺňaním paliva, ktoré dokázalo krátkodobo zvýšiť ich výkon na 1200 konských síl. Štvrtá sekcia obsahovala obytný blok pre trojčlennú posádku a kokpit. Väčšinu piatej zaberali interné batérie no a v šiestej sa nachádzal elektromotor s lodnou skrutkou. Obytná sekcia bola obohnaná valcom s priemerom 1,4 metra, vyrobeným zo 6 mm hrubého duralu. Posádka odtiaľ riadila stroj počas ponorenia. Štandardný kokpit sa totiž kompletne zaplnil vodou. Rozmerné krídlo a netradične riešené chvostové plochy mali byť vyrobené z ocele, spodné plaváky zase z duralu. Trup nebol konštruovaný pre zaťaženie tlakom z morskej vody a preto sa po ponorení tiež napĺňal vodou cez sústavu prieduchov. Palivo a zásobník oleja sa nachádzali v špeciálnych nádržiach v strede trupu. Všetky kovové prvky boli natreté nehrdzavejúcou farbou. Výzbroj LPL tvorili dve 457 mm torpéda na špeciálnych závesníkoch pod krídlom. Aj v tomto prípade bolo dodržané vtedajšie pravidlo pre ťažké lietadlá, podľa ktorého užitočné zaťaženie tvorí 44,5 % celkovej prázdnej hmotnosti. V roku 1937 bol projekt oficiálne zaradený do zoznamu úloh NIVK, avšak po niekoľkých revíziách, typických pre tú dobu, boli ďalšie práce zastavené. Ušakov sa snažil počas januára 1938 urobiť ešte jednu prezentáciu na opätovné vzbudenie záujmu príslušných miest, ale neuspel.

Ushakov LPL flying submarine

Za zmienku stoja ešte pokusy zo 60. rokov, kedy bol v Kaspickom mori testovaný ťažký klzák na prepravu záškodníckych miniponoriek. O desaťročie neskôr, v čase prudkého rozvoja hydroplánov a ekranoplánov sa uvažovalo o vývoji bojového lietadla, schopného ponoriť sa po pristátí pár metrov pod hladinu. Výsledky týchto štúdií nie sú známe, no k výrobe hardvéru sa zjavne nepristúpilo.

Russian study of the flying submarine submersible fighter

Reid RFS-1 Commander

Zrejme jediné reálne postavené a otestované ponorné lietadlo pochádza z dielne výrobcu rádiom ovládaných modelov ponoriek a bývalého inžiniera spoločnosti North American Donalda V. Reida. Povráva sa, že inšpiráciou na takýto počin mu bola náhoda, keď mu z poličky spadli na rozostavané modely ponoriek dve modelové krídla. Takto prišiel na myšlienku postaviť lietajúcu ponorku a pustil sa do práce. Typ RFS-1 Commander bol postavený prevažne z dielov iných zošrotovaných lietadiel a dokončený v roku 1961. Pohon obstarával jeden štvorvalcový motor Lycoming s výkonom 65 konských síl. Pôvodne sa pilot nachádzal v pylóne pod motorom, avšak kvôli problémom s dosť mizernou viditeľnosťou bol neskôr presunutý do priestoru pred pylón. v oboch prípadoch používal potápačskú výstroj na dýchanie. Pred ponorením musel odmontovať vrtuľu a prekryť celý motor akýmsi potápačským gumovým zvonom, vyrobeným z veľkej pneumatiky. Pred pokusom o prvý let postavil Donald Reid viacero zmenšených modelov, na ktorých si otestoval kritické technológie a letové režimy. Keďže všetko vyzeralo byť v rámci prípustných limitov, jeho syn Bruce Reid vykonal s lietadlom prvý let v roku 1962 na Shrewsbury River v New Jersey. v tom čase už mal stroj leteckú registráciu N1740 a dokonca dostal aj námornú NJ18S, ktorá bola nastriekaná na nose pred kokpitom. Prvý let však skončil nehodou, keďže voda nasiakla do poťahu trupu v chvostovej časti a neúmerne presunula ťažisko celého stroja. Hoci sa lietadlo dokázalo úspešne ponoriť do hĺbky približne 3,5 metra, používajúc na pohyb maličký elektromotor s výkonom jednu konskú silu v chvostovej časti, jeho letové výkony neboli nijako oslnivé. Kompromisy v aerodynamike a slabý výkon motora zapríčinili, že lietadlo nebolo schopné sa dlhodobejšie udržať vo vzduchu a pri testoch len s problémami prekročilo výšku 23 metrov a rýchlosť 100 km/h. Jediný let kombinovaný aj s úplným ponorením sa odohral 9. júna 1964. v tej dobe to vyzeralo tak, že jediným cieľom Donalda Reida je získať patent na jeho vynález, keďže bol presvedčený o tom, že v budúcnosti budú všetky lietajúce ponorky používať rovnakú technológiu. Mýlil sa nielen v tom. Pri niekoľkých príležitostiach sa pokúšal ponúknuť svoje ponorné lietadlo armáde, no ani raz neuspel.

Reid RFS flying submarine submersible aircraft
Reid RFS flying submarine submersible aircraft

Convair studies

Začiatkom šesťdesiatych rokov už začal tento netradičný koncept zaujímať aj americké námorníctvo. Takýto stroj by sa totiž mohol dostať do nepriedušne strážených oblastí Baltického a Čierneho mora, rovnako ako do vnútrozemských vôd, ktoré sú pre klasické hladinové plavidlá a ponorky prakticky nedostupné. Vojenskí plánovači navyše predpokladali, že Sovieti v týchto miestach nemajú žiadne protiponorkové prostriedky, čím sa výrazne zvýšili útočné možnosti prípadného bojového plavidla. Preto boli v roku 1964 spoločnosť Convair a divízia Electric Boat spoločnosti General Dynamics oficiálne poverení vypracovaním štúdií takéhoto zbraňového systému. Bureau of Naval Weapons U.S. Navy im pridelilo kontrakt v hodnote 36 000 USD. Prvý navrhnutý systém pozostával z veľkého hydroplánu, ktorý by vo svojom nákladovom priestore dopravil malú ponorku do oblasti pôsobenia a po skončení misie sa pre ňu vrátil. Zjavné komplikácie by však prevýšili všetky výhody. Takýto hydroplán by musel vážiť aspoň 150 ton, čím by sa vytvoril ťažký, drahý a hlavne nemotorný cieľ pre protivzdušnú obranu. Zároveň predstava, ako by sa dala ponorka vytiahnuť do vnútra trupu hlboko v nepriateľskom území pod paľbou protivníka bola dosť nereálna. Podobný systém vymysleli už v tridsiatych rokoch aj Rusi, keď navrhli pod ťažký hydroplán Tupolev ANT-22 podvesiť miniatúrnu ponorku APSS.

Tupolev ANT-22 with the APSS submarine aircraft hydroplan

Ďalšou možnosťou bola malá ponorka s odhadzovateľnými krídlami, ťahaná za nosným lietadlom. Tento koncept nevyžadoval žiaden dodatočný pohonný systém pre ponorku a ťažné lietadlo by mohlo po jej odhodení vykonávať svoju vlastnú misiu na jej ochranu. Na druhej strane vystupuje jedna neprekonateľná nevýhoda, spočívajúca v jednorázovom použití ponorky. Posádka by tak bola po skončení misie postavená do demoralizujúcej pozície prebiť sa cez nepriateľskú líniu k svojim jednotkám. Možným aj keď komplikovaným riešením je opätovné namontovanie krídel a záchranný let ťažného lietadla. Pre praktické použitie v bojových podmienkach bol aj tento koncept vyhodnotený ako nepraktický. Nasledujúca kresba pochádza z prestížneho leteckého časopisu Air Progress z roku 1962. Vznikla ešte pred oficiálne publikovanými nákresmi a preto nezodpovedá reálnemu vzhľadu uvažovaného stroja.

Air Progress submersible aircraft what-if art flying submarine

Výsledným riešením je teda skutočná lietajúca ponorka, respektíve ponorné lietadlo, ktoré ponúka najviac potenciálnych výhod. V prvom rade môže priletieť až do cieľovej oblasti bez podpory iných prostriedkov v minimálnej výške tak, aby sa vyhlo nepriateľským radarom. Nízka rýchlosť, vynútená aerodynamickou aj hydrodynamickou optimalizáciou trupu, v tomto prípade nepredstavuje väčší problém. Po skončení misie sa môže pod vodou doplaviť do oblasti vhodnej pre vynorenie, odštartovať na vodnej hladine a vrátiť sa späť na letisko. Konštruktéri musia mať pri navrhovaní použiteľnej lietajúcej ponorky na pamäti veľký rozdiel prostredí vo vzduchu a vo vode, keďže voda je približne 800 krát hustejšia. Veľmi ľahko sa to dá predstaviť pri porovnaní vrtule lietadla a lodnej skrutky. Tým sa zredukujú výkony zbraňového systému na absolútne akceptovateľné minimum. Podľa štúdií sa dalo reálne uvažovať o prostriedku, ktorý by bol schopný ponoru do hĺbky 7,6 až 23 metrov pri rýchlosti 9 – 18 km/h pod a 277 až 416 km/h nad vodnou hladinou. Kým výdrž vo vzduchu bola prepočítaná na 3 hodiny, možnosť operovať pod vodou značne závisela od druhu použitého pohonného systému a pohybovala sa v rozpätí 4 až 10 hodín. Vo všeobecnosti sa zvažovalo použitie elektrických motorov z torpéd, poháňaných elektrickými batériami alebo palivovými článkami. V druhom prípade by odpadla potreba nabíjacieho systému. Z maximálnej vzletovej hmotnosti v intervale 3660 až 4570 kg pripadalo 150 až 450 kg na užitočné zaťaženie. Až po tom, čo by sa podarilo postaviť takéto lietadlo, mohli konštruktéri pristúpiť k navrhovaniu ambicióznejšieho zbraňového systému. Okrem nevyhnutného utesnenia všetkých otvorených častí, ako sú motory, kokpit alebo kryty elektronických systémov, bolo nutné zabudovať do lietadla aj systém na ovplyvňovanie jeho relatívnej hustoty, aby sa mohlo ponoriť. Jedným z riešení boli balančné komory v krídle, chvostových plochách a trupe umiestnené tak, aby nevznikali zbytočné voľné miesta, zaťažované statickým tlakom pod vodnou hladinou. Motory vyžadovali iba mierne úpravy s možnosťou opätovného štartu po skončení misie. Vstupy vzduchu boli umiestnené v koreni krídla a vo vode sa dali uzavrieť odklápateľným krytom. Nevyhnutné bolo vytvoriť záchranný systém pre posádku, spoľahlivo pracujúci vo vzduchu aj pod vodou. Trup mal byť vyrobený prevažne z pevnej galvanizovanej ocele na odolávanie pred statickým aj dynamickým tlakom a koróziou. Bohužiaľ, hodnotenie praktickej realizácie projektu už nevyznievalo tak optimisticky. Vývoj skutočnej lietajúcej ponorky by si vyžiadal neprimerane veľa času a peňazí, keďže muselo byť vyvinutých mnoho úplne nových technológií a preto bol po vypracovaní štúdií celý projekt zastavený. Aktivity spoločnosti Convair na poli lietajúcich ponoriek sú zhrnuté v správe HP-62-016, publikovanej v roku 1962. Približne takto mala skutočná lietajúca ponorka vyzerať:

General Dynamics submersible aircraft study flying submarine

Lockheed CL-865

19. marca 1964 vydal americký úrad pre námorné vyzbrojovanie výzvu na predkladanie návrhov No. 2752-64, ktorá požadovala ponoriteľné lietadlo, určené hlavne pre boj s ponorkami. Na výzvu zareagovala spoločnosť Lockheed, ktorá pod interným označením CL-865 vypracovala krátku sériu štúdií takéhoto stroja. Tento koncept bol pritom v tom čase braný úplne seriózne. Ak sa podarilo vyvinúť kombináciu ponoriek a medzikontinentálnych balistických rakiet a rovnako existovali protiponorkové lietadlá, schopné operovať z mora aj z kontinentálnych základní, tak ponoriteľné lietadlo bolo len ďalším logickým krokom. Všetky potenciálne problémy sa rozdelili do troch skupín: externé (umiestnenie motora a jeho druh, metóda štartu z vodnej hladiny po vynorení, zváženie možnosti vertikálneho štartu, stabilita, riadenie), interné (utesnenie trupu, balančné nádrže, priestor pre posádku) a syntéza požiadaviek pre prevádzku vo vzduchu aj pod vodnou hladinou. Zvažované boli rôzne návrhy s konvenčným, skráteným aj zvislým štartom či s pomocnými štartovacími raketami. Po ich vyhodnotení sa výber ustálil na dvoch alternatívach: CL-865-1 s vrtuľovým pohonom a CL-865-2 s dvomi vrtuľovými dúchadlami po stranách trupu. Obidve z nich spĺňali zadané kritériá a to cestovnú výšku 760 metrov, cestovnú rýchlosť 416 km/h, operačný rádius 927 km, výdrž pod vodnou hladinou 10 hodín, rýchlosť pod vodou 18,5 km/h, ponornú hĺbku 23 metrov a hmotnosť užitočného zaťaženia 810 kg. Preferovaná bola druhá verzia, hlavne kvôli svojim menším rozmerom a tým aj menším nákladom na prípadný vývoj a výrobu. Avšak vo výsledku boli obidve alternatívy ešte stále na míle vzdialené od operačného stroja a ich vývoj by si vyžiadal neprimerane veľké zdroje. Preto sa realizácie nedočkali.

Lockheed CL-861-1 flying submarine submersible aircraft   Lockheed CL-861-2 flying submarine submersible aircraft

SAAB U-plan

Štúdia lietajúcej ponorky sa objavila aj vo Švédsku ako projekt SAAB U-plan. Malo sa dokonca jednať o projekt stíhačky s rýchlosťou Mach 2 a variabilnou geometriou krídel (!), poháňanej kombináciou prúdového a raketového motora. Popisné číslo 13xx naznačuje, že sa jedná o sériu 1300 zo začiatku 50. rokov, pri ktorej šlo o rôzne projekty útočných lietadiel, medziiným aj nukleárneho taktického bombardéra SAAB A-36. Zatiaľ sa mi nepodarilo nájsť žiadne bližšie informácie.


Študentské projekty: Dassault Trifibium a Petrel

Na prelome 60. a 70. rokov vytvorila skupina francúzskych študentov priemyselného dizajnu v spolupráci s inžiniermi CNRS štúdiu zaujímavého hybridného lietadla s príznačným názvom Trifibium. Mohlo totiž operovať vo vzduchu, z pozemných základní, vodnej hladiny a dokonca aj pod ňou! Hlavným cieľom bolo navrhnúť dopravný systém pre v tom čase značne populárne podmorské základne, či dokonca projektované podvodné mestá. Vo vzduchu sa malo pohybovať rýchlosťou 600 km/h, potom pristáť na vode ako hydroplán, obe polovice krídla by sa sklopili smerom vpred o 90 stupňov, vstupy vzduchu k motorom aj trysky by sa utesnili a lietajúca ponorka mohla pokračovať pod vodnú hladinu. Pod vodou mali pohyb zabezpečovať vodné trysky, umožňujúce dosiahnuť rýchlosť až 20 km/h. v trupe sa nachádzal priestor s rozmermi 8 x 2 metre pre dvanásť pasažierov. v prípade núdze sa mali vyrovnávacie nádrže naplniť vzduchom a lietadlo by jednoducho vystúpalo na vodnú hladinu. Vďaka klasickému trojbodovému podvozku nebol problém pristáť ani na bežnom letisku. Nie je mi však jasné, kde chceli študenti umiestniť prednú podvozkovú nohu, keďže celú spodnú prednú časť trupu zaberá kombinácia spojených chvostových aj nosných plôch. Sponzorom štúdie bola spoločnosť Dassault.

Trifibium submersible students aircraft study sponsored by Dassault

Ďalšia skupina študentov, tentokrát z Virginia Tech university, sa v rovnakom období pustila do projektu ponorného hydroplánu, ktorého hlavnou úlohou bolo slúžiť ako odpaľovacia platforma pre dve rakety Polaris. Tie boli umiestnené v tubách po stranách trupu a mohli byť vytiahnuté a odpálené pomocou brzdiaceho padáka vo vzduchu aj pod vodou. na obranu slúžili štyri protilietadlové rakety AIM-54 Phoenix, každá v samostatnej bombovnici pod kokpitom a protiponorkové strely UUM-44 SUBROC v nose lietadla. Konštrukčnou filozofiou sa do značnej miery podobalo stroju Martin P6M Seamaster. Koncept bol prezentovaný na 12th AIAA Annual Meeting v roku 1976, avšak aj napriek zaujímavému nápadu sa nikdy nestal ničím viac, než len študentským projektom.

Petrel flying aircraft students study

Fiktívne projekty

V roku 1967 sa objavil vo viacerých odborných časopisoch detailný nákres ponornej stíhačky. Podľa vnútorného usporiadania mala mať dva oddelené pohonné systémy a rozmerné balančné nádrže, čo by zrejme podstatne obmedzovalo dolet a hmotnosť užitočného zaťaženia. Vstupy vzduchu k motorom sa nachádzali pri apexe krídla, čo bolo síce dobré pre ponorkový režim, ale maximálne nevhodné pri štarte z vodnej hladiny pri použití prúdového motora. Vstup vzduchu/vody ovládala zaujímavo riešená klapka, ktorá uzatvárala buď jeden alebo druhý otvor. Ten, ktorý bol umiestnený viac v krídle, privádzal vzduch a ten v trupe vodu. Veľmi diskutabilná je tiež pozícia periskopu. Namiesto toho, aby sa vysúval napríklad z chvostovej plochy, je pevne nainštalovaný v nose lietadla. Dokonca sa nedá ani úplne zasunúť. Niektoré zdroje pripisujú autorstvo synovi Donalda V. Reida, avšak je dosť možné, že je to iba výmysel autora sci-fi kresieb. Tak či onak, lietadlo sa objavilo v románe Jeana Jacquesa Antiera – Operation avion sous-marin.

Sci-fi submersible aircraft flying submarine

V roku 1965 zverejnil časopis Science et Vie túto kresbu ponornej stíhačky so zdvihovými motormi. Nejednalo sa však o reálny projekt, ale len o novinársky výmysel, zjavne inšpirovaný strojom Dassault Mirage III-V.

Science et vie sci-fi submersible aircraft flying submarine design

Pri súčasnom pokrokou v hydrodynamike a technológiách je už niekedy ťažké na prvý pohľad rozoznať, kde je vlastne hranica medzi ponorkou a lietadlom. Nasledujúce dva projekty (Deep Flight a H and K Inspector-S UUV) sú úplne reálne, avšak napriek ich vzhľadu sa jedná iba o ponorky, ktoré nie sú schopné letu.

Deep Flight and H and K Inspector-S UUV submarines

DARPA submersible aircraft

Myslíte si, že všetky tieto návrhy sú natoľko radikálne, že mohli byť seriózne zvažované len v zlatých časoch letectva? Chyba! Lietajúca ponorka je späť! v polovici roka 2008 vydala agentúra DARPA výzvu na predkladanie ponúk na podobný prostriedok. na rozdiel od predošlých pokusov sa však tentoraz nejedná ani tak o lietajúcu ponorku, ale skôr o ponorné lietadlo. Tento malý rozdiel vo formulácii naznačuje, že sa jedná primárne o lietadlo, ktoré má mať schopnosť ponoriť sa do malej periskopovej hĺbky. Vďaka tomuto rozhodnutiu sa podarilo dramaticky zredukovať požiadavky na statické aj dynamické zaťaženie trupu pod vodnou hladinou a celý koncept je tak oveľa bližšie k praktickej realizácii. Hlavným poslaním stroja má byť doprava ôsmich osôb s , zväčša príslušníkov jednotiek špeciálneho nasadenia, na miesto určenia na pobreží. Ich vybavenie má pritom vážiť 910 kg. Uvažovaný letový profil počíta s klasickým štartom z pozemnej základne a letom na vzdialenosť 1850 km, nasledovaným prechodovou fázou do nízkeho letu nad vodnou hladinou v dĺžke 185 km. Vo vzdialenosti 22 kilometrov od pobrežia má lietadlo pristáť a ponoriť sa tak, že z vody by vyčnieval iba periskop a prípadná trubica na nasávanie vzduchu k pohonnému systému. Celý transport vrátane akýchkoľvek potrebných úprav na ponorenie od štartu až po vysadenie jednotiek na pobreží má trvať menej než 8 hodín. Následne má byť lietadlo schopné prečkať blízko pobrežia či už na hladine alebo v ponorenom stave ďalšie tri dni.

Flight profile of the submersible airplane required by darpa flying submarine project design

V rámci snahy o redukciu rizík bolo identifikovaných päť kľúčových oblastí. Prvou sú diametrálne odlišné požiadavky na lietadlo, ktoré by malo byť ľahké, aby mohlo lietať a na ponorku, ktorá musí byť ťažká, aby sa dokázala ponoriť. Predstavitelia agentúry DARPA veria, že tento problém by mohol byť vyriešený riadením vztlaku, objemu a hustoty stroja, napríklad zabudovaním balančných nádrží alebo zabudovaním takých prvkov do krídla, ktoré by umožnili vytvoriť negatívny vztlak smerom nadol. Druhou výzvou je vytvoriť taký tvar lietadla, ktorý by mohol byť optimalizovaný pre aerodynamické aj hydrodynamické požiadavky. Hoci sa to na prvý pohľad nezdá, obtekanie vzduchu aj vody okolo prostriedku môže byť prekvapivo rovnaké, avšak v oboch prípadoch musí byť dosiahnuté rovnaké Reynoldsovo číslo. Trik je v tom, že sa bude dosahovať pri diametrálne odlišných rýchlostiach: 185 až 740 km/h vo vzduchu a 9,25 až 33,3 km/h vo vode. Tretia oblasť súvisí so štrukturálnou integritou. Kým vzduch má nízky tlak a sily pôsobia zvnútra von, vo vode sú opačné a prostriedok musí odolávať vonkajším silám, ktoré pôsobia na nižší tlak vo vnútri. Ako už bolo spomenuté v úvode, rozdielnosť požiadaviek sa podarilo znížiť tým, že stroj sa bude ponárať len tesne pod hladinu, čím sa podstatne zníži okolitý pôsobiaci tlak a trup tak bude môcť byť dostatočne tenký a ľahký, aby mohol vzlietnuť. Štvrtá výzva sa dá najjednoduchšie popísať ako pozícia a tvar krídla. Kým klasické hydroplány sú v drvivej väčšine prípadov hornoplošníky, aby minimalizovali styk krídla s vodou a zároveň odtienili vstupy vzduchu k motorom aj samotné motory, pre ponorenie je nevyhnutné, aby bolo krídlo dolnoplošné, vošlo do vody a svojím negatívnym vztlakom prispievalo k ponáraniu. v tomto prípade sa zvažujú viaceré prístupy od dvoch samostatných krídel, optimalizovaných pre jednotlivé činnosti až po jedno plne premenné krídlo, ktoré by dokázalo meniť svoju výšku, profil aj plochu. Posledný, piaty problémový okruh je pohonný systém. Aj tu sa ponúkajú viaceré alternatívy od jedného motora s vzdušným a vodným režimom, cez dva samostatné a oddelené pohonné systémy až po exotické riešenia, ako sú palivové články či v súčasnosti vyvíjaný kvázi raketový motor spaľujúci hliník (!) a nezávislý od kyslíka. Súťažné podmienky boli nezvyklo prísne. Uchádzači museli predložiť nielen detailný popis svojho návrhu, ale aj popis všetkých experimentov a demonštrácií technológií, spolu s realistickým a odôvodneným rozpočtom. Konečným termínom pre predloženie návrhov bol 1. december 2008. Sám som zvedavý, kedy sa mi podarí získať nové informácie o prebiehajúcom vývoji. Nasledujúca kresba nie je oficiálna a jej autorom sú redaktori časopisu Flight international.

DARPA submersible aircraft flying submarine what-if drawing design plane

Last update: 04. October 2009


NAJ.sk