Letošní rok začal pro příznivce letadel slibně. Hned v pátek 12. ledna odhalily NASA a Lockheed Martin dlouho utajovaný experimentální X-59 QueSST, radikálně nový nadzvukový proudový letoun, který nevyvolává ohlušující sonický třesk.
Supersonic „X-59“ v představě kreslíře… © NASA
Letošní test letounu X-59 QueSST (quiet supersonic technology) je podobnou odbornou senzací jako v minulém roce první zkušební start bombardéru B-21 Raider společnosti Northrop Grumman. Ostatně obě akce se odehrály na letišti v kalifornském Palmdale. Loni v listopadu odletěl B-21 Raider z tovární základny Palmdale v Kalifornii na Edwardsovu leteckou základnu, asi 100 km severně od Los Angeles. Zde letos 17. ledna uskutečnil svůj druhý testovací let. Nad letištěm provedl několik smyček a vedení projektu potvrdilo, že testovací program úspěšně pokračuje.
…a v reálu na letišti v Kalifornii © NASA
Co se očekává
Rok 2024 se rýsuje jako životně důležitý krok pro budoucí sílu amerického letectva obecně, tedy i pokud odhlédneme od zmíněných dvou strojů. Ve hře je nástup nové stíhačky 6. generace nebo „wingmana“ [tento termín byl zaveden pro pilota sekundárního letadla poskytujícího podporu nebo ochranu primárnímu letadlu v potenciálně nebezpečné situaci, kdy tradičně letí ve formaci na stranu, mírně za primárním letadlem; v poslední době je však také používán v odkazu na samotné sekundární letadlo, zejména pokud jde o bezpilotní vzdušný prostředek (UAV) spíše než letadlo pilotované lidmi — pozn. red.] bez posádky.
Klíčová část modernizace letectva spočívá v nasazení několika nových technologií, ale zásadní část jeho strategie také vyžaduje zbavit se několika starých platforem. Představitelé amerického letectva tvrdí, že odstranění staré technologie, která v mnoha případech není vhodná pro moderní boj, uvolní dolary a pracovní sílu pro jiné priority.
V mnoha ohledech se bude americké letectvo v roce 2024 nacházet v kritickém bodě a bude hrát velkou roli při rozhodování Kongresu o jeho budoucnosti. Plány na vyřazení několika platforem jsou hlavní oblastí neshod letectva se zákonodárci. I když by Kongres povolil některé z požadovaných odprodejů leteckých platforem (např. A-10), ochránil by ostatní — jako Block 20 F-22 Raptors a RQ-4 Global Hawks — před posláním do šrotu.
Legislativa, známá jako zákon o fiskální odpovědnosti, stanovila strop pro výdaje na obranu na 886 miliard dolarů ve fiskálním roce 2024 a nařizuje snížení rozpočtu o 1 % na úroveň fiskálního roku 2023. Zákonodárci by mohli tyto limity obejít dodatečnou legislativou o výdajích na obranu, jako je balíček přes 100 miliard dolarů prosazovaný Bílým domem, o kterém mnozí příznivci zdůrazňují, že by byl přínosem pro domácí průmysl. Není ale jasné, jak a kdy by se Sněmovna a Senát mohly na balíčku dohodnout.
Jednou z nejvýznamnějších očekávaných novinek je NGAD (next generation air dominance). V rámci tohoto modernizačního programu je vyvíjen „neviditelný“, tedy „stealth“ stíhací letoun, který bude nástupcem letounů Lockheed Martin / Boeing F-22 Raptor. NGAD je označován jako první stíhací letoun 6. generace. Dále se hovoří o tom, že je čas na náhradu za E-4B („letadlo soudného dne“), kde se předpokládá, že Sierra Nevada Corp. bude jediným kandidátem na jeho výrobu poté, co byl vyřazen Boeing. Letectvo by také mohlo rozhodnout o programu tankerů na tankování vzduchu pro rekapitalizaci KC-135 — kde by se mohla konat soutěž mezi Boeingem a Airbusem.
Očekává se, že letadla jako NGAD se budou moci spojit s budoucími wingmeny bez posádky známými jako kolaborativní bojová letadla (CCA — collaborative combat aircraft), což je další program pro letectvo, který má v roce 2024 dosáhnout významného pokroku.
Pokud jde o F-35, mohlo by dojít na dlouho odkládané rozhodnutí o plné výrobě.
První zkušební let bombardéru B-21 © NG
Supersonic se představuje
Po letech výzkumu a vývoje pokročila realizace již zmíněného supersonického letadla X-59 natolik, že by první exemplář už nyní mohl být fyzicky představen bedlivě vybrané stovce specialistů. Asi 30 m dlouhý, 10 m široký, špičatý vpředu a z velké části tyrkysový: X-59 vypadá vskutku futuristicky. NASA si jej u společnosti Lockheed Martin objednala už v roce 2018 a v pátek 12. ledna jej představila jako jádro své mise „QueSST“, tedy vybavené tichou supersonickou technologií. Letové zkoušky jsou naplánovány na později.
„Jsme rozhodně připraveni napsat novou kapitolu v historii nadzvukových letů a zajistit, aby letecká doprava nad pevninou byla 2× rychlejší, ale způsobem, který je bezpečný, udržitelný a mnohem tišší než dříve,“ řekl při této příležitosti manažer NASA Peter Coen.
Stroj X-59 by měl být schopen létat bez rázové vlny při přechodu do nadzvukového provozu. Pokud totiž klasické nadzvukové letadlo prolomí zvukovou bariéru ve vzduchu, ozve se velmi ohlušující rána. A americký Federální úřad pro letectví (FAA) proto až do odvolání před časem zakázal veškeré civilní nadzvukové lety nad USA. Novinka by měla toto rozhodnutí změnit, přičemž letadlo bez nadzvukového třesku by doletělo z Evropy do New Yorku za 3,5 hodiny.
X-59 má letět ve výšce kolem 16 km průměrnou rychlostí zhruba 1 500 km/h a vydávat jen hluk, který nepřekročí hluk spojený s hlasitým zabouchnutím dveří auta. Lockheed Martin obdržel na vývoj letadla od Národního úřadu pro letectví a vesmír (NASA) zhruba 250 milionů dolarů. NASA chce nyní sbírat další data při přeletech nad vybranými regiony USA.
Unikátní řešení
To Agentura amerického ministerstva obrany DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), která je zodpovědná za vývoj nových vojenských technologií, požaduje letadla, která dokážou manévrovat radikálně odlišnou metodou.
Výzkumné a vývojové křídlo Pentagonu proto podniká další kroky směrem k vývoji letadel, jež nepoužívají tradiční ovládací plochy, jako jsou křidélka.
DARPA tak 17. ledna oznámila i další kroky programu na vytvoření letadla navrženého tak, aby létalo výhradně na řídicích plochách postrádajících pohyblivé části, které letadla obvykle používají k manévrování.
DARPA se specializuje na vize a investuje do výzkumu s cílem vytvořit nové možnosti pro technologie. Program označovaný zkratkou CRANE (control of revolutionary aircraft with novel effectors) DARPA zahájila v roce 2019 s požadavkem „navrhnout, postavit a letově otestovat nové, neotřelé letadlo, které zahrnuje technologie AFC“ (active flow control) jako primární konstrukční hledisko.
AFC je druh řídicího paradigmatu, který nahrazuje pohyblivé části, jako jsou křidélka a směrovka letadla. Dosavadní letadla totiž mění své pozice přesměrováváním proudu vzduchu pomocí křidélek připojených ke křídlům, výškovky na ocasu a směrovky. Tyto prvky umožňují letadlům naklánět se ze strany na stranu, měnit sklon nahoru, aby vzlétla, či dolů, aby přistávala, a také „zatáčet“. Výsuvné lamely a klapky na křídlech mohou také umožnit letadlům generovat větší vztlak při nízkých rychlostech či zpomalit letadlo při přípravách na přistání.
S AFC mohou letadla používat plazmové pohony nebo syntetické tryskové pohony k pohybu vzduchu, místo toho, aby se spoléhaly na fyzické povrchy. U plazmových pohonů je toho dosaženo změnou elektrického náboje vzduchu procházejícího přes aktuátory namontované v křídle, čímž dochází i ke změně proudu tohoto vzduchu. Mezitím mohou syntetické trysky vstřikovat vzduch také do proudu vzduchu přes křídlo a měnit tak vztlak.
V roce 2019 NASA patentovala systém ovládání křídel, který kombinoval jak plazmové, tak syntetické tryskové aktuátory, s cílem vytvořit aktuátory bez jakýchkoli pohyblivých částí, které by byly „v podstatě bezúdržbové“.
Díky vylepšeným vzletům a přistání by takový řídicí systém mohl umožnit „extrémně krátký vzlet a přistání“ (eSTOL — electric short take-off and landing), kdy letadlo nebo dron operuje z ranvejí, které jsou ještě menší než ty používané pro krátké vzlety a přistání. Ministerstvo obrany a NATO definují krátký vzlet jako schopnost přistát na ranveji dlouhé 1 500 stop (457,2 m) s 50stopou (15,24m) překážkou na obou koncích.
Vzhledem k tomu, že tyto nové kontroly proudění by mohly zvýšit úhel zdvihu pro vzlet a zlepšit brzdění při klesání, je možné, že letadlo s nimi bude moci přistát na ještě menší ploše. To rozšiřuje možnosti způsobu a míst, kde mohou taková letadla operovat. Ovlivní to zejména budoucí válečné operace na moři, kde si armáda musí „přivést“ vlastní dráhy s pomocí lodí, nebo na malých ostrovech.
Další oblastí, kde tyto ovládací prvky mohou pomoci, je ztížení sledování letadel, protože snižuje počet povrchů na letadle, které by odrážely radarové signály. Ovládací prvky mohou být navíc tišší, což minimalizuje detekci ze zvukových senzorů a může zlepšit stabilitu letadla i vztlak ve vysokých nadmořských výškách. Ovládací prvky dále umožní konstruovat silnější křídla letadel, jež pojmou více paliva.
V prosinci loňského roku získala společnost Aurora Flight Sciences (součást Boeingu) více než 89 milionů dolarů za program CRANE (control of revolutionary aircraft with novel effectors), což je zhruba cena jednoho stealth proudového stíhacího letounu F-35A. Ve fázi 1, která je již dokončena, Aurora vytvořila letadlo, které bylo schopno použít aktivní řízení toku k prokázání kontroly v testu v aerodynamickém tunelu. Fáze 2, která byla oznámena minulý měsíc, se zaměří na návrh a vývoj softwaru a ovládacích prvků demonstrátoru X-plane, který „může létat bez tradičního pohyblivého řízení letu na vnější straně křídel a ocasu“.
DARPA doufá, že podnítí nové myšlení o tom, jak mohou letadla létat a manévrovat.
Pokud se osvědčí, bude na ostatních složkách armády, aby určily, jak je chtějí využít.
Valkyrie pilotovaná AI
Program vzdušných sil dokazuje, jak Pentagon začíná využívat potenciál rychle se objevující technologie s dalekosáhlými důsledky pro taktiku vedení války, vojenskou kulturu a obranný průmysl. Velký posun se letos očekává v rozvoji bezpilotního experimentálního letounu XQ-58A Valkyrie, který řídí umělá inteligence (AI — artificial intelligence). Má nenápadný design a je schopen nést střely, které mohou zasáhnout nepřátelské cíle daleko za jeho vizuálním dosahem.
Valkyrie, v podstatě dron nové generace, je prototypem toho, o čem letectvo doufá, že se může stát účinným doplňkem jeho flotily tradičních stíhaček. Ty lidským pilotům dávají k dispozici roj vysoce schopných robotických křídelníků nasaditelných v bitvě. Cílem je spojit umělou inteligenci a senzory tak, aby identifikovaly a vyhodnotily nepřátelské hrozby, a poté, když dostanou povolení od člověka, aby se vydaly útočit.
Vznik umělé inteligence pomáhá vytvořit novou generaci dodavatelů Pentagonu, kteří se snaží podkopat nebo alespoň narušit dlouholeté prvenství hrstky obřích firem, jež dodávají ozbrojeným silám letadla, rakety, tanky a lodě.
Získání a udržení náskoku v umělé inteligenci je jedním z prvků stále otevřenějšího závodu s Čínou o technologickou převahu v národní bezpečnosti.
Je tedy zřejmé, že letos přijde na řadu nová generace dronů s umělou inteligencí, známých jako kolaborativní bojová letadla. Letectvo plánuje postavit 1 000 až 2 000 z nich s cenou pouhé 3 miliony dolarů za kus, tedy za zlomek nákladů na moderní stíhačku. Ta stojí asi 80 milionů dolarů. Nejlevnější drony přitom budou považovány za postradatelné, což znamená, že pravděpodobně budou určeny pouze pro jednu misi. Sofistikovanější z těchto robotických letadel může stát podle odhadu Sněmovny reprezentantů až 25 milionů dolarů, což je stále mnohem méně než pilotovaná stíhačka.
Velký posun se letos očekává v rozvoji bezpilotního letounu XQ-58A Valkyrie, řízeného AI © Kratos
Drony by například mohly létat před pilotovanými bojovými letadly a provádět včasné, vysoce rizikové sledování. Mohly by také hrát hlavní roli při vyřazování nepřátelské protivzdušné obrany, více riskovat při vyřazování pozemních raketových cílů, tedy při akcích, které by byly pro letadla řízená lidmi příliš nebezpečné.
Pentagon prostřednictvím svých výzkumných divizí, jako je DARPA a Air Force Research Laboratory, již prototypy jako Valkyrie a software, který ji provozuje, staví několik let. Experiment však nyní graduje, což znamená, že pokud to Kongres schválí, budou na nákup dronů přiděleny značné sumy daňových poplatníků: celkem 5,8 miliardy dolarů během příštích pěti let.
Tříhodinový zkušební let 25. července 2023 v Eglin Test and Training Complex na Floridě demonstroval algoritmy umělé inteligence trénované strojovým učením na XQ-58A Valkyrie.
Testu se účastnil také 34letý major Ross Elder, zkušební pilot ze Západní Virginie, který létá se svou stíhačkou F-15 po boku Valkyrie. Ten se novinářům svěřil: „Je to velmi zvláštní pocit. Letím vedle něčeho, co se rozhoduje samo. A není to lidský mozek.“
Konstrukce letadla zahrnuje prvky tvarování podle principů stealth, se zploštělým trupem lichoběžníkového půdorysu, motýlkovými ocasními plochami a vstupním ústrojím ve tvaru „S“ na hřbetě trupu. Valkyrie má rozpětí 6,7 m a maximální rychlost 1 050 km/h. Dosáhne výšky 13 715 m a doletí 3 941 km. Může nést až osm různých zbraní včetně přesně naváděných pum JDAM (joint direct attack munition).
Naplánováno je dalších pět zkušebních letů prováděných ve dvou fázích, které budou mít za cíl zjištění funkčnosti systému, ověření aerodynamických vlastností letounu a testovaní jeho vzletových a přistávacích systémů.
S ročním tempem výroby 50 letadel by každá Valkyrie mohla být vyrobena za přibližně 4 miliony dolarů. Tyto jednotkové náklady by mohly klesnout pod hranici 2 milionů dolarů, pokud roční produkce přesáhne 100 draků. Kratos má potenciál produkovat 250 až 500 dronů ročně.
Nové špionážní letouny Koncem loňského roku oznámila americká armáda, že uzavřela se společností Bombardier Defence kontrakt na první prototypy špionážních letadel Global 6500. Budou použity pro armádní projekt HADES (high accuracy detection and exploitation system), neboli vysoce přesný detekční a exploatační systém, který má nahradit letouny Beechcraft RC-12.
„HADES přinese armádě zvýšený dolet, rychlost, odolnost a vzdušnou, čili zpravodajskou, sledovací a průzkumnou hloubku,“ uvedl v tiskové zprávě plukovník Joe Minor, projektový manažer pro letadla s pevnými křídly. „HADES bude fungovat ve vyšších výškách než starší turbovrtulové platformy.“
Kontrakt na první letadlo činí 66,4 milionu dolarů a má celkový cenový strop 140 milionů dolarů.
Armáda investuje do nových schopností založených na proudových letadlech (ISR) od roku 2020, kdy začala nakupovat to, co nazývala demonstrátory leteckých technologií, z nichž první byl známý jako ARTEMIS (airborne reconnaissance and target exploitation multi-mission system — palubní průzkumný a víceúčelový systém pro sledování cílů).
Airbus Group objednala tři nové obří nákladní lodě od francouzské lodní společnosti Louis Dreyfus © Airbus
Airbus vsadil na vodík
Airbus, jak jsme už dříve referovali, vsadil na vodík. Nyní otevřel vývojové centrum ZEDC (ZEROe — zero emission hyper sonic transport — Development Center) v dolnosaském městě Stade nedaleko Hamburku. Tam chce vyvinout systémové technologie vyrobené z kompozitních materiálů pro kryogenní vodík.
Airbus se zaměřuje na vývoj nákladově efektivních, lehkých vodíkových systémů využívajících vláknité kompozitní materiály, jež se zatím používají například pro konstrukci kryogenní vodíkové nádrže. Komponenty by měly být v ZEDC nejen navrženy, ale také smontovány a prověřeny při výrobě.
Evropa chce být do roku 2050 klimaticky neutrální. To znamená, že do té doby by letadla měla být schopna cestovat bez emisí znečišťujících látek. Je jasné, že toho lze dosáhnout pouze tehdy, budou- -li s nadšením vyvíjeny udržitelná paliva a letadla s alternativními pohony. Zprávy z Německa naznačují, že intenzivní výzkum probíhá na malých elektrických letadlech s krátkým doletem, na velkých poháněných vodíkem a také na aerotaxi a taxidronech. Dokonce i myšlenka cestovat na delší vzdálenosti s čistě elektrickými letadly nebyla dosud opuštěna, navzdory problému s bateriemi, jež zajišťují zatím jen malý dolet.
Airbus Group (včetně Hamburku, Stade, Toulouse) plánuje také revoluci ve světových oceánech. Tato letecká skupina si nyní objednala tři nové obří nákladní lodě od francouzské lodní společnosti Louis Dreyfus.
Každá ze 167 m dlouhých a zhruba 17 000 hrubých registrových tun vážících lodí má být po většinu času poháněna šesti vysokými, takzvanými Flettnerovými trubicemi.
V podstatě vypadají jako komíny, které se otáčejí ve větru. Na jedné straně vzniká podtlak, který v podstatě táhne loď dopředu. Už od rychlosti větru 10 m/s se trubky otáčejí rychlostí až 175 ot/min. Pro nákladní Airbus to znamená, že při dobrém větru mohou dosáhnout rychlosti 14 uzlů (26 km/h).
Samozřejmostí je i běžný lodní motor, ale ten by měl být využíván co nejméně, především k manévrování. Rozhodující výhodou nového principu, který se ve světě používá jen velmi sporadicky, je nízká spotřeba paliva a tím omezení emisí CO2 až o 63 %, uvádí firma Airbus.
Ta potřebuje vlastní lodě typu Ro-Ro, které lze snadno nakládat a vykládat příďovými a záďovými dveřmi, k přepravě leteckých dílů z jedné továrny do druhé.
Lodě mají být uvedeny do provozu v roce 2026. Náklady na stavbu jsou tajné, ale německý bulvární deník Bild odhaduje jejich výši nejméně na 100 milionů eur na loď.