ZÁKLADY LETECKÉ DOPRAVY

ZÁKLADY LETECKÉ DOPRAVY

Pod pojmem letecká doprava je třeba si představit dopravu osob, zvířat, zavazadel, věcí a pošty s využitím letadel.

Letecká doprava je významnou součástí dopravní infrastrukturyCharakteristické znaky: Základy letecké dopravy jsou přímo spojovány se samotným historickým vývojem letectví. - Na rozdíl od pozemních typů dopravy je letecká dopravní cesta prostorová a využívá tak velkou část vzdušného prostoru troposféry- Umožňuje dopravu osob, zboží a pošty vysokými rychlostmi na velké vzdálenosti - Umožňuje dopravu osob, zboží a pošty tam, kde nejsou k dispozici pozemní dopravní cesty- Patří mezi nejbezpečnější dopravní systémy Letecká doprava je nejvhodnějším dopravním prostředkem pro dopravu na velké vzdálenosti, zejména mezi kontinenty Oproti dopravě vodní a železniční má letecká doprava větší spotřebu energie (pohonných hmot) vztaženou na hmotnost dopravovaného nákladu a vzdálenost

Základy letecké dopravy jsou přímo spojovány se samotným historickým vývojem letectví.

Historie letectvíLétání je uskutečnění pohybu ve vzdušném prostoru zemské atmosféry.Schopnost létat mají zejména ptáci a hmyz, dále někteří savci (netopýři) a také ryby.Určitou schopnost klouzavého letu mají také někteří savci (poletucha), obojživelníci a hadi.Člověk vždy toužil létat jako ptáci a v celé historii usiloval o zvládnutí létání.Zpočátku to byl pouze sen a k tomuto snu se nám zachovaly bájné příběhy.Nejznámější řecká báje o Daidalovi a jeho synu IkaroviDaidalos s Ikarem byli po zhotovení navrženého bludiště pro stvůru Minotaura, syna krále Minoa, uvězněni na Krétě, aby nevyzradili strašné tajemství. Podařilo se jim ale uniknout díky křídlům, které Daidalos zhotovil z ptačích letek spojených navzájem v křídla pomocí vosku. Ikaros, který byl unešený úžasným pocitem z létání, letěl příliš vysoko a slunce způsobilo svým teplem, že vosk držící jednotlivé letky křídel změkl, letky byly z křídel vylomeny a Ikaros se zřítil do moře, kde zahynul. Daidalos svůj let bezpečně dokončil a unikl tak ze zajetí krále Minoa.

Daidalos pracující na konstrukci Ikarových křídel. Ilustrace převzatá z reliéfu na Villa Albani v Římě, 1. až 2. století N.L

Historicky prvním doloženým umělým létajícím předmětem je drak, který byl vynalezen v Číně již ve 2. století před N. L.

V počátcích rozvoje civilizace si lidé nedovedli představit létání jinak, než jako ptáci, tedy s mávavými křídly. Protože konstrukce mávavých křídel byla v obtížná, zaměřovaly se první pokusy na modely s pevnými křídly, podobnými ptačím, tedy kluzáky, které pro let čerpaly potenciální energii z nadmořské výšky stroje a klouzavým letem se snášely z vyvýšeného místa dolů

Jedním z průkopníků klouzavého létání byl v 11. století n. l. anglický benediktinský mnich Eilmer of Malmesbury (také známý jako Oliver).

Teprve Leonardo da Vinci (1452-1519) byl prvním člověkem, který uvažoval o létání z vědeckého hlediska. Své představy převedl do skic a výkresů, které v pozdější době inspirovaly další myslitele. Přinesl první technický návrh létajícího stroje, který byl opět postaven na principu mávavých křídel (ornitoptéry).

Ovšem tento způsob letu vyžaduje daleko hlubší znalosti z oblasti aerodynamiky, pevnosti a mechaniky letu včetně zajištění pohonu a proto jejich vývoj trval ještě dlouhou dobu.

První použitelné řešení přinesla cesta využití teplého vzduchu – technologie balonu. Podnět přišel od dvou Francouzů bratrů Montgolfierových, kteří vypozorovali, že teplý vzduch nad ohněm stoupá.První let člověka byl uskutečněn v horkovzdušném balonu o objemu 1,700 m3 – aerostatu 21. listopadu 1783. Konstruktéry balonu byli bratři Joseph-Michel Montgolfier (26. 8. 1740 – 26. 6.1810) a Jacques-Étienne Montgolfier (6. 1. 1745 – 2. 8. 1799). Oba bratři sestrojili balon o průměru 10 m a pasažéry byli – ovce, husa a kachna. Úspěšný pokus skončil bezpečným přistáním po cca 3 km.

První veřejný let cestujících na světě se uskutečnil 21. listopadu 1783. Pilotem balonu byl Pilatre de Rozier a cestujícím armádní důstojník markýz d’Arlandes. Oba vzduchoplavci vzlétli v Paříži v blízkosti parku Buloňský les, vystoupali do výšky téměř 1000 m a za letu trvajícího 25 minut přeletěli Paříž a uletěli dráhu 9 kilometrů, přičemž bezpečně přistáli na předměstí Paříže.

První formulace fyzikálních podmínek letu letadla těžšího vzduchu a konstrukční koncept letadla s propulsním systémem (pohonem) podal Sir George Cayley otec letectví (narozen roku 1773 v Scarborough v Anglii,

zemřel v roce 1857)

Schematický náčrtek konstrukce letadla obsahujícího všechny základní funkční části:Křídlo, směrové a výškové řídící plochy, kabinu pro pilota, podvozek a propulsní systém představený jakýmisi vesly. V té době ještě nebyla známa vrtule.

V té době ovládly leteckou dopravu balony, přestože byly prakticky neřiditelné a ovládaly je pouze přírodní síly. Návrhy na využití parního stroje se ukázaly, vzhledem k velké váze, jako nevyhovující. Doprava tedy čekala na éru spalovacích motorů. Prvním strojem se spalovacím motorem byla až vzducholoď No.1 Brazilce Alberta Santose Dumonta, který poprvé vzlétl 28 listopadu 1898. Německo bylo v té době hlavním nositelem vývoje a využití řiditelných vzducholodí. Nejznámější jsou vzducholodě hraběte Zeppelina. První s označením LZ-1 měla délku 140 m, šířku více jak 12 m a objem kolem 11 320 m3. Poměrně slabé motory ale dovolovaly vyvodit max. rychlost pouze 27 km/hod.

Vzducholoď Graff Zeppelin LZ 127Objem vodíkové náplně činil 85 036 m³, délka 236 m, cestovní rychlost 115 km/h, maximální rychlost 130 km/h, dolet 12 000 km. Vzducholoď byla vybavena pěti motory Maybach VL 2 po 390 kW, poháněnými speciálně vyvinutým „modrým plynem“ (směs propylenu, methanu, ethanu, butylenu a vodíku), který měl stejnou hustotu jako vzduch a jeho spotřeba se tedy neprojevovala změnou vztlaku vzducholodi. Jeho zásoby, uložené ve speciálním balonetu, činily 30 000 m³. Vzducholoď měla duralovou tuhou kostru s centrálním kýlem, cestující a posádka dleli v gondole umístěné pod přední částí trupu. Během deseti let úspěšného provozu urazil Graf Zeppelin za 17 177 letových hodin (to jsou 2 roky čistého času) 1 700 000 km, dopravil 34 000 cestujících a 78 tun pošty.

Vzducholoď Graff Zeppelin LZ 129 - Hindenburg Materiál primární konstrukce: duralDélka: 245 m, (jen o přibližně 25 m kratší než Titanic)Průměr: 41 m v Obsah vodíku: zhruba 200 000 m2rozděleného do 16 oddílů Celkový vztlak: cca 240 tunUžitečné zatížení: 112 tun Pohon: 4 dieselové motory Mercedes Benz o výkonu 890 kW každýMax. rychlost: 135 km/hPotah: Impregnovaná bavlna potažená hliníkovým prachemPočet cestujících a členů posádky: 72 pasažérů (50 při transatlantickém letu), 61 členů posádky a náklad (v nákladním prostoru na zádi se dokonce přepravovaly i malé automobily). V zájmu lepších aerodynamických vlastností byly kabiny pasažérů umístěny uvnitř trupu. Vysoký komfort pro cestující: teplá jídla, sprchy se studenou i teplou vodou, v klubovně na vyhlídkové palubě hrál dokonce pianista na duralové piánoCena letenky: byla srovnatelná s levnějším automobilem.První let absolvoval Hindenburg v březnu 1935 a v červnu téhož roku provedl rekordní dvojnásobný přelet Atlantiku v čase 5 dní, 19 hodin a 51 minut.

Přestože vývoj vzducholodí a jejich využití se neustále zdokonalovalo, jejich používání ukončila tragická nehoda, po které jejich komerční využití prakticky skončilo.

Po vzducholodích nastala éra strojů těžších než vzduch. Letečtí průkopníci toužili létat na řiditelných strojích vybavených křídly a motorem. Neocenitelnou kapitolou v tomto období byly lety na kluzácích zejména v oblasti aerodynamiky a propracování řízení. V dalším vývoji se ukázalo, že velkým problémem bude nalezení vhodné pohonné jednotky. Konstrukce motoru musela splňovat určitá kritéria. Motor musel být především poměrně výkonný a lehký. První motorový let v historii uskutečnili bratři Wilbur a Orville Wrightovi na písečné kose v osadě Kitty Hawk v Severní Karolíně. První let pilotoval Orville. Let trval jen 12 vteřin, přičemž uletěná vzdálenost byla 37 metrů. Letadlo startovalo ze dřevěné kolejnice položené šikmo ze svahu písečné duny se sklonem 9 stupňů proti větru vanoucímu od severu v době letu rychlostí mezi 32 až 40 km.h-1.

Z hlediska Evropy je třeba vzpomenout průkopníka letectví Louise Blériota, který se svým strojem Model XI překonal dne 25 července 1909 Lamanšský průplav a získal sponzorský dar listu The Daily Mail ve výši 25 000 franků.

Značný pokrok v letectví obdobně jako v jiných oblastech přineslo období První světové války. Letadla již běžně používala spalovací motory, poháněné vrtule, jeden nebo dva páry křídel zajišťujících vztlak, stabilisátory a pohyblivé ovládací plošky. Podstatně se zdokonalila aerodynamika, zvýšil se výkon motorů a tím i obratnost a manévrovost letounů. Výraznou úlohu v tomto vývoji hráli především letečtí odborníci Německa, Anglie a Francie. Z německých strojů to byl především aerodynamický dvojplošník Albatros D.I. a v letectvu Dohody to byl francouzský SPAD VIII.

1

Nejslavnější váleční piloti byli přezdíváni jako esa. Nejznámější z nich byl bezesporu Němec Manfred von Richthofen – legendární „Rudý baron“ s 80 sestřely.

Historie letectví v Čechách a ČeskoslovenskuPrvní let v království ČeskémIng. Jan Kašpar s letounem Blériot16.4.1910 v Pardubicích přelet ve výšce 20 – 25m, cca 2 km13.5.1911 let Pardubice – Praha, Velká Chuchle, délka letu 121km ve výšce kolem 800m, doba letu 92 min

Začátky letecké dopravy v Československu6.října 1923 založeny Československé státní aerolinie, předchůdce dnešních ČSA. První dopravní let z Prahy do Bratislavy se uskutečnil 29. října 1923. Tehdy překonal vzdálenost 321 km, šéfpilot Karel Brabenec letounem Aero A-14 (Brandenburg).

Zrod a vývoj dopravního letectví Až do první světové války byla letadla považována především za nástroj k sportovnímu vyžití a k válečným účelům. Po válce bylo mnoho vycvičených pilotů a letadel, které neměly praktické využití. Řada těchto pilotů si odkoupila letadla a začala provozovat vyhlídkové lety a malou přepravu osob na způsob jakési taxi služby. Civilní letectví vznikalo ale i z nutnosti k tomu, že byla převážně zničena železniční doprava i cesty. Rovněž se ukazovala i potřeba překonávat moře.

První letecké společnosti v Evropě vznikaly v roce 1919. Mezi použitou technikou v Německu byly ještě vzducholodě Zeppelin (Berlín – Výmar). Následovaly anglické a francouzské společnosti používající již letouny (Paříž – Brusel a Paříž – Londýn). V roce 1924 se několik britských společností spojilo do Imperial Airways a o dva roky později došlo k obdobnému spojení německých společností v jednu Deutsche Luft Hansa. V roce 1933 ve Francii vznikla společnost Air France. Leteckou dopravu však omezovala i samotná existence letadel. Po válce nebyla prakticky žádná letadla určená k přepravě cestujících. Proto byly v počátku využívány převážně vícemotorové bombardéry nebo dvou až třímístné jednomotorové letouny. Takováto přeprava byla ovšem značně nepohodlná jak z hlediska komfortu tak i hluku. První verzí letounu určeného k přepravě osob byl anglický letoun Vimy Commercial, který vzlétl poprvé v dubnu 1919 a umožňoval přepravu 10 osob a jejich zavazadel. Ve Francii byl používán letoun F.60 Coliath umožňující přepravu 12 cestujících a v Německu Junkers F13, první celokovový jednoplošník navržený pro přepravu osob.

Další slavnou německou firmou byl Fokker, který v roce 1924 představil stroj s označením F VII, hornoplošník s řadovým motorem

Rolls-Royce.

První americkou poválečnou leteckou společností byla Aeromarine West Indies Airways vzniklá v roce 1920. Po roce 1925 vznikalo velké množství dalších leteckých společnost. Světový vývoj v této oblasti pokračoval velmi rychle, ale technická revoluce nastala až v průběhu a po druhé světové válce. Začaly se vyrábět skutečně moderní letouny, které změnily tvář obchodní letecké dopravy. Hlavním představitelem tohoto technického pokroku představovaly letouny Douglas Commercial (DC-1, DC-2 a DC-3 Dakota) a letouny firmy Boeing (Boeing 247).

DC-2 Boeing 247

Následovala éra velkých dopravních letadel. Po skončení války byla civilní letecká doprava obnovena na letištích a v některých případech i na linkách, používaných za války vojenskými letadly. Do tohoto období spadá éra vynikajících letounů s pístovými motory – Douglas DC-6 a DC-7, Lockheed Constellation, Super Constellation a Boeing 377 Stratocruiser. Letouny měly již kvalitní vybavení a přetlakované kabiny.

DC-6

Velký přelom v obchodní letecké dopravě přinesl vývoj a používání proudových motorů. V počátečních obdobích se sice jejich použití potýkalo především s velkou spotřebou paliva, ale v období kolem roku 1947 se podařilo tento problém částečně vyřešit snížením spotřeby ve výškách nad 10 000 m a možnému snížení potřebného tahu vzhledem k nižšímu odporu vzduchu. Prvním proudovým letounem pro leteckou dopravu byl britský letoun Comet První let byl v červenci 1949. Británie měla v té době ve vývoji proudových motorů jediný náskok před Amerikou.

Comet byl čtyřmotorový proudový dopravní letoun a byl první s proudovými motory, který byl určený pro osobní dopravu. S modelem Comet 1 začala společnost BOAC létat na pravidelných linkách v roce 1952. Dobré jméno tohoto typu poškodily tři vážné nehody v roce 1954 způsobené únavou materiálu v kabině, hlavně u obdélníkových oken, které byly příčinou náhlého poklesu tlaku. Proto byly tyto verze ihned staženy ze služby a náhradou byl spolehlivý letoun Comet 4 s kruhovými okny. Tato verze absolvovala první let 27. 4. 1958.

Na základě zkušeností, přistoupila i společnost Boeing k vývoji svého letounu. Projektanti pochopili, že je třeba vyrobit letoun s větší přepravní kapacitou a s variabilitou pro použití jak k přepravě osob, tak i ve vojenské oblasti jako tankovací letadlo. Tak vznikl letoun Boeing 707, který poprvé odstartoval v červenci 1954. Jeho další verzí byl první zaoceánský letoun Boeing 707-320 Intercontinental. Obdobnou cestou se vydal další výrobce dopravních letadel společnost Douglas, který přišel s letounem DC-8.

Boeing 707 DC-8

Další vývoj a zkušenosti vedly Boeing k výrobě nového stroje B 727. Tento letoun měl několik zásadních inovovaných prvků: křídlo bylo vybaveno novým systémem klapek, které snižovaly pádovou rychlost a tím umožňovali i provoz na dráhách dlouhých pouze 1500m, použil 2 nové ekonomičtější méně hlučné motory a zachování stejné velikosti trupu jako u 707 a tím možnost přepravovat až 120 cestujících. Ukázalo se, že tento letoun má oproti předpokladům ještě lepší schopnosti. Boeing dále pracoval na vývoji dalšího letounu, který by byl ekonomičtější a předpokládalo se jeho použití na kratších vzdálenostech. Výsledkem byl letoun dvoumotorový B 737 pro 100 cestujících, který provedl první let v dubnu 1967. Následovala prodloužená verze 737-200 umožňující přepravu až 130 cestujících. Uvedený typ se po řadě úprav, především motorů a avioniky, vyrábí dodnes.

Rozšíření letecké dopravy v šedesátých letech přineslo velký zájem obyvatelstva o rychlou a bezpečnou přepravu. V té době vznikly i dva velké letecké projekty. Objevilo se opět soupeření mezi Evropou a Amerikou. Evropa se rozhodla jít cestou nadzvukového letounu (Francie a Velká Británie) a Amerika projekcí velkokapacitního letounu. Evropský letoun byl nazván Concorde, který umožňoval let rychlostí 2,2 M (2320 km/hod) ve výšce kolem 15 600 m. Po úpravách se na palubu vešlo až 136 cestujících. První let se uskutečnil v březnu 1969. Obdobný projekt probíhal i v Sovětském svazu s Tupolevem TU 144.

Ve Spojených státech se mezitím rozhodovalo mezi velkokapacitním letounem a obdobným nadzvukovým letounem jako v Evropě. Nakonec byl schválen a realizován velkokapacitní projekt na výrobu Boeingu 747. Poslední verze letounu 747-400 s novými motory se vyrábí dodnes. Má max. vzletovou hmotnost přes 437 000 kg, dolet 13 460 km a max. kapacitu 568 cestujících.

Následný vývoj ukázal, že je stále větší poptávka po dvoumotorových prostorných proudových letounech pro 300 cestujících. Tak začal na základě dohody projekt Airbus A300. Na základě dohody se vývoje a stavby zúčastňují Francie, Velká Británie, Německo a později i Španělsko. První let proběhl v říjnu 1972.

Největší současné dopravní letadlo světa Airbus A 380

Délka: 73 m Rozpětí: 79,8 m Výška: 24,1 m Průměr trupu: 6,95 mMaximální vzletová hmotnost: 650 tun Kapacita: 800 pasažérů Maximální kapacita: 880 pasažérů Maximální rychlost: 1 062 km/h Maximální množství paliva: 388 000 litrů Dolet: 14 450 km Optimalizovaný dolet: 15 100 km

Cena letadla je přibližně 8,2 miliardy Kč

Boeing se vydal jiným směrem. Předpokládá vyrobit Boeing Sonic Cruiser, menší ale rychlejší letoun s velkým doletem. Jeho let by měl probíhat ve výškách 12 000-15 000m rychlostí 0,98 M. Kapacita by měla odpovídat cca 300 cestujícím.

Současná dopravní letadla s dvouproudovými motory - Boeing 777

777-300ER - 365 cestujících, Dolet 14 685 km. Maximální vzletová hmotnost je 351 tun. Cestovní rychlost je 0.84 Mach, tedy 896 km/h.

Největší současné transportní letadlo světa Antonov AN - 225 Mrija

Dolet: 15 400 km prázdná 9 600 km s nákladem 100 tun 4 500 km s nákladem 200 tunPohon: 6 x Progress D-18T Series 3 turbofansTah: 229kNVzletová hmotnost: 600 tun z toho může být 250 tun nákladuRychlost: 800 - 850 km/hObjem nádrží: více než 300 000 l Počet strojů: 2 kusy

Posádka: 6 osob - dva piloti, dva letový inženýři, navigátor a radista

Délka: 84 mVýška: 18,20 mRozpětí křídel: 88,40 mPlocha křídel: 905 m2

Nová éra vzducholodí

P-791 je experimentální aerostatic / aerodynamická hybridní vzducholoď vyvinutá Lockheed-Martin Corporation. První let P-791 byl uskutečněn dne 31. ledna 2006. Obsahuje unikátní Tri-tvar trupu, s polštářky ve tvaru disku na dně pro přistání

Nový Lockheed P-791 patří k mnohem podivnějšímu druhu létajících strojů, které jsou vlastně levobočky pravých vzducholodí. Označují se jako hybridy, nebo přesněji jako hybridní vzducholodě. Kombinují totiž v sobě princip letadel lehčích než vzduch s principy letadel těžších vzduchu. I když to zdánlivě u vzducholodi nedává smysl, znamená to, že vlastně lehčí než vzduch nejsou. Nosnost plynové náplně tvoří jenom část síly potřebné k letu. Zbytek dodává aerodynamický vztlak vytvářený pohybem samotného tělesa vzducholodi a případně také přídavnými křídly a motory. Výhody by měly být zřejmé – obrovská nosnost a velký dolet získané od vzducholodí a k tomu ovladatelnost a možnost startu s nadměrným nákladem získané od letadel.

Nová generace vzducholodí má být nasazena na pravidelných leteckých linkách, při záchranných akcích, lesních požárech, námořních operacích a dokonce i na bojištích. Možná jsme právě na počátku éry, ve které znovu ovládnou oblohu.

Lockhed P 791

Kontrolní otázky• Historie• Čím se zabývá letecká doprava?

– přeprava osob, zvířat, zavazadel, věcí a pošty• Kdo jako první zkonstruoval a na jakém základě provedl první let

– bratří Montgolfierové• Které jsou historicky nejznámější vzducholodě, z hlediska konstrukcí?

– Zeppelin 129 Hindenburg• Kdo první zahájil éru letectví v Československu?

– Ing. Jan Kašpar s letounem Bleriot XI, První úspěšný let provedl dne 16. dubna 1910, kdy proletěl dráhu 2 km ve výši 20-25 metrů.

• Kdy byly založeny československé aerolinie?– 6.října 1923 československou vládou jako Československé státní aerolinie. O dvacet tři dní později se

uskutečnil první let z Prahy do Bratislavy. Vzdálenost tehdy překonal šéfpilot Karel Brabenec strojem Aero A-14.

– 7. dubna 1937 se základna ČSA přesunula z Kbelského letiště na nově otevřené Ruzyňské mezinárodní letiště, jehož stavba byla oceněna zlatou medailí na Mezinárodní výstavě umění a techniky v Paříži. Od tohoto roku se také na palubách letounů ČSA začaly objevovat letušky. V roce 1938 začaly fungovat pravidelné spoje do Paříže, Říma, Budapešti a Bruselu.

• Který typ letounu s nadzvukovou rychlostí byl komerčně nasazen na mezinárodní dopravu?– Concorde - nadzvukový dopravní letoun, který provozovaly British Airways a Air France. Letová výška

byla 15 km po startu a postupně stoupala na 18 km, rychlost letu byla kolem 2,0-2,2M.