Proč vyhynul nadzvukový dopravní letoun Concorde?  
Nešťastná konstrukce ze šťastných let před ropnou krizí odsoudila krásné nadzvukové konkordy s nápadně malým poměrem hmotnosti k rychlosti letadla a velkou spotřebou paliva k nevyhnutelnému vymření.


 

Zvětšit obrázek
Odsouzen k vyhynutí. Kredit: Steve Fitzgerald, Wikimedia Commons.

Mnozí z nás si ještě pamatují nadzvukový letoun Concorde, ačkoliv jeho historie je už docela dávná. Pozoruhodný stroj společností Aérospatiale a British Aircraft Corporation (dnes jsou ukryty ve zkratkách EADS a BAE Systems) totiž poprvé vzlétl na jaře 1969. Ladní kovoví ptáci létali ve výšce 18 kilometrů a dodnes je Concorde držitelem rekordu pro nejrychlejší přelet Atlantiku v civilním letadle. V zimě roku 1996 letěl jeden Concorde z New Yorku do Londýna za 2 hodiny a 52 minut. Navzdory všem očekáváním se ale konkordy neprosadily, i když létaly do podzimu roku 2003. Letecké společnosti ztratily o komerční nadzvuková letadla zájem, hlavně když záhy vyšly najevo jejich nezřízené provozní náklady. Se zaťatými zuby je provozovaly jenom Air France a British Airways, očividně z donucení, kvůli prestiži obou zúčastněných zemí. Katastrofa konkordu při startu na pařížském letišti Charlese de Gaulla 25. července 2000 a hlavně šok po 11. září 2001 definitivně zpečetili jejich osud, jistě k úlevě mnohých.

 

Zvětšit obrázek
Adrian Bejan. Kredit: Duke University.

V časopisu Journal of Applied Physics se teď objevila zajímavá studie, která analyzuje příčiny neúspěchu konkordů ze svérázného biologického hlediska. Adrian Bejan z Dukeho univerzity a jeho dva spolupracovníci tvrdí, že přišli na to, proč byl konkord v evoluci letadel zřetelnou slepou uličkou. Což o to, mechanismy evoluce nemusíme omezovat jenom na živý svět. Velmi podobnými procesy prochází i vývoj technologií. I když se na první pohled zdá, že stroje a přístroje pečlivě vymýšlejí zcela racionálně uvažující a velmi inteligentní konstruktéři, tak to prakticky nikdy není pravda. Reálné stroje jsou v mnohém podobné živočichům a rostlinám, také totiž na sobě nesou méně či více hluboké stopy své evoluční historie. Podobu strojů očividně netvarují jen strohé výpočty, ale také předchozí zkušenosti konstruktérů, jejich osobnosti, emoce a tak uragán náhodných okolností, které se při vývoji takového stroje projeví, ať už jde o aktuální ekonomické souvislosti, politiku, klima nebo třeba módu. Proto má smysl mluvit o evoluci letadel.

 

Zvětšit obrázek
Poměr mezi hmotností a rychlostí živočichů a letadel. Kredit: Bejan et al. (2014), J. Appl. Phys.

Tak trochu problém je v tom, že Adrian Bejan vychází z takzvaného „konstruktálního“ zákona (constructal law), který vymyslel on sám v roce 1996. Ten se točí kolem tří zásad. Za prvé, život je proud, všechno, co plyne, je živé (včetně geologických a fyzikálních jevů). Za druhé vznik a evoluce designů jsou projevem fyzikálního fenoménu. A za třetí designy mají univerzální tendenci vyvíjet se v čase určitým směrem. Stručně a jednoduše, Bejan je očividně výstřední a stojí dost mimo fyzikální a biologický mainstream. Konstruktální zákon je do jisté míry postavený jako alternativa ke klasické termodynamice, podle kritiků vágní a bez fyzikálních důkazů. Na druhou stranu, pokud jde o osud konkordu, lze z Bejana a spol. leccos vyčíst.

 

Zvětšit obrázek
100 let historie hlavních typů dopravních letadel, ve vztahu k jejich vzletové hmotnosti. Kredit: Bejan et al. (2014), J. Appl. Phys.

Badatele inspirovaly vztahy klíčových vlastností živočichů související s jejich pohybem. Bejan se spojil s vývojovým inženýrem Jordanem Charlesem z Boeing Commercial Airplanes–Advanced Structural Architectures R&D a profesorkou inženýrství Sylvií Lorente z Univerzity v Toulouse, aby společně prohrabali historické databáze civilního letectví. Vytěžená data o roku zavedení letounu, jeho velikosti, letové rychlosti, váze motoru, váze paliva, doletu, rozpětí křídel a délce trupu vynesli do grafů a ukázaly se jim zajímavé věci.

 

Zvětšit obrázek
Concorde v barvách British Airways (1986). Kredit: Eduard Marmet, Wikimedia Commons.

Jeden z grafů ukazuje vztah mezi hmotností a rychlostí letadel a výsledná křivka je pozoruhodně podobná stejnému vztahu u rozmanitých skupin živočichů. Není v tom hned nutné hledat nějaké tajemné zákony o vývoji designu, nejspíš se tu jen výrazně projevují fyzikální a jiná omezení (constraints), která výrazně tvarují podobu pohyblivých, natož vlastní silou létajících objektů. Ať je to ale jak chce, na dotyčném grafu je nápadná jedna úchylka. Tou je právě nešťastný Concorde. Graf nemilosrdně ukazuje, že konkordy měly nízký poměr hmotnosti k rychlosti. K tomu se ještě přidává malý počet cestujících, veliký poměr délky trupu k rozpětí křídel, masivní motory a strašlivé hospodaření s palivem. Elegantní konkordy byly už od počátku odsouzené k brzkému vymření a kdyby se Velká Británie s Francií nesnažili sbírat body za prestiž, stalo by se tak už dávno. Byla to slepá ulička evoluce.


 


The Case for a "Constructal" Law of Design in Nature. Kredit: Duke University.


Why Every Snowflake is NOT Unique, According to Duke University Professor Adrian Bejan.


How a single principle of physics governs nature and society: Adrian Bejan at TEDxMidAtlantic 2012

 

Literatura

Duke University 22. 7. 2014, Journal of Applied Physics 116: 044901 (online 22. 7. 2014), Wikipedia (Concorde, Constructal law).


 

Autor: Stanislav Mihulka
Datum: 30.07.2014 13:49
Tisk článku

Letadlo model -
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 130 Kč
cena: 76 Kč
Letadlo model

Související články:

Zeštíhlení křídla má snížit spotřebu pohonných hmot až o 50 %     Autor: Josef Pazdera (07.04.2016)
Zpráva o stavu elektrických letadel v České republice     Autor: Martin Jahoda (07.09.2015)
První E-letadlo překonalo Lamanšský průliv     Autor: Josef Pazdera (11.07.2015)
Jak se vyrovnáme s autonomními smrtícími roboty?     Autor: Stanislav Mihulka (07.06.2015)
Čína staví největší hydroplán     Autor: Josef Pazdera (02.08.2014)



Diskuze:

matika

Jiří Malinovský,2014-08-06 22:31:39

Nojo, evidentní příklad člověka, co šel na biologii, protože "tam není matika". Např. statistika.

Odpovědět

11. září 2011???

Tomáš Viktora,2014-08-05 12:12:39

Prosím opravte si datum toho šoku :)))

Odpovědět

Krásný stroj

Josef Vyskočil,2014-08-04 14:41:25

Pro obdivovatele těchto strojů, doporučuji návštěvu technického muzea v německém Sinsheimu, kde si je možné Concorde i sovětský TU-144 prohlédnout i zevnitř.

https://www.google.com/search?q=sinsheim+concorde

Odpovědět

S tím Concordem

Pavel Krajtl,2014-08-01 20:05:58

Je to vlastně jen "fyzikální objevování zákona trhu" ale s tou vločkou mě potěšil mnohem víc, jakoby tím chtěl naznačit že ne všechna iracionální čísla jsou "přípustná". Že struktura přírody má svou "konstrukční mřížku" a co je "mimo" ni, není "povoleno". Pokud se "něco" v takovém "nepovoleném" stavu nachází, nazýváme to, že na to působí síla...

Odpovědět

Totalny blabol

Tomas Rybar,2014-08-01 07:53:04

Tento pan je ziarivym prikladom pseudovedca. Aj bez velkych studii je jasne, ze zavislost komercnych prudovych lietadiel od hmotnosti je velmi mala dokonca skoro ziadna. Vsetky lietaju priblizne rovnako rychlo vysokou podzvukovou rychlostou okolo Mach 0,9. Napriklad 45 tonovy Gulfstream G650 ma vmax 982 km/h, skoro 600 tonovy A380F 945 km/h. Je to dane existenciou zvukovej bariery a nakladmi na jej prekonanie, nie nejakou fantasmagorickou evoluciou. Kedze je tato "zavislost" priamka rovnobezna s osou x, lietadlo s Mach 2 bude predstavovat uchylku pri akejkolvek vlastnej hmotmosti.

Odpovědět

Divné

Aleš Procháska,2014-07-31 13:57:44

Nemůžu si pomoci, ale to vysvětlení mi připadá takové nevěrohodné, uměle překroucené. Už ten graf hmotnost/rychlost vypadá, jakoby tam byly opomenuty případy, kderé se nehodí k potvrzení teorie. Například doplnit mezi "Swimming Fish" třeba plachetníka (Istiophorus platypterus), vznikne bod který se od hlavní linie vzdálí ještě víc než Concorde od ostatních letadel.

Odpovědět


teorie je divná/ chybná

Tomáš Pilař,2014-07-31 17:29:58

Samotná teorie je asi (pro mě určitě) teorie pro teorii. Úplně stejně by z grafu vyčnívala první proudová letadla (létala o 1/2 rychleji než vrtulová ze stejné doby) akorát se ujala ("nevyhynula"), protože byla užitečná (opravdu užitečná začala být až s vynálezem víceproudových motorů). Argumentovat evolucí je pak vysloveně nešťastné, protože evoluce nezvládá "nefunkční přeskoky" (změnu konstrukčního schematu např. pístový motor -> proudový motor, více např. Dawkins: Slepý hodinář). Když se na to podíváme z druhé strany, tak aby teorie byla co k čemu musí dávat předpovědi (falzifikovatelné), jinak výzkum slouží pouze k čerpání grantů. Poznámky v diskusi (o změně podmínek) mi přijdou jako lepší vysvětlení.

Odpovědět

Auta

Karel Železný,2014-07-31 10:43:34

Jakpak by takový graf vypadal u aut?

Odpovědět

Každopádně

Leopold Kyslinger,2014-07-31 09:52:07

nejhezčí letadlo historie. A přesto, že od jeho 1. letu uplynulo neuvěřitelných 38 let, stále by nedělalo ostudu.

Odpovědět

Další hřebík do rakve

Vojtěch Kocián,2014-07-31 08:38:07

Mluví se ještě o jednom problému Concorde a tím byl nástup informačních technologií. V dobách, kdy byl navrhován, bylo zvykem většinu obchodních záležitostí projednávat osobně. Telefon nebyl vhodný pro grafické prezentace a pošta byla moc pomalá. Jakmile se však do popředí dostaly faxy a posléze internet, už nebyl důvod se scházet tak často a potenciálních pasažérů Concorde výrazně ubylo.

Odpovědět

Ne chyba konstrukce, ale změna podmínek

Pavel Toman,2014-07-30 20:09:24

Concorde dolétal nikoli proto, že by byl chybně, zejména neekonomicky zkonstruován. Ale proto, že se změnily podmínky v jeho "ekosystému". V šedesátých letech, kdy probíhal vývoj tohoto letadla, byla cena ropného paliva ve srovnání s dneškem velmi nízká. Ropné krize však letecké palivo výrazně zdražily, a potom se už toto letadlo nedokázalo samo uživit. Jiní konkurenti obstáli, neboť vozili živý i neživý náklad výrazně levněji. Concorde tedy nebyl primárně slepá ulička, prostě měl smůlu - možná jako dinosauři či jiné vyhynulé druhy.
A nemůžu si pomoci, ale rýpnu si: snad na to opravdu nebylo třeba vědecké studie ve vědeckém časopise…

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni