Rekordní Rolls-Royce i spotřeba jako u auta: Nové letouny slibují nezamořovat ovzduší

V říjnu se Mezinárodní asociace leteckých dopravců (IATA) zavázala, v souladu s Pařížskou klimatickou dohodou, k dosažení uhlíkové neutrality do roku 2050 – tedy v praxi vypouštět jen minimum emisí. Jak toho dosáhnout? 

„Potenciální scénář je, že 65 % oxidu uhličitého odstraníme skrze udržitelná paliva,“ uvedl Willie Walsh, exšéf British Airways a nyní generální ředitel IATA. Na nové technologie jako vodíkový pohon připadá 13 %, úspory zajistí 3 % snižování emisí. A to při propočtech, že za 30 let odvětví napočítá ročně 10 miliard pasažérů, píše CNN.

Rolls svištěl 555,9 km/h. | Rolls-Royce

Různé modely limuzín Rolls-Royce se zpravidla jmenují Ghost, Phantom, Spirit… zkrátka Duch. A stejně nazvali i rekordní letadlo: Spirit of Innovation, Duch inovací. V polovině listopadu vrtulový stroj dostál svému jménu, svištěl rychlostí 555,9 km/h – čímž překonal dosavadní, čtyři roky starý rekord elektrických letadel (stroj Extra s motorem Siemens) o 213 km/h. O minutu také překonal rekord v rychlosti stoupání: Do tří kilometrů se „elektRolls-Royce“ dostal za 202 sekund, o minutu rychleji. „Doufáme, že Mezinárodní letecká federace (FAI) v blízké budoucnosti naše úspěchy certifikuje a oficiálně potvrdí,“ uvádí firma v tiskové zprávě.

Spirit of Innovation má elektrický motor s maximálním výkonem 400 kW a sadu baterií, které mají podle Rolls-Royce nejvyšší energetickou hustotu (energetická kapacita na danou hmotnost) v celé letecké branži.

„Letadlo předvádí potenciál elektrického létání a pomáhá otevírat technologie, které by z něj mohly učinit součást každodenního života,“ cituje CNN britského ministra obchodu Kwasiho Kwartenga. „Vláda je hrdá, že podporuje takové projekty, aby podnítila soukromé investice potřebné k čistším, zelenějším letadlům, jež lidem umožní létat, jak jsou zvyklí, ale s nižšími emisemi.“

Rolls-Royce pracuje na létajícím taxi. Má cestovat až 400kilometrovou rychlostí

ZeroAvia předělá stroje Alaska Airlines, aby létaly na vodík. | ZeroAvia, Alaska Airlines

Zatímco u automobilů je kombinace elektromotor-baterie docela efektivní a zavedená, letadla potřebují daleko více energie a tedy víc baterií. Efektivnější způsob slibují firmy, které místo baterií sázejí na vodíkové články.

Jako třeba kalifornský startup ZeroAvia. Loni v září dostala do vzduchu první komerční letadlo upravené na vodíkový pohon, šestimístný stroj létal skoro čtvrt hodiny. Už to stačilo, aby ZeroAvia získala důvěru velkých investorů a inovátorů. V prosinci 2020 získala na vývoj přes 20 milionů dolarů (skoro půl miliardy korun) od gigantů jako Shell, Amazon Jeffa Bezose nebo Breakthrough Energy Ventures (Bill Gates). Dalších 16,3 milionu dolarů poskytla britská vláda, spolupráci ohlásila s národní aerolinkou British Airways.

Finance pomohly, nedávno už ZeroAvia testovala 600kW motor, který bude pohánět letadla pro 10-20 cestujících. A brzy také začne vyrábět motory o výkonu 2000-5000 kW, jaké bude montovat do letadel pro až 90 cestujících s doletem skoro tisíc kilometrů.

Právě s takové si od ZeroAvia objednává firma Alaska Airlines, která chce ve stávajících letadlech (zejm. De Havilland DHC-8-400) vyměnit spalovací motory za vodíkový pohon, informuje tisková zpráva.

Aby šlo o skutečně ekologické řešení, musí se vodík vyrábět pomocí obnovitelných zdrojů – dosud se získává ze zemního plynu. I na to aerolinky pamatují a počítají s investicemi do infrastruktury na letištích. „Alaska Airlines jsou odhodlané vytvářet udržitelnou budoucnost letectví, pracujeme na řadě aspektů, abychom do roku 2040 dosáhli uhlíkové neutrality,“ uvedla viceprezidentka firmy Diana Birkett Rakowová.

Palandy, vzducholodě i nový concorde. Co chystá budoucnost letectví?

Celera 500L ušetří 80 % paliva díky výjimečné aerodynamice. | Otto Aviation

Naopak změny na letištích nevyžaduje jiný přístup k omezování emisí: Letadla s klasickými spalovacími motory, avšak s menší spotřebou. Šetřit lze mnohonásobně, tvrdí firma Otto Aviation. Vyvíjí stroj s obyčejným motorem, zato s mimořádně úspornou aerodynamikou.

Zakládá se na úvahách veterána amerického leteckého průmyslu: William Otto pracoval na bombardéru B-1, raketách Minuteman či torpédech. Právě na těch tehdy propočítával možnosti úspor: Čím menší torpédo, tím víc jich nacpe do ponorky. A tak hledal efektivnější tvary, kterým stačí slabší a menší motor. Ten tvar diktoval fyzikální princip zvaný laminární proudění. Toho se dosáhne, když se částice vody či vzduchu pohybují vedle sebe, jako ve vrstvách, a nemíchají se. Když se začnou promíchávat, dojde k turbulentnímu proudění – částice tekutiny se nepohybují jednoduše jedním směrem, ale vznikají víry. K tomu dochází při vyšších rychlostech, v důsledku to pak loď nebo letadlo brzdí. Ale otec a syn Ottové našli tvar letadla, který dokáže laminární proudění udržet i v praxi ve vysoké rychlosti.

Teorie je tedy přinejmenším půl století stará, ale provést ji umožňují až dnešní technologie: „Abyste laminární proudění udrželi, musíte vyrobit konstrukce, které se neohýbají, nekřiví tvar,“ řekl pro CNN William Otto Junior, šéf firmy Otto Aviation. „S kovem byste to nedokázali, jedinou cestou jsou kompozitní materiály.“ A byl další důvod, proč se takové úsporné tvary dřív nezkoumaly: Úspory nebyly potřeba, palivo bylo levné a emise se neřešily.

Prototyp nazvali Celera 500L a spočítali, že ve srovnání s podobně velkými letadly snížili odpor vzduchu o 59 % - a ještě daleko víc to snížilo spotřebu. Pohání ho naftový dvanáctiválec německé firmy RED. „Dostáváme se na čtyř- až pětinásobek efektivity ostatních vrtulových letadel a sedmi- až osminásobek efektivity proudových.“ Podle něj by v praxi jejich stroj měl jen o něco vyšší spotřebu než auto, zhruba kolem 10 litrů/100 km. A to samozřejmě při daleko vyšší rychlosti, zatím prototyp léta asi 400 km/h a do výšky pět kilometrů, brzy ovšem přijde silnější motor.

„Už začínáme jednat s potenciálními partnery a provozovateli, zájem vidíme po celém světě. Odhadujeme, že zájem bude asi stokrát větší než po současných soukromých tryskáčích,“ nešetří optimismem Otto mladší. „Spoustu lidí frustrují komerční aerolinky, bezpečnostní opatření letišť, čekání ve frontách…“

Pro pár centimetrů navíc aneb létání po covidu. Pofrčí větší sedadla a menší stroje

Klimatu by ještě víc mělo pomoci, když se místo nafty nebo kerosinu bude tankovat „zelené“ palivo, jaké ostatně ozkoušel i stroj Celera.. Vyrábí se třeba z bioodpadů, například použitého oleje z fritéz či zemědělského odpadu.

Už před klimatickou konferencí v Glasgow se padesát leteckých a ropných firem (Delta, Boeing, BP, …) zavázalo k úsilí do roku 2030 nahradit desetinu veškerého leteckého paliva tím udržitelným. „Elektrická a vodíková letadla tu ještě aspoň jedno desetiletí nebudou, udržitelné palivo drží jeden z nejdůležitějších klíčů ke snižování emisí v letectví,“ konstatuje pro CNN Matteo Mirolo z ekologického think tanku Transport & Environment.

Jenže ani tohoto paliva se nedostává. Zatím jsou na světě v provozu jen tři významné továrny, v roce 2019 se ho vyrobilo ani ne 200 tisíc tun, méně než jedno promile spotřeby komerčních aerolinek. Tedy pro dosažení cíle je potřeba stonásobná výroba. A další problém udržitelného paliva: Stojí přinejmenším dvakrát, ale i osmkrát víc než klasické.

V některých ohledech nejjednodušší cestou, jak snížit ekologickou zátěž létání, je prostě nelétat – vyřídit byznys přes telekonferenci, nebo cestovat třeba vlakem. Jak v dubnu informovala CNN, francouzští poslanci odsouhlasili (potvrdit to musí senát) zákaz domácích letů na kratších trasách pokrytých rychlovlaky TGV.

Proč je letadlo levnější než vlak? Přitom není vždy rychlejší a víc škodí přírodě