Tak konečně zpět k solárním letadlům... na představení Solar Impulse II si počkáme do 9 dubna (a na první zkušební lety ještě kdoví dokdy), takže prozatím další čirá fikce z dílny Arachne Aerospace.

Minimálně rok jsem si lámal hlavu, jak vyřešit problém potřeby nízkého plošného zatížení křídla solárního letadla při skutečně rychlém stratosférickém letu: z předchozích úvah vycházela asi nejlíp tato: http://teckacz.arachne.cz/xchaos/files/telescoping-wing-stratospheric-solar-biplane-0.3.gif - ale ta čísla stejně moc neseděla, "zasunovatelnost" křídel do sebe je po mechanické/konstrukční stránce problematický koncept a nízké plošné zatížení křídla celkově snižuje bezpečnost letadla během startu a přistání (prostě s tím pak může poryv větru libovolně "třísknout o zem", do strany či dolů...). Místo zasouvání jsem už dříve vymýšlel různé zběsilé "otáčení" či harmonikové skládání křídel: základní koncept není úplně mimo, měnitelná geometrie křídel se u letadel historicky používala celkem dost - ale stejně to úplně nevycházelo, vedlo by to k posouvání těžiště letadla, apod. No, koneckonců o tom touhle dobou přemýšlím už asi 3 roky - takže není divu, že jsem vyzkoušel víc možností, jak to celé "poskládat"

Takže po roce je tu úplně nový nápad: obejít problémy s nízkým plošným zatíženém křídla během startu a přistání přechodem na čistě VTOL (nejpodobnější tomuhle je asi https://en.wikipedia.org/wiki/Bell_Boeing_V-22_Osprey , z novějších https://en.wikipedia.org/wiki/AgustaWestland_AW609 - samozřejmě, to jsou vojenská letadla... a třeba stoupavost apod. je někde úplně jinde... a celý koncept je zdokumentovaný pod označením https://en.wikipedia.org/wiki/Tiltrotor - ovšem u mě se otáčí celé křídlo, z důvodu nutnosti jeho složení, nejen rotor - takže spíš https://en.wikipedia.org/wiki/Tiltwing - což by mohl být i název celého konceptu, napříště - s tím se experimentovalo hodně v 50. a 60. letech, ale mechanická složitost překlápění celého křídla za to asi nestála )

Takže můj vlastní solární stratosférický VTOL zde:

http://teckacz.arachne.cz/xchaos/files/stratospheric-solar-VTOL-0.1.odg
http://teckacz.arachne.cz/xchaos/files/stratospheric-solar-VTOL-0.1.pdf

Samozřejmě je to jen první nástřel a zejména výkon motorů při letu na baterie jsou zřejmě dramaticky podhodnocené. Zase jsem nově přidal letovou obálku, která zhruba znázorňuje v jaké výšce (červeně) a v jaké fázi dne (osa x) lze zhruba očekávat jakou rychlost (zeleně). Jsou to všechno jen velmi hrubé odhady!

Některé zajímavé výhody tohohle konceptu:
- možnost operovat mimo letiště (měla by stačit travnatá plocha 100x100 m)
- start a přistání se odehrají ráno a večer, kdy je Slunce nízko nad obzorem. Solární křídla otočená do vertikální polohy budou i navzdory tomu, že budou z části složená "zády ke slunci" osvětlena relativně více, než horizontální křídla - navíc, větší část solární ploch bude po složení mířit stejným směrem
- křídla bude možné - dokonce nutné! - rozložit ještě před jejich překlopením do horizontální polohy a během stoupání je natočit směrem ke Slunci - to může za dobrého počasí výrazně snížit vybití baterií a urychlit stoupání do cestovní letové hladiny)
- možnost rekuperace energie během přistávání (?? odehrávalo by se v režimu "vírník"? možná nesmysl :-)
- akumulátory budou umístěné v motorových gondolách - tzn. prakticky třetina veškeré hmotnosti se nachází blízko těžiště (a navíc vztlak křídla se bude velmi rovnoměrně rozkládat do tří bodů, nejen na trup)
- křídlo se skládá zásadně ve směru, kterým nebude při aerodynamickém letu zatěžováno (jako na letadlových lodích)
- křídlo nemusí být duté (na rozdíl od teleskopického křídla) - tedy konstrukčně by mělo být relativně jednoduché
- jako mechanismus "přehýbání" křídla (navíc opačným směrem, než bude zatěžováno při letu) stačí relativně velmi jednoduchý "pant" - první přímo u trupu ohebný v řádu jednotek stupňů, dále pak jde o tupý úhel cca 120 stupňů
- velký průměr vrtulí (sloužících během VTOL jako rotory) se ideálně uplatní v řídkém vzduchu ve stratosféře (kde klesá i rychlost zvuku) - naopak při vertikálním startu a přistání by průměr vrtulí byl problém
- skládání křídla s mírným negativním šípem je i na schématu úmyslně znázorněné tak, že křídlo nemůže v případě nějakého "nedovoleného" ohybu narazit ani do rotorů, ani do trupu - pouze samo do sebe (ale jen "naplacato")
- "podvozek" bude umístěný na spodním okraji kormidla a koncích motorových gondol - to jsou tři strukturálně dobře rozložené body, příhodně blízko k místům největšího soustředění hmotnosti (baterie, trup)
- konstrukce křídla otočeného do vertikální polohy je zjevně daleko robustnější než ta samá konstrukce "naplacato", přitom ale celou váhu trupu bude nutné přenášet mezi oba rotory, které od něj budou poměrně vzdálené: i proto je pro předpokládanou ultralehkou konstrukci křídla vhodnější uspořádání "tiltwing" než "tiltorotor"
- kolmý start a přistání zajistí, že většina horizontálního pohybu vysokou cestovní rychlostí se bude odehrávat v relativně řídkém vzduchu (protože ztráty v důsledku odporu vzduchu rostou s druhou mocninou rychlosti)

Jasné nevýhody, resp. kritické problémy designu:
- i "do spirály složené" křídlo bude pořád náchylné k tomu, aby na něj působily poryvy větru (boční vítr, protivítr) - kritická plocha bude ale výrazně menší než např. u vzducholodě
- vertikální start a přistání zcela vylučuje ze hry konvenční letiště (i když to je spíše asi dobře, když je o úplně nový typ dopravy, pro úplně nové cílové skupiny)
- klouzavost 50:1 odpovídá jenom těm nejlepším větroňům (na druhou stranu - jde tentokrát o velmi čistý aerodynamický design, bez jakýchkoliv vzpěr, výztuh, apod. a tvar křídla lze vysloveně optimalizovat pro řídký vzduch ve stratosféře, protože v hustém vzduchu u země nebude nikdy používáno)

Jinak už jsem ani nepřemýšlel, že by solární dopravní letadlo někdy mohlo být kompaktní - a vymýšlel jsem různé koncepty, podobající se vlečení větroně během startu motorovým letadlem (v tomto případě elektrickým, s bateriemi - nejvíc se mi líbil koncept, kdy dvě identická solární letadla budou jedno naložené bateriemi, druhé cestujícími a budou si navzájem asistovat při startu - a to vlečné pak bude zbytek dne kroužit nad mraky a dobíjet baterie vybité při startu... i u téhle varianty ale nízké plošné zatížení dost zhoršovalo šance na bezpečné přistání...).

Každopádně to není poslední nápad, ale jedno je jisté: motat se nízko u země s obřími větroni (stejně jako s obřími vzducholoďmi!) je nepraktické, a v případě výkyvů počasí i nemožné. VTOL je pro specializovaná stratosférická letadla možná ta nejlepší možnost - ale možná se ukáže, že ani částečné složení křídla není bezpečné a nutné bude jeho úplné složení nebo úplně jiný tvar (dvouplošník s kruhovým uzavřeným křídlem, symetricky "křížem" skládaným během startu a přistání?). je to prostě verze 0.1 ...

OMNIHASH: což ale poněkud vyvrací teorii, že jsem se za ty léta nic nového nenaučil nebo nijak ty vize "nezkvalitňoval".. tady část lidí ale bude trollovat proti ČEMUKOLIV co napíšu, což mi přijde riskantní, protože miň část z toho je opsaná odjinud a není to nesmysl.

(a kromě toho - být v rozporu sám se sebou je zajímavá strategie jak znemožnit ty, co jsou čistě jen v tupé, otrocké opozici proti všemu - je to způsob, jak je přinejmenším dezorientovat)