Praėjusių metų rudenį pristatytas „Boeing 787 Dreamliner“ atspindi naujas komercinės aviacijos kryptis, iš kurių aktualiausia – taupumas.

Praėjusių metų spalio pabaigoje pirmą komercinį skrydį iš Tokijo į Honkongą atliko naujausias ir moderniausias kompanijos „Boeing“ pagamintas keleivinis lėktuvas „787 Dreamliner“. Tai pasaulyje pirmas laineris, kurio dviejuose trečdaliuose korpuso detalių aliuminis buvo pakeistas lengvesne nauja medžiaga – anglies pluoštu sutvirtintu plastiku. Ši medžiaga dėl savo lengvumo ir patvarumo leidžia penktadaliu sumažinti orlaivio degalų sąnaudas ir net trečdaliu – priežiūros kainą.
„Dreamliner“ šiek tiek kilstelės ir keleivių komforto lygį – lainerio langai trečdaliu didesni, salone palaikomas didesnis oro slėgis, įrengtas specialus apšvietimas, padėsiantis keleiviams užmigti ilgesniuose reisuose, bei daugybė kitų smulkesnių detalių.
Nepaisant to, kad vienas „Dreamliner“ orlaivis kainuoja apie 185 mln. dolerių, „Boeing“ turi daugiau nei 800 užsakymų, iš kurių net dešimtadalį sudaro amerikiečių milžinei ištikimos Japonijos avialinijos.
Nuo amerikiečių kompanijos „Boeing“ nedaug atsilieka ir pagrindinė jos konkurentė Europoje „Airbus“, gruodžio mėnesį pradėjusi surinkinėti pirmą bandomąjį A350 lainerį, kuris taip pat bus sudarytas daugiausia iš kompozicinių medžiagų. Tiesa, „Airbus“ rankos užimtos prieš penkerius metus pradėjusiu skraidyti dviejų denių milžinu A380, tad pirmasis komercinis A350 skrydis planuojamas tik 2014-aisiais.
Naftos kainos nestovi vietoje, o aplinkosaugos normos tampa vis griežtesnės. Juk aviacija generuoja apie 12 proc. anglies dvideginio dujų, kurias į atmosferą išmeta visos pasaulio transporto priemonės. Todėl lėktuvus kuriantys inžinieriai didžiausių institutų laboratorijose ieško naujų technologijų ir kuria naują dizainą laineriams, kurie padėtų dar efektyviau naudoti degalus bei sumažintų taršą.

Kam reikia taupesnių lėktuvų

Degalų sąnaudų mažinimas per visą komercinės aviacijos istoriją darėsi vis aktualesnis, o šiandien tai svarbiausias veiksnys, kuriant keleivinius lėktuvus. Todėl radikaliausi pokyčiai vyksta „po gaubtu“ – tą puikiai iliustruoja „Dreamliner“ gimimas.
Prieš dešimt metų „Boeing“ pradėtas projektuoti keleivinis laineris kodiniu pavadinimu „Sonic Cruiser“, kuris turėjo pakeisti liūdnai pagarsėjusį „Concorde“. Tai turėjo būti greitas orlaivis, galintis skristi labai artimu garsui greičiu. Tačiau nuo to laiko beveik tris kartus šoktelėjusios naftos kainos „Boeing“ inžinierius privertė daugumą ambicingų planų paslėpti stalčiuose ir susikoncentruoti ties svarbiausia naujojo lainerio, kuris pakeitė pavadinimą į daug ramesnį „Dreamliner“, savybe – taupumu. Laineryje iš „Sonic Cruiser“ liko tik viena svarbi naujovė – anglies pluošto korpusas ir jo detalės.
„Degalai sudaro apie pusę visų aviakompanijų sąnaudų, todėl net ir nedideli laimėjimai taupant degalus atsiperka labai greitai. Pavyzdžiui, tik procentu sumažinus degalų sąnaudas, per 20 metų sutaupoma apie milijoną dolerių“, – skaičiuoja Ihssane’as Mouniras, „Boeing“ Kinijos padalinio viceprezidentas.
Tarkim, pirmasis daugumos oro linijų darbinis arkliukas „Boeing 737“, pradėjęs skraidyti 1967 m., galėjo skraidinti apie šimtą keleivių beveik 2800 km atstumu. Šiandieninė jo versija B737-800 pakelia dvigubai daugiau keleivių ir nuskraidina juos beveik dvigubai didesniu atstumu, negana to, „surydamas“ 23 proc. mažiau degalų.
Tačiau esamų lainerių tobulinimo jau nebepakanka, ypač turint omenyje, kad komercinės aviacijos verslas dar tik įžengia į savo brandą. Poreikis skraidyti nemažėja – tą iliustruoja pastaruoju metu padidėjęs pigių skrydžių bendrovių kiekis. Pronozuojama, kad 2014 m. lėktuvais skris apie 3,3 mlrd. keleivių, o juk 2009-aisiais jų skrido 2,5 mlrd. Be to, nereikia pamiršti, kad du trečdaliai viso oro laivyno šiandien yra Europoje ir Šiaurės Amerikoje, tačiau po truputį jau atsigauna ir besivystančios ekonomikos šalių vartotojai.
„2011-aisiais vidutinis kinas skrido kartą per dešimt metų, o vidutinis amerikietis – dukart per metus. Įsivaizduokite, kad Kinijoje pasiekiamas panašus oro kelionių skaičius, – juk tokiu atveju reikėtų dvigubai padidinti visą šiandien turimą keleivinių lėktuvų flotilę“, – rinkos dydį iliustruoja Jeanas Paulis Hertemanas, korporacijos „Safran“, kuriančios aviacijos, karinės pramonės ir saugumo technologijas, direktorius. Pasak jo, šiuolaikinės technologijos, pritaikytos du denius turinčiame „Airbus A380“, leido sumažinti degalų sąnaudas, skaičiuojant vienam keleiviui, iki trijų litrų šimtui kilometrų – tai mažiau nei taupiausiame automobilyje.

Lengvesni, „protingesni“ ir taupesni

Keleivinių lainerių progresas labai lėtas – lėktuvų kūrimas yra sudėtingas ir inertiškas procesas, o saugumo reikalavimai šioje srityje ypač griežti. Galbūt todėl lėktuvai šiandienos oro uostuose savo išvaizda nedaug tesiskiria nuo modelių, skraidžiusių prieš gerus 40 metų, komercinės aviacijos aušroje.
Užtat jų viduje daug kas pakeista ir palengvinta. Tarkim, dauguma hidraulinių lėktuvo dalių, važiuoklę ar sparnus valdančių sistemų pakeista daug lengvesnėmis elektrinėmis, variklių sraigtų ašmenys šiandien gaminami iš kompozicinių keraminių medžiagų, kurios irgi leidžia nurėžti šimtus kilogramų nuo bendros orlaivio masės. „Vienintelė sritis, kurioje technologai vis nesugeba pasiekti progreso, – tai keleivių svorio sumažinimas“, – juokauja kompanijos „Flight Sciences“ inžinerius Johnas Corlas. Pasak jo, pirmaujantys aviacijos inžineriai šiandien jau galvoja apie radikalesnius orlaivių formos pokyčius – tiek makro-, tiek mikrolygmeniu.
Vis dėlto inžinierių idėjos privalo likti žemėje ir jų kuriami lėktuvai turi atitikti esamų oro uostų infrastruktūrą – antraip jie netilps ar netiks ir nebus naudojami. Todėl Masačusetso technologijos instituto (MIT) mokslininkas Markas Drela naujo kuriamo lėktuvo pagrindu pasirinko populiarųjį „Boeing 737-800“. Jo projektuojami D serijos lėktuvai turėtų būti panašaus dydžio, skraidinti panašų kiekį žmonių ir tilpti daugumoje šiandienos oro uostų, tačiau dėl įvairių formos bei variklio pokyčių jie sunaudos iki 70 proc. mažiau degalų.
Pirmiausia į akis krinta platesnis, dviejų sujungtų cilindrų formos lėktuvo korpusas, kurio priekis smailėja ir šiek tiek užsiriečia į viršų, – šie formos pokyčiai didina paties korpuso keliamąją galią ir leidžia susiaurinti sparnus, o tai smarkiai sumažina lėktuvo masę. Trys varikliai bus montuojami lėktuvo gale, o tai leis apie 70 proc. sumažinti orlaivio uodegą – ir vėl nupjauti šimtus kilogramų. Variklių montavimas gale leidžia į juos paduoti dėl trinties su korpusu sulėtėjusį orą ir efektyviau deginti degalus, sukuriant tą pačią trauką.
Tačiau norint, kad varikliams tektų mažesnė apkrova, D serijos lėktuvai turėtų skraidyti šiek tiek lėčiau nei šiandieninis B737-800. Pasak M.Drelos, šį trūkumą kompensuotų platesnis salonas, kuriame atsirastų daug platesnis papildomas praėjimas, – dėl to pagreitėtų keleivių įlaipinimas ir išlaipinimas.
Kita mokslininkų grupė, dirbanti Londono karališkajame koledže ir vadovaujama dr. Varnavo Serghideso, kuria mažesnius lėktuvus, kuriuose būtų visiškai atsisakoma uodegos. Anksčiau, kai lėktuvų valdymo sistemos buvo mechaninės, be uodegos daugumos orlaivių pilotai nebūtų galėję suvaldyti. Pasak V.Serghideso, šiandienos lėktuvuose veikia tokios sudėtingos kompiuterizuotos sistemos, kurios leidžia sparnų valdymo elementais kompensuoti uodegos nebuvimą.
Vis dėlto kai kurie lėktuvų kūrėjai savo fantazijos neriboja. Štai pernai vykusioje Paryžiaus aviacijos parodoje lankytojus nustabino kompanija „Airbus“, pateikusi savo viziją, kaip atrodys lėktuvai 2050-aisiais. Skaidrus korpusas leis stebėti dangų, sėdynės prisitaikys prie keleivio kūno formų, žmogaus generuojama šiluma „maitins“ įvairius elektrinius pramogoms skirtus prietaisus. Tiesa, vienas „Airbus“ viceprezidentų Charlesas Championas pripažino, kad daugumos pristatytų naujovių šiuolaikinėmis technologijomis negalėtume pagaminti.

Tobulo sparno beieškant

Dar vienas ypač svarbus iššūkis – sukurti tobulą sparną, kurio paviršiumi oras visada tekėtų tolygiomis srovėmis. Mat beveik pusė degalų skrydžio metu sudeginama dėl oro sūkurių prie sparnų paviršiaus. Matematiniams turbulencijos modeliams skaičiuoti reikalingi galingi kompiuteriai, kurie šiandien mokslininkams leidžia ne tik projektuoti tobulą sparną, bet ir rasti būdų, kaip panaudoti turbulentišką orą. Tarkim, Londono karališkajame koledže dirbantis dr. Dominicas von Terzi projektuoja aktyvų sparną, kuris galėtų keisti savo paviršiaus formą ir taip sumažintų (skrydžio metu) ar padidintų (lėtinant greitį prieš tūpimą) orlaivį stabdančių oro sūkurių kiekį.
Lėktuvo formą inžinieriai keičia ir mikroskopiniu lygiu – tam pasitelkiamos nanotechnologijos. „Jei pažiūrėtume į lėktuvo korpuso paviršių pro mikroskopą, pamatytume Pirėnų kalnus – iš pažiūros lygus paviršius yra labai išraižytas“, – juokauja Paulas Bookeris iš kompanijos „tripleO“. Ši gamina specialią medžiagą, kurią purškiant ant lėktuvo paviršiaus užlyginami mikronelygumai, todėl keliais procentais sumažėja degalų sanaudos.
Optimalus skrydžių valdymas taip pat leistų sutaupyti nemažai degalų – mat net ir dirbant talentingiausiems skrydžių operatoriams lėktuvų kilimas bei tūpimas užima nemažai laiko. Vis dėlto joks žmogus negali prilygti šiuolaikinėms kompiuterinėms sistemoms, kurios leidžia sekundžių tikslumu surikiuoti besileidžiančius ir kylančius lėktuvus taip, kad šie sugaištų kuo mažiau laiko laukdami savo eilės. Tarkim „General Electric“ padalinys „Naverus“ sukūrė tokią sistemą ir, pasak jos atstovo Steve’o Fultono, įdiegta Europos oro uostuose ji leistų daugiau nei 8 proc. sumažinti degalų sąnaudas bei triukšmo lygį apylinkėse.