Lot szybszy od dźwięku

Lot szybszy od dźwięku

Samolot braci Wright (Fot. elektroda.pl)Istotną porażkę ekonomicznej strony projektu stanowi wyprodukowanie jedynie 20 egzemplarzy samolotu. Cena jednostkowa wyniosła 23 mln funtów, a koszt fazy rozwojowej sześciokrotnie przekroczył zakładaną kwotę. Flota początkowo była własnością rządów Anglii i Francji, jednak rosnące straty wymusiły na obydwu operatorach odkupienie wszystkich użytkowanych maszyn. W wyniku jedynej w historii projektu katastrofy z 25 lipca 2000 roku, ekonomicznych skutków zamachu terrorystycznego z 11 września 2001 oraz innych pomniejszych czynników, 24 października 2003 roku loty rejsowe samolotów zostały przerwane. Ostatni lot Concorde’a odbył się 26 listopada 2003 roku.

Przed rozpoczęciem pierwszych lotów Concorde’a jego eksploatacja wywoływała szereg protestów. Sprzeciw wobec nadmiernej emisji hałasu, powodowanej przez przeloty Concorde’a, szczególnie na wschodnim wybrzeżu USA, wymusił na decydentach wielu gałęzi przemysłu, przykładanie większej wagi do wpływu nowych technologii na społeczeństwo i środowisko. Mimo, iż to właśnie Concorde bezpośrednio doprowadził do rozpoczęcia programu redukcji hałasu, generowanego przez samoloty korzystające z portu JFK w Nowym Jorku, wiele osób twierdziło, że wytwarzał on mniejszy hałas niż początkowo zakładano. Udawało się to dzięki redukcji mocy silników przez pilotów podczas przelotu nad obszarami mieszkalnymi. Zanim rozpoczęły się loty komercyjne stwierdzono, że są one cichsze od niektórych wykonywanych przez inne maszyny.

Inny problem dla środowiska, prócz hałasu, stanowiły z kolei – uważane za przyczynę degradacji warstwy ozonowej – tlenki azotu, emitowane przez pracujące w stratosferze silniki Concorde’a. Latające niżej w troposferze samoloty przyczyniały się do produkcji ozonu, nie ma jednak możliwości jego wymiany pomiędzy obiema warstwami. W praktyce niska liczebność Concorde’ów sprawiała, że potencjalne zniszczenia warstwy ozonowej były akceptowalne.

Technologiczny skok w przyszłość, jaki wykonał Concord, ale i problemy, które ze sobą przyniósł – przyspieszyły proces kształtowania się świadomości społecznej w zakresie zrozumienia przyczyn i konsekwencji konfliktu pomiędzy postępem technicznym, a ochroną środowiska oraz ujawnił stopień złożoności towarzyszących im procesów decyzyjnych.

Konstrukcja samolotu Concorde była przemyślana w najdrobniejszych szczegółach. Uwzględniono nagrzewanie się zewnętrznej powłoki maszyny w czasie lotu, przemieszczanie się środka ciężkości w miarę ubytku paliwa, wysokie szybkości startu i lądowania. W locie wszystkie egzemplarze spisywały się znakomicie. Ta katastrofa była jedyną w trakcie użytkowania Concorde’a.

25 lipca 2000 roku egzemplarz F-BTSC lotu Air France 4590 rozbił się na obrzeżach miasteczka Gonesse pod Paryżem, pochłaniając 113 ofiar: 100 pasażerów, 9 członków załogi oraz cztery osoby przebywające w hotelu. Zgodnie z wyjaśnieniami oficjalnego śledztwa przeprowadzonego przez francuską komisję badania wypadków lotniczych (BEA), przyczyną katastrofy był tytanowy pasek, który odpadł z samolotu DC-10 linii Continental, startującego pięć minut wcześniej. Podczas startu Concorde najechał na niego lewym zespołem kół, doprowadzając do rozerwania jednej z opon, której fragmenty uderzyły w zbiornik paliwa znajdujący się nad komorą podwozia.

Ostatni start lotu Air France 4590 (Fot. dziennikpolski24.pl)Uderzenie spowodowało poważny wyciek paliwa, które następnie zapaliło się od instalacji elektrycznej lub w wyniku kontaktu z gorącymi elementami silnika. W tym momencie samolot poruszał się z prędkością uniemożliwiającą bezpieczne wyhamowanie maszyny na pasie startowym, wobec czego dowódca Christian Marty podjął decyzję o kontynuowaniu startu. Utrata ciągu dwóch silników (silnik nr 1 został uszkodzony, nr 2 został wyłączony przez załogę) uniemożliwiła zwiększenie prędkości i nabranie wysokości po starcie, co w połączeniu ze stratą stateczności doprowadziło do upadku maszyny na hotel tuż przed miejscowością Gonesse.

Przed katastrofą Concorde był niewątpliwie najbezpieczniejszym na świecie samolotem liniowym, jaki kiedykolwiek powstał. W statystyce zgonów na przebyte kilometry zajmował pierwsze miejsce z wynikiem zero, jednak historia spod Paryża zwiększyła ten wskaźnik do poziomu sześćdziesięciu razy przekraczającego wartość dla samolotów poddźwiękowych. Analiza wypadku doprowadziła do zwiększenia bezpieczeństwa poprzez wzmocnienie spodu zbiorników paliwa kevlarem, poprawę obwodów elektrycznych i zaprojektowanie wzmocnionych opon.

Samolot Concorde jest nawet współcześnie uważany przez specjalistów za ikonę lotnictwa pasażerskiego.

Opracował Krzysztof Szymański
Tekst ukazał się w nr 7 (131) 15 – 28 kwietnia 2011

Normal 0 21 false false false PL X-NONE X-NONE MicrosoftInternetExplorer4

Lot szybszy od dźwięku

 

 

Wiek XX był okresem w historii ludzkości, w którym nastąpił największy skok technologiczny, techniczny i przemysłowy – o wieku XXI jeszcze nie jesteśmy w stanie powiedzieć coś konkretnego.

 

 

Wiele dziedzin – elektrotechnika, lotnictwo, samochody, rakiety – na początku XX wieku były w powijakach, ale nie minęło 50-70 lat, a ludzkość stworzyła konstrukcje wybitne. Przyczyniły się do tego niewątpliwie, obie wojny światowe, które przyniosły olbrzymi rozwój technik zabijania, ale również i rozwój techniki oraz technologii w ogóle. Po zakończeniu kolejnych wojen rozwinięty przemysł szedł dalej za ciosem i wykorzystywał swoje zdobycze dla dobra cywilizacji.

 

 

Rozwój lotnictwa (w tym i cywilnego) jest najlepszym przykładem tej tezy. 14 grudnia 1903 r. Wilbur Wright dokonał pierwszej próby lotu ze wzniesienia, na odległość 36 metrów, nie do końca udanej i zakończonej lekkim uszkodzeniem, skonstruowanego wspólnie z bratem Orvillem, samolotu. Następna próba miała miejsce 17 grudnia 1903 r. Tego dnia, ok. godziny 10.35, Orville Wright wzbił się w powietrze na samolocie i dokonał kontrolowanego lotu na odległość 39 metrów (120 stóp). Pierwszy udany lot trwał 12 sekund. Proszę zapamiętać odległość pierwszego lotu.

 

 

Concorde – naddźwiękowy samolot pasażerski o napędzie turboodrzutowym, był realizacją idei transportu naddźwiękowego. Powstał jako produkt międzynarodowego porozumienia między Francją i Anglią przy udziale państwowych konsorcjów lotniczych Aérospatiale i British Aircraft Corporation. Jego pierwszy oblot odbył się 2 marca 1969 roku, a 1 października tegoż roku samolot po raz pierwszy przekroczył barierę dźwięku. W siedem lat później miało miejsce wprowadzenie samolotu do służby trwającej 27 lat.

 

 

W tym czasie był to nie tylko najszybszy samolot pasażerski, ale i największy. Prezentował się imponująco: długość całkowita – 61,66 m, rozpiętość – 25,56 m. Długość kadłuba – 39,32 m, a więc tyle, co i pierwszy lot w historii awiacji. Cztery potężne silniki turboodrzutowe Rolls-Royce/Snecma Olympus 593 Mk zapewniały osiągnięcie prędkości przelotowej Ma = 2,02 (2 150 km/h), czyli ponad dwa razy szybciej od dźwięku. Waga maszyny w locie około 180 ton, w tym prawie 100 ton paliwa. Na pokładzie wygodnie mieściło się 92-120 (128 maksymalnie) pasażerów. Tym cudem techniki sterowało dwóch pilotów i inżynier pokładowy. Pułap lotu wynosił 18 300 m, co stanowiło prawie 5 000 m wyżej niż samoloty konwencjonalne.

 

 

Taka różnica wysokości przelotowych była podyktowana względami bezpieczeństwa, bowiem strumień powietrza z silników Concorda stwarzał zagrożenie dla innych użytkowników przestrzeni. Czas trwania podróży poddźwiękowym odrzutowcem między Nowym Jorkiem a Paryżem wynosił osiem godzin, natomiast średni czas lotu transatlantyckiego naddźwiękowym Concordem wynosił poniżej 3,5 godziny (rekord przelotu 2 godzin 52 minuty i 59 sekund). Kolumbowi przepłynięcie do Ameryki zajęło około 3 miesięcy.

 

 

W tej dziedzinie konkurencja też nie zasypywała gruszek w popiele. Projekty amerykańskie, Boeing 2707 i Lockheed L-2000 miały być większe od Concorde’a i zabierać na pokład do 300 pasażerów. Zwycięzca konkursu na SST, projekt Boeinga, był opóźniony względem prac Anglików i Francuzów o kilka lat, co się przyczyniło do zakończenia prac nad jego rozwojem. Ale największym konkurentem był Związek Sowiecki, którego konstruktorzy z biura Tupolewa stworzyli Tu – 144. Uważa się, że konstrukcja Tu-144 była oparta na szpiegostwie przemysłowym, dokonywanym we francuskiej firmie Aérospatiale, w której był produkowany Concorde.

 

 

Były przypuszczenia, że skradzione plany pozwoliły radzieckim inżynierom na przyśpieszenie prac nad własnym samolotem, którego projekt oparli na planach Concorda. Skradzione dane dotyczyły raczej ogólnych założeń, osiągów i wielkości, a nie ścisłych rozwiązań konstrukcyjnych. Pośpiech związany z pierwszeństwem oblotu (przed Concorde) sprawił, iż maszynę trapiły do końca nieusunięte usterki i poważne awarie. Było to przyczyną wielu przymusowych lądowań, co w oficjalnej prasie przekładano na „kurtuazyjną wizytę” (np. w Warszawie w 1971 roku). Dochodziło m.in. do pękania skrzydła i utraty paliwa w locie, rozliczne były awarie silników.

 

 

Pierwszy prototyp Tu – 144 wystartował 31 grudnia 1968 pod Moskwą, dwa miesiące przed Concordem. Tu-144 pierwszy też przełamał barierę dźwięku 5 czerwca 1969, a 15 lipca 1969 został pierwszym komercyjnym transportowcem, który przekroczył prędkość 2 macha. Zawodność i awaryjność tych maszyn, ogromne koszty lotu, związane z bardzo dużym zużyciem paliwa i dużym nakładem obsługi naziemnej spowodowały, iż maszyna dość szybko i bez rozgłosu została wycofana z eksploatacji. W sumie samoloty tego typu wykonały tylko 55 rejsowych lotów pasażerskich i 102 komercyjnych rejsowych w ogóle. Ostatni pasażerski lot rejsowy miał miejsce 1 czerwca 1978. Wiadomo jest, że Aerofłot użytkował egzemplarze Tu-144 po oficjalnym wycofaniu tego modelu z użytku do 1987 roku.

 

 

3 czerwca 1973 r. podczas pokazów lotniczych (Paris Air Show) doszło do katastrofy jednego z prototypów samolotu. Do dnia dzisiejszego nie są znane konkretne przyczyny tego zdarzenia. Przypuszcza się, że na wzór Concorda Tu nie udało się wykonać manewru przerwanego lądowania, polegającego na tym, że maszyna podchodzi do lądowania, dotyka kołami pasa startowego i natychmiast dokonuje startu. Wymaga to idealnie wyregulowanych silników i współgrania wszystkich systemów. Główne jednak są tu silniki. Concorde silniki miał w porządku. W Tu jednak nie grało wszystko idealnie. Współczesne badania wskazują jednak na możliwy problem w układzie sterowania, który został w ostatniej chwili nieprawidłowo przeprogramowany, żeby zdyskontować konkurencyjnego Concorde.

 

 

Niewykluczony jest również błąd pilota. Przed katastrofą, samolot wykonywał manewr stromego wznoszenia. Brak jest danych potwierdzających ewentualne przeciągnięcie, gdyż maszyna po wznoszeniu ustabilizowała lot do pozycji horyzontalnej. Co spowodowało, że maszyna zaczęła pikować? Snuto przypuszczenia odnośnie możliwości zablokowania wolantu przez kamerę zabraną na pokład maszyny przed startem. Próba wyprowadzenia maszyny z silnego pikowania spowodowała przeciążenia powyżej granicy wytrzymałości konstrukcyjnej i doszło do złamania skrzydła i kadłuba Tu-144.

 

 

Wróćmy jednak do Concorda. Na początku lat 60. nad projektami naddźwiękowych samolotów pasażerskich pracowali Anglicy i Francuzi. Obydwa projekty były wystarczająco zaawansowane do budowy prototypów, jednak z powodu ogromnych kosztów, potrzebnych do ich realizacji, rząd brytyjski zdecydował się na poszukiwania partnera do współpracy na arenie międzynarodowej. Jedynym państwem przejawiającym rzeczywiste zainteresowanie kooperacją okazała się Francja.

 

 

Projekt rozwojowy został uzgodniony bardziej jako umowa międzynarodowa pomiędzy dwoma państwami niż komercyjna między firmami i zawierała klauzulę wymuszoną przez Wielką Brytanię, nakładającą wysokie kary za jej zerwanie. Projekt umowy został podpisany 28 listopada 1962 roku. Po tym fakcie, obydwaj producenci ulegli przekształceniu w British Aircraft Corporation oraz Aerospatiale. Początkowo nowe konsorcjum planowało produkcję wersji dalekiego i średniego zasięgu.

 

 

Ze względu na brak zainteresowania wśród potencjalnych kupców wersją średniodystansową, została ona porzucona. Konsorcjum przyjęło 100 zamówień od głównych linii lotniczych tamtego okresu: Pan Am, BOAC i Air France, Panair do Brasil, Continental Airlines, Japan Airlines, Lufthansa, American Airlines, United Airlines, Air India, Air Canada, Braniff, Singapore Airlines, Iran Air, Olympic Airlines, Qantas, CAAC, Middle East Airlines i TWA. Aby podkreślić układ zawarty pomiędzy brytyjskim i francuskim rządem, który to doprowadził do stworzenia konstrukcji nadano jej nazwę „Concorde”. Pochodziła ona od francuskiego słowa concorde (angielskim odpowiednikiem jest concord), które w obydwu językach oznacza zgodę, harmonię lub unię.

 

 

Istotną porażkę ekonomicznej strony projektu stanowi wyprodukowanie jedynie 20 egzemplarzy samolotu. Cena jednostkowa wyniosła 23 mln funtów, a koszt fazy rozwojowej sześciokrotnie przekroczył zakładaną kwotę. Flota początkowo była własnością rządów Anglii i Francji, jednak rosnące straty wymusiły na obydwu operatorach odkupienie wszystkich użytkowanych maszyn. W wyniku jedynej w historii projektu katastrofy z 25 lipca 2000 roku, ekonomicznych skutków zamachu terrorystycznego z 11 września 2001 oraz innych pomniejszych czynników, 24 października 2003 roku loty rejsowe samolotów zostały przerwane. Ostatni lot Concorde’a odbył się 26 listopada 2003 roku.

 

 

Przed rozpoczęciem pierwszych lotów Concorde’a jego eksploatacja wywoływała szereg protestów. Sprzeciw wobec nadmiernej emisji hałasu, powodowanej przez przeloty Concorde’a, szczególnie na wschodnim wybrzeżu USA, wymusił na decydentach wielu gałęzi przemysłu, przykładanie większej wagi do wpływu nowych technologii na społeczeństwo i środowisko. Mimo, iż to właśnie Concorde bezpośrednio doprowadził do rozpoczęcia programu redukcji hałasu, generowanego przez samoloty korzystające z portu JFK w Nowym Jorku, wiele osób twierdziło, że wytwarzał on mniejszy hałas niż początkowo zakładano. Udawało się to dzięki redukcji mocy silników przez pilotów podczas przelotu nad obszarami mieszkalnymi. Zanim rozpoczęły się loty komercyjne stwierdzono, że są one cichsze od niektórych wykonywanych przez inne maszyny.

 

 

Inny problem dla środowiska, prócz hałasu, stanowiły z kolei – uważane za przyczynę degradacji warstwy ozonowej – tlenki azotu, emitowane przez pracujące w stratosferze silniki Concorde’a. Latające niżej w troposferze samoloty przyczyniały się do produkcji ozonu, nie ma jednak możliwości jego wymiany pomiędzy obiema warstwami. W praktyce niska liczebność Concorde’ów sprawiała, że potencjalne zniszczenia warstwy ozonowej były akceptowalne.

 

 

Technologiczny skok w przyszłość, jaki wykonał Concord, ale i problemy, które ze sobą przyniósł – przyspieszyły proces kształtowania się świadomości społecznej w zakresie zrozumienia przyczyn i konsekwencji konfliktu pomiędzy postępem technicznym, a ochroną środowiska oraz ujawnił stopień złożoności towarzyszących im procesów decyzyjnych.

 

 

Konstrukcja samolotu Concorde była przemyślana w najdrobniejszych szczegółach. Uwzględniono nagrzewanie się zewnętrznej powłoki maszyny w czasie lotu, przemieszczanie się środka ciężkości w miarę ubytku paliwa, wysokie szybkości startu i lądowania. W locie wszystkie egzemplarze spisywały się znakomicie. Ta katastrofa była jedyną w trakcie użytkowania Concorde’a.

 

 

25 lipca 2000 roku egzemplarz F-BTSC lotu Air France 4590 rozbił się na obrzeżach miasteczka Gonesse pod Paryżem, pochłaniając 113 ofiar: 100 pasażerów, 9 członków załogi oraz cztery osoby przebywające w hotelu. Zgodnie z wyjaśnieniami oficjalnego śledztwa przeprowadzonego przez francuską komisję badania wypadków lotniczych (BEA), przyczyną katastrofy był tytanowy pasek, który odpadł z samolotu DC-10 linii Continental, startującego pięć minut wcześniej. Podczas startu Concorde najechał na niego lewym zespołem kół, doprowadzając do rozerwania jednej z opon, której fragmenty uderzyły w zbiornik paliwa znajdujący się nad komorą podwozia.

 

 

Uderzenie spowodowało poważny wyciek paliwa, które następnie zapaliło się od instalacji elektrycznej lub w wyniku kontaktu z gorącymi elementami silnika. W tym momencie samolot poruszał się z prędkością uniemożliwiającą bezpieczne wyhamowanie maszyny na pasie startowym, wobec czego dowódca Christian Marty podjął decyzję o kontynuowaniu startu. Utrata ciągu dwóch silników (silnik nr 1 został uszkodzony, nr 2 został wyłączony przez załogę) uniemożliwiła zwiększenie prędkości i nabranie wysokości po starcie, co w połączeniu ze stratą stateczności doprowadziło do upadku maszyny na hotel tuż przed miejscowością Gonesse.

 

 

Przed katastrofą Concorde był niewątpliwie najbezpieczniejszym na świecie samolotem liniowym, jaki kiedykolwiek powstał. W statystyce zgonów na przebyte kilometry zajmował pierwsze miejsce z wynikiem zero, jednak historia spod Paryża zwiększyła ten wskaźnik do poziomu sześćdziesięciu razy przekraczającego wartość dla samolotów poddźwiękowych. Analiza wypadku doprowadziła do zwiększenia bezpieczeństwa poprzez wzmocnienie spodu zbiorników paliwa kevlarem, poprawę obwodów elektrycznych i zaprojektowanie wzmocnionych opon.

 

 

Samolot Concorde jest nawet współcześnie uważany przez specjalistów za ikonę lotnictwa pasażerskiego.

 

 

Opracował Krzysztof Szymański

Tekst ukazał się w nr 7 (131) 15 – 28 kwietnia 2011

 

 

Concorde szybuje w przestrzeni powietrznej (Fot. blogs.sundaymercury.net)

 

Konkurent – Tu 144 (Fot. deviantart.com)

 

Samolot braci Wright (Fot. elektroda.pl)

 

Ostatni start lotu Air France 4590 (Fot. dziennikpolski24.pl)

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.

X