Red Bull Air Race

Nadpis tohoto článku je známý mnoha našim čtenářům, kteří vědí, že se jedná o neobvyklou podívanou na stroje s pevnými křídly prolétávající mezi vertikálními brankami o šířce jen o málo větší než je rozpětí jejich nosných ploch. Jedná se při tom o vodorovný nebo o nožový let, jež přecházejí mezi jednotlivými brankami v zatáčky s velkým náklonem. A to všechno, vyjma asi dvou vertikálních letů, se děje několik málo metrů nad povrchem Země. Rychlosti při tom využívané se pohybují od 300 do 400km/h.

Dosud byly pro tyto přitažlivé podívané používány létající stroje určené pro akrobatické létání. Jednalo se například o typy : CAP 231, CAP 232, Edge 540, Extra 300, Suchoj SU-29, Jak 55 apod. Jejich rozpětí se nalézají v rozmezí 7,4 až 8,2m a nosné plochy od cca 10 do 12,3m2. Letové hmotnosti pak mezi asi 700 až 1 000kg. Použité motory poskytují výkony od 300 do 400 HP. Tyto stroje jsou konstruovány na násobky přetížení +12 a -10g. Což je hrůzostrašné, zejména ty záporné násobky zemských zrychlení.

V Hradci Králové se konalo Mistrovství Evropy akrobatických letadel kategorie unlimited v červenci letošního roku ( viz naše krátké reportáže v minulém a předminulém čísle AL), z něhož měly mimo jiné vzejít další adepti, jimž by bylo povoleno létat Red Bull Air Race v příštím roce. Byla to jejich kvalifikace pro tento závod v příštím roce.

V dalších obrázcích připomínáme některé zúčastněné stroje.

Proč o tomto závodě, který by snesl srovnání s dřívějším předválečným Schneiderovým pohárem, zde píšeme? Je to proto, že si nemůžeme odpustit zdvořilou připomínku, že se ryze akrobatické stroje pro takovou soutěž moc nehodí. Proč?

Protože jejich nosné plochy mají souměrné profily, s nimiž například tyto stroje v zatáčkách, zejména při velkém náklonu, ztrácejí výšku znatelně. Tu pak musejí získávat stoupáním při pomalejším letu mezi brankami a to znamená prodloužení času a tím i horší umístění. Navíc zatáčky je třeba letět na větších průměrech kvůli ještě přijatelné ztrátě výšky, což se každému nepodaří, čímž se prodlužuje dráha letu. Snahy využívat nadprůměrných rychlostí do vstupní báze závodu, kdy se začíná měřit čas, tyto nedostatky strojů nevyrovnají.

A tak již přišli někteří účastníci závodů se stroji, jejichž nosné plochy nemají souměrné profily. Je to například EXTRA 300SR. A zřejmě přibudou brzy další. K obdobnému účelu konstruované a vyráběné modely letadel, pro závody kolem pylonů, to používají již několik desítek let. Despekt některých odvážných výrobců letadel, ale nejen jich, je vůči leteckému modelářství podceněním těchto aktivit. Ti chytřejší, například Paul Mc Cready, to pochopil již před více než třiceti lety.

Teď stručně o vlastním závodě Red Bull Air Race:
1. Po treningovém dnu následuje první závod, za přítomnosti statisíců diváků, pro 12 pilotů. Z něho nejpomalejší 4 vypadnou.
2. Dalších 8 (Super Eights) se utká ve dvou skupinách. Z každé z nich pak postupují dva nejrychlejší do semifinále.
3. Po semifinálových letech jsou dva nejpomalejší vyřazeni a utkají se o 3. a 4. místo v celkovém závodě (Fly-Off).
4. Dva nejrychlejší piloti ze semifinále se utkají ve finále z něhož vychází jako vítěz ten rychlejší.

Po poslední současné úpravě pravidel mohou závodníci absolvovat z bezpečnostních a zdravotních důvodů nejvýše tři lety za den. Ono zažít asi desetkrát během cca jedné minuty přetížení 8g, není žádná slast a tělesné orgány pilotů si to jistě zapamatují.

Které jsou to momentálně stroje, jež vládnou startovnímu poli v tomto závodě, jehož poslední uspořádání proběhlo 19.8.2008 v Budapešti. Mimochodem, nejrychlejší letošní závod zaletěl Brit Paul Bonhomme v čase 1min 04,88s.

Když bychom se pokusili v rámci svých možností skromně navrhnout konkurenční stroj pro závod Red Bull Air Race, jak by asi mohl vypadat a jaké výkony bychom asi mohli očekávat?

Za tím účelem zavedeme nutné výchozí předpoklady:

• Maximální letová hmotnost je 820kg.
• Výkon motoru na hřídeli 250KW.
• Účinnost pohonné jednotky 75%.
• Součinitel škodlivého odporu stroje c_x = 0,021
• Maximální využitelný součinitel vztlaku c_y ≤ 1,5
• Nosná plocha 10,3m2
• Celokompozitová konstrukce s trupem svařeným z ocelových trubek.
• Profil nosné plochy má max. tloušťku 13,64% a max. prohnutí 1,56%.

Jeho tvar je na následujícím obrázku.

	„Edge 540“	„MXS“	„Extra 300SR“
produkce	americká	americká	německá
Vyrobeno ks	40	3	2
Délka m	6,3	6,28	6,7
Rozpětí m	7,43	7,31	8
Hmotnost kg	530	590	550
Motor HP	340 AEIO 540EXP	350 AEIO 540EXP	340 AEIO 580
Max. rychlost km/h	426	423	407
Násobky	±12	±12	+10 -8
Profil křídla	symetrický	symetrický	nesymetrický
Materiály	ocel + kompozit

Závodní stroj bychom si dovolili navrhnout ve dvou variantách.

1. varianta

– volíme štíhlost křídla ….. 5,4 . Tomu odpovídá rozpětí 7,46m.

– Minimální rychlost letu je asi 30,5m/s=110km/h a maximálně dosažitelná rychlost ve vodorovném letu asi 345km/h.

Klouzavosti stroje se pohybují při nejvyšších rychlostech od cca 1,7 přes cca 10,3 a zase zpátky při nejmenší rychlosti na cca 7,5.

Opadání(rychlost klesání) klesá z hrůzostrašné hodnoty cca -97m/s při nejvyšších rychlostech letu na cca -4m/s při nejmenší rychlosti letu.

Tyto hodnoty se nám nijak zvlášť nezamlouvají a tak se pokusíme pomoci si zvětšením štíhlosti nosné plochy v další variantě.

2. varianta

-štíhlost křídla volíme nyní 7,4. Z toho vychází rozpětí 8,7m. Tedy asi o 1,2m větší než prve.

-Minimální rychlost letu je sice zase asi 110km/h, ale maximálně dosažitelná rychlost ve vodorovném letu je s toutéž pohonnou jednotkou asi 375km/h. Je tedy asi o 30km/h vyšší.

Klouzavosti stroje se pohybují při nejvyšších rychlostech opět od cca 1,7 přes 12,1 při „středních rychlostech“ na cca 9,5 při rychlosti nejnižší.

Klesavosti klesají z cca – 97m/s při nejvyšších rychlostech na cca -3,2m/s při nejmenší rychlosti letu.

Čeho jsme úpravou štíhlosti dosáhli? V podstatě, ono to ani jinak nemohlo dopadnout, jsme pouze zvýšili maximální rychlosti letu. Ostatní hodnoty jsou vzájemně srovnatelné.

Kdo ale, bez podrobnějšího rozboru, může říci o kolik se zvýšila původní hmotnost stroje, která hraje významnou roli ve stoupání a hlavně v zatáčkách, kdy odčerpává značnou část vztlaku a zvětšuje klesání. Takže jsme možná toho zase příliš nedosáhli a tak bychom mohli začít s počítáním znovu.

To ale necháme na profesionálních týmech, které se budou jistě snažit nové vhodné stroje uvést na trh a těm novodobým leteckým toreadorům, je za peníze podstrčit.

Situace jak to bylo, před necelými 100 lety, při závodech kolem pylonů nad pevným povrchem dokládá následující obrázek, který jsem si dovolil vypůjčit z knihy Petera Almonda „ AVIATION“ –The early years.

Když se na něj podíváte a porovnáte je s dostupnými záznamy ze současných závodů Red Bull, co vás asi napadne. Lidi propadlí letectví jsou v podstatě stále stejní a těch co se na ně dívají neubývá. Komplikovanější jsou ale letecké předpisy a byrokratičtější přístup úřadů.