Spřátelené weby
další odkazy

Obraceč tahu

Obrácení, reverz tahu je speciálním případem vektorování tahu. Klasické vektorování tahu, jak jej obvykle chápeme dnes v souvislosti s moderními bojovými letouny vychyluje proud plynů z motoru o nejvýše několik desítek stupňů mimo osu. Reverz tahu spočívá v otočení proudu plynů o 90° až 180°, tedy na opačnou stranu, proti směru pohybu letounu. Je zřejmé, že se tím zvětšuje brzdná síla - zlepšují se manévrovací schopnosti za letu, přibližně o 25% se tím zkracuje délka dojezdu a navíc je letounu umožněno při pojíždění couvat. Právě brzdění aktivací reverzu je na místě především na mokré nebo zledovatělé dráze, kde by razantní brzdění klasickými podvozkovými brzdami vedlo ke smyku. Přesto pro certifikaci letounu je požadováno, aby mohl bezpečně přistát i bez použití reverzu.

Při použití obracečů tahu jsou na ně kladeny tyto požadavky

• dosažení max. záporného tahu odpovídajícímu až 40% tahu s kladným směrem vektoru rychlosti vytékajících plynů. Menší tah je dán skutečností, že plyny se u proudových motorů nevychylují úplně dopředu, ale obvykle jen o 135°.
• minimální hmotnost a co možná nejjednodušší a nejspolehlivější konstrukce
• možnost takřka okamžité změny záporného tahu na kladný během 1-2 sekund
• udržení předem zvoleného režimu práce motoru
• stabilita letu nesmí být porušena a nesmí dojít k ohřívání částí letounu vystupujícími plyny
• aktivace reverzu po přistání je doprovázena náhlým nárůstem hluku. Je snaha tento nárůst maximálně snížit

Otočení proudu plynu se provádí v zásadě dvěma způsoby:

• mechanicky, prostřednictvím obracečů, které
  • jsou umístěny před tryskou. Jde o dvě "lžíce", které jsou při normálním tahu součástí vzduchového kanálu motoru. Při reversování se "lžíce" otočí vzad, čímž uzavřou vzduchový kanál a otevřou boční výstupy vzduchu. Kaskádové prstence pak směrují plyny vpřed.
    
  • jsou umístěny za výstupní tryskou. V zavřené pozici jsou buď součástí trysky nebo ji obepínají. Při aktivaci se vyklopí za motor. Tyto první dvě metody otáčí jak studený, tak i horký proud vzduchu z jádra motoru, což klade vyšší nároky na žáruvzdornost a celkovou robustnost deflektorů.
    
  • používají natáčivé lopatky, které odklánějí proud plynů na mříž, čímž vzniká záporný tah.
    
  • klapkami uzavřou výstupní kanál vnějšího studeného proudu a otevřou mříž, která vyvodí záporný tah. Mříž je při normálním letu zevnitř kryta klapkami, z vnějšku je aerodynamicky zakryta odsouvatelnou zadní částí motorové gondoly. Tato metoda se používá u dvouproudových motorů s velkým obtokovým poměrem, odklání pouze studený proud, protože ten tvoří hlavní tah. Je zřejmé, že komponenty takového systému nejsou vystaveny takovým teplotám a tlakům, tudíž se konstruují z hliníku a kompozitních materiálů.
    
  • u vrtulových motorů se obrácení tahu provede jednoduchou změnou úhlu náběru vrtulových listů.
• aeromechanicky. Plyny jsou v důsledku působení dalšího proudu plynů ze středního tělesa naváděny na profilované prstence, na kterých dochází k jejich obrácení
  

Použití za letu

Použití reversu za letu v zájmu zvýšení manévrovacích schopností bylo poprvé navrženo ze strany US Navy. Námořní letectvo si slibovalo, že by se tím vyřešil problém pomalé akcelerace a decelerace otáček motoru během riskantního manévru přistávání na letadlové lodi. NASA tuto myšlenku převzala a na upraveném F-94C Starfire provedla sérii letových zkoušek. Testy reversace za letu poté pokračovaly u US Air Force, FAA a u výrobců letadel a to na typech F-104, CV-990 a DC-8. Výzkum pokračoval do poloviny 70. let a prokázal, že reversování za letu lze použít k extrémně rychlému klesání.

Přesto u většiny letounů je možnost použití reversu za letu blokovaná. Jejich aktivace za letu vedla ke katastrofě minimálně dvou dopravních letadel - B767-300 (26. 5. 1991) a Fokker 1000 (31. 10. 1996). Pozdní aktivace reverzu u B737 možná zapříčinila přejetí mokré dráhy na letišti v Chicagu 8. 12. 2005. Na druhé straně jsou zde ale vyjímky, u kterých je revers ve vzduchu povolen, přestože se jedná většinou jen o vrtulové stroje. Je to například ATR-72. Potom větší dopravní letoun Hawker-Siddeley Trident, přestože se to u něj příliš nepoužívalo, dokázal s reverzem klesat 3000 metrů za minutu. Asi jediným moderním proudovým letounem s možností reverzovat za letu je C-17A. Obrácením tahu u všech čtyř motorů dosahuje extrémního klesání 4500 metrů za minutu. Speciální případ potom tvoří NASA Shuttle Training Aircraft (STA) - upravený Gulfstream II, používaný k výcviku posádek raketoplánu.

Revers na volnoběh

Při mnoha přistáních je použit "reverz na volnoběh", kdy motor běží na minimální otáčky, ale reverz je aktivován. Reverzní deflektory pak působí jako aerodynamická brzda a k tomu obracejí zbytkový tah směrem proti pohybu letounu. "Reverz na volnoběh" šetří palivo, šetří motory a snižuje hlučnost.

Nebezpeční nasátí vlastních spalin

V souvislosti s reverzem se naskýtá otázka, proč při jeho použití motor nezhasne hlavně díky nasátí vlastních spalin. Předpokládáme-li, že konstrukčně je obraceč vhodně navržen a aerodynamika uvnitř motoru není zásadně porušena, pak jsou podle mě důvody pro nezhasnutí tyto:

• proud spalin se obvykle neotáčí úplně o 180° dopředu, ale často spíše jen mírně vpřed.
• motor při reverzním tahu nepracuje na maximálním režimu, rozdíl tlaku na vstupu (průtok vzduchu a rychlost sání) není tak velký, aby bezpodmínečně bral i spaliny.
• pokud je reverz použit při brždění (tedy s nějakou dopřednou rychlostí), nasání spalin nehrozí, protože jsou strženy proudem vzduchu kolem stále se pohybujícího letadla. U moderních dopravních letadel se revers deaktivuje po poklesu rychlosti pod cca 115 km/h.
• ovšem co je nejdůležitější, především u dopravních letadel s dvouproudovými motory je obracen pouze vnější studený proud vzduchu (ten, který je urychlen dmychadlem, neprochází jádrem motoru a není v něm spalováno palivo). Takže i kdyby se vytvořila "vzduchová smyčka", při které by výstupní proud byl zpětně nasán dopředu, zahlcení motoru spalinami by teoreticky nemuselo nastat.

Problém by mohl nastat snad jen při delším spuštění reverzu při nulové rychlosti letadla - okolí motoru by se nasytilo spalinami a mohlo by dojít k přehřívání a zastavení. Nicméně zase záleží na konstrukci - pokud je obracen jen vnější studený proud vzduchu, problém prakticky nemůže nastat. Pokud jsou obraceny i spaliny, nastupují speciální konstrukční řešení - viz další odstavec.

Extrémní případ, kdy by hrozila nestabilní činnost motoru až zástava jsou třeba V/STOL letouny Harrier a JSF. Nejde sice o obraceče tahu, ale problém je podobný. V tomto případě spaliny vystupují přímo pod letoun a přesto motor dokáže fungovat. Jedno z řešení je tady použití speciálních trysek, které pod letounem vytvoří jakousi vzduchovou clonu, oddělující vzduch, který může být nasán do motoru, od spalin.

Obraceče tahu u nadzvukových letounů

Prvním letounem na světě, který byl vybaven jak přídavným spalováním, tak i obracečem tahu, byl švédský bojový letoun Saab JA-37 Viggen (první vzlet v roce 1967). Jeho motor RM8B má maximální tah 72.1kN, s přídavným spalováním 125.0kN, reverzní tah je 34.3kN. Dojezd s obracečem je 450 metrů. Motor RM8B je ve Švédsku licenčně vyráběný americký motor JT8D z dopravních letounů DC-9 a Boeing 727, dovybavený o přídavné spalování. O dva roky později vzlétl prototyp nadzvukového dopravního letounu Concorde, také s obraceči tahu. Zatím posledním sériovým letounem s přídavným spalováním i reversem je evropský stíhací bombardér Panavia Tornado s prvním vzletem v roce 1974. Ještě zmíním pokusný americký letoun F-15S/MTD, který byl v letech 1988-1991 testován s motory, vybavenými přídavným spalováním, obracečem i vektorováním tahu. Délku přistání se povedlo zkrátit na 500 metrů, v manévrovém boji by byl revers použit k rapidní deceleraci.

Mřížový revers u dvouproudového motoru letounu C-17


Reversory u Concorde. Otáčejí se o 90° vzad.


DC-9


Fokker 70


Reverzní deflektory vysunuté do poloviny na motoru letounu Tornado


F-94C

Poslední aktualizace: 27. 9. 2006