Bilet kosztował fortunę, a w środku było ciasno. Mimo to każdy marzył o locie Concorde’em

Spis treści:

1. Wielka kooperacja
2. Wyzwania aerodynamiki i termodynamiki
3. System napędowy
4. Ruchomy nos
5. Nie tylko prędkość, ale i luksus
6. Katastrofa lotu Air France 4590

Wycofanie Concorde’a ze służby stanowi jedyny przypadek, gdy transport pasażerski cofnął się pod względem technologicznym. Ta niesamowita maszyna pozostawiła w lotnictwie pustkę, której do dziś nie udało się zapełnić. Tym samym ten imponujący projekt do dziś pozostaje najpiękniejszym i najszybszym symbolem inżynieryjnego geniuszu.

Wielka kooperacja

Początki Concorde’a sięgają połowy lat 50. XX wieku – okresu, w którym optymizm powojennej inżynierii nie znał granic. W 1954 roku sir Arnold Hall, działając pod egidą Ministerstwa Zaopatrzenia, powołał komitet pod przewodnictwem inżyniera Moriena Morgana. Grupa, później znana jako STAC (Supersonic Transport Advisory Committee), miała za zadanie zbadać, czy budowa naddźwiękowego samolotu pasażerskiego może być realnym przedsięwzięciem. Pierwsze raporty były sceptyczne, wskazując na ogromne trudności z zasięgiem i lądowaniem przy wysokich prędkościach. W 1956 roku nastąpił jednak przełom – naukowcy z Royal Aircraft Establishment w Farnborough opracowali koncepcję „smukłej delty”.

Równolegle we Francji inżynierowie z Sud Aviation pracowali nad własnym projektem naddźwiękowca, znanym jako Super-Caravelle. W 1960 roku, gdy obie strony zdały sobie sprawę, że koszty rozwoju samodzielnego projektu będą astronomiczne, doszło do spotkania dyrektorów technicznych Sud Aviation i British Aircraft Corporation. Okazało się wówczas, że obie strony mają niemal identyczne wizje w kwestii aerodynamiki maszyny.

Na kanwie tego odkrycia, 29 listopada 1962 roku podpisane zostało porozumienie między rządami Wielkiej Brytanii i Francji. Była to nietypowa umowa – sformułowana jako traktat międzynarodowy, nie posiadała klauzuli wyjścia, co zmuszało oba państwa do kontynuowania prac mimo rosnących lawinowo kosztów.

Wyzwania aerodynamiki i termodynamiki

Projektowanie maszyny osiągającej prędkość przelotową dwukrotnie przekraczającą prędkość dźwięku (Mach 2,02) wymagało od inżynierów odejścia od tradycyjnych schematów budowy płatowca. Głównym problemem nie była prędkość sama w sobie, a tarcie powietrza, które przy około 2000 km/godz. generowało ogromne ilości ciepła. Podczas lotu kadłub Concorde’a nagrzewał się do temperatury 127 stopni Celsjusza, co prowadziło do zjawiska rozszerzalności cieplnej. Maszyna wydłużała się o ok. 17–23 cm. Aby zapobiec przegrzaniu konstrukcji, zastosowano specjalny stop aluminium o wysokiej odporności termicznej, Hiduminium RR.58, i wysoce odblaskową białą farbę, która pomagała rozpraszać energię cieplną.

Kolejnym innowacyjnym rozwiązaniem było skrzydło typu ogival delta. Brak usterzenia poziomego oznaczał, że sterowanie maszyną w osi poprzecznej i podłużnej odbywało się za pomocą sterolotek na krawędzi spływu skrzydeł. W trakcie startu i lądowania, gdy maszyna nie osiągała wysokich prędkości, konieczne było utrzymanie dużego kąta natarcia. Tylko w ten sposób można było wygenerować odpowiednią siłę nośną. To z kolei doprowadziło do opracowania jednego z najbardziej rozpoznawalnych elementów samolotu – ruchomego nosa.

Parametry techniczne

Kluczowe parametry maszyn, które weszły do regularnej służby:

• długość całkowita – 61,66 m,
• rozpiętość skrzydeł – 25,6 m,
• wysokość – 12,2 m,
• maksymalna masa startowa – 185079 kg,
• prędkość przelotowa – Mach 2,02, co przekładało się na około 2158 km/godz.,
• prędkość maksymalna – Mach 2,04, czyli około 2179 km/godz.,
• pułap operacyjny – do 18300 m,
• pojemność pasażerska – 100 osób (w standardowej konfiguracji),
• zasięg maksymalny – 7222 km,
• całkowita pojemność zbiorników paliwa – 119500 l (95680 kg).

System napędowy

Sercem Concorde’a były cztery silniki Rolls-Royce/Snecma Olympus 593. Mówimy tu o cywilnym rozwinięciu konstrukcji napędzającej bombowiec strategiczny Vulcan. Były to jednostki turboodrzutowe o bardzo wysokiej sprawności cieplnej przy prędkościach naddźwiękowych, dochodzącej do 43–48%, co w tamtym czasie stanowiło światowy rekord. Kluczem do osiągnięcia takich wyników był skomplikowany system regulowanych wlotów powietrza.

Przy prędkościach Mach 2, wpadające do silnika powietrze musiało zostać spowolnione do prędkości poddźwiękowej (ok. Mach 0,5) na dystansie zaledwie kilku metrów. Odpowiadał za to układ ruchomych klap wewnątrz wlotów, kontrolowany przez zaawansowane jednostki AICU. Były to jedne z pierwszych systemów cyfrowego sterowania, które znalazły zastosowanie w lotnictwie cywilnym. Konstrukcja ta wykorzystywała fale uderzeniowe do sprężania powietrza jeszcze przed jego wejściem do sprężarki silnika, co znacząco zwiększało efektywność.

Każdy z potężnych silników osiągał ciąg startowy (z dopalaniem) na poziomie 38050 lbf. Przy wykorzystaniu pełnej mocy zużycie paliwa sięgało 22500 kg/godz.

Ruchomy nos

Charakterystyczny nos Concorde’a był rozwiązaniem czysto praktycznym, wynikającym z wysokiego kąta natarcia wymaganego przez skrzydło delta przy niskich prędkościach. Gdyby element ten pozostał nieruchomy, jak w tradycyjnych maszynach, podczas lądowania piloci nie widzieliby pasa startowego, a jedynie poszycie samolotu. Żeby temu zapobiec, inżynierowie z zakładów Marshall of Cambridge opracowali mechanizm, który pozwalał na opuszczenie całej przedniej sekcji kadłuba.

Mechanizm ten mógł działać w czterech głównych konfiguracjach:

• nos w górze, wizjer w górze – używany podczas lotu naddźwiękowego. Wizjer, wykonany ze szkła odpornego na wysokie temperatury, chronił główne szyby kokpitu przed nagrzewaniem kinetycznym i redukował opory powietrza;
• nos w górze, wizjer opuszczony – rzadko używany w locie, głównie podczas czyszczenia szyb na ziemi lub w trakcie kołowania przy dobrej widoczności;
• nos opuszczony o 5 stopni – konfiguracja do kołowania, startu i początkowego wznoszenia. Zapewniała wystarczającą widoczność przy zachowaniu akceptowalnych parametrów aerodynamicznych;
• nos opuszczony o 12,5 stopnia – maksymalne wychylenie stosowane wyłącznie podczas podejścia do lądowania i lądowania, gwarantujące pełny wgląd w otoczenie lotniska.

Nie tylko prędkość, ale i luksus

Pierwszy lot odbył się 2 marca 1969 roku. Latanie Concorde’em miało niewiele wspólnego ze zwykłą podróżą. Wysokie ceny biletów przyciągały przede wszystkim możnych tego świata – prezesów korporacji, gwiazdy kina i estrady. Warto jednak wspomnieć, że wnętrze samolotu nie ociekało bizantyjskim przepychem. Można wręcz powiedzieć, że było zaskakująco minimalistyczne, a do tego – kameralne. Kabina pasażerska przypominała wnętrze luksusowego, ale wąskiego odrzutowca biznesowego, z układem foteli 2+2.

Pasażerowie Concorde’a mogli liczyć na serwis na poziomie pięciogwiazdkowej restauracji. Jednak to nie jedzenie było główną atrakcją. Największe emocje budził cyfrowy wskaźnik prędkości na ścianie kabiny i widok z okien na wysokości 18000 m, skąd dało się dostrzec krzywiznę Ziemi i głęboki granat nieba graniczącego z kosmosem.

Katastrofa lotu Air France 4590

Przez 24 lata Concorde miał reputację najbezpieczniejszego samolotu pasażerskiego na świecie. Status ten legł w gruzach 25 lipca 2000 roku, pod Paryżem. Feralnego dnia maszyna Air France (F-BTSC) wystartowała jako lot czarterowy z niemieckimi turystami udającymi się do Nowego Jorku.

Podczas rozbiegu na pasie 26R lotniska Charles de Gaulle, przy prędkości około 325 km/godz., samolot najechał na niewielki metalowy element (listwę uszczelniającą silnika), który odpadł od startującego pięć minut wcześniej DC-10 linii Continental Airlines. Rozerwana opona wyrzuciła potężny fragment gumy, który uderzył w spód lewego skrzydła. Chociaż nie przebił on poszycia, wywołał falę uderzeniową wewnątrz pełnego zbiornika paliwa nr 5, co doprowadziło do jego pęknięcia od środka na skutek zjawiska hydrodynamicznego skoku ciśnienia.

Wyciekające paliwo zapaliło się natychmiast, prawdopodobnie od łuku elektrycznego w luku podwozia lub kontaktu z gorącymi gazami wylotowymi silników. Jednostki 1 i 2 zassały ogień i dym, a to doprowadziło do gwałtownego spadku ciągu. Po 90 sekundach od startu Concorde runął na hotel w Gonesse. Zginęło 113 osób.

Koniec służby

W 2003 roku linie British Airways i Air France zdecydowały się wycofać tę imponującą maszynę ze służby. Powód był prozaiczny – chodziło o pieniądze. Po paryskiej katastrofie zainteresowanie lotami naddźwiękowymi spadło. Koszty eksploatacji Concorde’a znacząco przewyższały kwoty, jakie trzeba było wydawać na obsługę i utrzymanie tradycyjnych maszyn. Rachunek był więc prosty. Nie bez znaczenia była też krytyka za zanieczyszczenie środowiska i hałas, jaki samolot generował podczas startu i lądowania.

Ostateczny cios zadał Airbus. W 2003 roku firma poinformowała o zaprzestaniu wsparcia technicznego dla floty Concorde.

Nasz autor

Artur Białek

Współpracownik National-Geographic.pl. Wcześniej związany m.in. z redakcjami regionalnymi, technologicznymi i motoryzacyjnymi. Pisał dla tytułów takich jak: „Kulisy Powiatu”, „AndroidNow” (gdzie pełnił także funkcję redaktora naczelnego) i „Bezpieczna Podróż”. Z wykształcenia jest ekonomistą, ale bardziej z przypadku niż zamiłowania. Jego największą pasją są podróże, zwłaszcza do miejsc wysokich, stromych i skalistych. Niewiele brakuje mu do zdobycia Korony Gór Polski, ale jego ambicje sięgają dalej. Lepiej niż w otoczeniu betonu i wielkopłytowej zabudowy czuje się wśród drzew i gór, które są jego największą miłością (zaraz obok ekosystemów leśnych), a obiektyw jego aparatu woli architekturę zabytkową niż nowoczesną. Najbardziej interesuje go historia współczesna, jako ta najlepiej poznana i pozostawiająca najmniej znaków zapytania. Wszystkie zwierzęta uważa za równorzędnych mieszkańców Ziemi. Zgodnie ze swoimi zainteresowaniami, w „National-Geographic.pl” pisze przede wszystkim o przyrodzie i historii. Zagorzały przeciwnik betonozy. Prywatnie opiekun dwóch wspaniałych gryzoni.