První let letounu s ventilátory v křídlech
Významný krok v hybridním letectví učinil kanadský start-up Horizon Aircraft, když v květnu úspěšně zvládl let se svým demonstrátorem Cavorite X7 osazeným elektrickými ventilátory v křídlech.
Na rozdíl od mnoha eVTOL, které upřednostňují futuristický design s dominancí rotoru, využívá Cavorite X7 formu a funkci tradičního letadla. Odlišuje se schopností vzlétat a přistávat vertikálně pomocí 14 elektrických ventilátorů ukrytých v křídlech a jejich nosnících. Křídla disponují patentovaným posuvným mechanizmem, který se během vertikálního vzletu otevírá, aby odkryl ventilátory, a zavírá se, když letadlo přechází do dopředného letu.
Hybridní koncept s řadou výhod
Každé hlavní křídlo má šest ventilátorů, další dva jsou zabudovány v každém z předních křídel. Při startu a přistání jsou napájeny bateriemi, po vzletu převezme pohon zadní plynový turbínový motor, který tlačí letadlo vpřed a zároveň dobíjí bateriový systém. Dobíjení za letu mj. znamená, že stroj dorazí do cíle s plnou kapacitou baterií, což umožňuje rychlé časy obratu i pro krátké trasy, jako jsou letecké taxi, pohotovostní záchranné mise nebo služební cesty.
Hybridní konstrukce Cavorite X7 nabízí značnou provozní flexibilitu. S rozpětím křídel 15 m a trupem dlouhým 11,6 m může X7 přistát vertikálně na jakémkoli heliportu s klasifikací H1 až H3, na střechách nemocnic, palubách jachet, v lyžařských střediscích, a dokonce i na letadlových lodích. Jedinými požadavky jsou, aby plocha pro přistání a vzlet byla alespoň 1,5krát delší než celková délka letadla, a přistávací plocha unesla jeho hmotnost. V konvenčním režimu potřebuje stroj pro vzlet nebo přistání pouze krátkou ranvej (přibližně 305 m), díky tomu je srovnatelný s Cessnou 172, jedním z nejpoužívanějších letadel všeobecného letectví na světě.
Od většiny eVTOL se X7 odlišuje také užitečným zatížením, rychlostí a doletem. S maximální celkovou hmotností 2500 kg je určený pro přepravu 6 cestujících a pilota. Navržen byl pro praktické použití a krátké městské lety. Při vertikálním vzletu může unést až 680 kg, při použití ranveje dokonce až 815 kg.
Cestovní rychlost má být podle výrobce 463 km/h a dolet až 800 km s rezervou, což daleko převyšuje výkon mnoha konkurentů s elektrickými pohony, jako je např. Midnight eVTOL od firmy Archer Aviation, u něhož se očekává dolet kolem 160 km, nebo standardní S4 firmy Joby Aviation, s cestovní rychlostí 322 km/h a 240km doletem. Ačkoli Joby v roce 2023 dosáhl s jednorázovou vodíkovo-elektrickou variantou S4 dolet 841 km, tato technologie zatím není komerčně dostupná.
Konvenční letoun s vertikálním vztlakem
Rozhodnutí zabudovat ventilátory do křídel vychází ze snahy zachovat aerodynamickou účinnost a zároveň umožnit vertikální let. Brandon Robinson, generální ředitel a spoluzakladatel Horizon Aircraft, dobře ví jako bývalý pilot stíhačky F-18, že vrtulníky se nevznášejí donekonečna, ale rychle přecházejí do dopředného pohybu – což je i princip, jímž se řídila filozofie designu Cavorite X7.
Použití křídel pro vztlak při letu vpřed je výrazně energeticky úspornější než spoléhat se na ventilátory nebo rotory. Pro podporu kritické fáze přechodu z vertikálního do horizontálního letu se firma rozhodla pro křídla s dopředným šípem. Toto uspořádání zlepšuje ovladatelnost při nižších rychlostech a umožňuje lepší kontrolu při vyšších úhlech náběhu (AoA). U typických letadel je cokoli mezi 15° a 20° považováno za vysoké AoA – generuje větší vztlak, ale i větší odpor. Dopředu zahnutá křídla tento odpor zmírňují a zároveň zvyšují stabilitu během letu nízkou rychlostí, což je klíčová vlastnost eVTOLů.
Dalším pozoruhodným aspektem Cavorite X7 je jeho redundance. Systém ventilátoru v křídle je z bezpečnostních důvodů rozdělen na oddíly, přičemž každý ze 14 ventilátorů je elektricky, tepelně a mechanicky izolován. Při testech byl bezpilotní demonstrátor schopen vznášet se i s 30 % vypnutých ventilátorů. Tato úroveň odolnosti proti chybám je zvlášť důležitá pro aplikace městské letecké mobility, kde je nezbytná bezpečnost. Elektrické ventilátory mají také další výhodu v tom, že jsou tišší ve srovnání s tradičními rotory vrtulníků, což činí X7 vhodnějším pro provoz ve městech a snižuje jeho hlukovou stopu v obydlených oblastech.
Létá za každého počasí
Protože X7 funguje jako konvenční letadlo, výrobce usiluje o certifikaci nejen podle pravidel letu dle přístrojů (IFR), ale i pro vizuální let (VFR). To by mu umožnilo létat za všech povětrnostních podmínek, včetně námrazy, což je pro eVTOL vzácná schopnost. Pokud bude úspěšný, bude prvním ve své třídě, který nabídne takovou certifikaci, čímž se rozšíří jeho operační možnosti.
Schopnost nabíjet se ve vzduchu, operovat z heliportů nebo krátkých ranvejí a udržovat stabilní let i s částečným selháním ventilátoru, dělá z Cavorite X7 významného uchazeče v závodě o definování budoucnosti letecké mobility. A díky vertikálnímu vzletu a schopnosti provozu za každého počasí i silného kandidáta pro mise letecké záchranné služby.
Projekt Cavorite je ve vývoji již několik let. V raných fázích pracovala Horizon Aircraft na zmenšeném prototypu Cavorite X5 a zkoumala různé možnosti hybridního pohonu, včetně použití motoru poháněného benzínem a bateriovým systémem. Letadlo bylo od začátku účelově konstruováno pro výkon, efektivitu a spolehlivost. Zatímco aktuálně spoléhá Cavorite X7 na plynovou turbínu pro pohon a nabíjení baterií za letu, architektura stroje je připravena na budoucnost s vyvíjející se technologií baterií, kdy by s jejich rostoucí hustotou mohl X7 fungovat jako plně elektrický stroj, což by dále snížilo emise a náročnost údržby.
Josef Vališka
Foto: Horizon Aircraft





