Unul dintre cele mai impresionante avioane fabricate de catre omenire este fara indoiala Concorde. O minune a tehnologiei ramasa fara concurenta si fara sansa de a evolua spre noi modele care sa-i asigure un viitor cert. Concorde era un succes tehnologic nascut din cooperarea franco-britanica dar totodata s-a dovedit a fi un dezastru economic ce aduce pierderi substantiale.
Avionul supersonic Concorde
Avionul s-a nascut dintr-un acord incheiat intre Franta si Marea Britanie prin care se prevedea ca Aérospatiale (Franta) si BAC Concorde (Marea Britanie) sa fabrice un aparat de zbor supersonic capabil sa transporte pe rute lungi aproximativ 100 de pasageri. In acest contract britanicii au solicitat o clauza care impunea penalitati importante partii care se retragea din proiect. Tratatul a fost semnat in 28 noiembrie 1962 iar constructia primului avion a inceput in anul 1965.
Spre sfarsitul anilor ’50 principalele puteri economice ale lumii au inceput sa se orienteze catre zborurile de pasageri supersonice. Statele Unite ale Americii, Marea Britanie, Franta si Rusia au inceput dezvoltarea unor avioane care sa fie capabile sa strabata distante lungi la viteze mai mari decat viteza sunetului (343ms, 1.236km/h).
Primul exemplar, denumit 001, a fost fabricat la Toulouse iar in data de 2 martie 1969 efectua primul zbor pilotat de Andre Turcat. Cateva luni mai tarziu, la 1 octombrie in acelasi an, avionul depasea viteza sunetului. Primul Concorde construit in Marea Britanie (002) a zburat pentru prima data in 9 aprilie 1969 pilotat de Brian Trubshaw. Acelasi avion a pornit in 2 iunie 1972 intr-un tur prin Orientul Mijlociu si Asia pentru ca in 1973 sa faca prima vizita pe pamant american.
In total au fost construite 20de aparate, costurile cercetarii si dezvoltarii reprezentand o pierdere economica destul de importanta care a fost suportata de guvernele celor doua state.
Companiile aeriene Air France si British Airways au primit subventii pentru achizitionarea acestor tipuri de aparate.
Greutatile financiare globale declansate odata cu atentatele de la 9 septembrie din Statele Unite si singurul accident care a implicat un avion Concorde (25 iulie 2000) au pus capat visului omenirii de a utiliza avioane supersonice de pasageri. Cursele comerciale cu avioane Concorde au incetat in 24 octombrie 2003 iar ultimul zbor a fost efectuat in data de 26 noiembrie a aceluiasi an.
Concorde era un aparat cu aripile în forma literei delta (sau “ogivă”) cu patru motoare Olympus bazate pe cele dezvoltate iniţial pentru bombardierul strategic Avro Vulcan. Motoarele au fost construite în cooperare de către Rolls-Royce şi SNECMA. Concorde a fost primul avion civil cu circuite de comandă a zborului complet electrice (Fly by wire).
Acestea şi alte caracteristici îi permiteau avionului Concorde să atingă o viteză medie de croazieră de 2,02 Mach (circa 2.140 km/h sau 1.330 mph) cu o altitudine maximă de zbor de 18.300 metri, peste dublul vitezei avioanelor convenţionale. Viteza de aterizare era relativ ridicată: 298 km/h.
O mare problemă de proiectare şi construcţie a motoarelor survenea din faptul că avionul zbura atât la viteze subsonice cât şi supersonice, în timp ce viteza aerului ce trecea prin motor trebuia să fie inferioară celei a sunetului, chiar şi la viteză supersonică. Soluţia constructivă cuprindea o pereche de rampe de admisie şi o serie de voleţi a căror poziţie era modificată în timpul zborului pentru a le închide sau deschide.
Rampele erau situate în faţa compartimentului motor.
La decolare, când motorul era în plină sarcină, secţiunea rampelor era deschisă la maxim şi un volet suplimentar se deschidea pentru a permite admisia unui flux de aer maxim. Când aparatul se apropia de viteza de 0,7 Mach, acest volet suplimentar era închis; la 1,3 Mach secţiunea rampei de admisie începea să fie obturată pentru a devia fluxul de aer pentru presurizarea cabinei şi răcirea carcasei motorului. La viteza 2,0 Mach jumătate din secţiunea rampelor de admisie era obturată. Efectul lor era dublu: comprimau şi încălzeau aerul ce ajungea la motor.
Concorde – video
Avionul folosea postcombustia doar la decolare şi la trecerea în regimul supersonic. Motoarele erau capabile să atingă viteza 2 Mach şi fără postcombustie, dar în practică s-a descoperit că avionul consuma mult mai mult combustibil în perioada trans-sonică, chiar dacă postcombustia este relativ ineficientă. Deoarece motoarele cu reacţie nu sunt deloc eficiente la viteze mici, Concorde mergea pe pistă folosind doar două motoare pornite. Chiar si in aceste conditii pentru simpla rulare din momentul aterizarii catre terminal facea ca necesarul de combustibil sa fie de doua tone.
Frecarea aparatului cu aerul la viteze supersonice a fost un alt obstacol ce a trebuit trecut de inginerii francezi si britanici.
Inginerii au folosit duraluminiul (un aliaj de aluminiu) pentru întreg avionul, datorită costului redus şi uşurinţa în prelucrare. Temperatura maximă suportată de aluminiu de-a lungul vieţii avionului era de 127 °C, limitând viteza maximă la 2,02 Mach.
În timpul zborului, Concorde trecea prin două cicluri de încălzire şi răcire, mai întâi răcindu-se pe masură ce creştea altitudinea apoi se încălzea în timpul zborului supersonic. Reversul se întâmpla la coborâre şi încetinire. Datorită căldurii generată de comprimarea aerului în regimul supersonic, fuzelajului avionului Concorde se dilata cu circa 300 de mm, efectul vizibil al acestui fapt era un spaţiu liber ce apărea în cabina piloţilor între pupitrul inginerului de zbor şi perete. La toate avioanele care au fost retrase, inginerii de zbor şi-au pus şepcile în acel spaţiu înainte de a se răci, unde au rămas până azi.
Pentru a răci cabina, se folosea combustibilul ca schimbător de căldură. În acelaşi fel era răcit şi fluidul hidraulic. În timpul zborului supersonic, ferestrele cabinei se încălzeau puternic.
Concorde folosea un sistem anti-blocaj, un ABS special, ce prevenea blocarea roţilor în cazul aplicarii unei forţe de frânare maxime, permiţând decelerare şi control maxime în timpul frânării, mai ales în condiţii de ploaie.
Discurile de frână erau fabricate din ceramică şi era nevoie de 1600 de m pentru a opri avionul de 185 tone de la viteza de 305 km/h.
Discurile se încălzeau în timpul manevrei de frânare la temperaturi cuprinse între 300 °C şi 500 °C, având nevoie de câteva ore pentru a se răci, fiind montate ventilatoare care grăbeau răcirea acestora. O sondă de temperatură era montată pe fiecare disc pentru a monitoriza temperaturile discurilor de frânare.
O altă problemă întâmpinată în timpul proiectării a fost trenul de aterizare. Acesta trebuia să fie destul de rezistent datorită sarcinilor excepţionale la care era supus avionul în timpul decolării. Fiecare tren principal avea patru roţi. Pneurile erau umflate cu azot pentru a limita încălzirea excesivă. După incidentul din 1979, din Washington, a fost montat un sistem de detecţie a presiunii în pneuri iar orice semnal de alarmă al sistemului necesită reîntoarcerea din drum a avionului pentru verificări.
La scurt timp după lansarea avionului Concorde, a fost proiectat modelul Concorde „B” cu o capacitate de combustibil uşor mărită, cu aripi mărite prevăzute cu voleţi la bordul de atac pentru îmbunătăţirea performanţelor aerodinamice la toate vitezele şi motoare mai puternice cu atenuatoare de zgomot şi fără sistem de postcombustie. Rezultatul era o autonomie mărită cu 500 de km la o sarcină utilă mai mare şi deschiderea de noi rute comerciale. Proiectul a fost anulat datorită vânzărilor slabe ale primului model Concorde.
Zburând la altitudine dublă faţă de a unui avion convenţional, prin ferestre se putea observa distinct curbura Pământului iar turbulenţele erau rare. În timpul zborului supersonic, deşi temperatura exterioară era de -60 °C, comprimarea aerului încălzea învelişul exterior din faţa avionului la circa +120 °C, făcând ca ferestrele să fie calde la atingere şi provocând o creştere notabilă a temperaturei ambiente de-a lungul cabinei.
Concorde era singurul avion de pasageri din lume din care pilotii puteau sa vada soarele rasarind de la Apus. Viteza sa de deplasare atenua viteza de rotatie a pamantului.
Avionul Concorde zbura destul de rapid astfel încât greutatea pasagerilor se reducea temporar cu 1% când se zbura spre est. Acest lucru se datora forţei centrifuge rezultate din cumularea vitezei de deplasare şi cea de rotaţie a Pământului. Zburând spre vest, greutatea creştea cu 0,3%, deoarece anula rotaţia normală şi, o dată cu ea, forţa centrifugală normală şi o înlocuia cu o rotaţie mai mică în direcţia opusă. De asemenea, greutatea celor de la bord era redusă cu încă 0,6% datorită depărtării de centrul Pământului.
Viteza avionului Concorde o depăşea pe cea a crepusculului, putând să egaleze sau să depăşească viteza de rotaţie a pământului.
La zborurile spre vest, era posibilă sosirea la o ora locală mai devreme decât ora de plecare. Pe anumite zboruri transatlantice cu plecare din Heathrow sau Paris, puteai să decolezi chiar după apusul soarelui şi să îl ajungi din urmă, aterizând ziua. Acest lucru era bine mediatizat de British Airways, care folosea sloganul „Ajungi înainte să pleci.”
Pe 25 iulie 2000, zborul Air France 4590, înmatriculat F-BTSC se prăbuşeşte în Gonesse, Franţa, omorând toţi cei 100 de pasageri, 9 membrii ai echipajului şi 4 persoane la sol.
A fost singurul accident cu victime al acestui tip de avion. Potrivit anchetei oficiale condusă de Biroul de investigare al accidentelor din Franţa (BEA), accidentul a fost cauzat de o lamelă de titan, parte a unui invertor de putere , căzut de la avionul DC-10 al companiei Continental Airlines ce decolase cu circa 4 minute mai devreme. Acest fragment metalic a cauzat explozia unui cauciuc al trenului de aterizare stâng.
O bucată din cauciucul explodat a lovit rezervorul de combustibil şi a rupt un cablu electric.
Impactul a cauzat o undă de şoc hidrodinamică care a fisurat rezervorul în apropierea zonei de impact. Această fisură a provocat o pierdere masivă de combustibil care s-a aprins de la cablurile avariate care produceau scântei. Echipajul a oprit motorul numărul 2 în urma alarmei de incendiu, dar nu au putut să ridice terenul de aterizare, îngreunându-se ascensiunea aparatului. Rămas fără putere, avionul a intrat în picaj, prăbuşindu-se într-un hote din Gonesse.
Singurul accident Concorde
Pe 25 iulie 2000, zborul Air France 4590, înmatriculat F-BTSC se prăbuşeşte în Gonesse, Franţa, omorând toţi cei 100 de pasageri, 9 membrii ai echipajului şi 4 persoane la sol. A fost singurul accident cu victime al acestui tip de avion. Potrivit anchetei oficiale condusă de Biroul de investigare al accidentelor din Franţa (BEA), accidentul a fost cauzat de o lamelă de titan, parte a unui invertor de putere , căzut de la avionul DC-10 al companiei Continental Airlines ce decolase cu circa 4 minute mai devreme. Acest fragment metalic a cauzat explozia unui cauciuc al trenului de aterizare stâng. O bucată din cauciucul explodat a lovit rezervorul de combustibil şi a rupt un cablu electric. Impactul a cauzat o undă de şoc hidrodinamică care a fisurat rezervorul în apropierea zonei de impact. Această fisură a provocat o pierdere masivă de combustibil care s-a aprins de la cablurile avariate care produceau scântei. Echipajul a oprit motorul numărul 2 în urma alarmei de incendiu, dar nu au putut să ridice terenul de aterizare, îngreunându-se ascensiunea aparatului. Rămas fără putere, avionul a intrat în picaj, prăbuşindu-se într-un hotel din Gonesse.
Visul omenirii de a construi avioane de pasageri supersonice s-a incheiat odata cu retragerea din activitate de modelului Concorde. In prezent se cauta diverse solutii care sa scurteze zborurile transatlantice. Avioane suborbitale, subsonice sau pe baza de hidrogen lichid sunt deja in proiect insa in urmatorii 15 ani posibilitatea de a zbura la viteze supersonice o vor avea doar pilotii militari.
