Technické divy světa: Letadlová loď Illustrious

S Richardem Hammondem – tentokráte na palubě britské letadlové lodi. Americký dokumentární cyklus

Litujeme, ale video není dostupné

Litujeme, ale video není dostupné

Letadlová loď Illustrious patřící Královskému námořnictvu slouží jako plovoucí základna pro stíhací letouny Harrier a vrtulníky Merlin. Udržet něco tak obrovského v neustálé bojové pohotovosti není vůbec snadné. Vlajkovou loď provází do boje skupina torpédoborců, fregat a zásobovacích plavidel. Jejím hlavním úkolem je poskytovat zázemí letadlům útočícím na cíle vzdálené stovky kilometrů za obzorem. Veškerý chod zajišťuje posádka čítající více než tisícovku mužů a žen.

Hladká plavba

V podpalubí se letadlová loď od zbytku flotily příliš neliší. Plní však speciální roli. Musí být neustále připravena zabezpečit hladký vzlet a přistání stíhaček. Proto musí být letová paluba v horizontální poloze. To může být vážný problém nejenom na rozbouřených vlnách. Pokud se totiž tato plocha od vodorovné osy vychýlí o více než pět stupňů, nevzlétne z ní vůbec nic. Hladkou plavbu zajišťují 4 aktivní stabilizátory, dva na přídi a dva na zádi. A tady musíme zmínit první technickou inspiraci. Gyroskopický efekt byl nevědomky uplatněn u prvních bumerangů před 25 tisíci lety. Jejich použití je však dnes mnohem širší. Bumerang se vrací pouze tehdy, když má profil křídla. Kdyby bumerang neměl aerodynamický tvar, otáčel by se kolem svislé osy a letěl by přímo. A pak je tu gyroskopický jev. Jeho zásluhou udržuje bumerang stabilní a přesnou dráhu i na dlouhé vzdálenosti. Čím rychleji se otáčí, tím více se tento efekt projevuje. Proto ho domorodci původně používali k lovu.

Když dokážeme rozdíl v pohybu mezi gyroskopem a lodí změřit, můžeme ho průběžně vyrovnávat. Námořní kompasový systém má dva oddělené disky. Jeden ve svislé a druhý ve vodorovné ose. Rotují rychlostí více než 11 tisíc otáček za minutu. Elektronika měří náklon, sklon a kurs lodi. Informace o pohybech lodi jsou předávány přímo stabilizátorům. Ty průběžně upravují svou polohu tak, aby trup hladce prořezával vlny. Pradávná lovecká zbraň tak přispěla k tomu, že letová paluba zůstává ve stabilní poloze a stroje mohou vzlétnout prakticky kdykoliv.

Hydraulická baterka

Část strojů stojí v hangárech na nižších palubách, ale i tak musí být okamžitě k dispozici. K tomu slouží dva mohutné výtahy, jeden na zádi a druhý na přídi. Každý má nosnost více než 80 tun a do výšky tří poschodí vyjede za 36 sekund. Rychlost hraje v tomto případě zásadní roli. Pokud vstoupíte do ozbrojeného konfliktu, potřebujete dostat letadla do vzduchu co nejdříve. Výtahy s hydraulickým pohonem mají sice velký výkon, ale bývají docela pomalé. Řešení přinesly hydraulické akumulátory. Zvyšují tlak uvnitř hydraulického systému a tím podstatně navyšují jeho výkon. Díky nim jezdí zdviže spolehlivě a rychle. Vynalezl je v 19. století inženýr William George Armstrong. Známý výrobce zbraní mimo jiné vyvíjel i jeřáby pracující na vodní pohon. Tlak v potrubí však v té době silně kolísal. Armstrong proto přišel s nápadem, jak dosáhnout požadované stability. Jeho akumulátory využívá i Tower Bridge, londýnský most z druhé poloviny 19. století.

Tehdy se ve východní části Londýna začala rozmáhat průmyslová výstavba, která si vynutila další spojení mezi oběma břehy. Do přístavu na horní Temži ovšem vplouvalo velké množství obchodních lodí. Jediným řešením byl tedy zvedací most. Ten totiž umožnil jak dopravu přes řeku, tak i přepravu po řece samotné. Každá z obou částí mostovky váží 1200 tun. Během prvního roku po otevření se obě mostní ramena zvedala 6000krát. To je každých 20 minut provozní doby. Potřebnou sílu jim k tomu dodal hydraulický akumulátor, v té době největší zařízení svého druhu. Původně jich bylo celkem šest a každý vážil sto tun. V akumulátoru se ukládá energie pro pozdější použití. Čím více jich systém obsahuje, tím rychleji může pracovat. Oba výtahy na letadlové lodi Illustrious mají čtyři taková zařízení o celkové kapacitě 172 barů. Jen pro představu: pneumatiky u auta se běžně hustí na hodnotu dvou barů. Oproti historickým kolosům zabírají současné akumulátory pouhý zlomek prostoru. A proto mají bojová letadla dostatek místa.

Dobrá voda

Bezproblémové fungování ohromně složitého kolosu vyžaduje zajištění nenápadných, ale neméně důležitých požadavků. Například zásobování vodou. Illustrious spotřebuje nesmírné množství sladké vody. Používá se hlavně k očistě letounů a k udržování dokonalé bojové připravenosti. Denně jí tam proteče na dvě stě tisíc litrů. Kapacita nádrží ale vystačí na pouhé dva dny. Potřeba čisté vody spojuje letadlovou loď s výpravami do vesmíru. Posádky prvních letů Gemini a Apollo si vezly zásoby vody ze Země. U dlouhotrvajících výprav však něco takového nebylo možné. Řešení poskytla takzvaná reverzní osmóza. Jde o čisticí proces umožňující výrobu pitné vody. Na počátku stálo pochopení principu účinků osmotického tlaku. Osmóza neboli pronikání vody přes membránu, má klíčový význam pro život na Zemi. Rostlinám umožňuje natahovat vláhu kořenovými systémy a všem organismům udržovat buněčnou strukturu. Rozpouštědlo s nižší koncentrací iontů bude vždy proudit do nasycenějšího roztoku. Například ze sladké vody do slané. Molekuly budou pronikat na druhou stranu, dokud se koncentrace nevyrovnají.

V 60. letech minulého století dostali američtí vědci za úkol najít způsob, jak ze slané vody vyrábět sladkou. Do té doby se dala čerstvá voda uměle získat pouze drahou destilací. Potom však vědci na Kalifornské univerzitě objevili nové a mnohem levnější řešení. Uvědomili si, že ve vodném roztoku jsou molekuly vody mnohem menší než soli, bakterie nebo viry. Vyrobili proto membrány s mikroskopickými otvory. Pokud takovým „sítem“ protlačíte nějaký roztok, teoreticky by měla na druhou stranu „protéct“ pouze čistá voda. Byl tu však jeden problém. Osmóza. Voda automaticky proudí do nasycenějšího roztoku a nikoliv obráceně. Kalifornští vědci proto navrhli přesný opak, reverzní osmózu. Tedy takový proces, při kterém se pomocí vnějšího tlaku změní směr přirozeného proudění. Vývoj použitelného systému byl pro NASA složitější než samotné přistání na Měsíci. Dnes se používá třeba na Mezinárodní vesmírné stanici nebo na Illustrious.

Rozsévání střel

Před případným ohrožením chrání letadlovou loď obranný deštník. Vnější pásmo střeží stíhací letouny. Pokud by útok nezlikvidovaly, doprovodné lodě vypálí protiraketové střely. Pak přijdou na řadu světlice a další klamné cíle. Poslední linii obrany zajišťuje automatický zbraňový systém Goalkeeper. Dokáže sledovat až 30 cílů a ty pak ničí rotačním kanónem ráže 30 milimetrů. Na lodi mají celkem tři a poskytují ochranu v rozsahu 360 stupňů. U počátků této smrtící zbraně přitom překvapivě stál secí stroj. Jednoduché dávkovací zařízení bylo napojené na kola. A pokaždé, když se váleček pootočil o 60 stupňů, odměřil přesnou dávku osiva. Secí stroje do poloviny 19. století proměnily zemědělství v Americe. Richard Jordan Gatling k nim přidal převodovku a vydělal jmění. Ale tím se neproslavil. O 18 let později, během občanské války, totiž vymyslel a sestrojil zbraň, která změnila dějiny. Nechal se inspirovat výsevným válečkem, pouze nahradil obilná zrna kulkami. Gatling se tak stal otcem kulometu, moderní a nesmírně účinné poloautomatické zbraně.

Úspěch Gatlingova kulometu spočíval v jednoduchosti jeho mechanického principu. Otáčením kliky se závěry posunují dopředu, svazek hlavní rotuje a při každé desetině otáčky vystřelí. Každá hlaveň má svůj uzávěr, který vsune náboj do komory. Na druhé straně vypadne prázdná nábojnice na podlahu a do hlavně se vsune další. Pokud byl střelec v dobré kondici, stihl i 400 ran za minutu. Ale obsluha těžkého mechanismu byla fyzicky náročná. Obvyklý průměr byl tak 200 ran, při delším boji i méně. Kanónový systém Goalkeeper je nejmodernější verzí Gatlingova kulometu. Má sice odlišné parametry, ale princip svazku rotujících hlavní se dodnes nezměnil. Dokáže pálit rychlostí 4200 ran za minutu, tedy 70 ran za sekundu. Počítače a naváděcí systém vyberou cíl, lokalizují ho a pak mu zasadí drtivý úder. Kanón vystřeluje projektily trojnásobkem rychlosti zvuku. Cíle ničí ve vzdálenosti do dvou kilometrů pouhou sekundu či dvě před dopadem.

Neviditelná loď

Služba v operačním sále nepřetržitě sleduje monitory radarů. Každý blikající bod na obrazovce přitom může znamenat možné ohrožení. Existuje však nebezpečí, které ani špičkové obranné systémy nemusejí odhalit včas. Jde o magnetické miny. Byly to silné nálože, které během druhé světové války shazovali Němci v mělkých vodách. Jejich zákeřnost spočívala v tom, že nepotřebovaly kontakt s lodí. Explozi vyvolala pouhá změna v okolním magnetickém poli. Tu obvykle způsobovaly kovové trupy lodí proplouvajících nad nimi. Než mohli námořní experti najít způsob obrany, museli nejprve zjistit, jak nálože fungují. Nakonec se na ně usmálo štěstí. Svědci zahlédli minu snášející se na padáku do Temže. Za odlivu se ji jeden z důstojníků vybavený narychlo sestavenými nemagnetickými nástroji vydal zneškodnit. Akce byla úspěšná a zařízení bylo odesláno na podrobnou analýzu. Druhého dne byla záhada rozluštěna. Inspirace pro způsob obrany přitom přišla ze zcela nečekaného směru.

Roku 1937 vyvinul Joseph Poliakoff přístroj na pomoc nedoslýchavým: první naslouchadlo s indukční smyčkou. Princip je založen na vztahu mezi elektřinou a magnetismem. Mikrofon převádí zvuk na elektrický proud, ten prochází cívkou a vytváří kolem ní magnetické pole. Tak vzniká indukční smyčka. „Přijímací“ cívka umístěná do tohoto pole ho transformuje zpět na elektrický proud. Člověk, který se pohybuje v dosahu magnetického pole a má naslouchadlo, tak po zesílení slyší původní zvuk. Obdobný princip umožňuje celé lodi zmizet z dosahu snímačů magnetických min. Všechny kovové lodě mají přirozený magnetický podpis, který se dá změřit. Poté je do cívek uvnitř trupu puštěn proud, který vytvoří pole opačné orientace. Tím se přirozené charakteristiky plavidla vyruší. Díky tomu může letadlová loď Illustrious zůstat klíčovou součástí flotily. Světovým mořím by ovšem nevládla nebýt bumerangu, londýnského mostu, naslouchadla, secího stroje a výprav do vesmíru.