Čtvrtý vyrobený prototyp L-39NG „7003“ zahájil únavové zkoušky ve VZLÚ
Společnost AERO Vodochody AEROSPACE na přelomu roku dokončila čtvrtý prototyp nového letounu L-39NG s výrobním číslem 7003, na kterém budou ve VZLÚ (Výzkumný a zkušební letecký ústav) v Praze-Letňanech probíhat pozemní únavové zkoušky v rámci společného projektu Aera Vodochody a VZLÚ, které experimentálně ověří a dále zpřesní výsledky předchozího aplikovaného výzkumu a vývoje na draku letounu. Na jejich základě pak bude možné upřesnit životnost draku nové generace letadla. První z experimentů, zkouška vodorovné ocasní plochy, začala již na konci ledna 2020.
„Experimentální ověření životnosti vodorovné ocasní plochy probíhá podle plánu. Nyní se nacházíme zhruba ve čtvrtině běhu zkoušky. V případě, že po dokončení únavové zkoušky nebudou vyvolány poruchy, bude po dohodě se zákazníkem navýšen počet zatěžovacích cyklů, zvýšena hladina zatěžování a zkouška bude pokračovat do vyvolání únavové poruchy. Stav zkušebního kusu se průběžně sleduje i s ohledem na následné provedení reziduální zkoušky“, dodává Jan Jironč, vedoucí únavové zkoušky VOP.
Samotný projekt „Průkaz trojnásobného zvýšení únavové životnosti draku letounu L-39NG“, který připravilo Aero ve spolupráci s Výzkumným a zkušebním leteckým ústavem, je podpořen Technologickou agenturou ČR v rámci programu TREND. Projekt získal podporu v celé požadované výši, tedy celkem 64 200 000 Kč. TREND je program Ministerstva průmyslu a obchodu, který si klade za cíl podpořit výzkum, experimentální vývoj a inovace z veřejných prostředků. Hlavním záměrem programu je zvýšení mezinárodní konkurenceschopnosti podniků, především rozšířením jejich trhů v zahraničí, pronikáním na trhy nové či posunem výše v globálních hodnotových řetězcích.
„Získání plné podpory v programu TREND je výsledkem efektivní a dlouhodobé spolupráce mezi VZLÚ a Aero Vodochody na vývoji L-39NG. Plánovaná životnost draku letadla by se tak oproti původním verzím měla prodloužit třikrát, což je výsledek, který je umožněn pokročilými konstrukčními, ale i materiálovými znalostmi vývojového týmu“, řekl ředitel divize Aviation Jan Kubata z Výzkumného a zkušebního leteckého ústavu.
Instalace trupu a křídla čtvrtého prototypu č. 7003 v prostorech Výzkumného a zkušebního leteckého ústavu v Praze-Letňanech. V pozadí je vidět druhý prototyp č. 7002, na kterém stále probíhají statické zkoušky pevnosti. Na dolním snímku je zachycena právě probíhající zkouška vodorovné ocasní plochy. (foto: VZLÚ, www.vzlu.cz)
Již v dubnu 2019 převzal Výzkumný a zkušební letecký ústav od AERA Vodochody drak druhého prototypu L-39NG výrobního čísla 7002 k vývojovým a certifikačním zkouškám. Letoun byl převezen do Letňan v několika sestavách (přední a střední část trupu, zadní část trupu s kýlovou plochou, křídlo, překryt kabiny), aby se zde podrobil statickým zkouškám draku. Během tohoto testovacího období, které je plánováno zhruba na rok, jsou postupně ve VZLÚ prováděny následující certifikační zkoušky:
- v sestavě kompletního draku v tzv. plovoucím stavu jsou prováděny základní případy pro ověření statické pevnosti celého draku do maximálního provozního zatížení včetně případů s přetlakem v kabině
- v sestavě kompletního draku fixovaného za podvozek jsou prováděny zkoušky statické pevnosti a tuhosti celého mechanického řízení letounu, tj. tras výškového a směrového kormidla, křidélek, brzdících štítů a vztlakových klapek
- po oddělení křídla od trupu budou trup i křídlo instalovány do individuálních přípravků a budou na nich prováděny další zkušební případy postupně až do početního zatížení nebo zlomu; mezi tyto zkušební případy patří například ověření statické pevnosti zavěšení motoru, upevnění pilotních sedaček, zatížení od ocasních ploch, uchycení podvozků, zbraňových závěsníků atd.
Pevnostní a únavové zkoušky na obou prototypech čísel 7002 a 7003 jsou součástí širší spolupráce VZLÚ a Aera na vývoji a testování letounu L-39NG, které mají za cíl potvrdit plánovanou životnost draku nové generace cvičných strojů L-39NG, která je odhadována až na hodnotu 15.000 letových hodin.
Zkoušky nového kompozitního vzduchovodu
Dalším velmi zajímavým projektem je vývoj a zkoušky úplně nového kompozitního vzduchovodu proudového motoru letounu L-39NG, který byl vyvíjen v rámci řešení problematiky Výzkumného centra pokročilých leteckých konstrukcí společností AERO Vodochody AEROSPACE a.s. ve spolupráci s Fakultou strojní ČVUT v Praze, VZLÚ a.s., Honeywell, spol. s r.o. a VUT v Brně. Vyměnitelný vzduchovod, přivádějící vzduch do proudového motoru, je jednou z klíčových částí nového letounu L-39NG, který je za účelem vysoké odolnosti a životnosti vyroben z kompozitu.
Kompozitový vzduchovod je v provozu vystaven zatížení různé povahy. Napětí a deformace značné velikosti jsou způsobeny statickým předpětím konstrukce vlivem tlakových podmínek daných běžícím motorem. Významným zatížením může být impaktový ráz při nasátí kroupy nebo ptáka. Navíc je vzduchovod vystaven akustickému zatížení, způsobenému lopatkami kompresoru. Vzhledem k vysoké frekvenci i amplitudě může toto periodické zatěžování vést k únavovému poškození, resp. poruše vzduchovodu. Proto je nezbytné provádět spolehlivou výpočetní analýzu hlukového zatížení a souvisejících deformací a napjatostí, v součinnosti s experimentální analýzou konstrukce.
Jednou ze zkoušek, které mají ověřit namáhání kompozitního vzduchovodu akustickým zatížením je pozemní motorová zkouška, na jejímž provedení se podílel Ústav mechaniky, biomechaniky a mechatroniky (odbor pružnosti a pevnosti) a Ústav letadlové techniky. Získaná data byla použita pro ladění numerického modelu, pro ověření a další vývoj konstrukce.
Pozemní motorová zkouška za účelem ověření namáhání nového kompozitního vzduchovodu akustickým zatížením na letovém prototypu č. 7004 se uskutečnila 3. prosince 2019 ještě před jeho úvodním záletem. (zdroj: Fakulta strojní – Ústav mechaniky biomechaniky a mechatroniky, www.fs.cvut.cz)
Aerodynamické vylepšení mokrého křídla
Tím však vývoj konstrukce nového L-39NG rozhodně nekončí. Už nyní probíhají v Aeru Vodochody úvahy nad dalším rozvojem a celkovým vylepšením konstrukce „eNGéčka“. Jedním z budoucích programů by tak mohla být realizace aerodynamického vylepšení dosavadního mokrého křídla L-39NG, které se zvažuje.
„Vývoj letounu neskončí jeho certifikací, v rámci dalšího vývoje letounu L-39NG už nyní hledáme cesty pro dodatečná vylepšení. Odstranění koncových nádrží nám totiž otevřelo možnosti pro hledání různých kreativních řešení zakončení křídel z pohledu aerodynamických vlastností i designu. Ve VZLÚ nyní měříme současné i nové řešení společně a cílem je potvrdit zlepšení aerodynamických vlastností, které nám nyní ukazují výpočtové analýzy“, upřesňuje šéfkonstruktér L-39NG, pan Jaromír Lang z AERO Vodochody AEROSPACE.
Současné pozemní i letové zkoušky na všech čtyřech prototypech L-39NG č. 7001 až 7004 včetně demonstrátoru L-39CW č. 2626 tak běží naplno a cílem výrobce je získat certifikaci na pokročilý cvičný letoun ve třetím čtvrtletí roku 2020. Současně je připravený koncept industrializace L-39NG pro spuštění sériové výroby v letošním roce. Nezbývá než si přát, aby došlo co nejdříve k ukončení jednání ohledně smluvních a finančních podmínek zakázky za 1,1 mld Kč, v rámci níž si má státní podnik LOM Praha pořídit čtyři stroje L-39NG pro výcvik pilotů AČR v pardubickém Centru leteckého výcviku. Právě tato referenční zakázka bude pravděpodobně zásadní pro celý další osud a pokračování programu L-39NG.
Velké poděkování si zaslouží pan Daniel Zeman z Výzkumného a zkušebního leteckého ústavu (VZLÚ) v Praze-Letňanech za jeho neocenitelnou pomoc při přípravě článku.
VZLÚ nyní realizuje i projekt měření nového tvaru zakončení křídla L-39NG, které by mohlo přinést další zlepšení aerodynamických vlastností letounu. (foto: VZLÚ, www.vzlu.cz)
(úvodní ilustrační foto: AERO Vodochody AEROSPACE, www.aero.cz)
(zdroj: článek „Aero a VZLÚ získaly podporu z programu TREND“, https://www.vzlu.cz/cs/aero-a-vzlu-ziskaly-podporu-z-programu-trend-c730.html; článek „Ve VZLÚ pokračují certifikační zkoušky L-39NG“, https://www.vzlu.cz/cs/ve-vzlu-pokracuji-certifikacni-zkousky-l-39ng-c704.html; tisková zpráva http://www.aero.cz/cz/o-nas/media/tiskove-zpravy/aero-vzlu-ziskaly-podporu-z-programu-trend/, twitterový účet VZLÚ, https://twitter.com/VZLUcz/status/1206495399843966977; článek „Kompozitový vzduchovod pro cvičný proudový letoun Aero L-39NG“, https://www.fs.cvut.cz/aktuality/1245-212/kompozitovy-vzduchovod-pro-cvicny-proudovy-letoun-aero-l-39ng/; datasheet Kompozitový vzduchovod pro cvičný proudový letoun Aero L-39NG, autor Ing. Milan Dvořák, Ph.D., ČVUT v Praze – Fakulta strojní – Ústav mechaniky biomechaniky a mechatroniky, www.fs.cvut.cz; tisková zpráva „Aero Vodochody v letošním roce zdvojnásobí tržby“, http://www.aero.cz/cz/o-nas/media/tiskove-zpravy/aero-vodochody-v-letosnim-roce-zdvojnasobi-trzby/)
