Culture

Století turbovrtulových motorů

První evropský letecký motor navržený a vyrobený v České republice vzlétl před sto lety v Praze, na místě, kde dnes ožívá budoucnost turbovrtulových motorů.

Oct 2023

Říjen je důležitým měsícem v historii České republiky, Slovenska a zbytku střední a východní Evropy. Právě v říjnu 1918 byla vyhlášena samostatná Československá republika. Ve stejné době se rodilo letectvo nově vzniklého demokratického státu.

Bylo to pohnuté a složité období moderních dějin. Právě skončila první světová válka, zatímco ve východní Evropě pokračovaly boje. Proto nově nastolená československá vláda upřednostnila obranu a související investice. Jedním z prvních cílů byl růst vojenského letectví, což ve výsledku prospělo i letectví civilnímu.

Československo potřebovalo překlenout průmyslový technologický náskok ostatních evropských zemí jako Francie, Německo a Itálie, kde se v té době předchůdce Avio Aero posunul od A12 a A14 letounů používaných v první světové válce k mezikontinentálním výškovým nebo rychlostním rekordům a novým jednoplošníkům a dvouplošníkům a letounům A20. Československo proto urychlilo vývoj tím, že vyzvalo národní průmyslové podniky, aby pracovaly na konstrukci nových vojenských letadel.

The Avia BH-5 presented at EAA 2009, photo credits David Novotný.

Čeští konstruktéři letadel rychle začali s konstrukcí a sériovou výrobou průzkumných lehkých bombardérů a dokonce i stíhacích letounů, zatímco nedostatek lokálně vyráběných motorů schopných dostatečného výkonu byl vyřešen nákupem zahraničních licencí. Kromě vojenského využití byl náskok ostatních států pociťován také u lehkých sportovních a cvičných letadel, která vyžadovala až 100 koňských sil.

Podle rekonstrukcí historika  českého letectví Ivo Pujmana stanovilo tehdejší československé ministerstvo obrany přesné požadavky: muselo se jednat o letoun schopný generovat výkon 50 shp při 1400 ot./min, s maximální hmotností 1,6 kg na hřídel koňských sil, přičemž úroveň spotřeby vycházela z maximálního poměru 0,25 kg/1 shp za hodinu provozu. Kromě toho musel být motor konstrukčně co nejméně komplikovaný, vysoce spolehlivý s minimálními nároky na údržbu a musel absolvovat minimálně sto hodin kvalifikačních zkoušek.

První pokus učinila v roce 1922 firma Breitfeld-Daněk, která vyvinula motor ve třídě 100 shp. Projekt však nebyl úspěšný.

O třicet let dříve si podnikavý a zkušený mladý mechanik Josef Walter otevřel opravnu jízdních kol. Během dvou desetiletí společnost Walter & Co. rozšířila výrobu na motocykly a dokonce se proslavila svými tříkolkami s vlastními motory, čímž stanovila měřítko spolehlivosti tohoto produktu.

Lukas Popelka, Testing Engineer at Avio Aero Prague, boarding the historical plane in the front seat.

„S NZ-60 mohlo civilní letectví těžit z již zdokonalené technologie, která se mohla pochlubit významnou a ověřenou spolehlivostí“

Společnost Walter & Co., jejíž začátky připomínají bratry Wrightovy, dokázala ještě více. Sledovala cestu průmyslové evoluce typické pro největší motocyklové a letecké značky: specializovala se na konstrukci leteckých motorů. Kolem roku 1920 již vyráběla motory v licenci pro německou společnost BMW, a proto byla československou obranou pověřena výrobou nového motoru pro letectvo.

Společnost, která se v roce 2008 stala GE Aviation Czech a ještě později součástí společnosti Avio Aero - společnosti GE Aerospace, si nenechala ujít příležitost. V roce 1922 dokončila konstrukci nového, vzduchem chlazeného pístového hvězdicového motoru pod vedením hlavního konstruktéra Jana Nováka a za podpory odborníků, jako byl inženýr Zeithammer. Odtud název prvního "made in Prague" motoru NZ-60. Na návrhu se podílel také prof. Šimek a Vysoké učení technické v Praze, nejstarší technická univerzita ve střední Evropě, se kterou dodnes inženýrský tým v Praze aktivně spolupracuje.

Ministerstvo obrany okamžitě ocenilo zbrusu nový motor, inspirovaný - tvarem válců a jejich hlav - slavnými motocyklovými motory Walter a objednalo dva prototypy s požadavkem, aby sériová výroba byla zahájena do června 1923. .

The NZ-60 ground tested in 1923 with its propeller, ph. credits GE Aviation Czech s.r.o. archive.

"Tělo válce bylo vyrobeno z oceli, zatímco chladicí systém byl vyroben z litého hliníku," uvedl Lukáš Popelka, zkušební inženýr společnosti Avio Aero Praha, velký nadšenec a znalec letecké historie. "V případě NZ-60 letectvo zakoupilo první sériové produkty, u kterých byly zavedeny drobné nebo i zásadní úpravy, jako je například dvojité zapalování. Civilní letectví tak mohlo těžit z již zdokonalené technologie, která se mohla pochlubit významnou a ověřenou spolehlivostí."

První motor firmy Walter & Co. prošel pozemní zkouškou v červnu 1923, a to již s dvoulistou vrtulí. "Zkušební stolice byla dokonce schopna testovat polohu pro simulaci stoupání a klesání a motor prošel vytrvalostními testy trvajícími více než 100 hodin, s vynikajícími výsledky z hlediska stability a spotřeby paliva," dodal Popelka.

Jak se říká, zbytek je historie. Ministerstvo obrany výsledky zkoušek uvítalo a motor uskutečnil svůj první let 23. října 1923 a byl instalován a integrován na letoun BH-5 ve spolupráci s podnikem Avia (slavná československá letecká továrna), pro kterou byl vybrán. BH-5 prošel testovací kampaní trvající více než měsíc, přičemž piloti byli nadmíru spokojeni.

The Avia BH-5 and BH-1 at a memorial flight from Letňany to Brussels in 2008, Ph. credits Jiří Vítek.

V návaznosti na úspěch NZ-60 s BH-5 se zrodily nové modely pokročilých letounů, jako je BH-9  pro výcvik a BH-11, rovněž objednaný ministerstvem obrany, a stejně jako dříve vybavený stejným vysoce výkonným motorem. Celkem bylo do roku 1930 vyrobeno 188 motorů NZ-60. Na svou dobu to bylo úctyhodné číslo, několik rekordů bylo dokonce překonáno v kategoriích lehkých leteckých motorů a leteckého sportu.

Sté výročí prvního motoru v Praze přichází ve významné době, kdy nejpokročilejší turbovrtulový motor, který byl kdy v Evropě navržen a vyroben, Catalyst, pokračuje v intenzivní testovací certifikační kampani, nasbíral téměř dva tisíce letových hodin a nově definoval technologickou úroveň svého tržního segmentu.

"Uchováváme výjimečně cenné dědictví, bohaté na paralely a historické zajímavosti, které inspirovaly další modely motorů, jako je M601, nebo na legendární osobnosti, jako je Novák. On jediný byl tím, kdo nesl nesmírnou zodpovědnost a byl vzorem vůdcovství pro nás všechny. Jeho principy v oblasti výzkumu a vývoje jsme převzali a uplatnili je například do vývoje motoru H80," uzavřel Popelka.