BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV KONSTRUOVÁNÍ

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV KONSTRUOVÁNÍ FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING INSTITUTE OF MACHINE AND INDUSTRIAL DESIGN DESIGN ZÁCHRANÁŘSKÉ HELIKOPTÉRY DESIGN OF RESCUE HELICOPTER DIPLOMOVÁ PRÁCE MASTER'S THESIS AUTOR PRÁCE AUTHOR VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR Bc. JAN BLATOŇ doc. akad. soch. MIROSLAV ZVONEK, Ph.D. BRNO 2013

Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství Ústav konstruování Akademický rok: 2012/2013 ZADÁNÍ DIPLOMOVÉ PRÁCE student(ka): Bc. Jan Blatoň který/která studuje v magisterském navazujícím studijním programu obor: Průmyslový design ve strojírenství (2301T008) Ředitel ústavu Vám v souladu se zákonem č.111/1998 o vysokých školách a se Studijním a zkušebním řádem VUT v Brně určuje následující téma diplomové práce: v anglickém jazyce: Design záchranářské helikoptéry Design of Rescue Helicopter Stručná charakteristika problematiky úkolu: Analýza a návrh designu záchranářské helikoptéry. Návrh musí splňovat obecné předpoklady průmyslového designu - respektovat funkční, konstrukční, technologické, estetické a ergonomické zákonitosti. Navíc musí vykazovat jistou míru nadčasovosti, invence, to vše s přihlédnutím ke specifickým požadavkům kladeným na tento typ produktu. Cíle diplomové práce: Cílem diplomové práce je vytvořit design záchranářské helikoptéry. Diplomová práce musí obsahovat: (odpovídá názvům jednotlivých kapitol v práci) 1. Vývojová, technická a designérská analýza tématu 2. Variantní studie designu 3. Ergonomické řešení 4. Tvarové (kompoziční) řešení 5. Barevné a grafické řešení 6. Konstrukčně-technologické řešení 7. Rozbor dalších funkcí designérského návrhu (psychologická, ekonomická a sociální funkce). Forma diplomové práce: průvodní zpráva, sumarizační poster, designérský poster, ergonomický poster, technický poster, model. Výstup RIV: funkční vzorek

4

ABSTRAKT Tato diplomová práce řeší design záchranářské helikoptéry. Jedná se o stroj sloužící zejména k záchraně postižených osob. Nevylučuje se možnost jiného využití. Cílem je navržení nevšední a nadčasové konstrukce stroje, s dodržením všech technických a technologických požadavků. Důraz je kladen na netradiční vzhled a funkčnost. Design je navržen po podrobné analýze a za pomocí zkušeností a informací získaných během studia na vysoké škole. KLÍČOVÁ SLOVA Design, záchranářská helikoptéra, vrtulník, NOTAR, záchrana osob, HEMS, Červený Kříž ABSTRACT This thesis solves design of rescue helicopters. It is a machine designed especially for rescuing injured people. It does not exclude the possibility of other uses. The aim is to design an extraordinary and timeless construction machine compliance with all technical and technological requirements. Emphasis is placed on innovative design and functionality. Design is designed after a detailed analysis and using the experience and information gained during their studies at the college. KEYWORDS Design, rescue helicopter, NOTAR, rescuing people, HEMS, Red Cross BIBLIOGRAFICKÁ CITACE BLATOŇ, J. Design záchranářské helikoptéry. Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, 2013. 105 s. Vedoucí diplomové práce doc. akad. soch. Miroslav Zvonek, Ph.D.. 5

6

PROHLÁŠENÍ O PŮVODNOSTI Prohlašuji, že jsem svou diplomovou práci na téma Design záchranářské helikopery zpracoval samostatně, s využitím použité literatury. Pomocí a inspirací mi byly pouze konzultace a uvedená literatura. V Brně dne 20. května 2013... Jan Blatoň 7

8

PODĚKOVÁNÍ Rád bych poděkoval vedoucímu své diplomové práce panu doc. akad. soch. Miroslavu Zvonekovi, Ph.D., za cenné připomínky, rady a postřehy, které mě vedly procesem tvorby této diplomové práce. Dále bych rád poděkoval všem pedagogům Ústavu konstruování odboru Průmyslový design, za pomoc při řešení problémů. Poděkování patří rovněž panu Molíkovi za jeho ochotu a významnou pomoc při tvorbě modelu. Také bych rád poděkoval své rodině a přátelům za umožnění studia na vysoké škole a všestrannou podporu. A v neposlední řadě děkuji svým přátelům za podporu a cenné připomínky při designérském řešení projektu. Děkuji 9

Obsah ABSTRAKT 5 KLÍČOVÁ SLOVA 5 ABSTRACT 5 KEYWORDS 5 BIBLIOGRAFICKÁ CITACE 5 PROHLÁŠENÍ O PŮVODNOSTI 7 PODĚKOVÁNÍ 9 úvod 15 1 Vývojová analýza 17 1.1 Historie 17 1.1.1 Pára 18 1.1.2 První spalovací motory 19 1.1.3 První lety 19 1.1.4 Výroba 21 1.1.5 Turbínové motory 22 1.2 Začátky záchranářských helikoptér 23 1.3 Historie letecké ambulance 24 1.4 Služba pro armádu 24 2 Technická AnalýzA 27 2.1 Princip helikoptéry 27 2.2 Typy pohonu 28 2.2.1 Radiální motor 28 2.2.2 Plochý motor (BOXER) 28 2.2.3 Tip Jets 29 2.2.4 Turbohřídelový motor 29 2.3 Reduktor 30 2.4 Výfuková soustava turbohřídelového pohonu 30 2.5 Rotorové systémy 31 2.5.1 Rotorový systém 31 2.6 Lopatky, vztlak a rozbočovač 34 2.7 Řízení helikoptéry 35 2.7.1 Fly-by-wire 35 2.7.2 FHS 35 2.8 Přistávací zařízení 36 3 Designerská analýza 38 3.1 Sikorsky 38 3.1.1 Sikorsky S-76D 38 3.2 Bell 39 3.2.1 AH-1Z Zulu 39 3.2.2 Bell 429 40 3.3 Robinson 41 3.3.1 R66 Turbine 42 3.3.2 R22 Beta II 42 3.4 MD Helicopters 43 3.4.1 MD Explorer 43 3.5 Eurocopter 45 3.5.1 Eurocopter EC145T2 45 11

4 Shrnutí analytické ČASTI 46 5 Variantní studie designu 47 5.1 Varianta A Hornet Concept 47 5.2 Varianta B - Anvil concept 49 5.3 Varianta C Cyberfly concept 52 5.4 Finální varianta - Cyberfly 54 6 ErgonomIE 55 6.1 Vystupování/nastupování 55 6.2 Interiér a jeho rozvržení 56 6.3 Ovládače/Sdělovače 58 6.3.1 Sdělovače 58 6.3.2 Ovladače 59 6.4 Osvětlení/podsvícení 60 6.5 Servisní přístup 60 6.6 Hlukové emise 61 6.7 Ergonomie výhledu 62 7 Tvarové (kompoziční) ŘEŠENÍ 63 7.1 Barevné rozdělení 68 8 Barevné a grafické řešení. 70 8.1 Logotyp 71 9 Konstrukčně technologické ŘEŠENÍ 72 9.1 Určení helikoptéry 72 9.2 Koncepce helikoptéry 72 9.3 Základní rozměry 72 9.4 Primární pohonná jednotka 73 9.5 Výfuková soustava 74 9.6 Nosná konstrukce 74 9.7 Podvozek 75 9.8 Stabilizační systém 76 9.9 Palivová soustava 77 9.10 Reduktor 78 9.11 Hydraulický kompresor 78 9.12 Rotor 78 9.13 Typ řízení 79 9.14 Navíjecí systém 79 9.15 Dveřní mechanismus 80 9.16 Vyhledávání postižených 81 9.17 Doplňková výbava plováky a kolový podvozek 81 9.18 Záchranné systémy 82 9.19 Očekávané letové výkony 83 10 Rozbor dalších funkcí designérského návrhu 84 10.1 Psychologická funkce 84 10.2 Ekonomická funkce 84 10.3 Sociální funkce 85 11 závěr 86 Seznam použitých zdrojů 88 Seznam obrázků a GRAFŮ 92 Seznam PŘÍLOH 99 12

13

Úvod úvod Zadáním mé diplomové práce je Design záchranářské helikoptéry. Jedná se o stroj schopný zachraňovat lidské životy. Letové schopnosti helikoptéry jsou využitelné při mnoha situacích, kdy se do místa zásahu nemohou dostat záchranná vozidla a také hlavně všude tam, kde o záchraně života rozhoduje čas. Helikoptéra je poměrně složitý a nákladný stroj na provoz. Proto je třeba dbát na kvalitní materiály a výrobu. Svým vzhledem by měla v lidech vzbuzovat pocit bezpečí, jelikož ona je nástrojem jejich záchrany. Návrh stroje by měl odpovídat požadavkům, jež jsou na něj kladeny. Jedná se zejména o navíjecí systém pro vyzvednutí postiženého, možnost přistát v těžko přístupném terénu popřípadě na vodě, schopnost hledat osoby pomoci nejmodernější elektroniky. Nemělo by se také zapomenout na bezpečnost obsluhy a záchranářů pohybujících se okolo helikoptéry. Po grafické stránce by měla být záchranářská helikoptéra ve výrazném zbarvení a snadno rozpoznatelná od ostatních strojů. Těmto problémům se budu věnovat pomoci vývojové, technické a designové analýzy. 15

Vývojová analýza 1 Vývojová analýza 1.1 Historie 1 1.1 V historii existovalo mnoho známých průkopníků, jejichž poznatky a odvaha naučila nakonec lidi létat. Ale také oni vycházeli z nápadů a invencí mnoha bezejmenných. Jako první obecný princip vrtulníku můžeme považovat hračku s rotujícími plochami bezejmenného badatele, která je známa už od 4. století př. n. l. z Číny. Prvním známým průkopníkem byl umělec a vědec Leonardo Da Vinci (1452 1519). Zabýval se racionálním poznáním o zákonitostech létání, zkoumal také mechaniku ptačího letu a prakticky i teoreticky připravoval modely létajících strojů. Popsal princip létajícího šroubu a jeho kresby s poznámkami dokazují, že pochopil principy kluzáku a vrtulníku. Výsledky jeho studií byly zapomenuty až do 19. století a již neměly vliv na první opravdové pokusy o let. Podobné stroje se také objevovaly i v románech Julea Verna. [30] Obr. 1 Da Vinciho létající šroub Obr. 2 Da Vinciho kluzák V červenci 1754, Mikhail Lomonosov na Ruské Akademii Věd demonstroval malý tandemový rotor poháněný pružinou. Tento princip navrhl jako metodu vyzvednutí meteorologických přístrojů do atmosféry.[30] Obr. 3 model s dvojící protiběžných rotorů 17

Vývojová analýza Roku 1783 Christian de Launoy a jeho mechanik Bienvenu, vytvořili model s dvojicí protiběžných rotorů, jako listy rotoru použili krutí letové peří. V roce 1784 prezentovali tento model na Francouzké Akademii Věd. Alphonse Pénaud v roce 1870 vyvinul model vrtulníku, jako hračku s koaxiálním rotorem poháněnou gumičkami. Jednu z těchto hraček koupil bratrům Wrightovým jejich otec a odstartoval tak jejich sen o létání. [1][15] Obr. 4 Pénaudův model vrtulníku 1.1.1 1.1.1 Pára V roce 1861, slovo helikoptéra poprvé použil Gustave de Ponton D Amécourt, francouzský vynálezce, který demonstroval malý, parou poháněný model. Byly mu připsány zásluhy za použití nového kovu, hliníku, ale jeho model se nikdy nezvednul ze země. D Amecourtův lingvistický přínos nakonec přežil jako popis vertikálního letu, jak si představoval.[46] Parní síla byla oblíbená také u jiných vynálezců. Emmanuel Dieuaide představil protiběžné rotory poháněné parou přes hadici z kotle na zemi. V roce 1878 sestrojil ital Forlanini bezpilotní stroj, který byl také poháněno parním strojem. Byl první svého druhu, který se vznesl do výšky 12 metrů kolmým startem a vznášel se asi 20 sekund. Obr. 5 Forlaniniův parní motor Obr. 6 Forlaniniův vrtulník 18

Vývojová analýza 1.1.2 První spalovací motory 1.1.2 V roce 1894 slovenský konstruktér a vynálezce vytvořil návrh vrtulníku s lidským pohonem. Později roku 1901 sestrojil první funkční verzi modelu helikoptéry, která používala jako zdroj energie spalovací motor. Helikoptéra 5. května 1905 dosáhla výšky 4 metrů a přeletěla vzdálenost více než 1500 metrů. V lednu 1906 dostal Ján Bahýľ na svou helikoptéru tzv. popis patentu, bohužel další osud tohoto stroje není znám. Avšak vzhledem k administrativním problémům není prvenství Bahýľa všeobecně uznáváno. [13] Obr. 7 Model se spalovacím motorem 1.1.3 První lety 1.1.3 Roku 1906, dva francouzští bratři, Jacques a Louis Brequetovi, začali experimentovat s profilem křídel pro helikoptéru a v roce 1907 tyto experimenty vedly k sestrojení Gyroplánu No.1. V září 1907 se s člověkem na palubě vznesl Gyroplán No.1 asi půl metru do vzduchu a tam setrval 1 minutu. Nicméně Gyroplán No.1 se ukázal jako vysoce nestabilní a vyžadoval pomocnou obsluhu na každém rohu rámu, aby jej stabilizovali. Z tohoto důvodu byl let považován za první let s lidskou posád- Obr. 8 Gyroplán No.1 Obr. 9 Gyroplán No.1 19

Vývojová analýza kou, nikoli však za volný nebo řízený let. Dánský vynálezce Jacob Ellehammer v roce 1912 sestrojil helikoptéru Ellehammer. Stroj využíval rámové konstrukce se dvěma protiběžnými disky, na jejichž obvodu bylo připevněno 6 lopatek. Po vnitřních testech demonstroval svou helikoptéru několika úspěšnými venkovními volnými vzlety. Experimenty probíhaly do září 1916, kdy se helikoptéra při vzletu převrátila a zničila své rotory.[11][16] Obr. 10 helikoptéra Ellehammer Na začátku roku 1920, Raúl Pateras-Pescara de Castelluccio argentinského původu pracující v Evropě, demonstroval jedno z prvních úspěšných klopení vrtulníku, jedná se o naklánění vrtulníku dopředu nebo dozadu. Díky tomuto klopení dochází k pohybu helikoptéry daným směrem. Koaxialní protitočivé dvouplošné rotory vrtulniku se daly upravovat tak, aby zvyšily nebo snižily vztlak, který produkují. Samotný rotor bylo možné naklonit o několik stupňů dopředu, aby uvedl samotný stroj do pohybu bez přídavné tažné vrtule. Pateras-Pescara byl také schopen prokázat princip autorotace. [1][13] Obr. 11 Pescara helicopter No. 3 20

Vývojová analýza 1.1.4 Výroba 1.1.4 Ve Spojených státech v letech 1938 1941, Igor Sikorsky a W. Lawrence Le- Page soutěžili ve výrobě první helikoptéry s válečným zaměřením určené pro americkou armádu. LePage obdržel patentová práva na rozvoj vrtulníku po vzoru Fw 61, a postavil XR-1. Mezitím se Sikorsky zaměřil na jednodušší jedno rotorový stroj, Vought-Sikorsky VS-300. Tento vrtulník vše změnil. Jednalo se o první praktický využitelný stroj s jedním rotorem, vyvažovací vrtulí, jak ji známe dnes, a nejlepšími letovými schopnostmi od dob sovětského TSAGI 1-EA, který však létal o deset let dříve. Po experimentování s konfiguracemi k vyrovnání momentu vytvářeného jediným hlavním rotorem, osadil ocas vrtulníku jedním malým stabilizačním rotorem. Sikorsky R-4 vyvinutý z VS-300, se stal prvním, velko-sériově vyráběným vrtulníkem s výrobní zakázkou na 100 strojů.[17] Obr. 12 XR-1 Obr. 13 VS-300 Během doby kdy LePage a Sikorsky stavěli své vrtulníky pro armádu, najal Bell Aircraft Arthur Younga, aby s jeho pomocí sestrojili vrtulník využívající Youngův dvoulistý balancující rotor, který používal vyváženou stabilizační tyč umístěnou v úhlu 90 k rotoru. Následně sestrojený vrtulník Model 30 ukázal proveditelnost návrhu, jednoduchost a snadnost použití. Model 30 byl zdokonalen v, který se stal prvním vrtulníkem certifikovaným pro civilní využití ve Spojených státech. Bell 47 se vyráběl v několika zemích a stal se nejoblíbenějším modelem vrtulníku po dobu téměř 30ti let. [13] Obr. 14 Bell 47 Army 21

Vývojová analýza 1.1.5 1.1.5 Turbínové motory V roce 1951, na naléhání svých kontaktů u ministerstva námořnictva, Charles Kaman modifikoval jeho K-225 synchropter s novým druhem motoru, jednalo se o turbínový motor s výkonem 850kW. Tato úprava s použitím turbínového motoru slibovala velmi vysoký výkon vrtulníku s nižší pohotovostní hmotností než tomu bylo s použitím pístového motoru a jeho nezbytných komponentů. Dne 11. prosince 1951 se stal prvním vrtulníkem na světě poháněný turbínovým motorem. O dva roky později, 26. března 1954, upravený Navy HTK-1, další vrtulník Charlese Kamana, se stal prvním létajícím vrtulníkem osázený dvěma turbínovými motory. Nicméně to byl francouzský výrobce Sud Aviation s jejich Alouette II, který se stal prvním sériově vyráběným vrtulníkem s turbínový motorem. [3][4] Obr. 15 Kaman 240 HTK-1 Obr. 16 Alouette II 22

Vývojová analýza 1.2 Začátky záchranářských helikoptér 1.2 Pobřežní stráž Spojených států (USCG) byla první agenturou, která v roce 1938 zhodnotila potenciál záchranných helikoptér. Dva rané modely Sikorsky R-4 (tzv. hoverfly, neboli moucha) získala agentura v roce 1941 v Coast Guard Station v New Yorku byly zahájeny přípravy pro trénink pilotů. V roce 1942, letci Royal Air Force and Royal Navy, začali s tréninkem v Brooklynu. Po skončení výcvikových akcí odkoupili Britové velký počet těchto výcvikových helikotér od Sikorsky a tak zreorganizovali svou 705 Naval Air Squadron. První záchranná operace vzduch - moře proběhla v roce 1946, kdy ji bylo využito k záchranné operaci, vyzdvižení sestřeleného pilota, amerického námořnistva z oceánu. [18] Obr. 17 S-51 první záchranná mise Obr. 18 Sikorsky S-51 rescue První mírová záchranná letka vzduch - moře využívající výhradně pomoc vrtulníků byla britská No. 275 Squadron RAF reorganizována v roce 1953 se základnou v Linton-on-Ouse. Jednotka nabarvila jejich helikoptéru Bristol Type 171 Sycamore celou do žlutá, s logem RESCUE na stranách ocasu, schéma zůstalo nezměněné až do současnosti.[6][10][19] Obr. 19 Bristol Type 171 Sycamore 23

Vývojová analýza 1.3 1.3 Historie letecké ambulance První civilní použití letadel jako mobilních ambulanci bylo pravděpodobně náhodné. V severní Kanadě, Austrálii a skandinávských zemích, byly vzdálené a řídce osídlené osady často během zimních měsíců nepřístupné, v některých oblastech dokonce celoročně. V některých případech ve Skandinávii, zejména v Norsku, byly primárním dopravním prostředkem mezi komunitami lodě. V rané historii letectví, velká část těchto komunit začala využívat služby civilních pilotů tzv. Bush, létali s malými letadly a přepravovali zásoby, poštu a také lékaře či sestry, kteří navštěvovali své pacienty v těžko dostupných nebo izolovaných oblastech. Bush piloti pravděpodobně prováděli první civilní zásahy vzdušné ambulance. Na základě těchto letů bylo zřejmé, že by se měly tyto služby zavést do stálého provozu. Roku 1920 Švédsko zavedlo stálý letecký ambulantní systém, stejně jako Thajsko. Z této organizace se později stala Royal Flying Doctor Service a pokračuje v provozu až do současnosti. Obr. 20 Royal Flying Doctor Service Letecké ambulance byly užitečné ve vzdálených oblastech, ale jejich využití v rozvinutém světě bylo stále nejisté. Po skončení druhé světové války byla zřízená první civilní letecká ambulance v Severní Americe vládou Saskatchewanu v kanadské Regině. Saskatchewan Air Ambulance (známá také jako Lifeguard) je stále aktivní již od roku 1946. [6] 1.4 1.4 Služba pro armádu V USA byla první civilní leteckou záchrannou službou Schaefer Air Service, kterou založil J. Walter Schaefer v roce 1947 v Los Angeles, Kalifornii. Schaefer Air Service byla také první certifikovaná letecká záchranná služba s certifikátem FAA (Federal Aviation Administration) ve Spojených státech. V době založení Schaefer Air Service a Saskatchewan Air Ambulance byla paramedicína desítky let vzdálena, a pokud pacient nebyl doprovázen lékařem nebo zdravotní sestrou, sloužily tyto společnosti primárně jako zdravotní dopravní služba. Značná část užívaných letadel a především helikoptér jakožto sanitních vozidel v civilním službě, se podílela na improvizovaném využití v odvětvích armády. Tento způsob využití se nepoužíval pouze ve Spojených 24

Vývojová analýza státech, ale také v jiných zemích a přetrvává dodnes. V současné době se uskuteční přibližně půl milionu transportů ročně pomocí helikoptér a letadel z civilní záchranné služby pro armádu Spojených států. V roce 1969 byly skrze federální dotace zakoupeny tři upravené helikoptéry v rámci programu CARESOM, aby posoudily dopad na úmrtnost během jejich služby. Obr. 21 helikoptéra programu CARESOM Vzhledem k úspěšnosti tohoto programu se začaly objevovat první výhradně civilní letecké ambulance. Dne 1. listopadu 1970 první permanentně civilní ambulantní helikoptéra, Christoph 1, vstoupila do služeb Mnichovské nemocnice Harlaching. Vysoká úspěšnost helikoptéry Christoph 1 vedla k rychlému rozšíření po celém Německu, s Christophem 10 zavedeném do služby v roce 1975, Christophem 20 v roce 1981 a Christophem 51 v roce 1989. V roce 2007 tam létálo cca 80 vrtulníků pojmenovaných po Saint Christopherovi, jako Christoph Europa 5 (také sloužící v Dánsku), Christoph Brandenburg či Christoph Murnau am Staffelsee. Rakousko přijalo německý systém v roce 1983, kdy Christophorus 1 vstoupil do služby v Innsbrucku. [6][7] Obr. 22 Christophorus 1 Innsbruck 25

Vývojová analýza První civilní, nemocniční lékařský helikoptérový program ve Spojených státech začal fungovat v roce 1972. Program Colorado začal s jednou helikoptérou Alouette III, se sídlem na St. Anthony Central Hospital v Coloradském Denveru. V Kanadském Ontariu byl uveden do provozu program letecké ambulance v roce 1977 a představoval poměrně neobvyklý záchranářsky orientovaný systém péče s přítomností lékařů a sester na palubě. Systém, který provozovalo Ontarijské ministerstvo zdravotnictví, začalo s jednorotorovou helikoptérou se sídlem v Torontu. Významný rozdíl v Ontarijském programu oproti jiným bylo kladení důrazu na poskytované služby. Dnes se téměř veškeré operace provozují skrze soukromého dodavatel ORNGE. Tento systém pracuje 33 letouny rozmístěnými na 26 základnách po celé provincii, provádí vzdušné zásahy pomocí helikoptér tzv. HEMS (helicopter emergency medical service) tak po zemi, aby podpořil pozemní pohotovostní lékařskou službu tvz. EMS (emergency medical service). Provozuje největší a nejpropracovanější program aero - medicínské přepravy v Severní Americe. Více než 17.000 úspěšných hospitalizací každý rok dělá z ORNGE největšího operátora v oblasti medicínské přepravy v Severní Americe. Dnes je samozřejmostí přítomnost civilních leteckých ambulancí po celém světě, a tak lze vidět, jak moc je nutné podporovat pozemní pohotovostní lékařskou službu.[6][8][9][20] Obr. 23 Alouette III Obr. 24 ORNGE helicopter 26

Technická analýza 2 Technická Analýza 2 Helikoptéru lze rozdělit na několik základních časti. Kabina spolu kokpitem spolu tvoří tzv. drak. K draku je v zadní partii připojen ocasní nosník, který má na ocase umístěný stabilizační rotor. Nosný rotor je z pravidla umístěn mezi turbínovými motory v horní časti draku. Všechny mechanické součásti nutné pro let jsou situovány na jedno místo. Je to z důvodů mechanických ztrát, nižší hmotnosti ušetřené kratší hnacím ústrojím a soustředění hmotnosti do jednoho místa. Palivové nádrže jsou umístěny pod podlahou draku z důvodů snížení těžiště.[2] 2.1 Princip helikoptéry 2.1 Horizontálně umístěný rotor při svém rotaci dodává helikoptéře potřebný vztlak. Změnou úhlu náběhu listů rotoru se ovládá naklápění kolem horizontálních os. Vzniklý krouticí moment vytvářený hlavním rotorem musí být kompenzován pomocným ocasním rotorem. Tento pomocný rotor také řídí otáčení kolem svislé osy. Pomocný rotor je většinou v podobě malé vertikální vrtule umístěné na ocase helikoptéry. U moderních strojů bývá často nahrazován dmychadlem s vodícím prstencem. Existují také modely bez ocasního rotoru tzv. NOTAR (No Tail Rotor), tuto NOTAR technologii aplikuje do běžného provozu prozatím pouze firma Hughes. V tomto případě je krouticí moment hlavního rotoru kompenzován proudem vzduchu, který je usměrňován vertikálními řídicími plochami umístěnými za hlavním rotorem. Točivý moment lze také eliminovat použitím sekundárního horizontálního rotoru otáčejícího se opačným směrem než primární horizontální rotor. Druhý rotor může být umístěn v ose původního rotoru nebo také mimo jeho osu, pak je ovšem třeba zajistit aby se listy obou rotoru nestřetly. Helikoptéra se pilotuje jak z levého tak z pravého postu, záleží na smyslu rotace hlavního rotoru. Levotočivé stroje se pilotují z pravého postu a naopak. Tento fakt je dán technikou startu tzv. bočením, při kterém se k rozběhnutí helikoptéry využívá tahu vyrovnávacího pomocného rotoru a pilot potřebuje vidět do osy vzletu.[3][21][28][30] Obr. 25 Vysvětlení pojmů pohybu 27

Technická analýza Ovládání helikoptéry páka cyklicky ovládá klopení a klonění. Knipl soudružného ovládání listů horizontálního rotoru tzv. kolektivu, řídí stoupání, klesání a také obsahuje řídící prvky pohonné jednotky (v první řadě plynovou připusť), nožní řízení pak ovládá úhel konfigurace listů pomocného rotoru.[21][30] 2.2 2.2 Typy pohonu Na začátku 20. století využívaly první helikoptéry na zakázku postavené spalovací motory či rotační motory určené pro letouny. Ty byly ovšem velmi brzy nahrazeny výkonnějšími automobilovými a hvězdicovými motory. Jedním z nejvíce limitujících faktorů vývoje helikoptér byl nízký výkon motorů, jejichž výkon nebyl schopen překonat váhu motoru ve svislém letu. Postupem času se motory stále zdokonalovaly, ztrácely na hmotnosti a nabývaly na výkonu. Malou revolucí byl příchod malých, kompaktních, plochých spalovacích motorů (známé také jako BOXER), jenž byly lehkým, ale výkonným pohonem pro malé helikoptéry. Radiální motory se dále používaly u velkých helikoptér do doby příchodu turbínových motorů. Dnes se ve většině případů používají výkonné turbínové motory, pouze u některých lehkých civilních helikoptér se využívá levnějšího a na údržbu snadnějšího plochého motoru.[22] 2.2.1 2.2.1 Radiální motor Radiální motor je pístový typ spalovacího motoru s konfigurací, ve kterém osa pohybu pístu směřuje směrem od centrální klikové hřídele stejně jako na paprsky kola. Z pohledu zepředu se motor podobá hvězdě a proto se mu také přezdíváno hvězdicový motor (německy Sternmotor). [22] Obr. 26 Radiální motor Obr. 27 řazení pístů radiálního motoru 2.2.2 2.2.2 Plochý motor (BOXER) Jedná se o spalovací motor s více písty, které se pohybují ve vodorovné rovině. Typickým rozvržením jsou válce uspořádané ve dvou bankách na obou stranách klikové hřídele, jinak známé jako boxer nebo vodorovně protilehlý motor.[22][25] 28

Technická analýza Obr. 28 Plochý motor 2.2.3 Tip Jets 2.2.3 Jedná se o pohon helikoptéry, kdy jsou trysky motoru umístěny do špiček listů rotoru. Tyto trysky, často označované jako studené trysky, pohání vzdálený kompresor připevněný k rámu stroje. Cílem je roztočení rotoru podobně jako u ohňostrojového kola. Tip Jets nahrazují normální hřídelové pohony a mají tu výhodu, že nepůsobí žádným točivým momentem na trup helikoptéry a není tedy nutné použít ocasní rotor. Příklady helikoptéry se studenými tryskami je Sud-Ouest S.O.1221 Djinn a helikoptéra s horkými tryskami je například Hiller YH-32 Hornet.[22][41] 2.2.4 Obr. 29 Tip Jets Obr. 30 Detail upevnění trysek 2.2.4 Turbohřídelový motor Turbohřídelový motor vychází svou konstrukcí z proudového motoru. V přední části proudového motoru se nachází vstupní ústrojí, kterým do něj proudí vzduch, ten je poté nasáván kompresorem, jenž vzduch stlačuje. Ten se stlačením zahřívá a následně pokračuje do spalovací komory, kde se do vzduchu vstřikuje palivo petrolejového typu (kerosin). Zažehnutím směsi se uvolní tepelná energie a horké plyny. Ty vycházejí ze spalovací komory a roztáčejí turbínu v zadní části motoru. Ta je spojena hřídelí vedoucí podélnou osou motoru ke kompresoru. Hřídel přes vícestupňový reduktor pohání horizontální rotor. U dvoumotorových helikoptér jsou motory umístěny rovnoběžně vedle sebe, takže pohánějí jediný reduktor.[22][40] 29

Technická analýza Obr. 31 Schéma turb. motoru Obr. 32 Turbohřídelový motor 2.3 2.3 Reduktor Letecký reduktor se používá u motorů s velkým výkonem a vysokými otáčkami. Nejvhodnější otáčky pro práci rotoru jsou 1000-2000 otáček/min (otáčky turbohřídelových motoru jsou v rozmezí 6000-40 000 ot./min). Účinnost reduktoru je mezi 98 99 procenty. Nevýhodami jsou ovšem vysoká hmotnost, složitější konstrukce motoru a zvýšené mechanické ztráty v pohyblivých částech. Reduktor je vybaven účinným mazacím systémem, který odvádí teplo pomocí chladícího oleje. Teplo, jenž reduktor vyvine, má vliv na ztrátu 1-2 % výkonu. [53] Obr. 33 Reduktor hlavního rotoru Obr. 34 Reduktor pomocného rotoru 2.4 2.4 Výfuková soustava turbohřídelového pohonu Výfukový systém u turbohřídelových pohonů je pevně nastaven a naladěn pro dosažení optimálního výkonu. Odvedení výfukových plynů je proto řešeno s ohledem na co možná nejmenší odpor kladený výfukovou soustavou při odchodu spalin. Výfukové plyny u turbohřídelových motorů dosahují teplot okolo 800 stupňů C. Výfukové plyny při této vysoké teplotě mohou snadno poškodit drak helikoptéry pokud by po jeho povrchu proudily delší dobu. Proto je důležité zajistit snížení teploty výfukových plynů a odvést je mimo povrch stroje. Toho lze dosáhnout umístěním chladiče k výstupu výfukové soustavy. Tento chladič funguje na principu mísení výfukových spalin s okolním chladnějším vzduchem ve speciálně konstruovaném chladiči. Chla- 30

Technická analýza dicí systém pracuje na principu vývěvy, dokáže si tedy sám přisávat chladící okolní vzduch a díky interním lamelám, které zajištují turbulentní proudění v chladiči dochází k důslednému smísení motorových spalin s chladným vzduchem. To vede ke snížení teploty výfukových plynů vystupujících z výfukové soustavy.[44][45] Obr. 35 Schéma výfukové soustavy 2.5 Rotorové systémy 2.5 Rotor je rotující část helikoptéry, která produkuje potřebný tah. Rotorový systém je připevněn buďto vodorovně jako hlavní rotor, poskytující tah ve svislé ose nebo slouží jako vyrovnávací či pomocný rotor umístěný na ocasu helikoptéry ve svislé poloze pro vyrovnání točivého momentu vyvolaného hlavním rotorem. Rotor se skládá ze zdvihového zařízení, rozbočovače a lopatek rotoru. 2.5.1 Rotorový systém 2.5.1 Zdvihového zařízení je válcový kovový hřídel, který se rozšiřuje směrem nahoru od motoru a je poháněn hřídelí vystupující z reduktoru. V horní části zdvihového zařízení je navazující bod pro připojení rotorových listů zvaný rozbočovač. Listy rotoru jsou připojeny k tomuto rozbočovači řadou různých metod. Hlavní rotorové systémy jsou klasifikovány podle toho, jak jsou hlavní listy rotoru připojeny a jak se pohybují vzhledem k hlavnímu rotoru. Existují tři základní klasifikace: bez závěsové, plněkloubové a balancující. Dnešní moderní rotorové systémy používají vyvinutou kombinaci všech těchto typů. [24][29] Zrušení točivého momentu působícího na trup helikoptéry lze mnoha způsoby, jedním z nich jak již bylo řečeno je umístění malého svislého rotoru na ocas helikoptéry. Tento rotor nemá vlastní pohonnou jednotku a je poháněn hřídelí z hlavního rotoru. U moderních helikoptér je nahrazen elektrickým dmychadlem s vodícím prstencem zabudovaným v ocasu helikoptéry. [24][29] Další možností neutralizace točivého momentu je použití dvou a více vodorovných rotorů otáčejících se v opačných směrech bez nutnosti použití ocasního rotoru. 31

Technická analýza Tato konstrukce umožnuje využit sílu, která byla potřebná pro pohon ocasního rotoru, ke zvýšení tahu a tím zároveň i nosnosti helikoptéry. Existují tři základní společné konfigurace, které využívají protirotující rotory ve prospěch tahu helikoptéry: Obr. 36 Plně kloubový rotorový systém Tandémové rotory jsou dva rotory umístěné za sebou v ose trupu[38] Obr. 37 Tandomově řazený rotorový systém Koaxiální rotory jsou dva rotory umístěné nad sebou ve stejné ose [38] Obr. 38 Princip koaxiálního rotoru Obr. 39 Helikoptéra s koaxiálním rotorem 32

Technická analýza Intermeshingové rotory jsou dva rotory umístěné blízko u sebe v dostatečném úhlu, aby se prolínaly přes vrchol helikoptéry.[38] Obr. 40 Schéma stroje s vyosenými rotory Příčné rotory - patří mezi další a méně užívané konfigurace. Tato konfigurace se využívá především u tzv. Tiltrotor aircrafts (letouny s překlopnými rotory pro kolmý start) a u některých starších helikoptér, kde je dvojice rotoru umístěna na každém konci křídel. Čtyř rotorová konfigurace tzv. Quadrocopter se využívá převážně pouze u modelů a bezpilotních helikoptér.[38] Obr. 41 Stroj s příčnými rotory Tip Jets rotory Méně rozšířenou konstrukcí je Tip Jets, kdy rotor není poháněn hřídeli nýbrž tryskami umístěnými na koncích lopatek. Díky této konstrukci se lze vyhnout vytváření točivého momentu vyvolaného hlavním rotore a lze tak vynechat stabilizační rotor. [41] NOTAR rotorový systém Poslední možností vynechání zadního rotoru a zanechání pouze jednoho hlavního rotoru je technologie NOTAR (No Tail Rotor). NOTAR produkuje točivý moment proti točivému momentu hlavního rotoru podobným způsobem, jako křídlo vyvíjí vztlak pomoci použití Coandă efektu na ocase.[38][57] 33

Technická analýza Obr. 42 Schéma principu NOTAR Obr. 43 Stroj Hudges se sys. NOTAR 2.6 2.6 Lopatky, vztlak a rozbočovač Všechny rotorové systémy jsou předmětem disymetrického vztlaku v dopředném letu. Při vznášení na místě je vztlak roven celému oběžnému kolu. Když narůstá letová rychlost helikoptéry, tak postupující listy rotoru vyvíjí větší vztlak, který narůstá se zvyšující se rychlostí. Například pokud se listy rotoru pohybují při vznášení rychlostí 300 uzlů tak helikoptéra poletí dopřednou rychlostí 100 uzlů, postupující listy rotoru se pohybují relativní rychlostí 400 uzlů a ustupující listy rychlostí 200 uzlů. Tento fakt musí být určitým způsobem kompenzován, jinak by se helikoptéra dostala do neřízené vývrtky, ve které by se rychlost neustále zvyšovala. [24][29] Disymetrický vztlak je kompenzován naklápěním listů. Vzhledem ke zvyšující letové rychlosti a odpovídajícímu nárůstu vztlaku na postupujících listech, jsou listy naklápěny směrem nahoru. Snižování rychlosti a vztlaku na ustupujících listech způsobuje naklápění listů směrem dolů. Tento indukovaný průtok skrze rotorový systém změní úhel dopadu na listy rotoru a způsobuje naklápění listů směrem vzhůru k produkci nižšího vztlaku, a naklápění ustupujících listů směrem dolů produkuje odpovídající narůst vztlaku. Vše se vyrovná a vztlak se rovná napříč celému disku (rotační nosná plocha). [24][29] Tyto fakta lze snadno vizualizovat na rotorových systémech využívající pouze dva listy. Pokud zatlačíme jeden list směrem dolů, druhý list stoupá, podobně jako houpačka. Většina strojů používá tří nebo čtyř listové systémy, které jsou plně kloubové a umožnují každému listu naklápět se samostatně aniž by ovlivnil ostatní listy. Postupující listy se naklápějí nahoru a ustupující dolů, bez ohledu nato, co dělají ostatní listy. [24][29] Tuhý rotorový systém má listy pevně připevněné k rozbočovači a o kompenzaci disymetrikého vztlaku se stará pružné prohnutí listů rotoru. Listy se naklápějí (prohýbají) stejně jako u všech ostatních helikoptér s kloubovým rozbočovačem, akorát bez použití pantů. Výhodou tuhého rozbočovače je, že nehrozí konflikt zdvihového zařízení s helikoptérou a stroj je tak teoreticky plně akrobatický. [24][29] Existují také mnohem složitější rotorové systémy, jako má například OH-58D tzv. rotorový systém four-bladed-soft-in-plane.[24][29] 34

Technická analýza Při navrhování helikoptéry je volba rotorů otázkou několika kompromisů. Pevný nebo plně kloubový systém poskytují nejvíce manévrovacích schopností a jsou tolerantní k náhlým prudkým změnám z výstupu řízení. Většina mechaniků a provozovatelů dává přednost Bell rotorhead jelikož je jednodušší a levnější na údržbu. Počet listů rotoru nehraje až takovou roli pro určení kvality vztlaku, na rozdíl od jeho maximální hmotnosti a nákladní kapacity. Při definování podmínek musíme vzít v potaz čtyři aerodynamické síly vztlaku, hmotnost, tah a odpor. [24][29] Obr. 44 Typy rozbočovaču uchycení listů 2.7 Řízení helikoptéry 2.7.1 Fly-by-wire Systém FBW nepřenáší povely obvyklým mechanickým způsobem, ale prostřednictvím elektrických signálu, které vedou z kokpitu k odpovídajícím servomotorům jenž ovládají řídící plochy stroje. Díky servomotorům se neprojevují aerodynamické síly na ovládacích prvcích. Proto jsou aktivní řídicí páky vybaveny elektromotory pro simulaci působících sil a díky inteligentní elektronice je zajištěna optimální podpora pilota. Aby pilot poznal, že je něco v nepořádku je stroj vybaven řadou senzoru, jenž po překročení letových parametrů spustí tzv. stick shaker. Stick shaker rozvibruje řídící prvek, který je v kontaktu s pilotem. Pilot přímo vnímá signály přenášené vibracemi a může na ně intuitivně reagovat. V dnešní době byl systém FBW nahrazen systémem fly-by-light, který přenáší signály optickými kabely pro rychlejší reakci. [43][55] 2.7.2 FHS 2.7 2.7.1 2.7.2 DLR Flying Helicopter Simulator (FHS) byl vzat do provozu na konci roku 2002.Standardní EC135 vrtulník byl výrazně upraven. Zejména bylo mechanické ovládání systému nahrazen plně autoritativním řídícím systémem fly-by-light. Aktivními postranní řídicí páky nahrazují klasický systém dvěma aktivními postranními řídicími pákami. Tyto postranní řídicí páky (tzv. sidestick) jsou podobné pákovým ovládačům pro počítače. V tomto systému řízení nahradila páka po levé ruce pilota prvky ovládá- 35

Technická analýza ní pro vertikální pohyby a páka vpravo od pilotovy ruky převzala funkci centrálního kniplu. Tento systém výrazně usnadňuje jinak složité ovládání helikoptéry, a přispívá také k bezpečnosti nerušeným výhledem pilota na palubní panel. [2][42][54][55][56] Obr. 45 Kokpit FBW Obr. 46 Systém instalovaného FHS 2.8 2.8 Přistávací zařízení Existuje několik typů přistávacích zařízení, mezi primární patří lyžiny a kola. Dále existují jejich variace, jako jsou plováky, plováky s koly apod. Lyžiny jsou používány hlavně proto, že jejich hmotnost je nižší, než je tomu u kolového podvozku. [23][28] Obr. 47 Helikoptéra vybavena lyžinami U větších a silnějších helikoptér jsou používané především kolové podvozky, protože využitelnost a pohodlí mohou být důležitější než úspory na hmotnosti. Aby bylo možné přesouvat helikoptéru vybavenou lyžinami po letištní ploše, například od- 36

Technická analýza táhnout do hangáru apod., je nutné helikoptéru zvednout a namontovat sadu přídavných kol. [23][28] Pokud je helikoptéra vybavená permanentním kolovým podvozkem, je snadnější sni manipulovat bez pilota a s vypnutým motorem, než složitým způsobem popojíždět po přistávací ploše. Zásuvný podvozek oproti pevnému podvozku má zvýšenou aerodynamickou účinnost ovšem na úkor složitější a těžší konstrukce.[23][28] Obr. 48 Kamov s pevným kolovým podvozkem Obr. 49 Záchranná helikoptéra se zatahovacím podvozkem 37

Designerská analýza 3 3 Designerská analýza Designerská analýza se věnuje pouze současným strojům. V současné době se vyrábí nespočet strojů s různým zaměřením. Proto byly až výjimky vybrány helikoptéry, které jsou svou konstrukcí a určením nejblíže k preferované vizi. 3.1 3.1 Sikorsky Firma Sikorsky dnes vyrábí přes 13 modelů od civilního užití po speciálně určené modely zpravodajců a armády. Design strojů není jednotný a na první pohled jediným spojujícím prvkem několika modelů se jeví barevné pruhy táhnoucí se od kokpitu až k pomocnému rotoru. Ostatní modely mají specifické nástřiky jako rozmazané cákance barvou, spleť barevných linek nebo jen dvou barevná kombinace draku. [31] 3.1.1 3.1.1 Sikorsky S-76D Stavba tohoto stroje se nijak neliší od známých typů helikoptér se zásuvným podvozkem. Na konci ocasu stroje jsou umístěny vertikální a horizontální aerodynamické stabilizátory, které pomáhají zejména při dopředném letu ve vyšších rychlostech. Kabina helikoptéry je prostorná a uzpůsobená pro převoz až 13 osob. Pro komfort a rychlost při nastupování a vystupování jsou zde umístěny celkem 4 dveře (2 z každé strany). Celková stavba draku působí kompaktním a uceleným dojmem čemuž napomáhá mohutný ocas, který plynule přechází v kabinu stroje. Jediným tvarovým narušením draku je umístění turbínových motoru, které jsou vytaženy mimo kabinu a při bočním a zadním pohledu vyčnívají neestetickým dojmem ven. Situace se ovšem mění při pohledu zepředu, kdy je nasávání turbíny efektně skryto za obdélníkové nasávání horizontálně rozdělené příčkou, která částečně vyztužuje tuto část draku a chrání motor proti vniknutí cizího tělesa. Barevné ladění stroje se vyrábí ve dvou variantách, základní barva je bíla s pruhy táhnoucími se po celé délce stroje nebo barevným nástřikem připomínající tahy štětcem. Pro umocnění pocitu rozsáhlejšího prosklení kabiny jsou sloupky mezi jednotlivými okny nabarveny na černo, podobným způsobem jak se tohoto efektu využívá v automobilovém průmyslu. Díky tomu není trup opticky rozkouskován členěním jednotlivých sloupků mezi okny a celek tak působí aerodynamickým, moderním a čistým tvarem. Nad kabinou mezi turbínovými motory je umístěný rotorový systém s reduktorem, jenž objemově zabírá 1/3 hmoty stroje.[31] Obr. 50 Sikorsky S-76 38

Designerská analýza Obr. 51 Sikorsky S-76 3.2 Bell 3.2 Firma je známá vývojem a výrobou armádních strojů V-22 s naklápěcími rotory umožňujícími kolmý start jako helikoptéra a let jako vrtulové letadlo. Firma se zaměřuje na nabídku strojů s již určeným typem mise. V nabídce nechybí modely určené pro mise na ropných plošinách, záchraně životů (HEMS), podporu obyvatel při přírodních katastrofách, převoz zásilek a také pro armádní mise. Bell vyrábí známé armádní modely jako je například útočná AH-1Z Zulu (Cobra). Celkem vyrábí 4 modely pro komerční využití, 4 upravené modely pro různé typy misí a 4 modely určené pro armádu. Společnost nemá žádné tvarové či barevné specifické znaky, které by provázely jednotlivé modely.[32] 3.2.1 AH-1Z Zulu 3.2.1 Tento útočný armádní stroj vyráběn s obměnami od roku 1979 je pro své určení záměrně subtilní. Konstrukce jeho draku je úzká a podlouhlá s robustními aerodynamickými stabilizátory na ocase a trupu stroje. Stabilizátory umístěné na trupu stroje slouží v první řadě pro zavěšení raketových podvěsů a dalších útočných systémů. Šířka je kvůli nosnému systému raket téměř 5 metrů a délka draku se přibližuje 18 metrů. Helikoptéra má tandemově řazený dvoumístný kokpit, jehož skla jsou lehce vyboulená ven a umožnují tak dobrý výhled. Vepředu sedí co-pilot/střelec obsluhující kanón umístěný na trupu pod jeho sedadlem, vzadu sedí pilot. Koncepce stroje vychází z hranatých krabicových tvarů s poměrně hodně zaoblenými hranami. Vzniká tak zajímavý agresivní tvar podtrhující určení stroje. Rotorový čtyřlistý systém s dvojící turbínových motorů po stranách je umístěn za kokpitem a posádka má tak lepší přehled nad situací při útoku či dopředném letu, kdy je stroj nakloněn. Motory jsou vysunuty z trupu stroje a překryté úzkým téměř hranatým pláštěm o ledvinovém průřezu, jenž se ve výfukové části přetáčí o 90, rozšiřuje a vybočuje směrem od draku. Plášť motorů tak celkově podtrhuje hranatý a úzký tvar stroje. Kořen ocasu prodlužuje spodní linii trupu a shora vstupuje do trupu prudkým náběhem pod výfukovým systémem. Na jeho konci jsou umístěné aerodynamické stabilizátory, kde je na vertikální ploše v samém konci umístěn pomocný rotor. V čumáku jsou umístěny zaměřovací a kamerové 39

Designerská analýza systémy, tyto systémy jsou kompaktně umístěny do koule, jež je kloubově uchycena do špičky stroje, kde je jí umožněn omezený rozsah pohybu do všech směrů. Špička draku je zajímavě technicky tvarovaná, její tvar vychází téměř čistě z technického řešení upevnění kanónu a zaměřovacích systémů. Stroj je vybaven lyžinami, které dovolují takto úzkou stavbu draku. Jako všechny armádní modely i tento je v matné šedé barvě.[32] Obr. 52 AH-1Z Zulu Obr. 53 AH-1Z Zulu 3.2.2 3.2.2 Bell 429 Model 429 je určen pro civilní a komerční využití. Model se vyrábí ve třech barevných variantách, které se neliší pouze volbou barev ale také grafikou na draku. Tento kompaktní stroj má pro své účely vhodně zvolenou konstrukci. Po obou stranách jsou 1,5 metrů široké posuvné dveře, které nabízí vysoký komfort při nastupování a vystupování, po jejich otevření se totiž plně otevře prostor pro pasažéry. Dveře pro posádku stroje jsou oddělené a klasicky upevněné v pantech. Prosklení stroje je pro lepší výhled mírně vyboulené směrem ven. Drak působí velmi lehkým a čistým designem. Jeho klasická jednorotorová konstrukce se dvěma motory, umístěnými nad kabinou s pasažéry táhnoucí se až k nákladovému prostoru a přecházející v ocas vypadá čistě a aerodynamicky. Motory a celý výfukový systém jsou skryty a o jejich existenci svědčí pouze malé elipsovité otvory výfukového systému. Celý tvar stroje je hladký bez zbytečných hran a křivek, každá část draku elegantně přechází v druhou. Nejmohutnější částí draku je samozřejmě kabina s malou kulatou zploštělou špičkou. Jako součást kabiny působí rotorový systém a motory, jež jsou skryté a jsou 40

Designerská analýza od kabiny opticky odděleny jemnou křivkou, která lehce zužuje tuto nadstavbu nad kabinou, vše pak plynule přechází v poměrně krátký a kompaktní ocas. Ocas volně přechází v trup pod výfukovým systémem, vzhledem k jeho poměrně malému průřezu zůstává při jeho napojení na trup dostatek prostoru pod ocasem pro obcházení obsluhy okolo stroje. Na ocase jsou ve 2/3 od kořene umístěny subtilní aerodynamické stabilizátory, za stabilizátory se nachází pomocný rotor a další stabilizační plocha. Tyto aerodynamické stabilizátory svou velkou plochou avšak malou tloušťkou a zajímavým hranatým tvarem z bočního pohledu, vyvažují hmotové rozložení stroje. Stroj je vybaven trubkovými lyžinami, které působí lehce a nenarušují hmotovou koncepci stroje. Stroj je vhledem k jeho ideální konstrukci velmi často přestavován pro převoz pacientů.[32] Obr. 54 Bell 429 Obr. 55 Bell 429 3.3 Robinson 3.3 Firma v současné době nabízí tři modely. Jedná se o dvousedadlový model R22 a čtyřsedadlový model R44, oba tyto stroje jsou poháněny pístovým spalovacím motorem identickým s letadlem Cessna 172. Poslední nabízený model R66 je vybavený turbínovým pohonem a pěti místy k sezení. Firma také upravuje modely R44 a R66 pro policejní službu.[33] 41

Designerská analýza 3.3.1 3.3.1 R66 Turbine Robinson R66 je malá, lehká, čtyřsedlová helikoptéra poháněná jedním turbínovým motorem. Drak stroje se od osmdesátých let příliš nezměnil a stroj vypadá velmi zastarale. Stavba helikoptéry se poměrně liší od ostatních velko-výrobců helikoptér. Kabina stroje nemá žádný čumák, pilot tak sedí přímo na začátku kabiny a má ideální výhled a dobrý přehled nad situací. Trup má z profilu tvar kapky, jejiž konec je pod úhlem seseknut. Při pohledu zepředu má trup tvar průřezu podobný obdélníku se zakulacenými rohy a mírně vyboulenými boky. Z trupu se tyčí vysoký aerodynamický stabilizátor o kapkovitém průřezu, v jehož středu se nachází hřídel pohánějící hlavní rotor. Tento stabilizátor je zde pouze z důvodu usazení rotoru vysoko nad kabinu aby nedošlo ke kontaktu s úzkým ocasem, jenž se svažuje směrem k trupu. Na konci ocasu se nacházejí na pravé straně horizontální a vertikální stabilizátory a pomocný dvoulistý rotor na straně levé. Helikoptéra je složena jakoby ze dvou hmotových kusů, jedním je trup a druhým kusem je pomyslné velké písmeno L tvořeno ocasem a nosníkem rotoru, jenž se v místě pravého úhlu písmene prolíná s trupem. Zajímavým řešením je z velké časti odkrytý turbínový motor, který je umístěn na konci trupu pod ocasem. Při pohledu zepředu je v konkávní časti kabiny, umístěna dvojce reflektorů, z níž vychází jediný sloupek rozdělující přední sklo na dvě poloviny. Jako přistávací zařízení jsou zde lehké a jednoduché lyžiny. Po grafické stránce je trup stroje také poměrně zastaralý, vyrábí se v několika jednobarevných provedeních s jedním nebo dvěma pruhy táhnoucími se od reflektorů přes trup až k motoru.[33] Obr. 56 R66 Turbine Obr. 57 R66 Turbine- detail motoru 3.3.2 3.3.2 R22 Beta II Robinson R22 je jedna z nejmenších a nejlehčích helikoptér na světě. Nabízí pouze dvě místa k sezení a jediný úložný prostor pod sedadly. Využívá se zejména pro výcvik nových pilotů, pro kontrolu plynovodů či dobytka. Všechny tyto úkony vyžadují v dnešní době spolehlivost a nízké provozní náklady. Design stroje je téměř totožný s ostatními helikoptérami firmy Robinson, hlavní roli zde hraje funkčnost a praktické použití. Oproti modelům R44 a R66 působí tento model kompaktnějším a vyváženějším dojmem. Jeho kabina není již tak mohutná a v zadní části, kde se 42

Designerská analýza nachází pohonná jednotka je dále opticky odlehčena výřezem ve tvaru komiksového blesku. Výřez odkrývá nosnou kostru trupu, z níž dále vychází přistávací lyžiny. V kostře trupu se zcela odhaluje spalovací motor, k jehož údržbě a opravám je přímý přístup bez demontáže kapotáže. Ve spod přední časti kabiny je umístěna dvojice reflektorů. Ocas vychází ze spod kapotáže trupu a zvedá se směrem vzhůru. Po barevné a grafické stránce je situace obdobná jako u ostatních modelů této firmy, je však dynamičtější a modernější. Stroj se vyrábí v jednobarevném provedení s pruhem procházejícím celý trupem a zvedajícím se směrem k ocasu. Tento pruh opticky napomáhá tvaru draku a dává mu dynamičtější vzhled. Celkový vzhled stroje je vyvážený a odpovídá účelu určení stroje.[33] Obr. 58 R22 Beta II 3.4 MD Helicopters 3.4 MD Helicopters jako jediná firma využívá stabilizační systém NOTAR (No Tail Rotor), který odstraňuje zadní pomocný rotor a tak snižuje hlučnost stroje. Firma momentálně vyrábí 5 modelů, z nichž 3 využívají stabilizační systém NOTAR. Helikoptéry se stabilizačním systémem NOTAR se mírně odlišují od klasických strojů. Může zato mohutný ocas, který ve svém nosníku tlačí vzduch a absence stabilizačního rotoru.[36] 3.4.1 MD Explorer 3.4.1 MD Explorer je nejvyšším modelem této značky. Má zajímavé tvarové řešení vyústění výfukového systému turbínových motoru. Tvar krytu pohonného systému se nepodobá žádnému jinému stroji, hmota klasicky narůstá od kabiny směrem k rotoru, zde se rozšiřuje do stran a s mírným klesáním se táhne až ke kořenu ocasu, kde se nachází vyústění výfukového systému. Při pohledu shora lze vidět, že se hmota od rotoru směrem k výfuku rozdělila do stran a vytvořila díru mezi motory a u kořene ocasu se zase spojila. Vyústění výfukového systému je zakončeno elipsovitými otvory, jež míří do stran směrem ven od stroje. Stroj má zajímavě řešenou zadní čast ocasu, u většiny typů klasických stabilizačních systémů všechny aerodynamické stabilizátory jsou umístěny do samotného konce ocasu, zde jsou vzhledem k použi- 43

Designerská analýza tému stabilizačnímu systému aerodynamické stabilizátory umístěny v ¼ ocasu od jeho konce. Ocas tak dostává netradiční a zajímavý tvar. Stabilizátory jsou při boční pohledu poměrně robustní a vyvažují hmotové rozvržení stroje. Při pohledu shora je situace podobná, jelikož jsou stabilizátory s ocasem spojeny pomocí mohutné plochy připomínající křídlo letadla, samotná tato část také pomáhá při stabilizaci v dopředném letu. Tvar trupu stroje ve spojení s mohutným ocasem a plynulým přechodem v robustní a do stran rozšiřující kapotáž motorů, dává stroji dynamický a elegantní vzhled. Jednotlivá prosklení jsou od sebe oddělena poměrně mohutnými sloupky, které vypadají z estetického hlediska zajímavě a vkusně doplňují tak celkový výraz stroje. Mezi prosklenou spodní časti kabiny je uprostřed velká plocha trupu, který vypadá s nadsázkou jako písmeno Y, ve spodní časti písmene je umístěná dvojice reflektorů. Pro vystupování pasažérů jsou z obou stran stroje široké posuvné dveře, dveře do kokpitu jsou klasické pantové. Jako přistávací zařízení jsou zvoleny lyžiny. Jelikož je stroj navržen pro přistání v nerovném a složitém terénu, jsou lyžiny vysoké, aby nedošlo ke kontaktu trupu se zemí. Proto jsou součástí lyžin pomocné schůdky, jež usnadňují nastupování. Stroj je díky své koncepci a výhodám konstrukce, zejména tedy nižším hlukovým emisím, hojně využíván policejními složkami, záchranářskou službou či správou parku. Barevné a grafické ztvárnění draku je u značky MD Helicopters velmi individuální, a to zejména proto, že většina helikoptér míří do složek integrovaného záchranného systému. [36] Obr. 59 MD Explorer ADAC Obr. 60 MD Explorer air rescue Obr. 61 MD Explorer national park service Obr. 62 MD Explorer hospital service 44

Designerská analýza 3.5 Eurocopter 3.5 Společnost se zabývá výrobou jak civilních tak armádních strojů. Helikoptéry Eurocopter jsou velmi oblíbené u záchranářských a zdravotnických služeb. [37] 3.5.1 Eurocopter EC145T2 3.5.1 Stroj EC145T2 je vybaven stabilizačním dmychadlem tzv. fenestron, místo klasického pomocného rotoru. Dmychadlo je umístěno do koncové ocasní části, kde je kolem jeho obvodu zkonstruován robustní aerodynamický stabilizátor, ve kterém jsou rozmístěny cívky a elektronika potřebná k řízení dmychadla. Před samotným dmychadlem se nachází další pár subtilních aerodynamických stabilizátorů, jenž jsou zkonstruovány podobně jako u systému NOTAR. Samotný ocas je vůči samotnému trupu poměrně malého průměru, je složen z prolnutí dvou profilů s kruhovým průřezem a díky upevnění ocasu vysoko u vyústění výfukového systému, je zde prostor pro zadní široké dvoudílné dveře. Stroj má dále po obou stranách široké posuvné dveře a pantové dveře pro piloty. Trup je elegantně propojen s kapotáží rotorového systému a motorů. Čumák je poměrně špičatý a zvedá se lehce směrem k obloze. Z předního pohledu je kokpit rozdělen čtyřmi skly, jenž mezi sebou oddělují sloupky vycházející z mohutného trojúhelníku, ve kterém se nachází reflektor. Z prostředního vrcholu vede sloupek, který se před rotorem mění v objemný, ale úzký kryt rotoru, který efektně rozděluje nasávání dvou turbínových motorů. Nasávání je poměrně robustní a přechází v kryt motorů a výfukového systému, zde se svažuje a zeštíhluje směrem ke kořenu ocasu. Před kořenem ocasu se nachází dvě elipsovitá vyústění výfukového systému. Jako přistávací zařízení jsou zde lyžiny, které jsou k trupu připevněny zespoda.[37] Obr. 63 Eurocopter EC145T2 hospital service Obr. 64 Eurocopter EC145T2 hospital service 45

Shrnutí analytické časti 4 Shrnutí analytické časti Po důkladné analýze věnující se historické, technické a designové analýze byly získány informace potřebné k úspěšnému zpracování diplomové práce. Technická analytická část diplomové práce představuje současná technická řešení vhodná pro návrh stroje a dodržení předem stanovených cílů. Při pohledu na stroje zmíněné v designové analýze, lze pozorovat pouze nevýraznou odlišnost jednotlivých strojů mezi sebou. Jedná se především o stroje se stejným zařazením patřící do stejné cenové a hmotnostní kategorie. Pokud se podíváme na helikoptéry s jiným zaměření jako je vojenský stroj AH-1Z nebo malý civilní stroj R22, lze pozorovat, že jsou stroje navrženy na míru svému účelu a z něj vychází celá jejich konstrukce stroje. Stejným postupem je zpracována studie diplomové práce, kdy bylo prve provedeno konstrukční rozvržení všech konstrukční částí a řešení, poté přišlo na řadu samotné navržení draku stroje. Konečné řešení s ohledem na stanovené cíle DP, vychází z informací získaných během rešerše analytické části diplomové práce. 46

Variantní studie designu 5 Variantní studie designu Před samotným návrhem diplomové práce, předcházela práce na semestrální práci, jenž měla za úkol vytyčit si cíle diplomové práce, seznámení se s problematikou týkající se návrhu pomocí vědeckých článků a také samotné variantní studie. Během této doby byly získány cenné informace jenž pomohly při řešení konstrukčně- -designerského řešení. Vznikl nespočet skic a několik 3D modelů z nichž byly vybrány dvě varianty a jedna finální varianta. Samotné návrhy se od sebe liší jak designem tak samotným konstrukčním řešením. Prvotní myšlenkou a jedním z cílů při návrhu záchranářské helikoptéry bylo maximalizovat prostor pro záchranáře a postižené. V prostoru pro záchranáře by se, pokud je to možné, měly osoby pohybovat téměř ve stoje. Na mysli jsou samozřejmě stroje, jejichž hmotnost se pohybuje okolo 4-6 tisíc kilogramů. Existují také stroje, zejména s tandemově řazenými rotory, jejichž kabina pojme nespočet osob a nabízí dostatečný prostor nad hlavou. Tyto stroje jsou ovšem navrženy pro jiné účely a jejich hmotnost patří do naprosto jiné kategorie. Hlavním bodem bylo vymezení požadavků, které musí studie splňovat. Jak již bylo řečeno, jedná se zejména o maximální prostor pro posádku, díky němuž se záchranáři mohou během letu pohybovat okolo postiženého a dát mu co nejlepší péči. Dále by mělo být umožněno co nejsnazší vyzdvižení postiženého na palubu stroje pomoci navijáku, snadné nakládání a vykládání raněných či krátkodobě psychicky postižených osob (v šoku), v neposlední řadě pak zvýšený přehled posádky nad danou situací a průběhem akce. Vše zde vyjmenované jsou dílčí cíle, hlavní myšlenkou je však urychlit hlavní myšlenky urychlit záchranářský zásah a tím dopomoci k většímu počtu zachráněných lidských životů. Jedním z cílu je také snížení hlukových emisí helikoptéry, jenž mají negativní vliv na psychiku zraněného člověka, jsou také negativním faktorem ve městech, kde se nacházejí nemocniční zařízení a neustálé přelety nad obydlenou oblastí znepříjemňují lidem život. 5.1 Varianta A Hornet Concept 5.1 Hornet Concept je prvním variantním návrhem. Stavba jeho draku je poměrně podobná se stavbou dnešních strojů. Inspirací zde byla říše hmyzu, který má se helikoptérou společné právě létání a možnost vznášet se na místě. Z hmyzí říše byl vybrán sršeň, jehož agresivní žlutočerné zbarvení a dynamický tvar s hmotou mířící vpřed evokuje živočišnou dravost létajícího hmyzu. Jeho tělo má vhodné objemné tvary a také výrazné zmíněné žlutočerné zbarvení je vhodné pro záchranářský stroj. Variantní studie Hornet se snaží dodržet stanovené cíle a stavba tak částečně vychází ze zvolených požadavků. Proto má tento stroj oproti dnes sloužícím strojům poměrně vysoko položený kořen ocasu, aby bylo usnadněno vykládání a nakládání raněných. Zespod kořene ocasu se nachází kolejnice po níž se z útrob helikoptéry vysouvá hák připojený k navijáku. Díky této konstrukci se záchranář může pohodlně připravit a připnout v útrobách stroje a poté se vysunout po kolejnici mimo kabinu a provést daný úkon. Po stabilizování a připnutí postižené osoby ji reversním úkonem dostane pohodlně do kabiny helikoptéry. 47

Variantní studie designu Hornet je z velké části prosklen, aby byl zajištěn dobrý výhled z útrob stroje, jež posádce pomůže při lokalizaci postižených či při jejich záchraně. Obr. 65 Varianta A - Hornet Stroj je navržen pro stabilizační systém NOTAR, který má ze všech možných řešení nejnižší hlukové emise. Jeho konstrukce částečně ovlivňuje vzhled stroje, jelikož systém nevyužívá ke stabilizaci pomocný rotor, ale dmychadlo tlačící vzduch do ocasního nosníku. Na jeho konci jsou stabilizační aerodynamické stabilizátory, jež stroj stabilizují v dopředném letu a pomáhají při rotaci okolo svislé osy. Řízení helikoptéry je klasické pouze táhla zde vystřídala elektronika a servomotory. Díky nim došlo ke snížení hmotnosti, systém se nazývá Fly-by-wire, či modernější verze, jenž nahrazuje kabely optickými vlákny Fly-by-light. Obr. 66 Varianta A - Hornet 48

Variantní studie designu Helikoptéra je pro co nejnižší aerodynamický odpor vybavena zásuvným kolovým podvozkem. Drak má troje dveře, dvoje dveře jsou určeny pro piloty v kokpitu a třetí široké dveře nacházející se pod kořenem ocasu slouží pro výstup a nástup záchranářů a postižených. Hladké organické tvary se vyhraňují zejména v místě okolo nasávání dvou turbínových motorů Arriel od firmy Safran, jenž dohromady dávají výkon přes 1400 kw. Rotor je třílistý s flexibilní rozbočovačem. Drak je vzhledem ke snaze o co nejnižší hmotnost se zachováním ideálních vlastností a s ohledem na výrobu dnešních strojů vyroben z kompozitních materiálů, zejména z uhlíkových a skelných vláken a také moderních hliníkových slitin. V přední časti kokpitu, který je z venku ohraničen žlutým profilovaným rámem vycházející zespod draku stroje, se nachází za transparentním lexanem dvojice natáčejících reflektorů s infra-kamerou pro snadnější lokalizaci osob. Helikoptéra je navržena pro dva piloty a dva záchranáře s možností umístění dvou zraněných osob na vestavěná lůžka s prostředky pro resuscitaci, monitoring či připojení na umělou plicní ventilaci. Obr. 67 Varianta A - Hornet 5.2 Varianta B - Anvil concept 5.2 Samotná koncepce Anvil concept je již na první pohled jiná než u známých typů helikoptér. Je to zejména absencí ocasu, která zde není potřeba, jelikož stroj pro vyrovnání točivého momentu vyvolaného hlavním rotorem využívá koaxiální rotorový systém, jenž otáčí druhým rotorem opačným směrem než se točí rotor pod ním a dojde tak k vyrušení točivého momentu působícího na drak stroje. Tvarová kompozice je výsledkem snahy odlišit se od stávajících strojů a jít svou vlastní cestou, která se snaží upřednostnit všechny předem stanovené cíle. Celý drak se tak skládá z prolnutí dvou těles kde bílé těleso, podobné kovadlině slouží jako nosná kostra a jsou k ní 49

Variantní studie designu připevněny turbínové motory, rotor a všechny nezbytné systémy, se protíná s rádoby zakulaceným kvádrem v přední části a přechází v ostřejší hrany směrem dozadu kde se jeho zadní lehce prohýbá směrem dovnitř. Tato zadní partie slouží jako nástupní křídlové dveře, které se při otevírání rozjíždějí směrem ven od sebe. Obr. 68 Varianta B - Anvil Při prvním pohledu se stroj jeví, že bude mít vysoký koeficient odporu vzduchu a to zejména kvůli odsazení okolo kokpitu. Tato plocha však není plná, jedná se o mřížku z děrovaného plechu, která se dá také nahradit tahokovem. Za touto plochou se nachází nasávání dvou turbínových motorů Arrius o celkovém výkonu 1060 kw. Jedná se o nejmenší a nejlehčí turbohřídelový motor společnosti Safran. Výkon těchto motorů je dostatečný, jelikož koaxiální rotor má o 15% větší tah než jednoduchý rotor o stejném průměru. Vzhledem k většímu tahu koaxiálního rotoru je možné snížit jeho otáčky a tím také hlukové emise vyvolané hlavní rotorem. Je zde také ušetřen výkon na stabilizačním systému, který by jinak pohltil pomocný rotor či dmychadlo. V dolní části mřížky se samozřejmě žádné nasávání nenachází, proudící vzduch zde prochází skrze nohu, ze které vycházejí lyžiny a vystupuje na druhé straně. U návrhu této varianty byla snaha o co nejmenší a nejlehčí stroj, který ovšem splní většinu vymezených cílů. Proto zde jako přistávací zařízení slouží lehké a na údržbu nenáročné lyžiny, které plynule vycházejí z bíle hmoty, která je opticky vyztužena lomeným prolisem. Pod tímto prolisem je prostor pro grafiku zaštiťující společnosti, která tento stroj provozuje. V zadní části helikoptéry se nacházejí aerodynamické stabilizátory, které pomáhají stroj stabilizovat v dopředném letu. Mezi nimi je usazen výfuk do něhož se sbíhají výfukové svody obou turbín. Okolo svodů a výfukové koncovky je vytvarována již zmíněná mřížka, která se nachází také v přední části. Zásluhou proudícího vzduchu 50

Variantní studie designu vyvíjeného hlavním rotorem směřujícího směrem dolů, proudí vzduch okolo svodů, napomáhá dobrému odvodu tepla a ochlazuje tak celou motorovou soustavu, která dále nemá tak negativní dopad na zahřívání draku. Obr. 69 Varianta B - Anvil Podobně jako v případě první varianty je i tento stroj dobře prosklen a pozorovací úhly posádky umožňují dobrý výhled ven z kabiny a kokpitu stroje. Reflektory a termo-kamera jsou upevněny vespod stroje. Navíjecí systém je i zde obdobný jako Obr. 70 Varianta B - Anvil 51

Variantní studie designu v prvním případě, naviják je schovaný v útrobách stroje a ven se vysouvá pouze hák se zavěšeným záchranářem. Helikoptéra je navržena pro dva piloty a dva záchranáře a jedno lůžko pro postiženého, pokud to samozřejmě stav postižených dovoluje a není nutné pacienta umístit do vodorovné polohy, může stroj převést postižené dva. Barevné řešení doplňuje barevné rozvržení loga umístěného na boku draku. Bílá barva evokuje čistotu a dodává stroji moderní nádech, červená nosná část kabiny naopak zvyšuje rozlišitelnost stroje za letu a dává tak postiženým větší šanci reagovat a zvýšit tak šanci svého nalezení. Zespod kabiny je umístěn bílý kříž pro identifikaci stroje. 5.3 5.3 Varianta C Cyberfly concept Cyberfly concept je třetí variantou a stal se také zároveň odrazovým můstkem pro návrh finálního řešení. Název Cyberfly vznikl spojením slov dragonfly, jenž v anglickém jazyce znamená vážka a slova cyberpunk. Jedná se typ filmového, literárního a uměleckého žánru spadajícího pod sci-fi, kde jsou lidé napůl spojeni se stroji. Tyto strojní součásti jsou většinou v holé surovosti bez krytování, aby daly na obdiv svou mechanickou složku věci. Stroj tedy symbolizuje spojení vážky se strojem. Tento hmyz byl zvolen vzhledem k jeho specifickým tvarům a výborným letovým schopnostem jako je rychlost či okamžitá změna směru letu. Tvary vážky mají ideální proporce pro helikoptéru, buclaté objemné tělo a za ním dlouhý ocas. Také čtveřice křídel do X se podobá listům čtyřlistého rotoru a vydává podobný specifický zvuk. Obr. 71 Varianta C - Cyberfly concept 52

Variantní studie designu Tento koncept se zaměřuje především na maximální prostor pro posádku a v kabině dovoluje lidem průměrné výšky vzpřímený postoj. Stroj nabízí tedy velmi prostorný interiér, takže záchranáři mají téměř ideální podmínky pro svou práci a mohou se tak plně věnovat raněným během převozu do nemocničního či záchranářského zařízení. Stroj pojme dva piloty, dva záchranáře a je vybaven dvěma lůžky pro postižené. Obr. 72 Varianta C - Cyberfly concept velké spáry Při rozpracování toho návrhu došlo také na variantu, kdy jsou od sebe jednotlivé segmenty stroje odsunuty a vytváří dojem jakéhosi jádra okrytovaného jakýmsi brněním. Tato varianta má agresivnější a futurističtěji vzhled a větší měrou evokuje, že se jedná o opravdu moderní mechanický stroj. Tato varianta nakonec nebyla dále rozvíjená, protože již ztrácela čisté linie tvaru. Obr. 73 Varianta C - Cyberfly concept experimentální rozsunutí kapotáže 53

Variantní studie designu 5.4 5.4 Finální varianta - Cyberfly Jak již bylo řečeno v předchozím odstavci, finální varianta Cyberfly přímo vychází z třetí varianty zvané Cyberfly Concept. Po rozpracování původní varianty byla od vážky vypůjčená další část těla, která projekt posunula dál a zvýšila tak jeho využití. Jedná se o čtveřici mechanických noh, které jsou schopny stroj na nerovném terénu vyrovnat do vodorovné polohy a umožnit tak pilotům přistávat i v místech, ve kterých by za normálních okolností bylo nemožné přistát z důvodu možného převracení stroje. Jedná se především o místa s větším sklonem svahu či hrbolatý povrchem jako jsou například skalnaté plochy Grand Canyonu. Aby bylo zajištěno, že se stroj při přistání na měkkém povrchu nepropadne a nedojde k jeho převracení jsou mezi jednotlivými nohami usazeny lyžiny v posuvných kloubech, které dovolí jednotlivým nohám posun ve vertikálním směru a stroj tak stabilizují do vodorovné polohy, pokud to samozřejmě rozsah vertikálního posunu noh dovolí. Aby bylo možné dosáhnout rychlejšího a jemnějšího dosednutí stroje na místo přistání jsou jednotlivé nohy uloženy v tlumících jednotkách. Takto lze ušetřit mnohdy drahocenné sekundy při záchraně lidského života. Tlumení bude mít zejména prospěšný vliv na pacienty s poraněnou páteří. Piloti těchto strojů jsou velmi zkušení a dokáží se stroji přistát opravdu jemně a opatrně, ale odtlumený přistávací podvozek dovolí rychlejší a méně opatrná přistání. Obr. 74 Finální varianta - Cyberfly 54

Ergonomie 6 Ergonomie Z ergonomické stránky Cyberfly spadá do ergonomické kategorie E. Tato kategorie je specifikována jako pracovní kontakt pomocí ovládačů a sdělovačů. Jedná se o nevýrobní činnost s kontaktem nejen rukou. Určení ergonomické kategorie není naprosto jednoznačné, protože se strojem přicházejí do styku také osoby, které jsou s ním pouze v užitkovém kontaktu. Z pohledu těchto osob by se pak částečně jednalo o kategorii J. obrazek tabulky mozna [61] Obr. 75 Cyberfly otevřený 6.1 Vystupování/nastupování 6.1 Jak již bylo zmíněno v technologicko-konstrukčním řešení, jsou všechny dveře helikoptéry předsuvné. Stroj je vybaven dvojici rozměrných dveří určených pro nástup/výstup posádky a zachráněných. Zadní prostor je kvůli hydraulickému podvozku zúžen, ale je stále navržen tak, aby bylo možné projít s nosítky ven a dovnitř kabiny bez problému. Systém otevírání dveří je vybaven bezdotykovým senzorem z obou stran křídel. Stačí pouze přiblížit dlaň k vymezené zóně. Dveře je možné ovládat také z panelu v kokpitu, kde mohou piloti během letu odemknout automatický bezpečnostní zámek dveří, který zabraňuje neopatrnému či náhodnému otevření za letu. Lyžinu na levém boku stroje lze využít jako pomocný schod pro nástup/výstup. V místě dveří je lyžina upravena neklouzavým povrchem. V zadní části se lyžiny pod dveřmi propojují a vytvářejí široký schod pro nástup/výstup. [61] 55

Ergonomie Obr. 76 Cyberfly otevřený 6.2 6.2 Interiér a jeho rozvržení Cílem diplomové práce nebylo detailní zpracování interiéru, přesto pro znázornění prostorového rozvržení, vybavení a inovativních prvků byl vypracován jednodušší interiér s ohledem na stanovený cíl maximalizace prostoru kabiny. Z velké části je umožněn pohyb po kabině pouze s mírně skloněnou hlavou. Takto je umožněno záchranářům dát postiženým během letu do zdravotnického zařízení tu nejlepší zdravotní péči. [61] V přední části kabiny, tzv. kokpitu se nacházejí dvě ergonomicky tvarovaná sedadla se specifickým posunem do strany. Tento posuv je zde pro možné nastoupení a vystoupení pilotů z kokpitu. Pro nástup/výstup z kokpitu stačí pomocí tlačítka aktivovat mechanický pojezd pouze jednoho ze sedadel (ve většině případů se jedná o sedadlo toho pilota, který má v úmyslu opustit kokpit). [61] Zbytek kabiny je od kokpitu pomyslně oddělen v místě zakrytování tlumících jednotek přední podvozkové hydrauliky. Tato část kabiny je vybavena dvěma lůžky pro raněné s resuscitační elektronikou s podporou života. Lůžko na levé straně draku má sklopnou první 1/4, aby při nevyužití nezavázelo při průchodu bočními dveřmi. Každé lůžko je vybaveno dvěma pásy, aby jej šlo využít jako sedadla pro záchranáře či postižené. Vedle lůžka na pravé straně se nachází kabinet, ve kterém jsou uloženy resuscitační přístroje, zdravotnické a záchranářské potřeby včetně nouzového člunu. Pod lůžky se také nachází dodatečný úložný prostor. Horní desku lůžka na pravé straně lze odpojit a využít jako přenosná nosítka. [61] V prostoru kabiny se zvýšeným stropem se nacházejí pomocná madla pro přidržení při stání během letu. Madla jsou potažená pryží, aby snížila možnost poranění 56

Ergonomie hlavy při kontaktu s madly. Madla se také nacházejí v prostoru zadních dveří, aby pomohly při nastupování či pro přidržení zasahujícího záchranáře. obr madel V zadní části se nachází výsuvný hák pro pohodlné zavěšení záchranáře ještě v kabině stroje. Záchranář je pak pomoci ovladače umístěného na zadním krytu tlumící jednotky vysunut mimo kabinu po kolejnici umístěné v útrobách spodní části ocasu. [61] Obr. 77 Pohled do kokpitu Obr. 78 Pohled do kabiny 57

Ergonomie 6.3 6.3.1 6.3 Ovládače/Sdělovače 6.3.1 Sdělovače Sdělovače jsou vesměs umístěny v kokpitu stroje, ve zbytku kabiny se nacházejí pouze tři sdělovače v podobě dvou displejů informující o zdravotním stavu pacienta a nastavení přístrojů (displeje se nacházejí vedle lůžek pro raněné) a malého displeje vedle ovládačů navijáku informujícím o vzdálenosti háku od země. Záchranář spouštějící druhého má tak dobrý přehled o jeho pozici a je schopen snížit či zastavit rychlost klesání v ideálním bodě nad místem zásahu. [61] Kokpit je vybaven subtilní přístrojovou deskou vybavenou multifunkčními plochými displeji jenž sdělují pilotům důležité informace o rychlosti, nadmořské výšce, stavu paliva atd. Po vzoru moderních technologií využívaných v armádních, dnes již také civilních strojích, je tato helikoptéra vybavena tzv. Head-up displejem, který díky projekčnímu systému promítá informace přímo na prosklení kokpitu. Pomocí gyroskopu a akcelerometru vloženého do pilotovy helmy je možné umístit navolené informace přímo do jeho aktuálního zorného pole. Projekční systém lze také využít pro zobrazení navigace, zobrazením ideálních průletových bodu na čelní sklo směrem ke zvolenému cíli. Pilotův pohled tak není omezován robustní přístrojovou deskou a nerozptyluje jej hledáním potřebných údajů. Vize eurocopteru te navigace a head up displej. [61] Obr. 79 Ovládací rozhraní resuscitačního přístrojů 58

Ergonomie 6.3.2 Ovladače 6.3.2 Většina ovládačů je stejně jako většina sdělovačů umístěna v kokpitu. V kabině se nacházejí spínače dveří, ovladače resuscitačních zařízení či ovladače navíjecího systému. Ve dveřích jsou umístněné bezdotykové spínače otevírání a zavírání. Z venkovní strany jsou spínače dveří uložené níže, a to ve výšce 1500 mm od země při stání na vodorovném povrchu. Spínače z vnitřní strany se nacházejí ve výšce 1300 mm od podlahy kabiny. [61] Ovladače navíjecího systému se také nacházejí ve výšce 1300 mm od podlahy kabiny. Jedná se o skupinu čtyř spínačů - odvíjení a navíjení lana, stop a spínač pro zasunutí/vysunutí háku z útrob draku. Z důvodů bezpečnosti se musejí všechna tlačítka, kromě tlačítka STOP, neustále držet pro jejich funkci, jinak se systém automaticky zastaví. Zbylé ovladače náleží resuscitačním přístrojům a nacházejí se pod jejich multifunkčními displeji ve výšce 800 1000 mm od podlahy vedle lůžek. [61] V kokpitu se nacházejí ovladače téměř všude. Stroj je vybaven dvojici sidesticku (pákový ovladač), pedálů pro každé sedadlo zvlášť. Sidesticky se nacházejí v ideální pozici, pilotova ruka je položena na madlech sedadla a pilot stroj řídí pouze jemným a přesným pohybem zápěstí. Pozice pedálů a sidesticků vůči sedadlu je individuální, záleží na posunutí sedadla vzhledem k pedálům a také na povysunutí a sklopení madel se sidesticky vzhledem k sedadlu. Vzhledem k možným variacím nastavení sedadel a madel je kokpit vhodný pro piloty jakékoli výšky. Oba piloti pak mají společné ovladače a sdělovače na středovém panelu. Ovladače jsou umístěny pod displeji na podpůrné noze přístrojové desky, zbytek ovladačů jako je například ovládání posunu sedadel či jejich odsun do strany se nachází na madlech sedadla, ovládání reflektorů a termokamery je umístěno přímo na sidesticku v podobě drobných a jedním palcem ovladatelných pozičních kloboučků. Po odsunutí obou sedadel do strany vznikne mezi sedadly průchozí prostor o šířce 550 mm, při odsunutí pouze jednoho sedadla je prostor široký 375 mm a měl by být dostatečný pro opuštění prostoru kokpitu. [61] Obr. 80 Detail vysouvání navíjecího systému 59

Ergonomie 6.4 6.4 Osvětlení/podsvícení Stroj je vně osvětlen pomocí led pásků krytých mléčným lexanem pro rozptýlení přímého bílého světla. Stroj je tak osvětlen příjemným, nepřímým leč dostatečným světlem. Led pásky se táhnou přes celou kabinu, kokpit je navíc vybaven nezávislým osvětlením, které je během letu za tmy pro dobrý výhled pilotů staženo na minimální úroveň či zcela vypnuto. Pro nástup a výstup jsou nad hranou dveří umístěny dodatečné světelné LED panely se světelným kuželem směřujícím mírně ven od draku, aby osvětlily prostor výstupu. Všechny ovladače a spínače v kabině jsou podsvícený červeným světlem, které je dostatečně kontrastní k bíle osvětlenému interiéru. Přístroje v kabině jsou pro dobré rozlišení podsvíceny zelenou barvou, kterou oko vnímá nejostřeji bez tzv. oparu okolo podsvíceného symbolu vznikajícího například při modrém či červeném podsvícení. Automobilová společnost BMW dle svých studií tvrdí, že nejpříjemnější barvou podsvícení pro oko je oranžová. Po porovnání obou typů podsvícení v reálných podmínkách byla nakonec zvolena již zmíněná zelená barva. Obr. 81 Osvětlení kabiny a kokpitu Na externí straně helikoptéry se nacházejí poziční světla umístěná na ocase a spodní části draku vyznačující částečný obrys stroje. Poziční světla také osvětlují reflexní zónu bílého kříže ze spod kabiny, aby bylo možné stroj během letu za tmy identifikovat. Pro svícení jsou určeny již zmíněné řiditelné LED reflektory ve spodní části kokpitu kryty transparentním lexanem, který plynule navazuje na organicky tvarované prosklení kokpitu. 6.5 6.5 Servisní přístup Jelikož je pravidelný servis a údržba v aviatice velmi častou a předem často načasovanou záležitostí, je stroj navržen pro co nejsnazší přístup techniků k mecha- 60

Ergonomie Obr. 82 Servisní přístup k pohonné jednotce nickým částem. Po odtažení stroje do hangáru je nutné nejprve demontovat jednotlivé listy vrtule. Poté lze jednoduše odejmout horní kompozitní nadstavbu, která kryje turbohřídelové motory, reduktory, část rotoru, hydraulickou pumpu, navíjecí systém apod. Tyto části jsou pak zcela obnaženy a je k nim pohodlný servisní přístup. Samotný ocasní nosník lze samozřejmě také demontovat pro přístup k řídícím částem směrových křidélek a výstupní trysce NOTARu. Ocasní dmychadlo je hlavní a jedinou aktivní částí systému NOTAR, tím pádem také nejzranitelnější. Pro její servis není potřeba demontovat ocasní nosník, k dmychadlu se lze dostat ze strany odkryté nadstavby, pouze v případě nutné výměny je demontáž ocasu nezbytná. Servis hydraulického výsuvného podvozku lze provést z exteriéru, pro servis tlumících jednotek je již nutné částečně demontovat krytování v interiéru. Přístup k navíjecímu systému je částečně možný bez demontáže nástavby, a to v prostorách zadních dveří po demontáži tmavě šedé časti pod kořenem ocasu. 6.6 Hlukové emise 6.6 Hlukové emise letounů s rotační nosnou plochou jsou velmi vysoké. Hluk vytvářený hlavním rotorem snadno zamaskuje jinak hlučné vysokootáčkové turbínové motory a na ně napojené mechanické části. Díky axiálních turbínových motorů jsou vibrace eliminovány na minimum a nezatěžují tak výrazně drak stroje a interiér, jak tomu je při použití pístových spalovacích motorů. Nadměrné vibrace nemají negativní vliv pouze na konstrukci stroje, také způsobují rezonancí dílů při níž vzniká dodatečná hluková zátěž. I přes použití axiálních spalovacích turbín a speciálního zakončení listů rotoru BERP IV. Snížení hluku v kabině také přispívá uložení všech mechanických dílů nutných pro let v nadstavbě mimo kabinu. I přes to jsou hlukové emise stále vysoké a je nutné použít sluchátka s vestavěným interkomem pro snadnou komunikaci posádky.[52] 61

Ergonomie 6.7 6.7 Ergonomie výhledu Posádka helikoptéry má široký úhel výhledu, jak ve vertikálním tak horizontálním směru. Pilot nemá výhled omezen sloupky držící prosklení kabiny, a má tedy minimum slepých úhlů ve výhledu. Jediným částečným omezením úlhů výhledu je prostor palubní přístrojové desky a v dolní části maximální úhel omezují chodidla pilota. Obr. 79 Výhledové úhly z kokpitu stroje 62

Tvarové (kompoziční) řešení 7 Tvarové (kompoziční) řešení Vzhled stroje má evokovat určité spojení hmyzí říše a moderní technologie. Stěžejním prvkem, který charakterizuje celý stroj je bezesporu ledově chladná kompozice lomených tvarů a bílé barvy nosné časti helikoptéry, která dodává svěží a futuristický vzhled. Barevně je stroj rozdělen na velké a z velké části prosklené černé plochy, které tak opticky odlehčují stroj a dávají mu dynamický výraz. Proporce stroje vycházejí z velké části z ergonomického a technologického rozvržení. Nad kabinou a kokpitem, nabírá hmota na objemu. Je to z důvodu umístění turbínových motorů mimo drak stroje. Toto technické řešení neomezuje obyvatelný prostor helikoptéry a také snižuje hlukové emise uvnitř kabiny. Obr. 80 Cyberfly v letu se zasunutým podvozkem Samotné tvarování stroje je kombinací měkkých a tvrdých tvarů, které jsou spolu nenásilně a elegantně spojeny. Vytvářejí tak jednotný a ucelený tvar, který však nezapomíná zdůrazňovat technické složky stroje. Pozornost strhává především na své mechanické nohy, které jsou za letu plně skryty v kapotáži, stroj má tak za letu jednolitý ucelený tvar. Při přistání naopak stroj vypadá jako sedící hmyz než je schopen se okamžitě odlepit od země a vzlétnout. I přes poměrně vysokou stavbu stroje, působí helikoptéra po dosednutí za zem velmi stabilním dojmem. Celkový přístup k tvarování klade důraz především na funkčnost, ergonomii a čisté leč lehce agresivní linie. Jednotlivé díly kapotáže jsou mezi sebou odděleny mohutnými spárami, které neplní pouze estetickou funkci, nýbrž jsou plně funkční a dávají technikům snadný přístup ke všem mechanickým částem stroje. Helikoptéru 63

Tvarové (kompoziční) řešení lze tedy z velké části odkrytovat a dostat se tak k důležitým částem. Jedná se například o části jako je kryt turbínových motorů, reduktoru, části rotoru či dmychadla. Přehnané široké spáry doplňují geometrické rozdělení bílé hmoty. Objevují se v místech, kde dochází k větší změně úhlu v tvarování či v místech, kde rozbíjejí velké monotónní plochy a podtrhují tak přímé linie návrhu. Obr. 81 Detail krytu rotoru a nádstavby Kryt pohonné soustavy byl odlehčen pomocí výřezů horní plochy a doplněn o široké tmavé lamely, lamely postupují od rotoru až k výfukům. Pohonná soustava je tak dobře odvětrávaná a chráněná proti přehřátí. Lamely jsou uspořádané tak, aby kopírovaly obtékání proudu vzduchu. Podobné lamely pouze jinak uspořádané nalezneme také v čelní straně krytu. Lamely jsou uspořádané schodovitě do tvaru V ve směru letu. Takto povysunuté lamely nejsou již z bočního pohledu v zástinu krytu turbín a vytváří decentní technický detail. Lamely zde neplní pouze estetickou funkci, zabraňují také vniknutí většího cizího tělesa do nasávání turbín. Jedná se zejména o ptactvo. Lamely jsou vzhledem k mohutnému tvarování stroje poměrně mohutné s velkými mezerami mezi sebou. Proto je za lamelami umístěna mřížka s hustším výpletem, aby opravdu zabránila proniknutí všech potencionálně nebezpečných těles do sání. Kořen ocasu je hmotově a barevně rozdělen, jednak z důvodu rozbití mohutné ocasní plochy, ale také jako určitý detail prozrazující mechanickou funkci v této části stroje. Na pravé straně černého dílu jsou úzké podlouhlé díry, z těchto děr vychází vzduch tlačený dmychadlem. Tyto díry jsou nezbytné pro funkci stabilizačního systému NOTAR. Uprostřed mezi těmito černým tesáky se nachází kolejnice, po které se vysouvá hák záchranného navíjecího systému. Hák je z estetického a aerodynamického hlediska schován v útrobách helikoptéry. Je možné ho pouze vysunout skrze otevřené zadní dveře. Tento fakt nijak neomezuje jeho použití, právě naopak. Záchranář 64

Tvarové (kompoziční) řešení se pohodlně a bezpečně připne k háku v kabině stroje a poté se pouze nechá vysunout ven. Obdobným jednoduchým způsobem dostane záchranář postiženého na palubu. Nemusí tak, jak je tomu u dnešních strojů, obtížně nakládat postiženého přes nástupní hranu. Obr. 82 Výstupní otvory stabilizačního systému Na samotném konci ocasu za směrovými křidélky je otvor přímé trysky, která reguluje tlak vzduchu v ocasním nosníku. Její regulace je zde pomoci elektricky řízených matně černých lamel, které tak vytvářejí dojem hluboké díry do útrob ocasu a opticky tak odlehčují jeho konec. Obr. 83 Detail vystupní trysky NOTAR 65

Tvarové (kompoziční) řešení Horní a spodní hrany směrových křidélek svými tvary lehce odkazují na proudnicový tvar křídel, aby určily směr pohybu a podtrhly tak dynamiku konceptu. Aby plocha křidélek nepůsobila mohutně a monotónně, jsou křidélka v místě jejich otáčení mírně zlomená směrem ke středové ose v podélném směru. Pokud se stroj nachází na zemi, tak si v prvé řadě povšimneme mechanických noh vysunutých do tvaru převráceného V. Nohy jsou na svých koncích zalomeny k podélné ose. V těchto zalomeních se nacházejí posuvné klouby, které dovolují v omezeném rozsahu nohám volný pohyb ve svislém směru a stroj tak stabilizují do vodorovné polohy, pokud to rozmezí pohybu dovolí. Aby celá koncepce působila vzdušným a lehkým dojmem, rozšiřují se nohy směrem vzhůru. Nohy jsou dále jak opticky tak mechanicky vyztuženy, nejedná se tedy o skořepinu, ale jejich tvar je konkávní, aby byla zajištěna potřebná tuhost. Nejvíce hmoty se hromadí v místě optického zlomu patek, zde by bylo nejkritičtější místo možného zlomu. Nohy jsou dále opticky odlehčeny černou barvou tak, aby skryly nárust hmoty v rizikových místech a zachovaly si ostře řezané tvary. Po zatažení jsou nohy plně usazeny do zbylé kapotáže a krom dělící spáry nedávají tušit o své funkci a účelu. Obr. 85 Detail vysunutého podvozku Po zasunutí nedojde pouze k ucelení tvaru bílé části draku, do své pozice se dostanou také lyžiny, které doplní uzavřený pomyslný ovál, jenž je v přední části, i když to není na první pohled patrné, odsazen a částečně chrání kabinu před možným poškozením. V zadní části přechází tento rám,o lehce trojúhelníkovém průřezu,v pomocný schod, jenž napomáhá snadnému nastupování. Celá tato konstrukce má širší využití, je na ni možné namontovat plováky pro přistání na vodní hladině či dodatečnou elektroniku jako jsou například reflektory, kamery či směrové reproduktory (megafon). 66

Tvarové (kompoziční) řešení Rotorový rozbočovač také nezůstal bez designerského zásahu. Mechanické části rozbočovače jsou částečně skryty za bílým objemným krytem trojúhelníkového půdorysu s prohnutými mi a zakulacenými vrcholy. Při bočním pohledu lze pozorovat, že se vrcholy vzlínají směrem vzhůru. Je to z důvodu nutnosti zachování volného prostoru okolo napojení listů na rozbočovač, aby bylo zajištěno naklápění a natáčení náběhové hrany listů v plném rozsahu rozbočovače. Celý kryt s vyzrcadlenou spodní částí vypadá jako by z něj klíčily jednotlivé listy vrtule. Obr. 86 Cyberfly přední část Z tvarového hlediska nesmíme opomenout netradiční tvar mohutného nasávání turbínových motorů. Jak lze vidět na obrázku tvar sání evokuje obrácený rybářský háček, který je zaháknut do bočních partií helikoptéry. Jak již bylo řečeno v předchozím odstavci, prostor sání je vyplněn černými lamelami, jenž mají v půdorysu tvar do V. Pro optické vyztužení je mezi sáními široký lomený pás hmoty, který celou konstrukci opticky vyztužuje. Při rozpracovávání finální varianty byla také vyzkoušená možnost tenkého propojení obou nasávání. Tato varianta byla nakonec zamítnutá právě z důvodů nekonzistentnosti tvaru, konstrukce draku tak působila opticky vetchým dojmem. Tvary kabiny a kokpitu jsou organických tvarů s lehkým náznakem hran, které dodávají stroji nutnou dávku dynamiky. Velkým přínosem k dynamice je bezesporu prohnutá podlaha draku stroje, která se podobně jako kapka vody prověšuje v přední části kokpitu a klade tak důraz na směr letu. Prohnutí v přední časti není pouze výsledkem estetické vhodné kompozice, v nabytém objemu se za transparentním lexanovým krytem skrývají reflektory a termokamera. Z bočního pohledu lze vidět výrazné lomení přední části kokpitu, které tak doplňuje ostře řezané linie draku. Kokpit je jinak ve zbytku svého tvarování tvořen sítí poměrně zakulacených a hladkých křivek. 67

Tvarové (kompoziční) řešení Obr. 87 Cyberfly zadní část Obr. 88 Cyberfly 7.1 7.1 Barevné rozdělení Pokud bychom se podívali na studii v jednolité barvě, působila by poněkud buclatým, mohutným a lehce těžkopádným vzhledem, proto bylo využito optického klamu přesněji tedy kontrastu barev. Právě barevné a materiálové rozdělení nosné části a kabiny napomáhá tyto mohutné tvary maskovat a přináší tak stroji určitou lehkost 68

Tvarové (kompoziční) řešení a subtilnost. Zároveň barevně odděluje mechanickou část od užitné. Tmavá barva na optických doplňcích u kořene ocasu také opticky odlehčuje a vyhraňuje okolí kořene ocasu, který takto dostává ostřejší rysy a podtrhuje celkovou dynamiku studie. Obr. 89 Barevné rozvržení 69

Barevné a grafické řešení. 8 Barevné a grafické řešení. Barevné provedení stroje nabízí nespočet možných variací. Zvolena byla nejkontrastnější varianta a to černo-bíla kombinace. Lexanové výplně okenních rámů samozřejmě nejsou černé, jsou pouze lehce tónované, aby nedocházelo k oslnění posádky slunečními paprsky. O zbytek černého efektu zabarvení se již postará odraz světla. Tento efekt můžeme pozorovat například při pohledu na automobil či okenní výplně budovy. Bíla barva byla zvolená také proto, že toto barevné schéma využívá Červený kříž, jenž je symbolem neziskové mezinárodní organizace poskytující humanitární a lékařskou péči, v potřebných oblastech zasažených přírodní katastrofou, válečnými konflikty, apod. Po grafické stránce dle vzoru Červeného kříže, se po bocích ocasního nosníku nacházejí červené kříže s černým horizontálním nápisem Red Cross. Ze spod kabiny jak již bylo zmíněno výše, se nachází osvětlený reflexní velký bílý kříž, aby bylo ze země možné stroj během letu identifikovat. Helikoptéru lze samozřejmě snadno pomocí jiné barevné kombinace či speciálních fóliových polepů upravit dle firemní identity či přání investora. Pouze prosklené části stroje zůstanou tmavé, jelikož použití výrazně zabarvených či zrcadlových fólii pro změnu barevné kompozice, snižuje výhled pilotů ze stroje. Při změně tónovaní s výjimkou kokpitu by stroj, již nepůsobil uceleným dojmem a výrazem s jakým byl navržen. Proto se barevné variance týkají pouze nosné části draku, zde je prostor pro vícebarevné kombinace s rozdělením podle dlouhé horizontální spáry oddělující kryt pohonné soustavy a ocas od pomyslných noh. Obr. 90 Barevné rozdělení zvolené barevné varianty 70

Barevné a grafické řešení. Obr. 91 Barevné varianty 8.1 Logotyp 8.1 Jako logo projektu byl zvolen dynamický podlouhly text cyberfly, jak již bylo zmíněno ve variantních studiích, název vychází ze spojení slov cyberpunk a dragonfly. Jde o spojení techniky a hmyzí říše, název se odráží v samotné koncepci, která byla inspirována právě tímto spojením. Obr. 92 Logo cyberfly 71

Konstrukčně technologické řešení 9 Konstrukčně technologické řešení 9.1 9.1 Určení helikoptéry Z názvu diplomové práce je zřejmé, že je tato helikoptéra především určená a navržená především pro záchranářské zásahy. Stroj lze také s několika malými obměnami přestavět na klasickou civilní verzi, pouze s obměnou záchranářského interiéru za sedadly a nezavedením dalšího speciálního vybavení jako je navíjecí systém apod. Helikoptéra by měla být schopna přistávat ve složitém terénu a poskytnout tak nejefektivnější možný zásah. 9.2 9.2 Koncepce helikoptéry Při návrhu byly provedeny analýzy nejmodernějších technologií a softwaru, které by mohly pomoci vyřešit či vylepšit stanovené cíle. Stroj je schopen díky hydraulickým nohám přistávat v mírně členitějším či nakloněném terénu popřípadě s nainstalovanými plováky také na vodní hladině. Je navržen pro dvojici pilotů, dva záchranáře a je vybaven dvěma lůžky pro postižené. Pomocí integrovaného navijecího systému jsou záchranáři schopni postiženého vyzvednout na palubu za letu. Helikoptéra je vybavena otočnými reflektory a termokamerou, která je pomoci softwaru Msecurittm schopna rozpoznat tepelné stopy člověka a zobrazit je pilotům na head-up displeji. Na palubě stroje se nachází samozřejmě potřebná resuscitační elektronika a podpora života. Obr. 93 Rentgénový pohled - schema rozvržení: 1 - pohonná jednotka, 2 - výfuková soustava, 3 - soustava reduktorů, 4 - hydraulický kompresor, 5 - palivové nádrže, 6 - rotorový systém, 7 - dmychadlo, 8 - výstupní otvory NOTAR, 9 - výstupní regulační tryska NOTAR, 10 - klouby lyžin, 11 - hydraulické písty podvozku, 12 - tlumící jednotky, 13 - reflektory a kamery, 14 - posuvné klouby lyžin, 15 - navíjecí systém 72

Konstrukčně technologické řešení 9.3 Základní rozměry 9.3 Rozměry stroje Cyberfly jsou na jeho poměrně vysokou užitnou hodnotu přijatelně malé. Jeho délka je 10,260 milimetrů a jeho výška během letu se zataženým podvozkem včetně vrtule vychází na přesných 4,000 mm, na zemi pak celková výška po vysunutí podvozku vzroste na průměrných 4,260 mm, záleží jak je snížená světlá výška stroje vlivem nastavitelného zdvihu hydraulických pístů. Maximální šířka v nejširším bodě vychází na 2,400 mm, šířka dále nabyde o 260 mm po vysunutí přistávacího podvozku. Využitelné vnitřní rozměry kabiny se pohybují mezi 1,700 1,850 mm na výšku a 3,450 mm na délku, šířka kabiny včetně postelí se pohybuje kolem 1,700 mm v zadní části a 1,850 mm v přední časti. Pohotovostní hmotnost stroje by se dle odhadů měla pohybovat okolo 3,500 kg až 4,500 kg. Obr. 94 Základní pohledy a kóty 9.4 Primární pohonná jednotka 9.4 Koncept Cyberfly je vybaven dvěma turbínovými motory o celkovém výkonu 1430kW uloženými v nadstavbě. Jedná se o motory Arriel vyráběné firmou Safran. Firma Safran je jedním z největších výrobců ne-li největší výrobce turbohřídelových a raketových motorů. Model Arriel je velmi rozšířen u současných moderních strojů, mezi kterými je například nejmodernější a skvěle vybavený Eurocopter EC145. Tento model turbohřídelového motoru byl vybrán vzhledem k jeho výbornému poměru výkonu, hmotnosti a rozměrům. Zajímavostí je, že přesto že je tento pohon využíván nejmodernějšími stroji jeho konstrukce s pouze drobnými obměnami pochází z roku 1979, vyrábí se ve 28 variacích pro lehké a středně těžké helikoptéry. Pohonná jednotka není pouze dvojce turbínových motorů, patří zde také soustava reduktorů, které upravují výstupní otáčky pro hlavní rotor, dmychadlo či hydraulický kompresor.[40] 73

Konstrukčně technologické řešení Obr. 95 Turbínový motor Safran Arriel 9.5 9.5 Výfuková soustava Výfuková soustava stroje poměrně krátká a výfukové svody vybíhají ven hned za turbínami. Vycházejí ven mezi lamelami v zadní části krytu nadstavby, a jsou orientovány směrem ven od podélné osy draku. Vzhledem ke krátkým svodům dosahují teploty výfukových plynů přes 840 C, a je tedy nutné odvést plyny směrem od draku stroje a co nejefektivněji rozptýlit do okolní atmosféry. Vysoké teploty výfukových plynu by jinak mohly mít fatální dopad na šasi stroje v místě obtékání proudícího vzduchu vyvolaného nosným rotorem okolo ocasního nosníku. 9.6 9.6 Nosná konstrukce Nosná konstrukce draku je pro co nejnižší možnou hmotnost tvořena převáženě z uhlíkových kompozitních materiálů a lehkých slitin hliníku. Ze slitin hliníku je tvořen zejména nosný skelet draku, který je dále opláštěn a vyztužen s uhlíkovými vlákny. Pro vysokou pevnost a zároveň minimální hmotnost jsou skořepiny zhotoveny laminováním do negativních forem. Vhodným materiálem je zde tkanina tvořena uhlíkovými či aramidovými vlákny. Mezi tkaniny je vložena dále voštinová výztuha. Tkaniny jsou následně prosyceny vysoko-pevnostní pryskyřicí za pomocí vakua a jsou dále za nepřetržitého vakuování vytvrzeny v peci pro co nejvyšší pevnost. Prosklení kabiny již nepatří do nosné konstrukce draku, ale je nutné uvést, že prosklení kabiny je provedeno pomoci lehce tónovaného transparentního lexanu. Spodní část prosklení kabiny je z estetických důvodů ztmavená o něco více. Přední prosklená část kokpitu je vyrobená pouze ze dvou kusů transparentního lexanu, menší část kryje reflektory a kameru, velká pak překrývá celý kokpit. Rozměry lexanového překrytí kokpitu dovolují výrobu na vakuovém lisu v jednom kuse. Toto řešení tedy nepotřebuje žádné nosné sloupky ve výhledu a přináší tak pilotů ničím nerušený výhled.[62] 74

Konstrukčně technologické řešení Obr. 96 Nosná konstrukce (drak) 9.7 Podvozek 9.7 Podvozek je osazen celkem osmi hydraulickými písty, dvěma pro každou výsuvnou nohu. Hydraulické pístnice byly zvoleny jako nejvhodnější, jelikož stroj již je vybaven hydraulickým rozvodem a kompresorem pro řízení rotoru. Průměr tyče pístu je pouze odhadnut pomocí elementárního výpočtu a s více než dvojnásobným předimenzováním jsou zvoleny hydraulické písty firmy Parker, přesněji typ MMA s tlakem 250 barů a průměrem tyče 50 mm. Parker je celosvětový výrobce a je jedním z největších výrobců hydrauliky a téměř všech mechanických dílů potřebných k řízení dnešní aeronautiky. Tyto písty jsou vždy upevněny tak, že jeden píst je pevně připevněn k vnitřní kapse a druhý je uložen v rotační vazbě. Oba výsuvné konce pístnic jsou pak s výsuvnými nohami propojeny také rotační vazbou. Použitím vetknutí jedné z pístnic ke kapse se stává konstrukce staticky určitou. Tato kapsa, v níž jsou uloženy hydraulické písty, se pohybuje ve vertikálně uložených kolejnicích a je odpružená pomocí tlumící jednotky. Podvozek je, jak již bylo výše zmíněno, tvořen čtyřmi výsuvnými nohami, které jsou na každé straně propojeny lyžinou. Pro zajištění deklarované schopnosti variabilně ustavit nohy ve vertikálním směru a docílit tak pokud možno vodorovného uložení kabiny, jsou nohy s lyžinou propojeny posuvným otočným kloubem, bez tohoto uložení by se nohy nemohly nezávisle pohybovat. Aby lyžiny nezůstaly po zasunutí podvozku pouze volně uloženy, jsou za čepy umístěny předpínací pružiny.[47][51] Obr. 97 Rentgenový pohled - výsuvnutý podvozek 75

Konstrukčně technologické řešení Obr. 98 Detail na nohu kolidující s překážkou 9.8 9.8 Stabilizační systém Stroj využívá stabilizační systém NOTAR (No tail rotor) používaný výhradně firmou MD Helicopters. Jedná se o systém bez pomocného rotoru či dmychadla vyrovnávajícího moment vytvářený hlavním rotorem. Systém NOTAR je založen na Coandově jevu. Ten vypovídá o chování proudu tekutiny, jenž má tendenci přilnout k povrchu, který obtéká. Dmychadlo poháněné převodem od hlavního reduktoru je umístěno v zadní části trupu před kořenem ocasního nosníku. Toto dmychadlo tlačí atmosférický vzduch skrze dvojici otvorů na pravé straně ocasního nosníku. Tím dochází k zešikmení proudu vzduchu od hlavního rotoru, ten obejme ocasní nosník a vytvoří potřebný vztlak pro vyrušení točivého momentu vyvolaného hlavním rotorem. Nastavitelná atmosférická tryska umístěná na konci ocasu je regulovaná natáčením horizontálních lamel (zavíráním a otevíráním) a řídí tak tah systému. Atmosférický vzduch je dmychadlem nasáván skrze široké mezery mezi lamelami umístěnými mezi výfuky. Systém je velmi jednoduchý, má minimum pohyblivých dílů oproti klasickému pomocnému rotoru na konci ocasu poháněného kardanem a je tedy velmi levný na údržbu. V neposlední řadě, jak již bylo zmíněno výše, NOTAR také přináší snížené hlukové emise.[36][38][57] Obr. 99 Rentgenový pohled - technické uspořádání (dmychadlo NOTAR v pravo) 76

Konstrukčně technologické řešení 9.9 Palivová soustava 9.9 Turbohřídelový motor má poměrně vysokou spotřebu paliva, proto bylo nutné zajistit dostatek prostoru pro palivové nádrže. Ty jsou umístěny v podlaze kabiny a pojmou přes 800 litrů paliva. Palivová nádrž je rozdělena do dvou samostatných tanků, aby v případě poškození jednoho z nich byla helikoptéra schopná doletět na zbývající nepoškozenou nádrž. Nádrže jsou propojeny uzavíratelným obousměrným přepouštěcím ventilem a palivo je možné odčerpávat jak z jedné tak z obou nádrží současně. Při poruše jedné z nádrží je tedy možné přečerpat zbylé palivo do nepoškozené nádrže, pokud samozřejmě není nádrž zcela plná. K přečerpávání paliva také dochází pokud se v jedné z nádrží nachází paliva víc než v druhé, je to z důvodů zachování polohy těžiště. Palivo je za letu vystaveno působení setrvačných sil, a proto je zde integrován plně automatický elektronický systém přečerpávání paliva jak mezi tanky, tak mezi tanky a motory. [58][59] Obr. 100 Rentgenový pohled - palivové nádrže Výrobce vhodných nádrží je americká firma ATL, která vyrábí nádrže schopné vydržet nejextrémnější podmínky. Dodává nádrže pro armádní stroje od helikoptér po obrněná vozidla, také se ale prosazuje například v motorsportu, kde jsou nároky na odolnost nádrže téměř podobné. Tyto speciálně odolné nádrže jsou vyplněny bezpečnostní pěnou snižující možné vznícení paliva, jejich obal je vyroben a vyztužen z hliníku, železa či uhlíkových vláken. Dále je povrch potažen speciální vrstvou BallistiCoat Self-Seal. Výrobce udává, že díky této vrstvě jsou nádrže v případě možného poškození samo opravující, samo se zatěsňující a nevýbušné. Nádrže jsou schopny hravě vydržet průstřel z blízké vzdálenosti. Obr. 101 Rentgenový pohled - palivové nádrže 77

Konstrukčně technologické řešení 9.10 9.10 Reduktor Při použití turbohřídelového motoru je nutné vybavit stroj vícestupňovým reduktorem. Nejvhodnější otáčky pro účinnou práci rotoru (nosné plochy) se pohybují okolo 1,000 2,000 ot./min. Otáčky turbohřídelového motoru se pohybují v rozmezí 6,000 40,000 ot./min, je tedy nutné otáčky na výstupní hřídeli výrazně redukovat a to právě pomocí vícestupňového reduktoru. Nachází se zde hned celá soustava reduktorů, jelikož je nutné nastavit otáčky dmychadla či hydraulického kompresoru individuálně.[53] 9.11 9.11 Hydraulický kompresor Vzhledem k hydraulickému podvozku a hydraulickému řízení kolektivu nesmím být opomenouto zvolení vhodného kompresoru. Hydraulický kompresor byl také vybrán od firmy Parker, jedná se o model určený především pro letecký průmysl, jemuž také odpovídá produktové označení AEROSPACE PUMP HYDRAULIC. Tento kompresor má velmi nízkou hmotnost a nabízí tak výborný poměr výkonu a hmotnosti. Kompresor je schopen vyvinout tlak 8 000 barů s průtokem 378 l/min. Pohánět jej lze různými způsoby od elektrického proudu po přímé napojení na výstupní hřídel motoru. V případě tohoto stroje je hydraulický kompresor poháněn výstupní hřídelí z reduktoru.[47] Obr. 102 Hydraulický kompresor Parker 9.12 9.12 Rotor Pro tuto helikoptéru byl vybrán třílistý rotor s plně kloubovým rozbočovačem. Jednotlivé listy rotoru jsou zakončeny BERP zakončení verze IV, které byly přezkoumány z vědeckých článků během semestrální práce. Tato zakončení byla vyvíjená v rámci britského programu pro vývoj experimentálních rotorů, po úspěšných zkouškách se toto zakončení dostalo do sériové výroby. BERP zakončení svým specifickým tvarem zvyšuje tah rotoru a navyšuje také maximální letovou rychlost. V neposlední řadě mají tato zakončení příznivý vliv na snížení hlukových emisí vyvolaných hlavním rotorem, díky rozdělení či rozptýlení vzdušných víru vznikajících za obto- 78

Konstrukčně technologické řešení kovou hranou listu. Průměr rotující nosné plochy, závisí na mnoha aspektech, jako je počet listů, jejich plocha, rychlost rotace, tvar jejich zakončení a zejména pak na samotné hmotnosti stroje. Odhadovaný průměr rotoru vychází z obdobných strojů ve stejné hmotnostní a výkonové kategorii, je odhadován na přibližných 15000 milimetrů. [52][53] Obr. 103 Typy zakončení listů BERP IV 9.13 Typ řízení 9.13 Pro stroj je zvoleno experimentální řízení FHS vyvinuté německou společností DLR. Jedná se o zkratku Flying Helicopter Simulator, tento systém byl již úspěšně testován na upraveném stroji EC 135. Mechanické ovládání je nahrazeno plně autoritativním řídícím systémem Fly-by-light. Systém Fly-by-light přenáší povely prostřednictvím elektrických signálů vedoucích z kokpitu k odpovídajícím servomotorům, ovládající řídící plochy stroje. Aktivní řídící postranní páky řízení FHS nahrazují klasický systém řízení. Tyto pákové ovládače (tzv. sidestick) jsou podobné pákovým ovládačům pro počítače. V tomto systému řízení nahradila páka po levé ruce pilota prvky ovládání vertikálního pohybu a páka po pravé ruce převzala funkci centrálního kniplu (kolektivu). Tento systém výraznou měrou usnadňuje jinak poměrně složité ovládání helikoptéry a přispívá k bezpečnosti nijak nerušeným výhledem pilota na palubní panel. Aktivní řídící postranní páky jsou vybaveny elektromotory pro simulaci působících sil na řídící plochy a díky inteligentní elektronice je zajištěna optimální podpora pilota. Stroj je tedy vybaven řadou senzorů, které po překročení letových parametrů spustí tzv. Stick shaker. Stick shaker rozvibruje řídící sidesticky a pilot se tak dovídá o začínající krizové situaci. Pilot přímo vnímá signály přenášené vibracemi a může na ně intuitivně reagovat.[42][54][55][56] 9.14 Navíjecí systém 9.14 Navíjecí systém byl zvolen od firmy Goodrich, která se dlouhodobě zabývá jak vývojem navijáků pro vyzdvižení osob tak pro zvedání břemene. Téměř všechny dnes 79

Konstrukčně technologické řešení sloužící stroje jsou vybaveny navijáky právě od firmy Goldrich. Jejich konstrukce je poměrně subtilní a nabízí možnost plynulého posunu lana v řádech milimetrů. Součástí navijáku je symetrický brzdný systém umožňující okamžitou změnu směru. Navíjecí systém v případě studie Cyberfly není připevněn na otočném rameni, ale je uložen v útrobách helikoptéry pod dmychadlem stabilizačního systému. Lano je vedeno k závěsnému háku pomocí soustavy kladek a v kolejnici usazeného posuvného housingu. Závěsný hák tak lze vysouvat a zasouvat do útrob stroje, pro posun háku je využita spodní část ocasu, v níž jsou z vnitřní strany uloženy kolejnice pro posun háku.[39] Obr. 104 Detail posunu háku navíjecího systému 9.15 9.15 Dveřní mechanismus Stroj je vybaven dvěma dveřmi. Jedny jsou jednoduché předsuvné z levé strany draku a druhé křídlové, uložené ve výsuvných pantech v zadní části kabiny. Dveře jsou složeny z křídel dveří, mechanismu otevírání s hydraulickým pohonem a nouzového ovládání. Nosnou část křídla dveří tvoří svařovaný hliníkový rám, do kterého je vlepeno bezpečnostní sklo či transparentní lexan. Na všech vnějších stranách hliníkového rámu jsou nalepeny gumové těsnící profily. Stejný typ posunu dveří používají například moderní tramvaje 13T jezdící v Brně. Foto detailu na tu tramvaji [48] Obr. 105 Pohled na plně otevřený kabinu 80

Konstrukčně technologické řešení 9.16 Vyhledávání postižených 9.16 Pro vyhledání ztracených či postižených osob je stroj vybaven dvojicí natáčejících reflektorů a natáčející termokamerou. Reflektory stejně jako poziční světla využívají osvětlení pomocí LED. LED panely jsou nejvhodnějším zdrojem bílého světla, je možné regulovat jejich intenzitu a svítí maximálním výkonem okamžitě po přivedení proudu. Jsou lehké, levné, odolné proti nárazu a vydrží až 50 000 hodin. Produkují také mnohem méně tepla než xenonové reflektory o stejném výkonu a nepotřebují tedy tak mohutné a těžké chlazení. Reflektory a kamera jsou uloženy v rotačních vazbách ovládaných pomocí servomotorů. Je jim tak umožněn částečně omezený rozsah pohybu do všech směrů. Reflektory a kamera jsou zvlášť řiditelné z kokpitu. Reflektory je také možno nastavit na automatické sledování cíle za využití jeho lokace pomocí termokamery. Španělská společnost MoviRobotics SL vyvinula software pro rozlišení tepelných stop člověka pro autonomní mobilní platformu msecurit TM. Software rozliší tepelné stopy lidí od zvířat a dokáže je vyznačit obrazovce a zavést tak jeho polohu do systému. Tento software pomůže při hledání osob zejména za ztížených viditelných podmínek, ale také za normálního počasí. Po lokalizaci postiženého pomoci softwaru msecurit TM již není problém nastavit reflektory tak, aby sledovaly tento bod. Ideálně osvětlené místo operace za zhoršené viditelnosti pomůže zvýšit efektivitu zásahu pilotů i záchranářů.[49][50] Obr. 106 Software společnosti MoviRobotics automaticky detekuje lidskou tepelnou stopu 9.17 Doplňková výbava plováky a kolový podvozek 9.17 Pro přistání na vodní hladině je možné k lyžinám připnout nafukovací plováky po vzoru stroje Robinson R44 Clipper II. V útrobách stroje se nachází tlaková nádrž se stlačeným vzduchem a k lyžinám jsou podél jejich délky připevněny sbalené plováky tubusovitého podlouhlého tvaru o průměru cca 20 40 cm. Aktivaci je možné provést pomocí tlačítka umístěného na palubním panelu. Takto vybavená helikoptéra 81

Konstrukčně technologické řešení má zachovanou manévrovatelnost bez omezení letové rychlosti a přesto je schopna přistávat i vzlétat z vodní plochy. [60] Pro posun stroje po letištní ploše bez nutnosti přeletu je možné k lyžinám také připevnit provizorní kolový podvozek určený k popojíždění strojů po letištní ploše či možnému odtáhnutí stroje do hangáru. Obr. 107 Robinson R44 vybavený nafukovacími plováky (nenafouknuté) Obr. 108 Robinson R44 vybavený nafukovacími plováky (nafouknuté) 9.18 9.18 Záchranné systémy Stroj je v případě vysazení obou motorů schopen autorotace tzn., že při klesání proudící vzduch zespodu roztáčí listy rotoru. V případě požáru, je stroj vybaven hasícím systém v podobě hasící pěny, instalovaný v prostorách pohonné jednotky. V případě pádu na vodní hladinu lze nafouknout plováky (jsou-li instalovány), které by teoreticky lehce zmírnily dopad. 82

Konstrukčně technologické řešení 9.19 Očekávané letové výkony 9.19 Očekávané letové výkony jsou opět pouze teoretické, vycházející z průzkumu trhu strojů s obdobnými výkony a vlastnostmi Maximální výkon: 1430 kw Hmotnost: cca 3,500-4,500 kg Objem nádrží: 800 l Maximální rychlost: 260 km/h Dolet: 700 km Maximální výška dostupu: 5300 m Stoupavost cca: 8 m/s 83

Rozbor dalších funkcí designérského návrhu 10 Rozbor dalších funkcí designérského návrhu 10.1 10.1 Psychologická funkce Většina běžných lidi se k bližšímu kontaktu nebo letu v helikoptéře nedostane za celý svůj život. Pokud si nezaplatí vyhlídkový let či v tom horším jsou nuceni využít právě záchranářskou verzi stroje. Mnoho lidí také této konstrukci stroje s rotační nosnou plochou nedůvěřuje, a proto jej nevyhledává. Masovanému rozšíření také nepomáhají finanční a technologické nároky na pořízení. Helikoptéra principově velmi starý stroj, a i když se to tak nemusí jevit, moderní helikoptéra využívá nejmodernějších technologií a poznatků z oblasti aeronautiky, a to se také projeví na její výsledné ceně, která šplhá mnohdy vysoko nad 100 miliónů korun. Většina lidí se tak k létání dostane spíše skrze letadla, jež jsou dnes běžnou součásti dopravní sítě. I přes minimální oblíbenost helikoptéry jako dopravního prostředku, je mnoho lidi fascinováno tímto strojem jako takovým, z velké časti právě proto, že jej nevidí tak často. Proto byl kladen důraz nato vymanit se z klasických tvarů a stavby stroje a tak jej vyhranit na poli poměrně velmi podobných strojů, aby každý poznal, že se jedná právě o tento stroj a ne jiný. Helikoptéra je poměrně obdivuhodný stroj, který, pokud budete v nesnázích někde mimo aglomeraci, bude možným symbolem záchrany vašeho života. Design studie vychází právě z těchto předpokladů a snaží se působit moderním a technicistním vzhledem s lehkou dávkou agrese, který dodává pocit, že o vás bude postaráno na té nejvyšší možné úrovni. 10.2 10.2 Ekonomická funkce Přes rychlý vývoj moderních technologií, materiálů a konstrukční řešení, zůstane tento stroj stále velmi nákladnou záležitostí. Provoz stroje sice nevyžaduje žádné nákladné či speciální zázemí, jako je dostatečně velká přistávací plocha apod. Cenu helikoptéry ovšem navyšují dodatečná záchranářská vybavení instalovaná na palubě stroje. Ceny opravdu špičkově vybavených strojů ve stejné kategorii, dosahují hranice 200 miliónů korun. Tyto stroje jsou v častých případech částečně přeceněné a vybavené pravým dřevem, kůží a dalšími kvalitními či drahými materiály. Tento luxus záchranářská verze nevyžaduje, právě naopak, materiály použité ve stroji jsou lamináty popřípadě recyklované plasty, které lze snadno ošetřovat a udržovat, protože mohou často přijít do styku s krví, či jiným biologickým či syntetickým materiálem. Odhadovaná cena, stroje při sériové výrobě se může pohybovat okolo 150 miliónů korun. Cenu lze jen opravdu těžce určit, jelikož se jedná se o koncept velmi složitého stroje využívající drahých technologií a materiálů. Ke snížení ceny a provozních nákladů na údržbu by mohl dopomoci stabilizační systém NOTAR, který má mnohem méně mechanických dílu než klasický stabilizační rotor a jeho údržba není tedy tak nákladná. Zbytek provozních nákladů bude obdobný se srovnatelnými stroji. Při stálé snižující se ceně a dostupnosti nových technologií a materiálů je možné, že celkové náklady na výrobu stroje umožní snížení jeho ceny na trhu. Toto je ovšem pouze teoretická úvaha možné budoucnosti, která se může a nemusí vyplnit. 84

Rozbor dalších funkcí designérského návrhu 10.3 Sociální funkce 10.3 Hlavním společenským přínosem je bezesporu to, že samotný stroj je nástrojem při záchraně lidského života. Záchranářské helikoptéry každodenně pomáhají zachraňovat lidské životy, tento koncept by mohl urychlit celý průběh zásahu a přinést jisté výhody při záchraně lidského života. Ušetřené minuty či dokonce vteřiny, zvyšují šance zraněného na přežití. Již tato skutečnost dává stroji nesporné místo na trhu. Koncepce helikoptéry dohromady s vysokou pořizovací cennou a poměrně malým rozšířením, dává stroji jistou prestiž, která podporuje povědomí o záchranné zdravotní službě (HEMS). Zvolená konstrukce snižující hlukové emise, by měla mít pozitivní dopad na okolí okolo heliportu, jelikož neustálé a poměrně hlučné přelety otravují lidem žijícím v okolí jejich poklidný život. Moderní a zajímavý design v kombinaci výhodami jeho konstrukce by mohl pomoci zvýšit image zdravotního zařízení, které stroj provozuje. Cílová skupina stroje není určená, jelikož nelze očekávat, že se strojem přijde do kontaktu převážně jedna cílová či věková skupina. Lze pouze odhadovat, že ke kontaktu se strojem se dostanou zejména účastnící těžkých dopravních nehod, horolezci a podobní outdooroví nadšenci, rybáři, rekreační námořníci, nebo osoby ve zdravotním stavu vyžadující okamžitý převoz. Z etického hlediska studie nijak neuráží žádnou národnost ani etnikum. Vzhledem k obdobným materiálům a moderním motorům s jakými se vyrábějí dnešní helikoptéry, je stroj z ekologického hlediska stejnou zátěží pro planetu jako jakákoli jiná moderní helikoptéra. 85

Závěr 11 závěr Návrh helikoptéry zejména konstrukce je velmi složitá a časově náročná záležitost, v dnešní době to již není v rukách jedinců, jako to bylo u zrodu prvních pokusných strojů s rotační nosnou plochou. Proto tato diplomová práce je zaměřená především na design a základní konstrukční řešení. Všechny předem stanovené cíle se podařilo víceméně splnit a zapracovat do konceptu, jehož výsledná konstrukce a částečný vzhled je ovlivněn konstrukčním řešením vybraných cílů. Jak již bylo řečeno v předchozím odstavci, návrh konceptu je ovlivněn zapracováním všech stanovených cílů, vznikl tak poměrně netradiční a agresivní design helikoptéry, který přináší některá velmi netradiční řešení a pohledy na problematiku záchrany lidských životů. Je samozřejmé, že se jedná pouze o studii a celá konstrukce včetně základního tvaru by byla pozměněna, dle požadavků konstruktérů a aerodynamiky. Při návrhu stroje však bylo využito všech nabytých vědomostí během zpracování analytické části, tyto vědomosti postupně narůstaly s přibývajícími problémy objevujícími se při konstrukčním řešení stroje. Konstrukce je navržena v souvislosti na známé či méně známe technologie. Použití experimentálních technologií a materiálů bylo potlačeno, aby byla zachována určitá reálnost a koncept nenaznačoval pouze nepodloženou futuristickou vizi. Veškeré technologie a materiály jsou dnes hojně využívaný v letecké a dopravním průmyslu, ať už se jedná o uhlíkové kompozitní materiály či projekční head-up displeje. Finální řešení není konečné, autor stále není spokojen a nestále by se snažil vyladit detaily, bohužel časový prostor pro úspěšné zpracování diplomové je omezen a není zde prostor do nekonečna ladit detaily, kterých si nezasvěcený člověk ani nepovšimne. Dle názoru autora se jedná o zajímavý netradičně pojatý a důstojný projekt zaměřený z velké časti na ergonomii při záchraně lidských životů. Studie se tak snaží nastínit možnou cestu, kterou se mohou v budoucnu ubírat záchranářské helikoptéry. 86

Závěr 87

Seznam použitých zdrojů Seznam použitých zdrojů [1] Rotorcraft history. Terpconnect [online]. 2010 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://terpconnect.umd.edu/~leishman/aero/history/rotorcraft [2] GYROPLANE [online]. 2008. vyd. 2008 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http:// gyro-plane.com/ [3] AVIASTAR. Kaman H-43 Huskie [online]. 1997 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://www.aviastar.org/helicopters_eng/kaman_huskie.php [4] AVIA STAR. Kaman H-43B [online]. stingrays list of rotorcraft, 2002 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: https://sites.google.com/site/stingrayslistofrotorcraft/ kaman-h-43b-huskie [5] HOVERFLY. Hoverfly [online]. 2013. vyd. stingrays list of rotorcraft, 2013 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://www.hoverflytech.com/ [6] MERCY FLIGHT. HISTORY OF AIR AMBULANCE AND MEDEVAC [online]., 2007 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://www.mercyflight.org/ content/pages/medevac [7] PUBLMED. HEMS vs. EMS transfer for acute aortic dissection type A. [online]. 6-2007 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://www.mercyflight.org/ content/pages/medevac [8] FEDERAM AVIATION ADMINISTRATION. Aviation data [online]. 2012 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://www.faa.gov/ [9] US COAST GUARD. U. S. Coast Guard Rescue Swimmer Program [online]. 2013 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://www.uscg.mil/history/articles/ USCG_Rescue_Swimmer_History.asp [10] GCAPTIAN. USCG History: Coast Guard Rescue Swimmers [online]. 10-7- 2009 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://gcaptain.com/uscg-history-coastguard-rescue/ [11] TECHNET. První vrtulník s pilotem vzlétl právě před 100 lety [online]. 13-11-2009 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://technet.idnes.cz/prvni-vrtulniks-pilotem-vzletl-prave-pred-100-lety-byl-to-letajici-bicykl-1q3-/tec_technika. aspx?c=a071112_222311_software_rja [12] FME VUTBR. Opory [online]. 2012 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http:// lu.fme.vutbr.cz/ucebnice/opory/construction. [13] MODEL-RC. Historie vrtulníku [online]. 2006 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://model-rc.wz.cz/heli_history.htm [14] HISTORIE LETECTVÍ A SOUČASNOST. Historie [online]. 2004 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://historieletectvi.xf.cz/index1.htm [15] AEROSTORIES. Alphonse Pénaud [online]. 2000 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://aerostories.free.fr/precurseurs/penaud/page2.html [16] AVIASTAR. Breguet-Richet Gyroplane No.1 [online]. 2007. vyd. 1984 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://www.aviastar.org/helicopters_eng/breguet_ gyro.php [17] VRTULNIK. Focke-Wulf Fw 61 [online]. 24-05-2008 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://www.vrtulnik.cz/fw-61.htm [18] RAFF MUSEUM. Sikorsky S-51 Dragonfly A80-374 [online]. 2010 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://www.airforce.gov.au/raafmuseum/ exhibitions/b_scenes/air_store/dragonfly.htm 88

Seznam použitých zdrojů [19] TANGMERE. BRISTOL SYCAMORE [online]. 9-2011 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://www.tangmere-museum.org.uk/aircraft-month/bristolsycamore [20] WINDSORSTAR. Ornge helicopters [online]. 5-9-2011 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://blogs.windsorstar.com/2012/09/05/55731/ [21] FLYWAY. Virnik [online]. 5-9-2011 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http:// www.flyway.cz/index.php/popis-flyway/29-naucte-se-letat-s-virnikem [22] LETECKE MOTORY. Typy leteckých motorů [online]. 24-4-2002 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://www.leteckemotory.cz/teorie/teorie-02.php [23] HELIS. Skids or wheels [online]. 2012 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http:// www.helis.com/howflies/skids.php [24] HELIS. Blades and Lift [online]. 2012 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http:// www.helis.com/howflies/bladlift.php [25] WHYHIGHEND. Flat Engine [online]. 2010 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://auto.howstuffworks.com/question366.htm [26] 2GVSAP. Black Shark and Rotor Cone Clashing [online]. 2-10-2009 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://www.2gvsap.org/phpbb3/viewtopic. php?f=11&t=2521 [27] CHINOOK-HELICOPTER. The Landing Gear System [online]. 2012, 16-5- 2013 [cit. 2013-3-5. Dostupné z: http://www.chinook-helicopter.com/standards/ areas/gear.html [28] AEROWEB. Jak se řídí vrtulník [online]. 10-7-2006 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://www.aeroweb.cz/clanek.asp?id=289&kategorie=15 [29] EMERALD. Aircraft Engineering and Aerospace Technology. 2006. vyd. 1997. 69. ISBN 0002-2667. Dostupné z: http://www.emeraldinsight.com/ journals.htm?articleid=876426&show=html [30] HELICOPTER FUNDAMENTALS. Globalsecurity [online]. 2008 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://www.globalsecurity.org/military/library/policy/army/ accp/al0966/le3. [31] SIKORSKY. Sikorsky [online]. 2013 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http:// www.sikorsky.com/index [32] BELL HELICOPTER. Bell helicopter [online]. 2013 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://www.bellhelicopter.com/ [33] ROBINSON. Robinson [online]. 2013 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http:// www.robinsonheli.com [34] ENSTROM HELICOPTER CORPORATION. Enstrom [online]. 2013 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://www.enstromhelicopter.com/ [35] GOOMOTION COMPANY. Heli Start [online]. 2013 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://www.helistart.com/ [36] MD HELICOPTERS. MD helicopters [online]. 2013 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://www.mdhelicopters.com [37] EUROCOPTER. Eurocopter [online]. EU, 2013 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http:// www.eurocopter.com [38] AEROSPACEWEB. Helicopter Yaw Control Methods [online]. 8-6-2011 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://www.aerospaceweb.org/question/helicopters/ q0034.shtml [39] Rescue Hoist Systems. Goodrich [online]. 2012 [cit. 2012-11-27]. Dostupnéz: http://www.goodrich.com/goodrich/businesses/sensors-and- 89

Seznam použitých zdrojů IntegratedSystems/Products/Rescue-Hoists-and-Cargo-Winches/Rescue-Hoist- Systems [40] Safran. Safran-na [online]. USA 2012 [cit. 2012-11-27]. Dostupné z: http:// www.safran-na.com/ [41] AVIMECH. Avimech Aircraft [online]. Tucson,USA, 2011 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://tipjetusa.com/ [42] DLR. ACT/FHS Flying Helicopter Simulator [online]. Braunschweig, 2012 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://www.dlr.de/dlr/desktopdefault.aspx/ tabid-10203/339_read-269/#gallery/133 [43] RHEA, John. Fly by Light. In: Air Force Magazine [online]. 3-3-1988. 1988 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://www.airforcemag.com/magazinearchive/ Pages/1988/March%201988/0388light.aspx [44] Feature Analysis for Exhaust Gas Temperature of Turboshaft Engine Based on Hilbert-Huang Transform. 2011. vyd. Beijing, China. ISBN 978-1-4244-6252-0. Dostupné z: http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp. jsp?tp=&arnumber=6039958 [45] Helicopter Engines [online]. 5-10-2011 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http:// johntoal.articlealley.com/the-turboshaft-engine-2367738.html [46] Helicopter designs before 1900: Amecourt [online]. 2013 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://www.aviastar.org/helicopters_eng/amecourt_63.php [47] HYDRAULIC SYSTEMS AND TECHNOLOGIES: Hydraulic systems [online]. 2013 [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://www.parker.com [48] Dveře vstupní předsuvné [online]. 2013 [cit. 2013-05- 16]. Dostupné z: http://www.parskomponenty.cz/katalog. php?typ1=dvere&urceni1=tramvaj&kt=01_010&mutace=cz [49] Antonio Fernández-Caballero, José Carlos Castillo, Javier Martínez- Cantos,Rafael Martínez-Tomás, Optical flow or image subtraction in human detectionfrom infrared camera on mobile robot, Robotics and Autonomous Systems,Volume 58, Issue 12, 31 December 2010, Pages 1273-1281, ISSN 0921-8890,10.1016/j.robot.2010.06.002. [50] Porovnání LED, Halogen a Xenon technologie.nejvykonnejsi-ledsvitilny[online]. 2012 [cit. 2012-11-27]. Dostupné z: http://www. nejvykonnejsi-ledsvitilny.cz/porovnani-led-a-xenon-technologie-pro-svitilny/ led-versus-xenon.html [51] The Landing Gear System. Chinook-helicopter [online]. 2.5.2012 [cit. 2012-11-27]. Dostupné z: http://www.chinook-helicopter.com/standards/areas/gear. html [52] SA. Brocklehurst, G.N. Barakos, A review of helicopter rotor blade tip shapes,progress in Aerospace Sciences, Available online 29 August 2012, ISSN 0376-0421, 10.1016/j.paerosci.2012.06.003 [53] Manfred Imiela, High-fidelity optimization framework for helicopter rotors,aerospace Science and Technology, Volume 23, Issue 1, December 2012,Pages 2-16, ISSN 1270-9638, 10.1016/j.ast.2011.12.011 [54] Jürgen Kaletka, Hermann Kurscheid, Ulrich Butter, FHS, the new researchhelicopter: Ready for service, Aerospace Science and Technology, Volume9, Issue 5, July 2005, Pages 456-467, ISSN 1270-9638, 10.1016/j. ast.2005.02.003. 90

Seznam použitých zdrojů [55] Vaughan Askue, Fly-by-wire, Air Medical Journal, Volume 22, Issue 6,November December 2003, Pages 4-5, ISSN 1067-991X, 10.1016/j. amj.2003.08.001. [56] FHS - Helicopter Handling Systems. Naval-technology [online]. 2012 [cit.2012-11-27]. Dostupné z: http://www.naval-technology.com/contractors/ [57] Coandův jev. 2010-11-09, s. 10. Dostupné z: http://ottp.fme.vutbr.cz/vyzkum/ coanda/podklady/coanda_studijni_podklady.pdf [58] ATL BallistiCoat [online]. New Jersey USA, 2013 [cit. 2013-05-15]. Dostupné z: http://www.atlinc.com/ballistictank.html [59] PEDRAINI, Charles. TESTS TO DETERMINE THE ULLAGE EXPLOSION TOLERANCE OF 1 HELICOPTER FUEL TANKS. 1978. vyd. 1978. Dostupné z: http://www.dtic.mil/cgi-bin/gettrdoc?ad=ada058188 [60] RAUDENSKÝ, Michal. Speciální úpravy Robinsonu R44. [online]. 18. prosince 2010 [cit. 2013-05-15]. Dostupné z: http://www.aeroweb.cz/clanek. asp?id=2694&kategorie=15 [61] RUBÍNOVÁ, Ing. Dana. Metodika zahrnutí ergonomických aspektů do designérského návrhu. Brno, 2002. Dostupné z: http://dl.uk.fme.vutbr.cz/ zobraz_soubor.php?id=488. DISERTAČNÍ PRÁCE. VUT Brno. Vedoucí práce Doc. Ing.arch. Jan Rajlich. [62] ČOUPEK, Pavel. Design ultralehké helikoptéry. Brno, 2007. Dostupné z: http://uk.fme.vutbr.cz/digitalni_knihovna/detail_dokumentu/179/designultralehke-helikoptery. Diplomová práce. VUT Brno. 91

Seznam obrázků Seznam obrázků Obr. 1 Da Vinciho létající šroub In:Palba [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://www.palba.cz/album/albums/userpics/13092/normal_leonardo-da-vin ci-flying-machine.gif 17 Obr. 3 Model s dvojící protiběžných rotorů. In: Ggph [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://t2.gstatic.com/images?q=tbn:and9gcqozt-av7_ebtsooll01_ AUi44Q2EyM_-AS0HkA35maWKiHohVd 17 Obr. 2 Da Vinciho kluzák. In: Ggph [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: https:// lh3.ggpht.com/jbfylsj-pwmgmjbpqfmmblhh0ory9bar5ru_u2f8bqvay9qtzptexidt9y8bp4id-gy22q=s1141 17 Obr. 5 Forlaniniův parní motor. In: Aerostories [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://4.bp.blogspot.com/_xr31u8j0eyw/sgl7miclq6i/aaaaaaaae4w/qk- F6f6X04f8/s400/Steam+engine+for+helicopter+by+Enrico+Forlanini+(1877)+rz.jpg 18 Obr. 4 Pénaudův model vrtulníku. In: Aerostories [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://aerostories.free.fr/precurseurs/penaud/helipenaud.jpg 18 Obr. 6 Forlaniniův vrtulník. In: Ggpht [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: https:// lh6.ggpht.com/dr6m04xublkghz46u4fvnkppoxubbmtvtvult3f-keglaz7a8d- FQo11aDbx-kRQ55C7ykA=s170 18 Obr. 8 Gyroplán No.1. In: Aviastar [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http:// www.aviastar.org/foto/breguet_gyro.gif 19 Obr. 7 Model se spalovacím motorem. In: Model-rc [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://model-rc.wz.cz/historie/forlanini.gif 19 Obr. 9 Gyroplán No.1. In: Model-rc [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http:// www.helikopterpiloten.se/wp-content/gallery/historia/gyroplaneno1-2.jpg 19 Obr. 10 Helikoptéra Ellehammer. In: Chezpeps [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://chezpeps.free.fr/musee/jane-all-the-world-s-aircraft/the%20project%20 Gutenberg%20eBook%20of%20Jane s%20all%20the%20world s%20aircraft%20 1913,%20Edited%20by%20Fred%20T.%20Jane_files/ill_244a.jpg 20 Obr. 11 Pescara helicopter No. 3. In: Gstatic [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: https://encrypted-tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:and9gcrkixlxrhkyprvghslzvzlzovuj3nait77u5xkpcbruoozhecws1a 20 Obr. 12 XR-1 21. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: https://encrypted-tbn0. gstatic.com/images?q=tbn:and9gct7gs3vvndzwqgosfcbpmvt06gzcrni2fgk- FDvqCPljKmR-kv8V_A 92

Seznam obrázků 21 Obr. 14 Bell 47 Army. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://www.heliport.sk/foto/01841d.jpg 21 Obr. 13 VS-300. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://img1.liveinternet. ru/images/attach/c/3/78/95/78095495_large_sikorsky_vs300.jpg 21 Obr. 15 Kaman 240 HTK-1. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://www. aviastar.org/foto/kaman_htk.jpg 22 Obr. 16 Alouette II. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: https://encrypted-tbn1. gstatic.com/images?q=tbn:and9gctnjug1q4fs9njjsq5biri284gov6f-ig6mmfysqlg1r94ij6xz 22 Obr. 17 S-51 první záchranná mise. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: data- :image/jpeg;base64,/9j/ao0wt 23 Obr. 19 Bristol Type 171 Sycamore. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http:// www.tangmere-museum.org.uk/wp-content/uploads/2011/11/sycamore-4.jpg 23 Obr. 18 Sikorsky S-51 rescue. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: data:image/ jpeg;base64,/9/xaaveqacagedagqebquaaaaaaaaaaqiriqmsmufr- BBNh8CIyobEFUnGBk 23 Obr. 20 Royal Flying Doctor Service. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://gwulo.com/sites/gwulo.com/files/images/widgeon_on_hill.preview.jpg 24 Obr. 21 Helikoptéra programu CARESOM. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: https://encrypted-tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:and9gcq18651xwff5yr8j2lcc7rmg0il1yfopnd75gyvws_dxeziaftjqa x25 Obr. 22 Christophorus 1 Innsbruck. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http:// www.christophorus4.org/typo3temp/pics/a911dbe01d.jpg 25 Obr. 23 Alouette III. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: https://encrypted- -tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:and9gcreaksusb-j-4lgxnkqjcpjrmno6s- GFtUIzPC3m85S0Uw7I5sde 26 Obr. 24 ORNGE helicopter. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://www. topnewstoday.org/i5/9/28/55/img_1655289_620.jpg 26 Obr. 25 Vysvětlení pojmů pohybu. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://www.baronerosso.it/forum/attachments/elimodellismo-micromo- delli/266729d1364509741-primo-elicottero-rc-un-ez-a109-4ch-prime-nozioni-per- -non-distruggerlo-subito-d-mh60_pitch_roll_yaw.jpg 27 93

Seznam obrázků Obr. 26 Radiální motor. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://i12.servimg.com/u/f12/17/19/56/42/h19_sh10.jpg 28 Obr. 27 Řazení pístů radiálního motoru. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: https://encrypted-tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:and9gctqk5h1ic9sapwmq- 07VJbcmdHI7XEwMFX-MPlYbTK7X7bee_XTBiw 28 Obr. 29 Tip Jets. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: https://encrypted-tbn3. gstatic.com/images?q=tbn:and9gcszxw7-kigyfbk5tc-sgtvets87dstbzlsw- Pi8ieyow5vnllP4lQA 29 Obr. 28 Plochý motor. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: https://encrypted- -tbn2.gstatic.com/images?q=tbn:and9gcr-zsbmeq4rfmbc_kex6nlhnad-exn- 81MujS7zhw8wZTG32VqAg 29 Obr. 30 Detail upevnění trysek. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: https://en- crypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:and9gcszrx5a157pjdl9cyjefsszgdkm- Sq9Pa0N4rvdzSs5b7kOjT0vh 29 Obr. 31 Schéma turb. motoru. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://home. online.no/~skmyren/bilder/turboshaft.jpg 30 Obr. 33 Reduktor hlavního rotoru. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http:// www.d4u.com.ua/uploaded/photo/tech/transmission/prvw/helicopter-bristol-171-sycamore-main-gearbox-and-rotor-headx1600x1200.jpg 30 Obr. 32 Turbohřídelový motor. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: https://encrypted-tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:and9gcqfrpj6mmpjoal8ygwca3rjwfnxkyt8-neql1azuhe9scdbtgjxvw 30 Obr. 34 Reduktor pomocného rotoru. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: htt- ps://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:and9gcsucvh_jklfxxhscjwm- FAoirenYGtYHZGFLHcU4ANiFtAyGLDyP 30 Obr. 35 Schéma výfukové soustavy. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: Schéma výfukové soustavy. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://me.queensu. ca/people/birk/research/gasturbine/images/e_exhaust.gif 31 Obr. 38 Princip koaxiálního rotoru. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http:// t2.gstatic.com/images?q=tbn:and9gctorxhe3gnr6nzvilinufln77vtgxvs-z-szn- VJLfOkiDNz0z5ydA 32 Obr. 36 Plně kloubový rotorový systém. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://www.chinook-helicopter.com/fundamentals_of_flight/ground_resonance/ Chinook_helicopter_rotor_head.jpg 32 94

Seznam obrázků Obr. 37 Tandomově řazený rotorový systém. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: https://encrypted-tbn1.gstatic.com/images?q=tbn:and9gct6izt0fkomaxjvhvbhboy6rnzmntn5a_vprkhni2pqlvmlaffxsg 32 Obr. 39 Helikoptéra s koaxiálním rotorem. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:and9gctfgyhpff937qhbgzdodeqv1plgjsarh8laggzqawzxrid8fohxca 32 Obr. 40 Schéma stroje s vyosenými rotory. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: https://encrypted-tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:and9gcrox_zsifebciqy_ DzAKkai0oA7AYroLnbD003TXTmOAz63IEUe 33 Obr. 41Stroj s příčnými rotory. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http:// www.aerospaceweb.org/question/helicopters/helicopter/intermeshing.jpg 33 Obr. 42 Schéma principu NOTAR. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http:// i295.photobucket.com/albums/mm153/sandglasspatrol/blog/notar.jpg 34 Obr. 43 Stroj Hudges se sys. NOTAR. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:and9gctlyz9z_jroszgxy92nv8or36j_n0ssrg1dwk5-_e0srgbcvv-plg 34 Obr. 44Typy rozbočovaču uchycení listů. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://www.accessscience.com/loadbinary.aspx?aid=6151&filename=- 311900FG0040.gif 35 Obr. 45Kokpit FBW. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://avia-museum. narod.ru/cockpits/kiowa.jpg 36 Obr. 47 Helikoptéra vybavena lyžinami. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://thm-a01.yimg.com/nimage/554c93a0a9edbe72 36 Obr. 46 Systém instalovaného FHS. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http:// www.dlr.de/dlr/en/portaldata/1/resources/bilder/portal/portal_fue_2011_1/luftfahrt_ flugzeuge_fhs2.jpg 36 Obr. 48 Kamov s pevným kolovým podvozkem. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:and9gcthevsnama6jkkx1fcnae2kawj2lsdju8fvfljk7uoedark6rssuq 37 Obr. 49 Záchranná helikoptéra se zatahovacím podvozkem. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: https://encrypted-tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:and9gcsj- 9Vovj9jRkLSytkRfemW9E0invi9OPedt0hj96d0Xnomda_xoxA 37 Obr. 50 Sikorsky S-76. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://www.sikorsky.com/staticfiles/sikorsky/assets/images/products/commercial/s76/com_s76d_ ovr_a.jpg 38 95

Seznam obrázků Obr. 51 Sikorsky S-76. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://www.sikorsky.com/staticfiles/sikorsky/assets/images/products/commercial/s76/com_s76d_ ovr_a.jpg 39 Obr. 52 AH-1Z Zulu. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://1.bp.blogspot. com/-rvlaahtt-ue/ump4plgka7i/aaaaaaaaowg/b2jlvzjuipo/s1600/ah- -1Z_850x-0167.jpg 40 Obr. 53 AH-1Z Zulu. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://www.globalsecurity.org/military/systems/aircraft/images/ah-1w_20050529-m-0884-d-010.jpg 40 Obr. 54 Bell 429. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: https://encrypted-tbn2. gstatic.com/images?q=tbn:and9gct80nhswxmbyrzndg8c455qbe0rkcajkubb- -ShUfcag0D7I_Oskqg 41 Obr. 55 Bell 429. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: https://encrypted-tbn0. gstatic.com/images?q=tbn:and9gcrk_-bshjnnigvefjpnl7pytd1g73ncujlfqsyh6lfwe4yuqjfuyq 41 Obr. 56 R66 Turbine. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: https://encrypted- -tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:and9gctfgidekkwa4kk5ekoeatsotb8hdjbukymq5wr22wczjctcko75yg 42 Obr. 57 R66 Turbine- detail motoru. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: htt- ps://encrypted-tbn1.gstatic.com/images?q=tbn:and9gcq4ahhpgvzbxeywcbua- Ze0UmNZ3oZBHzQu7sMThi_rcvFiYO3fP 42 Obr. 58 R22 Beta II. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: https://encrypted- -tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:and9gcqnrw6uk9mi_czijsxgiitd9gdzsl- CXEzTpvzFco_Z6paT4QNBN 43 Obr. 59 MD Explorer ADAC. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: https://encrypted-tbn2.gstatic.com/images?q=tbn:and9gcqs6nlfcj_yen7jxdv4czp4jcsujjrab6hxybfvrjt_49bsbhibfw 44 Obr. 61 MD Explorer national park service. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: https://encrypted-tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:and9gcs6b5ncckuayraqczeet2kleu3mvnm6aoqmlie_0dhrivk2u2ub 44 Obr. 60 MD Explorer air rescue. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http:// www.aeropartners.co.jp/photo/md902/mdx006_large.jpg 44 Obr. 62 MD Explorer hospital service. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://www.mdhelicopters.com/v2/images/gallery/md_explorer/large/hsd002_large. jpg 44 Obr. 63 Eurocopter EC145T2 hospital service. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://www.eurocopter.com/site/docs_wsw/rub_1127/ec145t2_3.jpg 96

Seznam obrázků 45 Obr. 64 Eurocopter EC145T2 hospital service. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: https://lh5.googleusercontent.com/-bl0zerbpwtq/txag6j3cyui/aaaaaa- AAAI0/dC1Z8EXbwIE/s1600/EC145T2_4.jpg 45 Obr. 65 Varianta A - Hornet 48 Obr. 66 Varianta A - Hornet 48 Obr. 67 Varianta A - Hornet 49 Obr. 68 Varianta B - Anvil 50 Obr. 69 Varianta B - Anvil 51 Obr. 70 Varianta B - Anvil 51 Obr. 71 Varianta C - Cyberfly concept 52 Obr. 72 Varianta C - Cyberfly concept velké spáry 53 Obr. 73 Varianta C - Cyberfly concept experimentální rozsunutí kapotáže 53 Obr. 74 Finální varianta - Cyberfly 54 Obr. 75 Cyberfly otevřený 55 Obr. 76 Cyberfly otevřený 56 Obr. 77 Pohled do kokpitu 57 Obr. 78 Pohled do kabiny 57 Obr. 79 Ovládací rozhraní resuscitačního přístrojů 58 Obr. 80 Detail vysouvání navíjecího systému 59 Obr. 81 Osvětlení kabiny a kokpitu 60 Obr. 82 Servisní přístup k pohonné jednotce 61 Obr. 79 Výhledové úhly z kokpitu stroje 62 Obr. 80 Cyberfly v letu se zasunutým podvozkem 63 Obr. 81 Detail krytu rotoru a nádstavby 64 Obr. 82 Výstupní otvory stabilizačního systému 65 Obr. 83 Detail vystupní trysky NOTAR 65 Obr. 85 Detail vysunutého podvozku 66 Obr. 86 Cyberfly přední část 67 Obr. 87 Cyberfly zadní část 68 Obr. 88 Cyberfly 68 Obr. 89 Barevné rozvržení 69 Obr. 90 Barevné rozdělení zvolené barevné varianty 70 Obr. 91 Barevné varianty 71 Obr. 92 Logo cyberfly 71 Obr. 93 Rentgénový pohled na rozvržení jednotlivých prvků 72 Obr. 94 Základní pohledy a kóty 73 Obr. 95 Turbínový motor Safran Arriel. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://www.safran-na.com/img/jpg/arriel.jpg 74 Obr. 97 Rentgenový pohled - výsuvnutý podvozek 75 Obr. 96 Nosná konstrukce (drak). In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http:// agmetalminer.com/wp/wp-content/uploads/2010/03/img_5491.jpg 75 Obr. 98 Detail na nohu kolidující s překážkou 76 Obr. 99 Rentgenový pohled - technické uspořádání (dmychadlo NOTAR v pravo) 76 Obr. 100 Rentgenový pohled - palivové nádrže 77 97

Seznam obrázků Obr. 101 Rentgenový pohled - palivové nádrže 77 Obr. 102 Hydraulický kompresor Parker. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: https://www.bpbsurplus.com/xcart/images/d/1045-0069b.jpg 78 Obr. 103 Typy zakončení listů BERP IV. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-s0376042112000644-gr75.sml 79 Obr. 104 Detail posunu háku navíjecího systému 80 Obr. 105 Pohled na plně otevřený kabinu 80 Obr. 106 Software společnosti MoviRobotics automaticky detekuje lidskou tepelnou stopu. In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://ars.els-cdn.com/content/ image/1-s2.0-s0376042112000644-gr75.sml 81 Obr. 107 Robinson R44 vybavený nafukovacími plováky (nenafouknuté). In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://images2.jetphotos.net/ img/1/9/9/7/83706_1284256799.jpg 82 Obr. 108 Robinson R44 vybavený nafukovacími plováky (nafouknuté). In: [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné z: http://www.baikalhelicom.ru/upload/080314_jyowhdcmd93.jpg 82 98

Seznam příloh Seznam příloh zmenšené postery (A4) fotografie modelu (A4) postery A1 model 99

100 Náhledy posterů

Náhledy posterů 101

102 Náhledy posterů

Náhledy posterů 103

104 Fotografie modelu

Fotografie modelu 105