Stíhačka páté generace dokáže uniknout radarům a odpalovat rakety, existuje ale jedna hrozba, proti které žádná raketa nepomůže: nadměrné teplo generované její vlastní elektronikou.
Společnost Collins Aerospace, dceřiná společnost skupiny RTX, právě potvrdila, že její systém EPACS (zkratka pro Enhanced Power and Cooling System, tj. vylepšený systém napájení a chlazení) úspěšně prošel testy v různých nadmořských výškách, což představuje klíčový milník pro budoucnost stíhačky F-35 Lightning II.
Proč je chlazení úzkým hrdlem letounu F-35
Představit si vnitřek tohoto stíhače jako malou technologickou centrálu pomáhá pochopit rozsah této výzvy. Senzory, palubní počítače, komunikační zařízení: všechna tato zařízení spotřebovávají elektřinu a v důsledku toho nevyhnutelně generují teplo, které je třeba odvádět. Stíhačka F-35 byla navržena tak, aby po celá desetiletí mohla být vybavována novými funkcemi, což znamená, že každá aktualizace zvyšuje spotřebu elektřiny a s ní i tepelné zatížení, které musí letoun odvádět.
V současné době je letoun vybaven systémem řízení energie a tepla známým jako PTMS, který je zodpovědný za vyvažování výroby elektřiny a teploty jednotlivých subsystémů. Odborníci programu však varují, že neustálá modernizace stíhačky tento systém přivádí na hranici svých možností.
Dvojnásobná kapacita odvodu tepla
Již v roce 2024 společnost Collins oznámila, že systém EPACS dosáhl chladicí kapacity 80 kilowattů, což představuje více než dvojnásobek hodnoty, kterou společnost v té době uváděla pro letoun F-35. Je třeba objasnit, co tato hodnota znamená: chladicí systém nevytváří chlad jako obrovská klimatizace. Jeho úkolem je absorbovat teplo z jednoho místa a transportovat ho na jiné, odkud může být odváděno ven. To, že systém EPACS dosahuje 80 kW, tedy znamená, že je schopen odvádět toto množství tepelné energie z elektronických komponentů letadla.
Proč jsou nutné zkoušky ve vysokých nadmořských výškách
Zařízení, které na zemi funguje bezchybně, se může chovat zcela odlišně v nadmořské výšce několika tisíc metrů, kde klesá atmosférický tlak a teplota vzduchu se drasticky mění. Tyto proměnné ovlivňují výkon jakéhokoli tepelného systému, a proto nyní dokončené výškové zkoušky představují nezbytný krok předtím, než bude tato technologie považována za připravenou k integraci do letadla.
Podle informací společnosti trvaly zkoušky několik dní, přičemž byly simulovány úrovně výkonu odpovídající skutečným požadavkům mise a systém byl v různých výškových scénářích zatěžován až na hranici svých provozních limitů. Shromážděné údaje umožní ověřit počítačové modely, pomocí nichž inženýři předpovídají chování systému EPACS za letu.
Výzva v podobě chlazení nadzvukového stíhače
U jakéhokoli konvenčního letadla je řízení tepla již samo o sobě složité. U nadzvukového stíhače se tato výzva ještě znásobuje: dostupný prostor je minimální, každý další kilogram snižuje výkon a každá nová součást musí odolávat extrémním výkyvům teploty, tlaku, rychlosti a zatížení.
K tomu se přidává skutečnost, že chlazení je úzce spojeno s takzvaným odběrem vzduchu z motoru, tedy se stlačeným vzduchem, který je odváděn z turbíny k napájení různých systémů letadla. Společnost Collins představuje systém EPACS jako efektivnější řešení, které nejen rozšiřuje chladicí kapacitu, ale také snižuje určité nároky kladené na motor, čímž zlepšuje celkovou energetickou bilanci letounu. Chladicí systém tedy nefunguje jako izolované příslušenství: je nedílnou součástí energetické architektury letounu F-35.
Vytvoření tepelné rezervy pro budoucnost
Význam systému EPACS přesahuje pouhou snahu udržet letadlo „chladnější“. Inženýři programu F-35 musí nejen posoudit, jaké senzory nebo systémy bude možné nainstalovat v rámci budoucích modernizací, ale také zda bude k dispozici dostatečná kapacita pro jejich elektrické napájení a odvod tepla, které budou produkovat.
Z vnějšího pohledu není toto vylepšení tak nápadné jako zvýšení rychlosti, doletu nebo bojové nálože. Analytici v oblasti obrany se však shodují, že systém EPACS přináší něco méně spektakulárního, ale zásadního: tepelnou rezervu, díky níž se letoun F-35 bude moci v příštích desetiletích dále vyvíjet, aniž by narazil na nepřekonatelnou tepelnou bariéru.