Design československých lokomotiv: od estetiky k aerodynamice

Češi prý nikdy nevyrobili ošklivou lokomotivu. Tento výrok může v každém z nás vyvolat stejně tak souhlas jako rozpor. Vnímání krásy je vždy subjektivní. Pokud bychom však měli brát jako měřítko názor odborníků, faktem je, že některé české lokomotivy se staly nositelkami různých designových ocenění. Také u naprostých laiků vzbuzovaly mnohem větší emoce než například strohé Němky nebo uhlazené Angličanky. Jak je možné, že malá země uprostřed Evropy, navíc v socialistickém táboře, dokázala produkovat tak líbivé stroje? Pro pochopení je nutné vydat se proti běhu času do meziválečného období, kdy jeden akademický malíř dokázal, že estetika a funkčnost mohou jít u lokomotivy ruku v ruce.

Na počátku byla barevná inspirace

Oním novátorem byl Vilém Kreibich, malíř, který se u svých obrazů specializoval kromě industriálních motivů právě na železnici. Ostatně neměl k ní daleko – jeho otec pracoval jako strojvedoucí. Jeho talent neunikl pozornosti zaměstnanců konstrukčního oddělení ministerstva železnic a tehdy pětačtyřicetiletý umělec byl počátkem 30. let přizván ke spolupráci na vzniku nové rychlíkové lokomotivy řady 486.0. Kreibich přišel s neotřelým barevným řešením zeleného kotle se žlutými doplňky a červeného pojezdu, které bylo skutečně realizováno. Historicky poprvé se československá parní lokomotiva oděla do jiné barvy než do fádní černé.

Zatím však šlo pouze o barevné řešení a vzhled lokomotivy stále určovali především konstruktéři. Tak tomu bylo i v případě známého Mikáda 387.0 – předválečné rychlíkové ikony. Již po druhé světové válce se ale role obrátily, když se z Kreibicha-akademického malíře stává Kreibich-designér. V jeho skicáři se zrodil návrh další rychlíkové legendy – Albatrosa řady 498.0. Tentokrát již nešlo jen o barevné řešení (nově inspirované národní trikolorou), ale poprvé určil designér i vzhled stroje. Výsledkem byla vůbec nejkrásnější parní lokomotiva vyrobená v Československu a podle mnohých železničních fandů dokonce na celém světě.

Úspěch Kreibicha inspiroval a ten pak připravil celou sérii studií a návrhů další generace parních lokomotiv, například řady 569.0 nebo 499.0. K jejich výrobě však již nedošlo, neboť se ke slovu postupně dostávaly nové trakce. K těm ale neměl Kreibich – již v pokročilém věku – žádný vztah. Legitimní otec domácího lokomotivního designu umírá symbolicky s posledními vyráběnými parními stroji v roce 1955.

Výstava v Bruselu odstartovala revoluci

Přeorientování nejvýznamnějších tuzemských výrobců lokomotiv (Škoda Plzeň a ČKD Praha) na elektrické, respektive motorové lokomotivy přineslo kromě všeobecně známých pozitiv oproti parní trakci také nové možnosti při vývoji jejich zevnějšku. Přesto první poválečná elektrická (E 499.0) ani motorová (TU 47.0) lokomotiva svým vzhledem žádná designérská tabu nezbořily. Dílem také proto, že tehdy ohýbaný plech, ze kterého byly skříně strojů vyráběny, nebyl pro tvorbu vytříbených tvarů ideální. Řešením byl sklolaminát, tehdy doslova jeden ze symbolů moderní doby, stále oblíbenější pro karoserie automobilů i jiných dopravních prostředků. Nové možnosti se otevřely také s fenomenálním úspěchem československé expozice na Světové výstavě EXPO 58 v Bruselu.

Průmysloví designéři dostali od komunistických vůdců nezvykle volné ruce při tvorbě exponátů, přičemž některé z nich vyvolaly nečekané ohlasy. Patřil mezi ně i autokar Škoda 706 RTO upravený pro EXPO 58 výtvarníkem a designérem Otakarem Diblíkem. Jeho výtvor zaujal také škodovácké vývojáře, kteří ho požádali o vytvoření návrhu vzhledu připravované střídavé lokomotivy, jež měla nést označení S 699.0. Modelová studie čela stroje plná bohatých, dynamických a ladných tvarů vedení lokomotivky zaujala, a tak bylo rozhodnuto: Škodovka bude vyrábět první lokomotivu s využitím skelného laminátu na světě!

Po Laminátce přišla Bardotka s Brejlovcem

Novátorský Diblík navrhl nejen působivý zevnějšek stroje, ale soustředil se také na řešení stanoviště strojvedoucího včetně neotřelého řešení „čtvrtvolantu“ kontroléru. Ačkoli se nakonec podařilo z technologických a bezpečnostních důvodů aplikovat jeho návrhy jen částečně a původní projekt šestinápravové rychlíkové lokomotivy se změnil na čtyřnápravovou univerzální, Laminátka, jak se lokomotivě začalo záhy přezdívat, působila jako stroj z jiné dimenze. Její pojetí sklidilo obrovský úspěch mezi odborníky i laiky a stala se jedním ze symbolů designu šedesátých let. Sám Diblík se však od ní distancoval. Změny v jeho studii vnímal jako deformaci původního záměru elegantního a zároveň dynamického kolejového vozidla. Snad proto jeho další tvorba již s designem železničních vozidel nesouvisela ani po emigraci v roce 1968. Laminátka se tak stala sirotkem v jinak širokém Diblíkově portfoliu.

Laminátka ovšem nebyla jediným dítětem odvážných 60. let. Podobně jako v Plzni, také v pražském ČKD si uvědomili, že vzhled lokomotivy je téměř stejně důležitý jako její výkony. Po technicky neúspěšných, ale tvarově nadčasových strojích s hydraulickým přenosem výkonu řad T 449.0, T 475.0 a T 478.0 přichází v roce 1964 na svět lokomotiva, která je na Mezinárodním strojírenském veletrhu v Brně o dva roky později oceněna Zlatou medailí za design. Řeč je o Bardotce T 478.1, která si díky svým bujným tvarům v čelních partiích vysloužila přezdívku po francouzské herečce Brigitte Bardotové.

Neméně úspěšnou se stala hned následující konstrukce z ČKD – legendární Brejlovec. Jeho nezaměnitelnou podobu, která se představila v roce 1968, mu dali další dva přední průmysloví designéři – Bohumil Míra (mezi jeho díla patřil například vzhled kabelkového tranzistoráku Tesla 2800B vytvořený také pro EXPO 58) a Milan Míšek v úzké spolupráci s hlavním konstruktérem Jiřím Mizerovským. Brejlovec posunul estetiku lokomotiv opět na jinou úroveň a jeho čela byla vyrobena podobně jako u Diblíkova návrhu s použitím sklolaminátu. To však byla labutí píseň tohoto materiálu, neboť do vývoje lokomotivního designu měly již brzy promluvit dva zásadní faktory – cena a aerodynamika.

V zajetí odporu vzduchu

Počátkem sedmdesátých let věnovala plzeňská Škoda značnou pozornost vývoji designu lokomotiv druhé generace. Na základě požadavku federálního ministerstva dopravy mělo jít o stroje s rychlostí až 200 km/h. Značně vysoká rychlost vyžadovala řešení čela stroje nejen z estetického hlediska (spolupráce s Institutem průmyslového designu v Praze), ale také z hlediska aerodynamiky. Hned na počátku bylo zavrženo řešení pomocí sklolaminátu z důvodu výrobní i finanční náročnosti. Navíc provozní zkušenosti s tímto materiálem se ukázaly být ne zcela uspokojivé. Na druhou stranu však dokonalý aerodynamický tvar vyžaduje značné zaoblení lokomotivní skříně, což bylo tehdy z technologického hlediska nesplnitelným požadavkem.

Škodovka našla kompromis v podobě lomených čel s velkým pozitivním sklonem v partiích čelních oken. Několik modelových variant bylo podrobeno zkouškám aerodynamiky ve větrném tunelu Výzkumného a zkušebního leteckého ústavu v Letňanech a výsledkem byla nová lokomotivní skříň použitá v roce 1974 u dvousystémových lokomotiv řady ES 499.0 (350), později u stejnosměrných E 499.2 (150, 151). Vznikly na dlouhou dobu nejvýkonnější lokomotivy, což bylo patrné i z jejich zevnějšku, který dodnes vzbuzuje respekt. Tyto stroje však svou maximální rychlostí, výkonem i hmotností poněkud předběhly stav a možnosti tehdejší infrastruktury. Tak rychlé a výkonné lokomotivy tehdy nebyly plně využity a ČSD proto objednaly vývoj dvousystémových lokomotiv univerzálnější koncepce. A právě tvarové řešení, se kterým přišla Škodovka u těchto lokomotiv, dnes nosných řad 162/3 a 362/3, vyvolalo u estétů doslova šok. Na první pohled totiž absolutně nerespektovalo základní aerodynamické zákony.

Od Nefuku k Porsche designu

Esa a Peršingy, jak se novým lokomotivám začalo záhy přezdívat, přišly s novinkou v podobě čel z rovinných ploch lemovaných po obvodu tuhým rámem z uzavřených profilů. Konstruktéři se při vývoji designu nechali inspirovat vynálezem z oboru motocyklismu, tzv. Nefukem. V podstatě šlo o obličejovou masku s výrazným lemováním, které způsobovalo obtékání vzduchu kolem jezdcova obličeje bez použití přilby. Na základě teorie, že čelní plocha vozidla tlačí před sebou vzduchový sloupec, který si sám vytváří aerodynamický tvar, vznikla koncepce založená na čelní ploše lokomotivy s přesahující obrubou. Plochu uvnitř tohoto rámu tvoří plech o tloušťce 4 mm vyztužený zevnitř kabiny příhradovou konstrukcí. Toto opatření zvýšilo tuhost kabiny strojvedoucího a zlepšilo její pasivní bezpečnost.

O tom, nakolik se zlepšilo obtékání vzduchu nové lokomotivy, dostupné prameny mlčí, faktem ale je, že nedopalek vyhozený z lokomotivy v rychlosti 120 km/h nestrhne proud vzduchu vzad, ale proti směru jízdy. Tato skutečnost teorii Nefuku potvrzuje. Škoda Plzeň však tuto variantu řešení opustila a prototyp první lokomotivy třetí generace s továrním označením 85E (Asynchron), vyvíjený ve druhé polovině 80. let, znamenal návrat ke konvenčnějšímu řešení s výrazným sklonem čelních partií. Vlivem ekonomicko-politických změn v roce 1989 však zůstalo jen u jediného prototypu.

Velká očekávání přinesl projekt v současnosti nejmodernější české lokomotivy – Škody 109E (řada 380). Studiové návrhy vzhledu této lokomotivy však prošly radikální genezí. Autorem prvního návrhu byl již v roce 1996 akademický sochař Františka Pelikán, ale s finální podobou stroje neměl společného zhola nic. Také druhý návrh stejného autora z roku 2004 má se skutečnou lokomotivou pramálo společného, a to přesto, že v obou případech šlo o více než důstojné pokračovatele výjimečného českého designu. Výrobce se obrátil na studio Porsche Design, které připravilo návrh finální podoby lokomotivy. Také dynamický design německého návrháře Alexandra Porscheho (designér automobilové legendy Porsche 911) však musel být radikálně změněn kvůli novým evropským směrnicím TSI v oblasti pasivní bezpečnosti. Výsledek je tak podle odborníků rozpačitý. Linie lokomotivy ze všeho nejvíce připomínají vanu obrácenou dnem vzhůru. Na druhou stranu právě tento tvar společně s obrysem „kachní hlavy“ patří k pevnostně a aerodynamicky nejvýhodnějším volbám.

Design dnes musí respektovat ekonomiku

Přestože to může vypadat, že na krásné lokomotivy se budeme muset chodit dívat už jen do muzea, tak dramatická situace rozhodně nebude. Jen budeme možná muset slevit z našich vlasteneckých protekcí, neboť tuzemské stroje nejspíš v budoucnu nebudou ve srovnání se zahraničím tak výjimečné. Důvod je čistě pragmatický: hospodárnost. Se zvyšujícími se rychlostmi roste i energetická náročnost a tu je možné snížit právě aerodynamickou konstrukcí. Například u lokomotiv řady 371, původně konstruovaných pro rychlost 120 km/h, vzrostly po rekonstrukci na 160 km/h při této rychlosti aerodynamické ztráty o více než 200 procent! To, co si mohli designéři dovolit před desítkami let, už dnes zkrátka ekonomicky neobstojí. Určitě ale na oltář ekonomiky a bezpečnosti nepoloží i estetiku. Češi přece nikdy nevyrobili ošklivou lokomotivu.

Sklolaminát

Sklolaminát je kompozitní materiál, jenž je tvořen skleněnými vlákny či tkaninou a vytvrzenou umělou pryskyřicí. Vyznačuje se velkou pevností, odolností vůči chemikáliím i povětrnostním vlivům, nízkou hmotností i cenou. U českých vozidel mají sklolaminátová čela vedle lokomotiv řad 230 a 240 legendární tramvaje T 3 ze 60. let. Kompozitní materiál je i na Pendolinech.

Barevná řešení

I sebepůsobivější tvary dokáže degradovat nevhodné barevné řešení. V případě československých lokomotiv se tento fakt projevil při unifikaci nátěrů vozidel ČSD v roce 1974. Původní výtvarná řešení od výrobců respektující tvarové linie byla nahrazena barevným schématem podle trakcí. Motorové lokomotivy dostaly celočervený nátěr, barvy elektrických byly podle napájecího systému měněny na červeno-béžovou (střídavé), zeleno-krémovou (stejnosměrné) a modro-krémovou (dvousystémové). Vzhledem k obtížné viditelnosti za šera bylo toto schéma v roce 1982 doplněno o výstražný oranžový či žlutý pruh na čelech. V roce 1988 přišla další modifikace (jednobarevné skříně opět dle trakcí, doplněné o 60 cm široký výstražný pruh po obvodu), která dílo zkázy dokonala. V 90. letech se část lokomotiv během dílenských oprav oděla zpět do původních barev, se kterými vyjely z výrobních závodů. Současné korporátní řešení Českých drah bylo aplikováno poprvé na stroj 163.257 v roce 2008, přičemž aktuálně se jedná již o třetí verzi. I to je důkazem, jak nelehkým úkolem je realizace jednotných barev na tvarově diametrálně odlišně řešené stroje.

ESTETIKA VERSUS ERGONOMIE

*Vývojová linie designu se dotkla nejen exteriéru lokomotiv, ale také uspořádání stanoviště strojvedoucího a ovládacích prvků. Počínaje slavnou Laminátkou (dnes řady 230 a 240) se na řídicích pultech střídavých elektrických lokomotiv začal objevovat prvek v podobě „čtvrtvolantu“ podle návrhu Otakara Diblíka. Také tvar pultu navržený pro lepší dostupnost ovládacích prvků byl zásadní změnou oproti předchozím typům.

* Dalším stupněm byly unifi kované ovládací pulty, kterými byly sériově vybavovány lokomotivy počínaje řadou ES 499.0 až do začátku 90. let (posledním vozidlem s unifi kovaným ovládáním byla řada 184 pro dopravce DNT). Hlavním cílem sjednocení ovládacích prvků napříč řadami bylo zjednodušení přechodu strojvedoucích z jednoho typu lokomotivy na druhý.