Richard Hammond nás zavede do svatyně anglického fotbalu a dějiště londýnských olympijských her v roce 2012. Americký dokumentární cyklus

Litujeme, ale pořad není v iVysílání dostupný
Video není k dispozici

Nad západním Londýnem se tyčí velkolepý oblouk, největší svého druhu na světě. Je vidět až ze vzdálenosti 21 kilometrů. Pod odvážnou konstrukcí se ukrývá proslulý sportovní areál, stadion Wembley. Také u zrodu této výjimečné stavby stálo několik důmyslných nápadů a technických objevů.

Velké problémy velkého stadionu

Když za něco utratíte téměř jednu miliardu liber, tak chcete mít to nejlepší. Na unikátním oblouku je zavěšena konstrukce, která zastřešuje 90 tisíc sedadel. Z každého z nich je dokonalý výhled na zelený trávník. A když to na vás přijde, mají tu 2618 záchodů. Náročná přestavba fotbalového svatostánku byla oříškem i pro zkušené architekty. Museli například zajistit všem divákům přiměřený komfort. Sedadla měla být dostatečně široká, pohodlná a s ničím nerušeným výhledem. To znamená, že tu nemohly být žádné sloupy, které by střechu podpíraly. Proto navržené řešení počítalo se vztyčením masivního oblouku, který bude střešní konstrukci držet shora.

Klikněte pro větší obrázek Projekt vznikal v ateliéru proslulého architekta Normana Fostera. Cílem bylo vytvořit novou dominantu londýnského panoramatu. A jakoby mimochodem také postavit největší krytou stavbu svého druhu na světě. Něco podobného dosud nikdo nedokázal. Projekt proto od začátku přitahoval pozornost odborníků i široké veřejnosti. Se svou výškou 133 metrů je Wembley jediným stadionem na světě vybaveným výstražnými světly pro nízko letící letadla. Tubusem oblouku o průměru více než 7 metrů by projel i rychlík Eurostar.

Zvedání oblouku

Vztyčit takové monstrum ale nebyla žádná procházka růžovým sadem. Tradičními jeřáby se oblouk zvednout nemohl, hmotnost 1750 tun by prostě byla nad jejich síly. Nakonec jim pomohl obyčejný horolezecký uzel. Řeč je o Prusíkově uzlu nazvaném podle rakouského horolezce doktora Karla Prusíka. Tato metoda představuje bezpečný způsob šplhání po visícím laně. Když šňůra těsně přilehne k fixnímu lanu, na styčném místě dojde k velkému tření. A když se smyčka zatíží, uzel se zadrhne a horolezec zůstane zaklesnutý. Jeden uzel vždy svírá lano, zatímco druhý se posouvá nahoru.

Klikněte pro větší obrázek Stejný princip použili konstruktéři při zvedání oblouku ve Wembley. Museli však mít jistotu, že se jim během cesty nezřítí. Proto k němu ještě na zemi připevnili silná ocelová lana. Na jeho vztyčení by jim totiž dva uzlíky nestačili. Prusíkovy uzly tedy nahradily velmi výkonné napínací lisy. Ve Wembley jich použili 25. Vyzdvižení oblouku trvalo 4 týdny a bylo k tomu zapotřebí 130 kilometrů ocelových lan. Všechna při tom procházela pevně umístěnými napínacími lisy.

Každý stroj měl jeden pár kotev, které pracují jako Prusíkovy uzly. Fixní kotva se uvolní, zatímco ta druhá, tažená pístem, se sevře kolem lana a táhne ho vpřed. Když se píst začne vracet, fixní kotva stiskne lano a drží zátěž. A tak se to opakuje pořád dokola. Konstrukce den za dnem pomalu stoupala nahoru. Zvedáky použité ve Wembley však nepracovaly pouze s jedním lanem. Každý jich měl 38 a společně vyvinuly tažnou sílu téměř 12 tisíc tun. To odpovídá výkonu 6 tisíc automobilů s náhonem na všechna 4 kola.

Napínavý postup

Klikněte pro větší obrázek Podle projektu měl oblouk nést podstatnou část obrovské střešní plochy. Pokud by se statici ve výpočtech zmýlili, všechno by se zřítilo na tribuny. Kromě zavěšení střechy o hmotnosti 7 tisíc tun bylo nutné zabezpečit i vlastní sedmnáctisettunový oblouk. Pokud měl nést plánovanou zátěž, musel být náležitě ukotven. Stavitelé se při tom nechali inspirovat leteckými průkopníky. První stroj bratří Wrightů vzlétl v Americe roku 1903. Ale už téměř o sto let dříve prováděl anglický vynálezce Sir George Cayley první pokusy s modely kluzáků. Odvážným letcům musel zaručit bezpečné přistání. To měl zajistit pevný podvozek opatřený koly, jenže v té době se dala použít pouze kola dřevěná. Ta jsou příliš těžká a nejsou dostatečně pevná. Všechno se zásadně změnilo v roce 1808. Cayley tehdy navrhl a sestrojil kolo úplně nové konstrukce. Místo, aby paprsky vystavoval tlaku, rozhodl se je namáhat tahem. Rovnoměrně napjaté dráty stahují kolo dohromady a dodávají mu pevnost. Díky tomu se po nárazu nepoláme a navíc je možné využít mnohem lehčí materiály. Cayleyho pilotovaný kluzák poprvé úspěšně vzlétl v roce 1853. Cyklisté jeho vynález používají dodnes.

Ale jak to souvisí s Wembley? Představte si oblouk jako obří ráfek. A lana, která jsou k němu připojená, plní funkci paprsků ve výpletu. Tenkou střechu z hliníku o síle jedna celá dvě desetiny milimetru zespodu vůbec nic nepodpírá. Jistící lana plní ještě jiný úkol. Oblouk je díky nim stabilizovaný, udržuje tvar a neprohýbá se. Takže opravdu fungují jako paprsky ve správně vypleteném kole. Dohromady tvoří podpůrný systém založený na vzájemném působení, jehož části by samy o sobě nefungovaly. Střecha svou hmotností napíná lana a tím zpevňuje oblouk. Celkem 6 kilometrů ocelových lan ho drží ve stabilní poloze. Díky tomu nepotřebuje rozlehlá střešní plocha žádné podpěrné sloupy.

Zelená je tráva

Stadion ve Wembley uchrání fotbalové fanoušky před deštěm. Ale co vyhovuje divákům, nemusí být nutně přínosem pro sport. Kvalitní trávník, vizitkou a chlouba každého fotbalového stadionu, vyžaduje dostatek vláhy, vzdušného proudění a denního světla. A právě toho nebývá v uzavřené aréně nikdy dost. Aby si Wembley udrželo pětihvězdičkový status UEFA, musí být jeho zelený koberec v dokonalém stavu. Proto zůstal prostor nad hřištěm otevřený. Tráva však potřebuje co nejvíce přímého slunečního světla. To vyřešila stahovací střecha nad jižní tribunou, která se skládá ze 7 segmentů s celkovou plochou 12 tisíc metrů čtverečních. To by stačilo k zakrytí londýnské katedrály svatého Pavla.

K projektu stahovací střechy se vázaly tři hlavní problémy: hmotnost konstrukce, nepříznivé povětrnostní podmínky a její údržba. Konstruktéři k řešení využili vynález středověkých bojovníků. Ti potřebovali zbraň, která by se ovládala snadněji než dlouhý luk a byla by stejně účinná. A tak přišla na svět kuše. Bojovníci ji ovládali už po krátkém výcviku. Mohla zůstat natažená a střelci tak měli víc času zamířit. A pokud byli zaskočeni, mohli střílet okamžitě. Kuše první generace však nebyly dostatečně průrazné. Pokročilejší samostříly využívají mechanickou výhodu ozubeného soukolí. Uvnitř jsou dvě ozubená kolečka, která mají rozdílný průměr. Tím se výrazně násobí síla působící na tětivu. Vylepšená kuše dostřelí o sto metrů dál než ta původní. A to pouze díky klikovému heveru, který dokáže snadno překonat i velký odpor.

Klikněte pro větší obrázek Ale inspirace to byla jen částečná. A tak se dostáváme k dalšímu vynálezu, který spatřil světlo světa v roce 1812 na jedné železniční trati v Anglii. Průmyslová revoluce tehdy zvyšovala poptávku po uhlí, ale přepravci se potýkali s nízkou tažnou silou parních lokomotiv. Důlní inženýr John Blenkinsop dostal nápad. V ose kolejnic položil ozubený hřeben a pod lokomotivu instaloval hnací ozubené kolo. Měl s tím velký úspěch, protože jeho parní stroje uvezly čtyřikrát více nákladu než dříve. Systém později převzaly horské železnice, které ho využívají ke zdolávání prudkých svahů. Podobný mechanismus byl zvolen i pro střechu stadionu ve Wembley. Jeden segment váží 330 tun a je stejně dlouhý jako fotbalové hřiště. Posunuje se pomocí ozubnice s pastorkem. Zavřít nebo otevřít všech 7 panelů vážících 1240 tun trvá 57 minut. Díky středověkým zbraním a ozubnicové železnici se jeden a půl hektaru střešní plochy nad sedadly stadionu posunuje naprosto spolehlivě a s milimetrovou přesností.

Aby fanoušci lépe slyšeli

Pro každý stadion je důležitá také akustika. Hráči i diváci dodnes vzpomínají na skvělou atmosféru starého Wembley. Z velké části díky tomu, jak krásně se rozléhaly bouřlivé projevy publika. Nový stadion musel tuto tradiční kulisu zachovat. To znamenalo neztratit jeho proslulou ozvěnu. Kromě fotbalového svatostánku je však Wembley také dějištěm mnoha koncertů. Někteří hudební fanoušci zažili trpké zklamání ze zdejší akustiky. Zvuk se odrážel od stěn a tento problém ještě zhoršovalo zakřivení arény. Některé části starého stadionu tím byly nechvalně proslulé. Rušivé odrazy se v oněch místech soustředily a z poslechu hudby udělaly utrpení.

Klikněte pro větší obrázek Architekti nového stadionu chtěli původně po celém obvodu hlediště instalovat 160 prosklených lóží. Tím by se však akustika při koncertech výrazně zhoršila. V hledišti by existovala kritická zóna, kam by se odrážely odezvy od stěn všech VIP salónků. Návštěvníci by byli vystaveni množství ruchů znějících s různým zpožděním. Důmyslné řešení nakonec přišlo přímo z nebes. V roce 1981 poprvé vzlétl přísně tajný letoun. F-117 Nighthawk byl první stroj vybavený technologií stealth. Ta v podstatě znemožňuje zaměření letadla a jeho identifikaci. Radar vysílá a přijímá elektromagnetické záření. Zvuk i radarové vlny se odrážejí od povrchů pod stejným úhlem, pod kterým na ně dopadly. Odrazy fungují jako ozvěna a prozrazují polohu objektu. Ale co když se změní úhly povrchu letadla? Radarové svazky se pak odrážejí do různých stran. Původní signály se rozptýlí a nevrátí se zpátky do antény. Díky tomu je letoun F-117 pro radiolokátory neviditelný.

Použití stejného principu se nabízelo jako řešení problému rušivých odrazů ve Wembley. U každé lóže stačilo jenom mírně pozměnit sklon čelní stěny a tím se narušilo koherentní vlnění. Atmosféra "vroucího kotle" ovšem nezmizela, diváci na tribunách kolem hřiště nejsou o nic ochuzení. Projektanti ozvěnu skandování neodstranili, ale jenom ji mírně přesměrovali. Každé okno je naklopeno trochu jinak než to sousední, takže nesměřuje přímo ke hřišti. Rozdíl ve sklonu skleněných tabulí je u všech stejný: 5 stupňů. Narušením plynulého oválu se dosáhlo žádoucího efektu, kdy se odražený zvuk nesoustředí v konkrétních místech, ale je rozptýlen do všech směrů. Na své si tak přijdou nejenom milovníci hudby, ale i vyznavači nejpopulárnějšího sportu na světě.

Potřeba ze všech nejnutnější

Na seznamu požadavků pro nový stadion však na prvním místě nebyly trávník ani akustika. Když rozhodčí ukončí první poločas, má 90 tisíc fanoušků pouhých 15 minut na to, aby vyslyšeli volání přírody. Ve Wembley proto hlavně potřebují spoustu vody. Během každého zápasu jí tam protečou stovky tisíc litrů, a většina o přestávce. Počet toalet odpovídá velikosti arény, celkem je jich tu 2618. Víc než na kterémkoliv jiném stadionu ve světě. Ale co kdyby se spustila všechna zdejší splachovadla najednou? Jak zajistíte dostatečnou zásobu vody, abyste v klíčovém okamžiku nezůstali na suchu? Odpověď je ukryta ve sklepení.

Voda se po celém areálu rozvádí pod silným tlakem. Potrubím proudí rychleji, než ji stačí čerpat z vodovodního řadu. Poptávka v tomto případě výrazně převyšuje nabídku. Kvůli tomu byly postaveny tři obrovské nádrže, které dohromady pojmou 740 tisíc litrů. To by vystačilo na pravidelnou večerní koupel po dobu 25 let. Potíž byla v tom, jak je udržovat stále v pohotovosti stále naplněné. Princip, na kterém je řešení založeno, je starý více než dva tisíce let. Uvnitř ohromné cisterny je stejný plovákový ventil, jaký máte doma ve splachovací nádržce, jenom je mnohem větší. Když voda klesne, ventil se otevře. Se stoupající hladinou se zvedá i plovák, a jakmile dosáhne určité úrovně, přívod vody se zavře.

Klikněte pro větší obrázek Koule pluje na hladině, protože váží méně, než je hmotnost vody, kterou vytlačuje. Tuto zákonitost objevil ve 3. století před naším letopočtem Archimédes, když řešil jeden zapeklitý a ošemetný problém. Jeho panovník si nebyl jistý, zda královská koruna je opravdu vyrobena z ryzího zlata. Archimédes usoudil, že koruna by měla mít stejný objem jako zlato o téže hmotnosti. A jak to zjistit nejlépe? Ponořením do vody. Nakonec vyšlo najevo, že nepoctivý zlatník krále ošidil. Ale díky objevu fyzikálního zákona jsou i nádržky více než dvou a půl tisíce toalet ve Wembley stále plné.

Originální názevRichard Hammond's: Engineering Connections
Stopáž50 minut
Rok výroby 2011
 ST
ŽánrDokument