Młodzi naukowcy z Politechniki Lubelskiej zbudują drona nowej generacji

SafeGyro to hybrydowy, bezzałogowy statek powietrzny pionowego startu i lądowania z możliwością lotu autorotacyjnego. Będzie łączyć w sobie cechy wiatrakowców i wielowirnikowców.

Dwa układy

– SafeGyro jest to unikalna konstrukcja, która będzie wykazywała wyższość nad innymi statkami powietrznymi. Statek będzie miał dwa układy napędowe, które będą się wzajemnie uzupełniać. Jest to konstrukcja, która opiera się na wiatrakowcu i wielowirnikowcu. Wiatrakowiec ma stosunkowo niskie zużycie energii, jednak nie może wystartować pionowo. Potrzebuje do startu pasa startowego. SafeGyro będzie mógł wystartować z miejsca i tak samo wylądować, ponieważ rozbudowaliśmy go o dodatkowe śmigła – opowiada kierownik projektu, dr inż. Zbigniew Czyż z Katedry Termodynamiki, Mechaniki Płynów i Napędów Lotniczych Politechniki Lubelskiej. – Dzięki dwóm układom napędowym SafeGyro jest bezpieczniejszy niż konkurencyjne statki powietrzne. Jeśli jeden układ napędowy zawiedzie, jest drugi, który pozwoli bezpiecznie wylądować.

Autorotacja

SafeGyro umożliwi kilka technik lądowania. Maszyna będzie mogła lądować jak typowy klasyczny wiatrakowiec, bez konieczności stosowania dodatkowych wirników. Będzie też możliwe wykorzystanie tylko wielowirnikowego napędu.

– Statek powietrzny będzie mógł latać dłużej niż inne drony. Czas w jakim będzie się utrzymywał w locie będzie zależny od ciężaru ładunku, który będzie przewozić – wyjaśnia dr Czyż.

Statek będzie ważył około 5 kg, i będzie mógł unieść ładunek o masie ok. 1,5 kg. SafeGyro będzie się opierać na autorotacji, czyli samoczynnym obrocie wirnika wywołanym ruchem wiropłata względem powietrza.

– Autorotację można porównać do opadającego nasionka klonu. Składa się ono z dwóch wypustek w kształcie skrzydełek. Jak opada z drzewa to wiruje, wtedy może odlecieć od drzewa daleko, kiedy powieje wiatr, to jeszcze bardziej oddali się od tego drzewa. My wykorzystujemy tę technikę, przez co lot jest bardziej ekonomiczny. Statek powietrzny zużywa mniej energii i jest tańszy w eksploatacji – dodaje dr Czyż. – Do SafeGyro dołączona będzie aparatura umożliwiająca zdalne sterowanie z ziemi.

Model już jest

– SafeGyro może być wykorzystywany do monitorowania terenu lub do transportu różnego rodzaju ładunków, np. sprzętu medycznego czy wojskowego. Będą go również mogły wykorzystywać służby mundurowe do obserwacji granic czy linii energetycznych oraz do punktowego badania stężenia zanieczyszczeń w powietrzu – mówi mgr inż. Paweł Karpiński z zespołu naukowego zajmującego się projektem.

Do tej pory wykonano model wielowirnikowego statku powietrznego z wirnikiem nośnym o średnicy 1,1 m, który przeszedł badania w tunelu aerodynamicznym w Instytucie Lotnictwa w Warszawie pod kątem określenia zjawiska interferencji aerodynamicznej.

Koszt projektu będzie wynosić blisko 1,5 mln. zł. Środki zostały przyznane przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w ramach programu Lider X. Zgodnie z informacją instytucji finansującej program Lider ma charakter elitarny, a skierowany jest do przedstawicieli różnych dziedzin naukowych.

W skali kraju jest przedsięwzięciem unikatowym, a zarazem komplementarnym w systemie finansowania nauki w Polsce. Tworzy on silne podstawy do wzmocnienia konkurencyjności polskiej nauki i nowego pokolenia polskich naukowców w skali europejski i światowej. Wpisuje się też w światowy trend tworzenia nowych, ukierunkowanych instrumentów finansowania badań przez młodych naukowców. Głównym celem Programu Lider jest poszerzenie kompetencji młodych naukowców w samodzielnym planowaniu, zarządzaniu oraz kierowaniu własnymi zespołami badawczymi, podczas realizacji projektów naukowych, których wyniki mogą być wdrożone w gospodarce.

Trzy lata

Od początku istnienia programu Lider przyznano dofinansowanie dla 16 projektów z Lublina, z czego aż trzy z Katedry Termodynamiki, Mechaniki Płynów i Napędów Lotniczych z Wydziału Mechanicznego Politechniki Lubelskiej.

Poza SafeGyro zespół naukowców otrzymał dofinansowanie z programu Lider IX do innego projektu, którego kierownikiem jest mgr inż. Ksenia Siadkowska. – Drugi projekt jest związany z opracowaniem technologii zwiększającej osiągi aerodynamiczne wiropłatów. Będzie się skupiać na zastosowaniu inteligentnych materiałów w łopatach wirników nośnych – wyjaśnia mgr inż Ksenia Siadkowska.

Prace nad SafeGyro ruszą na początku stycznia 2020 roku i będą trwały trzy lata.