Światowe ożywienie w cywilnych i wojskowych projektach opanowania przestrzeni kosmicznej stanowiło po 2000 r. także impuls rozwojowy dla Instytutu Lotnictwa. Kolejnym silnym impulsem są nadzieje związane z wykorzystaniem bezpilotowych środków latających w gospodarce i wojsku.
W wyniku takich ekscytujących możliwości oraz nawiązania współpracy ze światowymi potentatami lotniczymi, takimi jak GE, Airbus czy Pratt&Whitney, oraz z Europejską Agencją Kosmiczną, Instytut – już jako element Sieci Łukasiewicz stał się jednym z najbardziej renomowanych ośrodków badawczych nawet w skali europejskiej. W nowej kadencji Komitetu Badań Kosmicznych i Satelitarnych PAN od 2023 r. zasiadło aż czterech przedstawicieli Instytutu. Ośrodek rozwinął niesłychanie obszerne spektrum badań i wdrożeń; niektóre z nich wychodzą znacznie poza obszar ściśle rozumianego lotnictwa.
Osłona auta i drona
Jednym z nowych rozwiązań o takim uniwersalnym charakterze jest technologia wytwarzania struktur nośnych i ochronnych dla pojazdów o napędzie elektrycznym w oparciu o zaawansowane kompozyty termoplastyczne. Autorzy to: Bartłomiej Waśniewski, Wojciech Krauze, Witold Polański, Michał Sokołowski, Adrian Lipkowski. W ramach projektu MOTOKOMP opracowano sposób wytwarzania kompozytowych struktur nośnych z funkcją bezpiecznego magazynowania akumulatorów pojazdu. W procesie wykorzystano zautomatyzowany proces produkcji kompozytów AFP (Automatic Fiber Placement) oraz technologię prasowania. Zespół zastosował metodę przyrostową Additive Manufacturing przez wytworzenie preformy z użyciem robota, którą następnie skonsolidowano do formy końcowej z wykorzystaniem wysokotemperaturowej prasy hydraulicznej. Po wytworzeniu kompletu elementów obudowy ogniw elektrycznych złożono demonstrator technologii będący celem projektu. Projekt umożliwił zmniejszenie masy pojazdu, co pozwoli na zwiększenie jego ładowności lub zabrania większej liczby akumulatorów. Użycie materiałów kompozytowych z termoplastyczną osnową wzmacnianą zbrojeniem z włókna węglowego pozwoliło połączyć funkcjonalność struktury nośnej z barierą ogniową, zabezpieczającą wydostanie się płomienia w przypadku zapłonu akumulatorów. Przeprowadzone testy palności potwierdziły niepalność kompozytu. Jednocześnie opracowano zabezpieczenie kompozytowej struktury nośnej elastomerową powłoką zwiększając dwukrotnie jej odporność na uderzenia, co pozytywnie wpłynie na czas eksploatacji pojazdów. Kontynuacją uzupełniającą MOTOKOMP jest projekt REKOMTER (REcyklaty KOMpozytów TERmoplastycznych do zastosowań w ochronie baterii). W ramach projektu zaplanowano wykorzystanie odpadu produkcyjnego do wytworzenia obudowy ogniw elektrycznych.
Projekt MOTOKOMP był realizowany przez konsorcjum: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Lotnictwa (lider projektu), Sieć Badawcza Łukasiewicz – Przemysłowy Instytut Motoryzacji (partner) oraz Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Polimerowych i Barwników (partner) i zdobywał już medale na wystawach innowacji w 2022 r, m.in. na INTARG-u w Gliwicach.
Rakieta z wirującą detonacją
Jednym ze światowej klasy specjalistów w dziedzinie napędów rakietowych jest prof. dr hab. inż. Piotr Wolański. Wraz z dr. inż. Michałem Kawalcem stworzyli w Łukasiewicz – Instytucie Lotnictwa wynalazek „Detonacyjna komora do zasilania turbiny w silnikach rakietowych na ciekłe materiały pędne”.
Wynalazek istotnie usprawnia zasilanie silnika rakietowego i uproszcza jego budowę a w efekcie umożliwi poprawienie efektywności pracy komory wstępnej oraz zwiększenie osiągów rakiet wyposażonych w tego rodzaju układy napędowe turbin. Został nagrodzony medalem Międzynarodowych Targów Wynalazczości „Concours Lépine”w Paryżu w 2021 r. Wprowadzono też innowacyjne regeneracyjne chłodzenie komory detonacyjnej silnika rakietowego, z powodzeniem przetestowane podczas pierwszej na świecie próby lotu rakiety doświadczalnej napędzanej silnikiem rakietowym wykorzystującym proces wirującej detonacji, zasilanego ciekłymi materiałami pędnymi.
Próbę przeprowadzono na poligonie Wojskowego Instytutu Technicznego Uzbrojenia w Zielonce pod Warszawą. Silnik rakietowy, zgodnie z planem, pracował przez 3,2 s. rozpędzając rakietę do prędkości około 90 m/s, co pozwoliło na osiągnięcie pułapu 450. Proces wirującej detonacji ma wiele zastosowań – od napędu rakiet, napędów lotniczych po urządzenia energetyczne. Komory spalania w wirującej detonacji mają ważne zalety – prostą i zwartą konstrukcję, a przez to są lekkie i tanie. Nad technologią wykorzystania wirującej detonacji pracują obecnie największe światowe koncerny. jak Pratt&Whitney oraz GE.
Czas na polskie satelity
Wielkie nadzieje związane są z projektem „Nanosatelitarna konstelacja optoelektronicznego rozpoznania PIAST” (Polish ImAging SaTellites) pod kierunkiem Michała Podkowika. Konsorcjum, w skład którego wchodzi Instytut Lotnictwa skupia także Wojskową Akademię Techniczną, firmę Creotech Instruments S.A., Centrum Badań Kosmicznych PAN, Scanway Sp. z o.o. i PCO S.A.
Celem PIAST-a jest opracowanie komponentu narodowego systemu satelitarnego pozyskiwania danych na potrzeby rozpoznania pola walki i zapewniania Siłom Zbrojnym RP aktualnej informacji strategicznej i operacyjnej. W ramach projektu przetestowana zostanie operacja sterowanej konstelacji trzech nanosatelitów (prekursora przyszłej konstelacji) obserwacji Ziemi z rozdzielczością do 5 m. Satelity zostaną zintegrowane w Polsce przez Creotech Instruments S.A., wykonane w polskich technologiach (platforma, napęd, AOCS, teleskopy, urządzenia laserowe – z zapewnieniem „skalowalności w górę” do mikrosatelitów) i sterowane z terytorium Polski. Opracowane zostaną algorytmy zwiększania rozdzielczości zobrazowania poprzez numeryczne składanie zdjęć ze współdziałających ze sobą satelitów.
jaz.
