Zespół z Wydziału Mechanicznego Energetyki i Lotnictwa opracował PW-X10 doświadczalną, latającą dwumiejscową platformę z napędem elektrycznym. Maszyna znajduje się na wyposażeniu Ośrodka Badań Lotniczych Politechniki Warszawskiej OBLOT, zlokalizowanego na terenie lotniska w Sierakowie pod Przasnyszem.
Chcemy wykorzystać platformę PW-X10 do badań kompletnych elektrycznych zespołów napędowych i ich elementów, takich jak silniki, śmigła, systemy sterowania, systemy zasilania w energię elektryczną uzyskiwaną z ogniw elektrochemicznych, ogniwa paliwowe, fotowoltaiczne czy systemy zarządzania przepływami energii mówi Wojciech Frączek z Instytutu Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej na Wydziale Mechanicznym Energetyki i Lotnictwa, konstruktor prowadzący prace projektowe.
Nowy motoszybowiec ma też służyć innym badaniom, planowanym w ośrodku OBLOT w Przasnyszu. Chodzi m.in. o badania struktur kompozytowych w warunkach naturalnej eksploatacji czy widma obciążeń struktury płatowca pod kątem badań resursowych.
Konstrukcja PW-X10
Platforma PW-X10 jest wykonana z hybrydowych kompozytów polimerowych. Twórcy zróżnicowali strukturę materiałów, biorąc pod uwagę ciężar, wytrzymałość, sztywność czy trwałość konstrukcji, a także bezpieczeństwo znajdującej się w środku załogi. W przedniej części kadłuba z kabiną pilotów wykorzystano kompozyt zbrojony włóknami szklanymi, co zapewnia m.in. lepszą ochronę załogi, w pozostałej części, gdzie pożądana jest duża sztywność, dominują włókna węglowe.
Prace nad platformą trwały od 2018 roku
Motoszybowiec został wyposażony w pomocniczy elektryczny zespół napędowy typu FES (Front Electric Susteiner) uruchamiany w locie, umieszczony w dziobie kadłuba. Zapewnia on wznoszenie 1,7 m/s przy maksymalnej masie platformy, natomiast podczas lotu tylko jednej osoby to jest już 2,5 m/s.
To bardzo dobre wartości, tym bardziej, że zastosowanie takiego napędu w szybowcu dwumiejscowym jest nowością podkreśla Wojciech Frączek.
Tak wygląda śmigło motoszybowca w pozycji roboczej
Baterię akumulatorów zasilających zespół napędowy wykonano w technologii litowo-polimerowej. Twórcy PW-X10 wybrali najlepsze z dostępnych na rynku akumulatorów, które spełniają wymagania dla tej konstrukcji. Układ ma wbudowany system nadzoru pracy BMS i znajduje się w specjalnej, odizolowanej od kabiny pilotów komorze, umieszczonej w tylnej części kadłuba. Wszystko po to, żeby zapewnić odpowiedni poziom bezpieczeństwa.
Wrażenie może robić wyposażenie kabin pilotów. Znajdują się tam specjalne zestawy przyrządów pilotażowo-nawigacyjnych i kontroli parametrów pracy zespołu napędowego FES. Cały system sterowania został tak pomyślany i skonstruowany, żeby można go było obsługiwać niezależnie z każdej kabiny.
Wyposażenie kabin pilotów może robić wrażenie. Na zdjęciu widać przednią kabinę z przyrządami
Na pokładzie PW-X10 będzie montowana różnego rodzaju aparatura badawcza. Dlatego kadłub w części centralnej został uzupełniony o zewnętrzne punkty mocowania specjalnego wyposażenia.
W przyszłości, w ramach rekonfiguracji platformy, przewidujemy montowanie w tych miejscach m.in. zewnętrznego generatora energii elektrycznej o mocy ok. 30 kW, który będzie wykorzystany do badań hybrydowego systemu zasilania w energię elektryczną tłumaczy Wojciech Frączek.
Wiele lat doświadczeń
Projekt nowego szybowca to dzieło zespołu prof. Piotra Czarnockiego z Wydziału Mechanicznego Energetyki i Lotnictwa. Pracę podzielono na dwa etapy: projekt i badania nowych skrzydeł (lata 2018-2019) oraz projekt i badania nowego kadłuba, usterzeń i układów sterowania (lata 2020-2021).
Stworzenie takiej konstrukcji nie było możliwe bez wieloletniego doświadczenia i owocnej współpracy z specjalistami spoza Wydziału MEiL i ośrodka OBLOT.
W ośrodku OBLOT w Przasnyszu planowane jest prowadzenie prac badawczych związanych z lotnictwem, ale także z technologiami materiałowymi czy energetyką
PW-X10 to bowiem kolejny już owoc realizowanego od ponad 40 lat na Wydziale MEiL Programu ULS, polegającego na budowie i badaniach nowatorskich statków powietrznych. W tym czasie powstały jednomiejscowe szybowce ULS-PW oraz PW-2 Gapa, dwumiejscowe szybowce PW-3 Bakcyl i PW-6, dwumiejscowy motoszybowiec PW-4 czy jednomiejscowy PW-5 Smyk zwycięzca światowego konkursu na monotyp szybowca olimpijskiego.
Ostatnie konstrukcje przed PW-X10 to dwumiejscowy motoszybowiec z napędem elektrycznym AOS-71 (efekt pracy zespołu prof. Krzysztofa Arczewskiego) oraz doświadczalny motoszybowiec z hybrydowym napędem wodorowym AOS-H2 (zrealizowany w zespole prof. Piotra Czarnockiego we współpracy konsorcyjnej z m.in. zespołem prof. Grzegorza Iwańskiego z Wydziału Elektrycznego PW).
PW-X10 zbudował Zakład Szybowcowy Jeżów w Jeżowie Sudeckim, z którym Wydział MEiL z powodzeniem współpracował już przy pracy nad poprzednimi konstrukcjami.
Pełna gotowość
Za motoszybowcem faza testów. Oblot i loty próbne odbyły się na lotnisku w Jeleniej Górze. Za sterami maszyny zasiadł Jerzy Kędzierski absolwent Wydziału MEiL, pilot doświadczalny I klasy.
PW-X10 w locie na tle Karkonoszy
Starty platformy odbyły się na holu za nieśmiertelnym samolotem Jak-12 opowiada Wojciech Frączek. Po wyholowaniu na wysokość ok. 2500 m i wyczepieniu pilot zrealizował program lotów, który obejmował sprawdzenie zachowania się platformy w lotach ślizgowych oraz z włączonym zespołem napędowym.
Testy wypadły pomyślnie. Teraz PW-X10 czeka w hangarze ośrodka OBLOT w Przasnyszu. Jak tylko pogoda na to pozwoli, będzie wykonywał loty doświadczalne.
Oblot i loty próbne odbyły się na lotnisku w Jeleniej Górze. Na zdjęciu (od lewej): S.Błasiak, J.Kędzierski (pilot), H.Mynarski, M.Musiał, W.Frączek
Podstawowe dane geometryczne i masowe PW-X10:
- rozpiętość skrzydeł 16m
- długość 8,11m
- powierzchnia nośna 15,25m2
- wydłużenie 16,8
- ciężar własny 390 kg
- ładunek w kabinie 200 kg
Osiągi (dla masy maksymalnej):
- prędkość minimalna Vs1 = 73 km/h
- prędkość nieprzekraczalna Vne = 265 km/h
- doskonałość D = 34
- prędkość wznoszenia na silniku w = 1,7 m/s (2,5 m/s lot solo)
- współczynniki obciążeń n = +5,3 / -2,65
Ĺąródło informacji i zdjęć: Politechnika Warszawska
