PG dla bezpieczeństwa państwa: powstaje bezzałogowy ekranoplan DROZD | WIMiO - Politechnika Gdańska

Projekt DROZD - Bezzałogowa platforma nawodno-powietrzna wykorzystująca efekt przypowierzchniowy wspierająca działania wojsk specjalnych na akwenach morskich powstaje od 2023 roku w ramach konsorcjum Politechniki Gdańskiej, Wojskowej Akademii Technicznej im. Jarosława Dąbrowskiego i Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych. Liderem projektu jest Politechnika Gdańska. Projekt realizowany jest w ramach programu na obronność finansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju.

Bezpieczeństwo państwa

– Głównym celem projektu jest stworzenie rozwiązania, platformy, która przyczyni się do zwiększenia bezpieczeństwa państwa – tłumaczy kierownik projektu, prof. Mirosław K. Gerigk z Zakładu Pojazdów Mechanicznych i Technik Militarnych na Wydziale Inżynierii Mechanicznej i Okrętownictwa.

– Przy budowie prototypu postawiliśmy sobie kilka głównych założeń – dodaje dr inż. Marek Chodnicki z Zakładu Mechaniki Stosowanej i Biomechaniki na WIMiO, kierownik zarządzający w projekcie. – Przede wszystkim jednostka ma realizować szybko wyznaczone zadania nad obszarami wodnymi w pobliżu linii brzegowej, startować z wody, wykonywać loty na minimalnej wysokości nad powierzchnią i przenosić ładunki o zadanej masie – podkreśla.

Odpowiednie skrzydła, by uzyskać efekt przypowierzchniowy

Drozd jako bezzałogowa platforma nawodno-powietrzna typu USV-UAV-WIG (ang. Unmanned Surface Vehicle - Unmanned Arial Vehicle - Wing in Ground Effect) łączy cechy samolotu oraz szybkiej jednostki nawodnej. Porusza się, wykorzystując efekt przypowierzchniowy. Zjawisko to wywołuje zwiększenie siły nośnej generowanej na powierzchniach nośnych obiektu na niewielkiej wysokości lotu w stosunku do swobodnej powierzchni wody lub lądu – plaży. Skrzydła wytwarzają wówczas większą siłę nośną niż podczas lotu na większej wysokości. Drozd unika zwiększenia pułapu lotu, gdyż wtedy efekt przypowierzchniowy zanika.

Powstawaniu efektu przypowierzchniowego Drozda sprzyja odpowiedni kształt profilu skrzydła (powierzchnia cisnąca i ssąca), oraz jego parametry (rozpiętość, cięciwa, skos). Drozd startuje z wody leniwie, a w miarę wzrostu jego prędkości, spada opór hydrodynamiczny, dzięki odpowiednio ukształtowanej dennej części kadłuba obiektu. Cechy kadłuba aerodynamicznego i hydrodynamicznego Drozda sprzyjają powstaniu efektu przypowierzchniowego.

Nietypowe rozwiązanie

Drozd to rozwiązanie nietypowe, odmienne od zastosowań załogowych obiektów tego typu. Dotyczy małej, szybkiej jednostki bezzałogowej. Jej powstanie staje się możliwe dzięki wieloletnim pracom zespołu w zakresie zaawansowanych technologii dotyczących innowacyjnych: geometrii kształtu kadłuba, systemów napędowych, źródeł zasilania w energię, technologii materiałowych oraz zaawansowanych zdalnych i autonomicznych systemów bezzałogowych, systemów sensorycznych i efektorowych, a także w zakresie zintegrowanych systemów sterowania.

Spodziewane efekty prac

W ramach projektu prowadzone są badania z użyciem zaawansowanych metod symulacji komputerowej oraz badania na modelach fizycznych obiektu. Na podstawie wyników powstaje demonstrator technologii obiektu, który będzie testowany w warunkach zbliżonych do rzeczywistych. Konstrukcja opracowywanej jednostki zostanie wykonana z materiałów hybrydowych: włókien szklanych i węglowych z materiałem przekładkowym z tworzywa sztucznego. Jednostka będzie miała napęd turbośmigłowy. Będzie się unosiła nad wodą na wysokości kilku metrów, ważąc maksymalnie 400 kilogramów. Będzie sterowana zdalnie ze stacji nabrzeżnej, lecz kolejne etapy prac będą dotyczyć zwiększenia autonomiczności Drozda.

Planuje się wykonanie 2 demonstratorów testowych, zanim powstanie jednostka prototypowa. Pierwszy z nich, o długości prawie 2 metrów, już testowano. Docelowy prototyp Drozda będzie dwa razy większy i gotowość do testów osiągnie w 2026 roku.

Międzynarodowy Salon Przemysłu Obronnego

Efekty realizacji pierwszego etapu projektu zostały przedstawione podczas tegorocznej edycji Międzynarodowego Salonu Przemysłu Obronnego w Kielcach. Na stoisku Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych przedstawiono okazałą prezentację pierwszego etapu projektu. Stoisko ITWL było wizytowane przez kierownictwo Ministerstwa Obrony Narodowej oraz wysokich przedstawicieli Sił Zbrojnych RP. Odbyły się też spotkania merytoryczne na temat możliwości zastosowania ekranoplanu ze szczególnym uwzględnieniem zadań specjalnych.

Zwiększenie skuteczności sił szybkiego reagowania

Szybko zmieniająca się sytuacja geopolityczna na świecie oraz w rejonie Morza Bałtyckiego wymagają szybkich zmian systemów bezpieczeństwa na poziomie strategicznym i taktycznym. Z uwagi na nieprzewidywalność zdarzeń, które utrudniają szybką ilościową ocenę ryzyka i jakościową ocenę bezpieczeństwa przez systemy podejmowania decyzji, niezbędny jest stały rozwój zdolności sił szybkiego reagowania na akwenach morskich. Jednym z elementów zapewnienia tych zdolności jest pozyskiwanie przez odpowiednie oddziały morskie wielofunkcyjnych okrętów i platform morskich, w tym nawodnych i podwodnych platform bezzałogowych są elementami systemów sił szybkiego reagowania na morzu. Jedną z takich platform jest właśnie tworzony ekranoplan.

Nagrody i wyróżnienia

Projekt zdobył niedawno nagrodę Zespołową II stopnia rektora Politechniki Gdańskiej. Kierownik projektu otrzymał wyróżnienie Dziekana Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Okrętownictwa PG w kategorii Projekt Roku.