ZESPÓŁ AUTORSKI

Politechnika Śląska

dr hab. inż. Wojciech Skarka, prof. nzw. Pol. Śl. (kierownik zespołu)
mgr inż. Mateusz Wąsik

CO MOŻNA OSIĄGNĄĆ DZIĘKI WYNALAZKOWI?

Układ aktywnej zmiany charakterystyki aerodynamicznej obiektu będący przedmiotem wynalazku, powoduje zmiany charakterystyki aerodynamicznej, w zależności od potrzeb obiektu przemieszczającego się w stosunku do płynu go otaczającego przy czym wzajemny ruch może wynikać z lotu obiektu np. przemieszczający się samolot lub przemieszczania się otaczającego płynu np. opływ poruszającego się powietrza wokół nieruchomego słupa wieży elektrowni wiatrowej. Układ zwiększa mobilność oraz możliwości poruszania się latającego obiektu w trudnych, nieprzewidywalnych warunkach atmosferycznych lub charakterystyki aerodynamiczne obiektów nieruchomych.

ISTOTA WYNALAZKU

Układ aktywnej zmiany charakterystyki aerodynamicznej obiektu będący przedmiotem wynalazku, powoduje zmiany charakterystyki aerodynamicznej, w zależności od potrzeb obiektu przemieszczającego się w stosunku do płynu go otaczającego przy czym wzajemny ruch może wynikać z lotu obiektu np. przemieszczający się samolot lub przemieszczania się otaczającego płynu np. opływ poruszającego się powietrza wokół nieruchomego słupa wieży elektrowni wiatrowej. Układ zwiększa mobilność oraz możliwości poruszania się latającego obiektu w trudnych, nieprzewidywalnych warunkach atmosferycznych lub charakterystyki aerodynamiczne obiektów nieruchomych.

Układ składa się z konstrukcji nośnej o strukturze siatkowej na której mocowane jest poszycie powierzchni. Poszycie powierzchni składa się z wielu niezależnie i w sposób ruchowy mocowanych łusek. Łuski poszycia (w stanie zamkniętym) wraz z konstrukcją nośną o strukturze siatkowej i elementami mechanizmów umożliwiających poruszani się łusek stanowią jednolitą powierzchnie nośną obiektu poruszającego się w płynie (cieczy lub gazie). W stanie otwartym łuski umożliwiają przepływ płynu przez siatkową konstrukcję nośną zasadniczo zmieniając charakterystykę aerodynamiczna tej powierzchni. Mechanizm ruchu łuski posiada dwa napędzane stopnie swobody – obrót łuski i wahliwe otwieranie się łuski - przy czym silniki napędzające umożliwiające obracanie się i wahliwe otwieranie łuski dla każdej łuski działają niezależnie od innych łusek a ruchy łusek sąsiednich są skoordynowane i sterowane przez układ sterowania zmianą charakterystyki aerodynamicznej. Mechanizm ruchu pojedynczej łusk składa się z łuski przymocowanej do wału silnika napędzającego otwieranie się łuski przy czym ta os obrotu jest położona równolegle do stycznej do powierzchni łuski w płaszczyźnie symetrii łuski. Oś obrotu wahliwego otwierania się łuski jest połączona z siatkowa konstrukcją nośną poprzez pierścień obrotowy łożyskowany w konstrukcji nośnej. Silnik obrotu pierścienia obrotowego umożliwia zmianę kierunku osi obrotu wahliwego otwierania się łuski.

Przykład zastosowania:
Sposób aktywnej zmiany charakterystyki obiektu pozwala na wspomaganie sterowania dronem działającym w trudnych warunkach terenowych i burzliwej atmosferze. Dron składa się z siatkowej konstrukcji nośnej wyposażonej w układ łusek opisanych powyżej. Napęd drona stanowi wirnik składający się z poruszających się w przeciwnych kierunkach śmigieł umieszczonych wewnątrz drona przy czym wirnik wraz ze swoimi silnikami jest mocowany w sposób centralnie w środku konstrukcji nośnej w sposób umożliwiający swobodny obrót w stosunku do konstrukcji nośnej. Łuski otwierane są stosownie do stanu ruchu drona tj. np. w stanie zawisu łuski ustawiane są pionowo umożliwiając swobodny przepływ powierza z góry do dołu. Przy dronie przemieszczającym się w kierunku poziomym łuski odchylane są od osi pionowej w kierunku ruchu drona.

POTENCJAŁ KOMERCJALIZACYJNY WYNALAZKU

Układ pozwala na wspomaganie sterowania w trudnych warunkach terenowych i burzliwej atmosferze. Posiada znaczny potencjał zastosowania w dronach – bardzo dynamicznie rozwijającej się gałęzi obiektów latających. Jest dedykowany do rozwiązań specjalnych, wszędzie tam, gdzie wymagana jest niezawodność układu, bezpieczeństwo lub specjalne parametry lotu. Przykładowymi zastosowaniami są drony stosowane w ratownictwie, szczególnie górskim i morskim, a również w eksploatacji kosmosu – planet posiadających własną atmosferę, gdzie w każdym wymienionym przypadku zbyt silny podmuch wiatru może skutkować utratą stabilności lotu i zniszczeniem drona. Ponadto może znaleźć zastosowanie w lotnictwie sportowym (poprawa charakterystyki aerodynamicznej) m.in. w coraz popularniejszych wyścigach dronów. Kolejnym zastosowaniem są drony stosowane w ratownictwie, latające w budynkach, gdzie wraz z dodatkową siatkową osłoną zapewnia ochronę napędu oraz bezpieczeństwo ludzi znajdujących się w pobliżu przelotu.