Projekt „Zaawansowane, ultralekkie polimerowe materiały kompozytowe wzmacniane wysokowytrzymałymi włóknami” dostał ponad 920 tys. zł w drugiej edycji uczelnianego programu „Wsparcie zespołów badawczych”. Pracują nad nim naukowcy, doktoranci i studenci z trzech wydziałów: Mechanicznego, Chemicznego oraz Mechaniczno-Energetycznego. Koordynuje go dr hab. inż. Wojciech Błażejewski, prof. uczelni.

Dron bez ani jednego metalowego elementu

Pierwszym zadaniem zespołu jest zaprojektowanie i zbudowanie drona wykonanego w całości z tworzyw sztucznych i kompozytów. Dotyczy to poszycia, silnika i śmigła. Zamiast silnika elektrycznego lub spalinowego zastosowany zostanie silnik pneumatyczny, czyli dwustronny siłownik kompozytowy zasilany sprężonym powietrzem z kompozytowego zbiornika ciśnieniowego. Ma on napędzać kompozytowe śmigło, na podobnej zasadzie jak tłok w parowozie.

Dlaczego trudniej go wykryć

Według prof. Błażejewskiego brak metalu w konstrukcji sprawi, że dron będzie znacznie trudniejszy do wykrycia dla tradycyjnych systemów radarowych. Twórcy dodają, że po konsultacjach z akustykami wiadomo, że silnik pneumatyczny i śmigło generują hałas o niskich częstotliwościach. Standardowa aparatura detekcyjna może mieć przez to trudności z rozpoznaniem obiektu jako drona. Zespół zaznacza, że konstrukcja wpisuje się w technologie podwójnego zastosowania (dual-use).

Autoklaw, którego brakowało w laboratorium

Drugim celem projektu jest zakup autoklawu wraz z urządzeniami towarzyszącymi. To urządzenie do wytwarzania struktur z kompozytów polimerowo-włóknistych, umożliwiające także wykonywanie struktur klejonych oraz materiałów hybrydowych, np. połączeń metal–kompozyt. Uczelnia ma już m.in. dwie nawijarki CNC, stanowiska do pultruzji i technologię formowania RTM, ale autoklawu jej brakowało. Według koordynatora w Polsce żadna jednostka naukowa nie dysponuje takim urządzeniem, a jest ono kluczowe dla rozwoju technologii lotniczych i kosmicznych.

Cztery etapy prac

Projekt podzielono na cztery równoległe etapy:

  1. projekt i wykonanie kompozytowej struktury nośnej,
  2. optymalizacja geometrii i sprawności elementu napędowego,
  3. moduł magazynowania sprężonego powietrza wykonywany przez nawijanie włókien na osnowie polimerowej,
  4. budowa siłownika pneumatycznego.

W prace zaangażowana jest też ponad 20-osobowa grupa doktorantów i studentów z kół naukowych, m.in. Kompozytywni, PWR Racing Team, PWr in Space, LEM i nowego koła KN Oplot. Prezes tego ostatniego, Marcin Bogucki, zapowiada, że po zakończeniu głównego projektu koło chce kontynuować prace nad bezzałogowcem.

Szkolenia i dalsze plany

Zespół planuje szkolenia z przetwórstwa kompozytów (pultruzja, nawijanie, RTM, autoklawowanie), po których uczestnicy dostaną certyfikaty. Autorzy liczą też na kolejne granty, m.in. z NCBR i NCN, oraz na komercjalizację wyników przy wsparciu Wrocławskiego Centrum Transferu Technologii.