Na Politechnice Gdańskiej powstaje pierwszy na świecie mały, bezzałogowy ekranoplan

Platformy bezzałogowe są elementami systemów sił szybkiego reagowania na morzu. Jedną z takich platform jest właśnie tworzony ekranoplan. Szybko zmieniająca się sytuacja geopolityczna na świecie oraz w rejonie Morza Bałtyckiego wymaga zmian systemów bezpieczeństwa na poziomie strategicznym i taktycznym. Nowoczesna taktyka obrony na morzu wymaga posiadania wielofunkcyjnych okrętów i platform morskich, w tym nawodnych i podwodnych jednostek załogowych i platform bezzałogowych.

Z uwagi na nieprzewidywalność zdarzeń o charakterze nagłym, a szczególnie zdarzeń prowadzących do wystąpienia zagrożeń, umożliwiających jakościową i ilościową ocenę ryzyka i bezpieczeństwa, stał się niezbędny  rozwój zdolności sił szybkiego reagowania na akwenach morskich. Ekranoplan to typ samolotu bezzałogowego, który leci nisko nad wodą, wykorzystując efekt przypowierzchniowy. Samolot,  który powstaje na Politechnice Gdańskiej, będzie pierwszą tej wielkości i tego typu jednostką na świecie, a jego głównym celem jest wspieranie działań morskich oddziałów wojska.

– 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. Przede wszystkim jednostka ma realizować wyznaczone zadania nad obszarami wodnymi w pobliżu linii brzegowej, startować z wody, wykonywać loty na minimalnej wysokości nad powierzchnią wody i wodować, przenosząc ładunki o zadanej masie– dodaje dr inż. Marek Chodnicki z Zakładu Mechaniki Stosowanej i Biomechaniki WIMiO, kierownik zarządzający w projekcie.

Projekt powstaje w ramach konsorcjum Politechniki Gdańskiej, która jest jego liderem, Wojskowej Akademii Technicznej im. Jarosława Dąbrowskiego i Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych. Na jego realizację pozyskano kwotę kilkunastu milionów złotych. Projekt realizowany jest w ramach programu na obronność finansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju.

Ekranoplan jak skrzydła pelikana

Bezzałogowa platforma nawodno-powietrzna typu USV-UAV-WIG (ang. Unmanned Surface Vehicle - Unmanned Arial Vehicle - Wing in Ground Effect) to rodzaj pojazdu, który łączy  cechy samolotu oraz pojazdu nawodnego. Porusza się on wykorzystując efekt przypowierzchniowy. Zjawisko to, w dużym skrócie, polega na zwiększeniu siły nośnej samolotu poruszającego się na niewielkiej wysokości nad ziemią bądź wodą (przyjmuje się wysokość równą połowie rozpiętości skrzydła). Odkryto je podczas I wojny światowej, ale dopiero w latach 20-tych XX wieku zaczęto go badać, natomiast w kolejnej dekadzie na terenie Finlandii i Szwecji przeprowadzono pierwsze próby z pojazdami wykorzystującymi to zjawisko. Na początku lat 60-tych w ZSRR zbudowano kilka eksperymentalnych ekranoplanów, które wykorzystywano do prób i badań nad efektem przypowierzchniowym. Pierwszy lot załogowego ekranoplanu odbył się w 1966 roku.

W ramach zjawiska skrzydła ekranoplanu wytwarzają większą siłę nośną niż podczas lotu na większej wysokości. Wynika to przede wszystkim ze znacznego zwiększenia powierzchni wirowej generowanej przez płat. „Aerodynamicy” i „hydrodynamicy” z łatwością potrafią to zjawisko opisać analitycznie. Efekt powierzchniowy jest wykorzystywany na przykład przez ptaki takie jak czaple, żurawie czy pelikany, które w poszukiwaniu pokarmu lecą tuż nad powierzchnią wody, rzadko i „leniwie” poruszając skrzydłami.

Turbośmigłowy napęd i zdalne sterowanie

W ramach projektu zostaną przeprowadzone badania z użyciem zaawansowanych metod symulacji komputerowej oraz badania na modelach fizycznych obiektu. Na podstawie otrzymanych wyników powstanie demonstrator technologii platformy, który można będzie testować w warunkach zbliżonych do rzeczywistych. Prototyp ekranoplanu ma być gotowy już w 2026 roku, a tworzony jest z materiałów hybrydowych: przede wszystkim włókien szklanych i węglowych z materiałem przekładkowym z tworzywa sztucznego.

Budowana platforma będzie miała napęd turbośmigłowy. Ma się unosić nad wodą na wysokości kilku metrów i ważyć maksymalnie 400 kilogramów. Pojazd będzie sterowany zdalnie z brzegu, kolejne etapy prac mają prowadzić do zwiększania jego autonomiczności.

Budowniczy z Politechniki Gdańskiej planują stworzyć dwa fizyczne prototypy platformy. Budowa mniejszego rozpocznie się wiosną tego roku, a jego umowna wielkość wyniesie dwa metry. Docelowy prototyp będzie dwa razy większy i gotowość do testów osiągnie w 2026 roku.