Dron transportowy z Politechniki Wrocławskiej z główną nagrodą w konkursie "Student wynalazca"

Bezzałogowy transportowy statek powietrzny SkyRes, skonstruowany i zaprezentowany przez doktorantów i studenta Politechniki Wrocławskiej, otrzymał główną nagrodę w konkursie „Student Wynalazca”. Łącznie doceniono aż pięć rozwiązań z wrocławskiej uczelni.

Konkurs „Student Wynalazca” organizuje Politechnika Świętokrzyska. Nagradzani są w nim studenci, doktoranci i absolwenci, którzy w czasie studiów stworzyli (lub współtworzyli) wynalazek lub wzór użytkowy/przemysłowy chroniony prawem wyłącznym, zgłoszony do ochrony w Urzędzie Patentowym RP lub urzędzie ds. własności przemysłowej za granicą.

W tegorocznej edycji jury wybierało zwycięzców spośród 114 rozwiązań nadesłanych z 23 uczelni. Ostatecznie komisja konkursowa przyznała pięć równorzędnych nagród głównych, wyróżnienia i nagrody specjalne. Aż pięć nagród trafiło do reprezentantów Politechniki Wrocławskiej.

Kluczowe cztery minuty

Główną nagrodę w konkursie, a także Nagrodę Prezesa Stowarzyszenia Polskich Wynalazców i Racjonalizatorów, przyznano zespołowi z Politechniki Wrocławskiej w składzie: Bartłomiej Dziewoński, Krzysztof Kaliszuk, Mateusz Kucharski, Maciej Milewski (doktoranci na Wydziale Mechanicznym) i Jacek Napora (student Wydziału Mechaniczno-Energetycznego).

Opracowali oni, pod opieką dr. hab. inż. Artura Kierzkowskiego, prof. uczelni i dr. inż. Tomasza Kisiela z Katedry Eksploatacji Systemów Technicznych W10, „Bezzałogowy Transportowy Statek Powietrzny SkyRes”. Ich rozwiązanie może znaleźć zastosowanie w transporcie oraz pomocy medycznej i pokazuje, jak nowoczesne technologie mogą wspierać bezpieczeństwo, mobilność oraz szybkie dostarczanie ładunków – również w sytuacjach kryzysowych.

– SkyRes może przenosić ładunek do 3,5 kg w promieniu operacyjnym 8 km, osiągając przy tym prędkość przelotową blisko 200 km/h – mówi Bartłomiej Dziewoński, jeden z autorów rozwiązania. – Oznacza to, że dystans od stacji bazowej do poszkodowanego jesteśmy w stanie pokonać w około cztery minuty. A to bardzo ważna liczba! – dodaje.

Średni czas przyjazdu karetki do pacjenta w Europie przekracza obecnie 11 minut. W niektórych regionach Polski mediana czasu dojazdu to nawet 16 minut.

– To wynik znacznie przekraczający krytyczne cztery minuty, po których zaczynają się nieodwracalne uszkodzenia mózgu, wynikające z zatrzymania krążenia – mówi doktorant z W10. – A po dziesiątej minucie od zatrzymania krążenia bez resuscytacji krążeniowo-oddechowej (RKO) i defibrylacji szanse na przeżycie lub brak powikłań neurologicznych są znikome.

Oczywiście niezależnie od wysłania statku powietrznego, do wezwania musi zostać także skierowany zespół ratownictwa medycznego.

– Ponadto warto pamiętać, że nie każde zatrzymanie krążenia nadaje się do defibrylacji, ale i tak nasze rozwiązanie znacząco zwiększa szanse na przeżycie poszkodowanego – opowiada Bartłomiej Dziewoński.

Start pionowy, lot poziomy

Pomimo ogromnego potencjału bezzałogowych systemów powietrznych do tej pory nie udało się doprowadzić do zbudowania rozwiązania pozwalającego na szybsze dotarcie do poszkodowanego. Ograniczeniami były głównie niewystarczająca prędkość dronów, ograniczony zasięg i zbyt długi czas reakcji.

– Nasz pomysł opierał się na opracowaniu konstrukcji łączącej możliwości tzw. pionowzlotu (VLOT) z efektywnym lotem poziomym – tłumaczy Bartłomiej Dziewoński.

Konstrukcja zespołu z PWr musiała spełnić teoretyczne założenia prędkości przelotowej lotu, stateczności dynamicznej podłużnej oraz poprzecznej, a także kryteria potrzebne do bezpiecznej zmiany trybu lotu.

– Geometria latającego skrzydła pozwala na pionowy start, a następnie poziomy lot bez konieczności używania dodatkowych silników lub stosowania mechanizmów zmiany kąta ustawienia silników – opowiada doktorant PWr. – Wybór bryły aerodynamicznej został przeprowadzony przy użyciu oprogramowania XFLR5, a także Ansys Fluent z iteracyjnymi poprawkami w celu zmiany współczynników doskonałości aerodynamicznej i oporu.

Wymogi dotyczące zapasu stateczności dobrano tak, aby zrównoważyć możliwości manewrowe i stabilność statku powietrznego podczas zmian trybu lotu. Autorzy przeanalizowali też wszystkie możliwe układy napędowe, by zapewnić wystarczający ciąg w dwóch różnych scenariuszach lotu.

Otrzymanie nagrody głównej w konkursie sprawia, że wynalazek i jego autorzy zaprezentują się wkrótce na kilku międzynarodowych wystawach, w tym Geneva Inventions Expo w Szwajcarii oraz IWIS w Warszawie.

– Warto dodać, że cały nasz zespół poznał się już w 2018 r. przy okazji działalności w Akademickim Klubie Lotniczym PWr. To dzięki współracy w kole naukowym wpadliśmy na ten pomysł – uzupełnia Bartłomiej Dziewoński. – Sam pomysł na projekt i jego realizacja bezpośrednio wywodzą się wlaśnie z tego koła naukowego.

Cztery kolejne nagrody

Oprócz autorów projektu bezzałogowego statku powietrznego wyróżniono także cztery inne wynalazki z Politechniki Wrocławskiej. Nagrodę Wojewody Świętokrzyskiego otrzymał Mateusz Gajewski, student W10 za „Protezę cięgnową palca(ów) dłoni ludzkiej z pomiarem siły nacisku”.

Z kolei Nagroda Prezes Specjalnej Strefy Ekonomicznej „Starachowice” trafiła do doktoranta W10 Łukasza Dudkiewicza, który po opieką dr. hab. inż. Marka Hawryluka, prof. uczelni oraz Tatiany Szymańskiej, zaprezentował „Sposób wytwarzania narzędzi kuźniczych do procesów kucia matrycowego na gorąco”.

Dwa rozwiązania z Wydziału Chemicznego wyróżniono Nagrodą Prezesa Polskiego Związku Pracodawców Przemysłu Farmaceutycznego. Przemysława Pietrusiaka (opiekunowie dr hab. Joanna Feder-Kubis, prof. uczelni i prof. Robert Biczak) doceniono za projekt „Chiralne chlorki choliny zawierające komponent monoterpenu, sposób ich wytwarzania oraz ich zastosowanie”, a Katarzynę Kołodzińską (opiekunowie dr inż. Sylwia Baluta, dr hab. inż. Lech Sznitko, prof. uczelni i prof. Joanna Cabaj) za „Elektrochemiczny biosensor do detekcji dopaminy oraz sposób jego wytwarzania”.