Po dwuletniej pandemicznej przerwie na prestiżowe zawody w USA szykują się studenci Politechniki Wrocławskiej z Akademickiego Klubu Lotniczego. Wystartują w trzech klasach rozgrywek SAE Aerodesign West i – jak zwykle – mierzą w podium.

Skrzynia cargo ze spakowanymi samolotami jest już po drugiej stronie oceanu. Ze względów logistycznych na zawody wyruszyła dwa tygodnie wcześniej niż członkowie Akademickiego Klubu Lotniczego. Sami studenci w Los Angeles, a w zasadzie na jego przedmieściach – w miejscowości Van Nuys, zameldują się siedem dni przed rozpoczęciem zawodów. Wszystko po to, by zdążyć przetestować swoje bezzałogowe samoloty w warunkach skrajnie różnych od polskich (m.in. przy dużo wyższych temperaturach i porywach wiatru), a także by zabezpieczyć się na wypadek pozytywnych covidowych testów.

Pod patronatem gigantów

SAE Aerodesign to prestiżowe zawody dla młodych konstruktorów lotniczych. Organizuje je każdego roku w trzech edycjach – West, East i Brazil – stowarzyszenie SAE International. Zawodom patronują giganci z branży lotniczej, m.in. Lockheed Martin, Siemens czy Solidworks.

Tegoroczna edycja West zacznie się 8 kwietnia. Nasi studenci wystartują we wszystkich trzech klasach jej rozgrywek – Regular, Micro i Advanced.

Do USA poleci 16 członków klubu, dla większości z nich będzie to pierwszy start w amerykańskich zawodach.

–  Mieliśmy dwuletnią przerwę ze względu na sytuację na świecie – tłumaczy Bartłomiej Dziewoński, prezes AKL. – Ci spośród nas, którzy zrekrutowali się na początku pandemii, nie mieli żadnej okazji przetestowania swojej wiedzy i umiejętności w tak wymagających zawodach. Dlatego do USA lecimy w większym składzie niż zazwyczaj, by każdy miał szansę zdobyć takie doświadczenie.

Misja z łazikiem

Studenci samodzielnie zaprojektowali i zbudowali trzy samoloty, z których każdy będzie się mierzył z innym wyzwaniem. Zaczęli od obliczeń aerodynamicznych samolotów, by następnie wykonać modele 3D i finalnie zbudować konstrukcje. Do stworzenia swoich samolotów członkowie AKL wykorzystują drewno i materiały kompozytowe, głównie włókno węglowe, które jest bardzo lekkie i wytrzymałe.

W najbardziej wymagającej klasie Advanced studenci musieli przygotować samolot o rozpiętości skrzydeł do 120 cali (nieco ponad 3 metry) z silnikiem elektrycznym o mocy do 750 W. Maszyna ma symulować misję transportu wody w trudno dostępnych terenach (misja pożarnicza). Dlatego w 6-7 lotach ma przewieźć jak najwięcej wody w zwykłych plastikowych butelkach, którą po lądowaniu studenci muszą w określonym czasie przelać do jednego zbiornika

Ale to nie wszystko! W każdej rundzie oprócz zrzutu wody samolot będzie wyrzucać także tzw. PADA, czyli Powered Autonomous Delivery Aircraft.

Organizatorzy zawodów za każdym razem będą zmieniać miejsce zrzutu, nie informując o jego lokalizacji, a jedynie oznaczając ją zmienianym co rundę znakiem graficznym o 60-centymetrowej średnicy. Samolot musi więc – dzięki algorytmom rozpoznawania obrazu – wykryć ten znak na obrazie z kamery, a następnie obliczyć najlepszą trajektorię zrzutu PADA, która musi wylądować maksymalnie w promieniu pięciu metrów od tego symbolu a wszystko to musi się odbywać autonomicznie.

– Po wszystkich lotach ze zrzuconych elementów PADA mamy zbudować… łazik – opowiada Mateusz Kucharski, który kierował zespołem pracującym nad budową samolotu w klasie Advanced. – Łazik będzie musiał przewieźć zgromadzoną wodę przez tor przeszkód i dotrzeć na wyznaczone miejsce. Na jego budowę i transport wody będziemy mieć osiem minut. Punktowana będzie objętość wody przetransportowana przez samolot i przewieziona przez łazik, przy czym ta druga będzie miała wyższy mnożnik punktowy.

Klasa z piłką nożną

Do klasy Regular studenci z AKL powracają po kilkuletniej przerwie, w zespole nie było więc nikogo, kto miałby doświadczenie budowy takiego samolotu.

- Konstrukcja musi wznieść się na wysokość 100 stóp, czyli około 30,5 metra, zabierając ze sobą jak najwięcej futbolowych piłek i dodatkowego obciążenia w postaci metalowych płytek – opowiada Tomasz Szczepański, który kierował pracami nad tym samolotem. – Przyznane punkty to masa piłek i płytek, podzielona przez sumę długości skrzydeł samolotu i jego ładowni. Dlatego tak istotna jest tutaj optymalizacja – bo zależy nam na jak najkrótszych skrzydłach, ale im mniej centymetrów mają, tym mniej uniesie samolot.

Jak podkreślają studenci, w klasie Regular ważne są także umiejętności pilota, bo samolot nie może mieć elektronicznie regulowanej stabilizacji, a tym samym pilot jest zdany tylko na siebie.

Plan minimum? Podium

W klasie Micro zaszły natomiast duże zmiany w stosunku do poprzednich lat. Ograniczenia rozmiarowe dla samolotów niekoniecznie wpisują się teraz w nazwę kategorii, bo z skrzydła skrzydeł samolotu mogą mieć aż 48 cali. Konstrukcje mają wystartować z platformy o długości 9 stóp (około 274 cm) przypominającej niski stół.

Samolot musi więc szybko oderwać się od platformy i nie dotknąć podłoża po starcie – a do tego zabrać ze sobą jak największy ładunek. W tym roku są nim kartonowe pudełka i stalowe płytki. Samolot ma też jak najszybciej dotrzeć na dystans 91 m, tam zakręcić i wylądować bez uszczerbku.

- Plan minimum to dla nas podium w każdej klasie – podkreśla Bartłomiej Dziewoński. – Nie wiemy, czy po dwuletniej przerwie w zawodach i w związku z tym brakiem doświadczenia części naszego zespołu, jesteśmy w stanie zdobyć medalowe miejsca z każdym samolotem, ale nastawiamy się na to, że damy z siebie wszystko. W końcu od wielu lat jesteśmy jednym z czołowych zespołów w tych zawodach i nie zamierzamy celować niżej.

W tym roku AKL ma w planach także start w zawodach SAE Aerodesign East (aktualnie klub poszukuje sponsorów), a także Air Cargo Challenge w Monachium i na Droniadzie w Katowicach.

Koło strategiczne

Akademicki Klub Lotniczy PWr działa przy Wydziale Mechaniczno-Energetycznym, ale skupia studentów z kilku wydziałów uczelni. To jedno z kół strategicznych PWr. Jego członkowie mogą pochwalić się dużymi osiągnięciami. Od 2009 r. reprezentują Polskę i Politechnikę Wrocławską m.in. na zawodach SAE Aero Design w Stanach Zjednoczonych, skąd przywieźli już kilkanaście medali za miejsca na podium w trzech klasach rozgrywek. Większość byłych członków koła – absolwentów PWr – pracuje obecnie w branży lotniczej.

Lucyna Róg