Zakład Budowy i Eksploatacji Statków Powietrznychpowstał 01.10.2004 r. w wyniku organizacyjnego połączenia dwóch Zakładów (Zakładu Budowy Płatowców i Wytrzymałości Konstrukcji Lotniczych oraz Zakładu Eksploatacji Statków Powietrznych). Zakład tworzy obecnie dwunastu pracowników naukowych oraz dwóch pracowników technicznych. Działalność naukowo – badawcza oraz dydaktyczna związana jest przede wszystkim z szeroko rozumianą techniką lotniczą. Pracownicy Zakładu w ramach działalności dydaktycznej prowadzą zajęcia z przedmiotów:

  • Mechanika techniczna,
  • Wytrzymałość konstrukcji lotniczych,
  • Teoria silników lotniczych,
  • Napędy lotnicze,
  • Konstrukcja napędów lotniczych,
  • Konstrukcja płatowców,
  • Dynamika układów fizycznych,
  • Dynamika konstrukcji,
  • Aerosprężystość,
  • Komputerowe wspomaganie obliczeń inżynierskich,
  • Grafika inżynierska,
  • Technologia lotnicza,
  • Technologia produkcji i napraw statków powietrznych,
  • Lotnicze systemy hydropneumatyczne,
  • Podstawy Eksploatacji,
  • Eksploatacja Statków Powietrznych.

W obszarze zainteresowań naukowych Pracowników Zakładu znajdują się zagadnienia dotyczące:

  • projektowania statków powietrznych ze szczególnym uwzględnieniem aerosprężystych problemów układów nośnych;
  • numerycznej analizy wytrzymałościowej i aerodynamicznej w zakresie statyki i dynamiki konstrukcji statków powietrznych i silników lotniczych;
  • produkcji i remontu płatowców z wykorzystaniem technologii klejenia;
  • komputerowego wspomagania eksploatacji statków powietrznych;
  • obladzania statków powietrznych i silników lotniczych.

Działalność naukowa prowadzona jest w Zespołach Badawczych skupionych wokół:

  • prof. dr hab. inż. Aleksandra Olejnika
  • prof. dr hab. inż. Jana Godzimirskiego

Zespoły badawcze Zakładu Budowy i Eksploatacji Statków Powietrznych
Zakład dysponuje dobrze wyposażonymi laboratoriami oraz pracowniami:

  • Laboratorium Wytrzymałości Konstrukcji Lotniczych
  • Pracownia Napędów Lotniczych
  • Pracownia Lotniczych Systemów Hydropneumatycznych
  • Pracownia Połączeń Klejowych i Laminatów
  • Pracownia Budowy i Eksploatacji Bezzałogowych Statków Powietrznych
    (zobacz zakładkę Pracownie i laboratoria)

Zespoły Badawcze Zakładu Budowy i Eksploatacji Statków Powietrznych

Zespół Badawczy Zakładu Budowy i Eksploatacji Statków Powietrznychkierowany przez prof. dr. hab. inż. Aleksandra OLEJNIKA w swojej działalności badawczej rozwiązuje problemy dotyczące numerycznej analizy wytrzymałościowej i aerodynamicznej w zakresie statyki i dynamiki konstrukcji statków powietrznych i silników lotniczych. Zadania wynikające z powyższego kierunku badan, Zespół realizuje m.in. poprzez:

  • numeryczne modelowanie geometrii i struktury statku powietrznego, jego zespołów oraz elementów nośnych;
  • kompleksowe badania własności materiałów kompozytowych użytych do budowy statków powietrznych;
  • numeryczne obliczenia wytrzymałościowe, drgań własnych i flatteru samolotów;
  • implementowanie równań przyrostowych metody elementów skończonych (MES) do analizy konstrukcji sprężysto-plastycznych dla zagadnień termicznych;
  • analizę statyczną i dynamiczną płyt przekładkowych o zmiennej grubości;
  • budowanie matematycznych modeli sztywnościowych i masowych silników odrzutowych do badań ich dynamiki oraz zagadnień diagnostycznych;
  • opracowanie algorytmów numerycznych do analizy stateczności oraz nieliniowych drgań regularnych i chaotycznych układów powierzchniowych w opływie naddźwiękowym oraz wirujących wałów turbinowych silników lotniczych;
  • analizę rozwiązań konstrukcyjnych bezpilotowych statków powietrznych.

W realizacji niektórych zadań uczestniczą również studenci, kształcący się według indywidualnych programów studiów oraz studenci skupieni w Sekcji Lotniczej Koła Naukowego Mechatroników. Prace wielu z nich (wykonywane pod kierunkiem pracowników Zespołu) zdobyły laury, w tym m.in.: dwukrotnie nagrodę Dowódcy Wojsk Lotniczych za najlepszą pracę dyplomową (1997 r. i 1999 r.), 25 nagród i wyróżnień na organizowanych co roku “Seminariach Kół Naukowych Studentów”, a ponad 40 prac prezentowano na “Wystawach Prac Dyplomowych”.
   W ostatnich latach Zespół zintegrował oprogramowanie do modelowania bryłowego CAD (UNIGRAPHICS) z oprogramowaniem numerycznym CFD/(VORLAX) oraz opracował oprogramowanie, wspomagające zamianę rozkładów ciśnień obliczonych na drodze komputerowej analizy trójwymiarowego opływu statku powietrznego na obciążenia dyskretne. Przeprowadził wiele symulacji numerycznych na modelach strukturalnych wybranych zespołów konstrukcji nośnej statku powietrznego, mających decydujący wpływ na bezpieczeństwo jego lotu. Aby analiza ta była bardziej wiarygodna i stanowiła podstawę do dalszego wnioskowania, uzyskane obliczenia numeryczne zweryfikowano badaniami eksperymentalnymi odkształceń konstrukcji oraz materiałów, z których są zbudowane.
   Obecnie w Laboratorium Wytrzymałości Konstrukcji Lotniczych są prowadzone badania dotyczące materiałów anizotropowych stosowanych do budowy głównych zespołów statków powietrznych eksploatowanych w Lotnictwie Polskim.
   Zdobyte doświadczenie na przestrzeni ostatnich 5. lat pozwala pracownikom Zespołu uczestniczyć w opracowaniu ekspertyz specjalistycznych oraz w pracach projektowych nowoczesnych konstrukcji lotniczych, w tym dotyczących m.in. “Opracowania systemu komputerowego wspomagającego analizę podatności remontowej i procesów technologii napraw samolotów i śmigłowców eksploatowanych w Siłach Powietrznych RP oraz “Naprawy statecznika pionowego o konstrukcji metalowo-kompozytowej samolotu MiG-29”, który uległ zniszczeniu podczas awaryjnego lądowania.
   Od wielu lat Zespół współpracuje z wieloma instytucjami i ośrodkami, w tym m.in.:

  • Politechnikami: Warszawską i Wrocławską ;
  • EADS-PZL Warszawa-Okęcie S.A.;
  • Instytutami warszawskimi: Instytutem Lotnictwa oraz Instytutem Technicznym Wojsk Lotniczych;
  • Wojskowym Centrum Normalizacji, Jakości i Kodyfikacji oraz Polskim Komitetem Normalizacyjnym.

Ponadto Zespół utrzymuje owocną współpracę o charakterze konsultacyjnym w zakresie problematyki eksploatacji statków powietrznych z: Wojskowymi Zakładami Lotniczymi w: Bydgoszczy, Dęblinie, Łodzi i Warszawie.
   Bardzo ważnym obszarem działalności Zespołu jest upowszechnianie dorobku naukowego i badawczego na konferencjach krajowych i międzynarodowych takich jak: “Mechanika w Lotnictwie”, “Aerodynamika Lotnicza”, “Modelowanie w Mechanice”, “Metody Komputerowe w Mechanice”.
   Pracownicy Zespołu uczestniczą w pracach gremiów o zasięgu międzynarodowym (m.in.: komisje NATO “RTO NATO WG-046 ATV), a także krajowym (m.in.: normalizacyjne komisje problemowe).
   Obecnie działalność naukowa Zespołu koncentruje się na realizacji 7 prac naukowo- badawczych, w tym m. in. 6. projektów GRANT oraz projektu celowego pt. “Nowa koncepcja małego 2-silnikowego samolotu turystyczno-dyspozycyjnego EM-11 ORKA”. W dalszym ciągu będą kontynuowane prace dotyczące przedłużenia resursu samolotu TS-11 ISKRA (Zespół posiada odtworzony model wirtualny samolotu TS-11 ISKRA).
   Dużym wyzwaniem dla Zespołu była realizacja zgłoszonego w 2004 r. projektu badawczego pt. “Opracowanie zbioru analiz wspomagających proces wdrożenia do eksploatacji samolotu F-16 w Siłach Zbrojnych RP”. Wykonanie wielu zadań w ramach projektu umożliwiło rozwiązanie wielu problemów, dotyczących m.in.: oceny parametrów eksploatacyjnych, właściwości lotnych i operacyjno taktycznych samolotu F-16, a także kierunków kształcenia inżynierów lotnictwa w zakresie najnowszej techniki (podobne zadanie Zespół rozwiązał z dużym sukcesem na początku lat 90. XX w., w odniesieniu do samolotów Su-22 i MiG-29).

itl1

Widok statecznika pionowego samolotu MiG-29 z uszkodzeniami (badania samolotu MiG-29 dotyczyły m. in. dopuszczenia do dalszej eksploatacji samolotu po awaryjnym lądowaniu).
itl2

Samolot EM-10 BIELIK po oblocie na wysokości 3000m (Zespół prof. A. Olejnika uczestniczył w badaniach statycznych i dynamicznych tego samolotu)
itl3

Samolot EM-11 ORKA, na którym m. in. Zespół wykonał badania statyczne, drgań własnych, stateczności i sterowności oraz badań flatterowych.
itl4

Samolot PZL-130 TCII Orlik (Zespół brał udział w badaniach statycznych i dynamicznych samolotu po modernizacji).

   W zakresie napędów lotniczych zakład kontynuuje tradycje Zakładu Napędów Lotniczych. Zespół wykonuje zadania związane z problematyką eksploatacji, diagnozowania i doskonalenia lotniczych zespołów napędowych. Skomplikowany charakter procesów zachodzących w silnikach lotniczych powoduje, że członkowie zespołu ściśle współpracują z pracownikami innych zakładów Instytutu Techniki Lotniczej i wchodzą w skład multidyscyplinarnych zespołów tworzonych na potrzeby realizacji konkretnych zadań. W ostatnich latach pracownicy zespołu brali udział w realizacji wielu prac naukowo – badawczych i ekspertyz z zakresu napędów lotniczych, wykonując m. in.:

  • Obliczenia statyczne i dynamiczne turbinowych silników lotniczych metodą elementów skończonych PBG nr 0087/T12/1999/17
  • Ocenę wpływu częściowych otwarć przepustnicy gaźnika na proces tworzenia mieszanki w warunkach małych obciążeń silnika – PBG nr 398/WAT
  • Ocenę możliwości i warunków przedłużenia okresu eksploatacji zespołu napędowego wyrobu 3M8M3 – praca na zlecenie Instytutu Techniki Uzbrojenia;
  • Analizę i badania związane z wypadkiem śmigłowca Mi-8P dla potrzeb KBWL MON, w tym takie zadania jak: Badania oblodzenia wlotów, Badania modelu wlotu, Obliczenia gazodynamiczne, Przegląd literatury – ekspertyza na zlecenie Komisji Badania Wypadków Lotniczych MON w związku z wypadkiem śmigłowca Mi-8P w dniu 04.12.2003 r.;
  • badania eksperymentalne odpylacza powietrza wlotowego do turbinowych silników śmigłowcowych – praca własna podjęta w roku 2003 w związku z przewidywanym udziałem kontyngentu polskiego w misji stabilizacyjnej w Iraku;

Aktualnie pracownicy zespołu realizują pracę naukowo – badawczą PBG nr 4 T12D 017 29 pt. Badania procesu obladzania układu dolotowego lotniczego silnika tłokowego a także uczestniczą w wykonywaniu innych prac.

itl5itl6

Badania obladzania modelu wlotu silników śmigłowca Mi-8P w tunelu aerodynamicznym niskich temperatur

Zespół Badawczy Zakładu Budowy i Eksploatacji Statków Powietrznych kierowany przez prof. dr. hab. inż. Jana GODZIMIRSKIEGO w swojej działalności badawczej rozwiązuje problemy dotyczące prognozowania oraz podwyższania wytrzymałości czasowej i zmęczeniowej konstrukcyjnych połączeń klejowych.
   Technologia klejenia konstrukcyjnego jest ściśle związana z lotnictwem. Ze względu na szerokie stosowanie klejenia w budowie i naprawach sprzętu lotniczego w Instytucie Techniki Lotniczej zawsze istniał zespół zajmujący się technologią klejenia. Do byłych pracowników Instytutu, którzy wnieśli duży wkład w poznanie właściwości połączeń klejowych, możliwości ich wykorzystania w naprawach sprzętu oraz możliwości prognozowania wytrzymałości połączeń adhezyjnych należeli: płk dr inż. Robert Cichowicz, płk dr inż. Janusz Czaplicki, płk dr inż. Edmund Cichosz oraz dr inż. Stanisław Donimirski.
   Zespół Badawczy Technologii Klejenia działający w od wielu lat w Instytucie Techniki Lotniczej w różnych składach ma na swoim koncie poza licznymi publikacjami również wdrożenia. Zaliczyć do nich można:

  • opracowanie konstrukcji i technologii oraz wykonanie prototypów masztu o wysokości 30 m ze stopów lekkich z zastosowaniem klejenia dla Służby Geodezyjnej WP,
  • opracowanie technologii wykonania techniką klejenia szyn zasilających oraz elementów ściennych konstrukcji przekładkowej maszyn matematycznych dla Samodzielnego Zakładu Techniki Komputerowej,
  • badanie nowych tworzyw kompozytowych do modyfikacji nart dla OBR POLSPORT,
  • wdrożenie klejenia do łączenia elementów kriostatów przeznaczonych do przewożenia ciekłego azotu dla Centralnego Ośrodka Techniki Medycznej,
  • naprawa dwóch klap zaskrzydłowych samolotów MiG-21.

   Rezultatem prowadzonych w Instytucie Techniki Lotniczej badań eksperymentalnych i rozważań teoretycznych dotyczących wytrzymałości połączeń klejowych jest 8 obronionych prac doktorskich i jedna habilitacyjna. Poza licznymi publikacjami naukowymi pracownicy Zespołu Badawczego Technologii Klejenia są współautorami trzech monografii poświęconych klejeniu konstrukcyjnemu: Klejenie tworzyw konstrukcyjnych Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Konstrukcyjne połączenia klejowe elementów metalowych w budowie maszyn Oficyny Wydawniczej Politechniki Rzeszowskiej oraz Wytrzymałość doraźna konstrukcyjnych połączeń klejowych Wydawnictwa Naukowo-Technicznego.
   Zespół Badawczy Technologii Klejenia Instytutu Techniki Lotniczej współpracuje z pracownikami innych ośrodków naukowych, między innymi: Wydziału Mechanicznego WAT, Katedry Technologii Maszyn i Organizacji Produkcji Politechniki Rzeszowskiej, Wyższej Szkoły Oficerskiej Wojsk Lądowych oraz Wyższej Szkoły Oficerskiej Sił Powietrznych.
   Obecnie prowadzone prace są ukierunkowane na rozwiązanie problemów teoretycznych oraz wykorzystanie wyników w zastosowaniach praktycznych, a dotyczą:

  • prognozowania wytrzymałości połączeń klejowych,
  • wykorzystania MES do obliczania połączeń klejowych i elementów naprawianych z zastosowaniem klejenia,
  • ograniczonej wytrzymałości czasowej połączeń klejowych (ich trwałości statycznej),
  • trwałości zmęczeniowej połączeń klejowych,
  • możliwości wykorzystywania tworzyw adhezyjnych w naprawach sprzętu wojskowego.

   Wyniki swoich badań Zespół prezentuje na konferencjach międzynarodowych: Technika i Technologii Montażu Maszyn, Modułowe Technologie i Konstrukcje w Budowie Maszyn oraz krajowych: Tworzywa Sztuczne w Budowie Maszyn, Programy MES w Komputerowym Wspomaganiu Analizy, Projektowania i Wytwarzania.
   Obecnie Zespół realizuje 2 prace badawcze GRANT pt: Prognozowanie wytrzymałości doraźnej połączeń klejowych oraz Badania trwałości połączeń i tworzyw adhezyjnych w aspekcie napraw polowych sprzętu wojskowego.
   Zespół brał również udział w pracach badawczych związanych z doskonaleniem procesów eksploatacji statków powietrznych z zastosowaniem technik multimedialnych. Wynikiem realizacji tych prac były dwa systemy (wykonane w środowisku programistycznym BORTHLAND DELPHI) wspomagające eksploatację statków powietrznych. Zespół uczestniczył również dwukrotnie w pracach komisji eksperckiej przy ocenie produktów i usług w finale konkursu “Teraz Polska”.

itl7

Wycinek sekcji 20 m masztu geodezyjnego wykonanego metodą klejenia (dopuszczalne obciążenie 1,2 kN przy wietrze o prędkości 10 m/s)
itl8

Przykład formularza z systemu wspomagającego eksploatacje statków powietrznych