PW- ZOOM, 2014
Fotogrametryczny bezzałogowy statek powietrzny PW- ZOOM został zaprojektowany i zbudowany na Wydziale Mechanicznym Energetyki i Lotnictwa PW. Protoplastą samolotu był skalowany model szybowca PW „Uszatek” (nazwa pochodzi od charakterystycznych końcówek skrzydeł, czyli tzw. wingletów). Model ten wykazał w testach dużą stabilność i dobre właściwości lotne. Stabilność jest cechą nadrzędną dla samolotu fotogrametrycznego. Z tego względu, w projekcie samolotu przygotowywanego na pierwszą wyprawę, wykorzystano doświadczenie nabyte w badaniach wspomnianego wyżej modelu. Przyśpieszyło to w istotny sposób realizację projektu. Nazwano go PW- ZOOM, aby nazwa kojarzyła się z fotografią. Ze względu na silne i porywiste wiatry wiejące w Antarktyce, skupiono się na tym, aby zwiększyć zakres prędkości lotu oraz odporność na podmuchy. Ten cel osiągnięto przez dobranie odpowiedniego profilu aerodynamicznego skrzydeł, wyposażenie ich w klapy skracające rozbieg i lądowanie, oraz poprzez optymalizację parametrów projektowych (geometrycznych, masowych), jak również charakterystyk zespołu napędowego. Poza urządzeniami niezbędnymi do autonomicznego lotu i realizacji zadania fotogrametrycznego, samolot został wyposażony w spadochron, podczas gdy w newralgicznych miejscach posiadał zabezpieczenia antyoblodzeniowe. W pracach projektowych uczestniczył zespół: prof. Mirosław Rodzewicz, dr. hab. inż. T. Goetzendorf-Grabowski oraz mgr. inż. J. Marianowski. Większość prac warsztatowych wykonali: technik J. Głuchowski oraz A. Tomaszewski.
Do startów i lądowań wykorzystywano opcję sterowania manualnego przez pilota- operatora. W powietrzu funkcję stabilizacyjną przejmował autopilot, który starał się utrzymać samolot w pozycji poziomej mimo destabilizujących porywów wiatru. Dokładna nawigacja jest szczególnie istotna przy fotogrametrii. Punkty robienia zdjęć na ziemi muszą być tak dobrane, by obrazki pokrywały się częściowo zarówno w kierunku wzdłużnym, jak i poprzecznym. Dzięki danym telemetrycznym znane są dokładne współrzędne GPS (zarówno trasy samolotu, jak i wykonanych zdjęć) oraz wysokość i prędkość samolotu. Systemy telemetrii zapewniały swobodne operowanie maszyną w zakresie do 20 km, już poza zasięgiem wzroku.
Samolot PW- ZOOM 1 został oblatany 20.05.2014 r., natomiast PW- ZOOM 2- 20.08.2014 r. W czasie testów i przygotowań do wyprawy zespół prof. Rodzewicza wykonał samolotami PW- ZOOM 15 lotów w czasie 6 h. Samoloty pokonały w kraju trasy o łącznej długości ponad 600 km. W tym czasie sprawdzano pracę silnik, precyzyjnie dobierano nastawy autopilota oraz badano dokładność realizacji założonych tras fotogrametrycznych.
We wrześniu 2014 r. 2 samoloty PW- ZOOM oraz 2 samoloty treningowe Skywalker X-8 zostały wysłane statkiem Polar Pioneer. Miesiąc później, w Argentynie, na jednostkę zaokrętowała ekipa 39. Wyprawy Antarktycznej PAN. W jej skład wchodził zespół UAV, którego trzon tworzyli: prof. Mirosław Rodzewicz, dr Anna Zmarz i Cezary Janas. Wyprawa dotarła na wyspę 24.10.2014 r., a już 28 października odbył się pierwszy lot treningowy samolotem Skywalker X-8. Samoloty PW- ZOOM wykorzystywane były do lotów fotogrametrycznych. Na podstawie wykonanych fotografii ustalono liczebność pingwinów oraz zostały opracowane specjalne ortofotomapy, które powstaną poprzez złożenie zdjęć z usuniętymi zniekształceniami kątowymi. Samoloty podczas całej wyprawy przebyły w powietrzu ponad 920 km w czasie 8 h i 52 min. Najdłuższy lot samolotu PW- ZOOM liczył 137 km. Ekipa powróciła do kraju 13.01.2015 r. natomiast samoloty dotarły w maju 2015 r.
Do następnej wyprawy na Stację Arctowskiego został zbudowany trzeci egzemplarz samolotu PW- ZOOM 3. Został oblatany prawdopodobnie 7.08.2015 r. Do startu opracowano specjalną platformę, która zastąpiła używany dotąd rozwijany gumowy chodnik. Planowano usprawnić też system łączności telemetrycznej i zrobić stację retransmisyjną umieszczoną na specjalnym samolocie bezzałogowym, który będzie krążył nad polem wzlotów przez cały czas misji samolotu fotogrametrycznego.
We wrześniu 2015 r. cały sprzęt wyprawy, w tym 3 samoloty PW ZOOM, 1 samolot X-8 i 2 quadrocoptery zostały wysyłane statkiem Polar Pioneer. W październiku członkowie wyprawy zaokrętowali się na statek w Argentynie. Do Stacji dotarli 30.10.2015 r. Jednak ze względu na niekorzystne warunki pogodowe, pierwszy lot bezzałogowca PW- ZOOM 3 odbył się dopiero 7.11.2015 r. Wszystkie zaplanowane loty zostały zakończone 05.12.2015 r. Materiał fotograficzny z miejsc, które interesowały badaczy ze względu na zadania w projekcie, został w pełni zarejestrowany.
Konstrukcja.
Bezzałogowy statek powietrzny w układzie górnopłata.
Skrzydła wyposażone w klapy.
Podwozie trójkołowe z kołem przednim stałe. Dodatkowa płoza pod statecznikiem pionowym.
Start klasyczny samolotowy, wspomagany podczepioną do haka gumą, która redukowała rozbieg do ok. 7 m. Sposób lądowania- wyłapywanie samolotu w siatkę.
Wyposażenie- system zdalnego sterowania z wykorzystaniem aparatury radiowej, autopilot. Awaryjny spadochronowy system bezpieczeństwa, zabezpieczenia antyoblodzeniowe.
Wyposażenie rozpoznawcze- aparat fotograficzny dużej rozdzielczości z systemami stabilizacji obrazu ze specjalną klapką ochronną zasłaniającą obiektyw podczas startu i lądowania.
Silnik- spalinowy w układzie bokser o mocy 3,5 kW (4,8 KM), umieszczony w gondoli nad skrzydłem. Śmigło ciągnące.
Dane techniczne PW- ZOOM (wg [1]):Rozpiętość- 3,0 m, długość- ok. 2,20 m.
Masa całkowita- 22 kg.
Prędkość max- 120 km/h, czas lotu- 1 h.
Galeria
Źródło:
[1] „Pingwiny na start! Profesor Mirosław Rodzewicz opowiada o przygotowaniach do lotniczej przygody”. Biuletyn PW - Biuletyn PW.
[2] „Mapy z pingwinem w tle, czyli powrót z tarczą prof. Mirosława Rodzewicza”. Biuletyn PW - Biuletyn PW.
[3] „MONICA”. ZSiS / Strona główna - ZSiS - MEiL.
[4] „Liczenie baranów przed snem to pestka. Spróbuj policzyć pingwiny!”. InfoDron - aktualności ze świata dronów ... - Dron.pl.
[5] Projekt Monica.