Drzewiecki Stefan
Stefan Drzewiecki urodził się 26.12.1844 r. w Kunce na Podolu. Ojciec- Karol, znany był jako działacz społeczny i literat, uczestniczył jako oficer w Powstaniu Listopadowym; przyjaźnił się ze znanym pisarzem Józefem Ignacym Kraszewskim; był synem Józefa, posła, pamiętnikarza legionowego. Matka- Hortensja z domu Jaroszyńska. Pierwsze nauki pobierał w domu rodziców, potem wysłany został do Francji, gdzie uczył się w zakładzie naukowym Ojca Leveque w Auteuil pod Paryżem. W późniejszych latach Stefan Drzewiecki miał w tej miejscowości własną posiadłość, w której stale zamieszkiwał przebywając we Francji. Po uzyskaniu matury rozpoczął na początku lat 1860- tych w Paryżu studia inżynieryjne w L'Ecole Centrale des Arts et Manufactures, zwanej szkołą centralną. Przerwał je, bowiem w okresie Powstania Styczniowego i po jego upadku przebywał w kraju. Następnie powrócił do Paryża i ukończył stadia.
W dziejach techniki zapisał się jako pionier żeglugi podwodnej - konstruktor okrętów podwodnych oraz jako pionier mechaniki lotu i jako twórca nowoczesnej teorii śmigła. Był autorem wielu patentowanych w Europie i w USA wynalazków. Już w 1867 r. wymyślił pierwszy licznik kilometrowy dla dorożek konnych, jednak wybuch wojny francusko-pruskiej nie sprzyjał jego produkcji. Po wojnie przeniósł się do Austrii i zamieszkał w Wiedniu. Tam wkrótce dał się poznać z szeregu wynalazków. W 1873 r. na Wystawie Powszechnej przedstawił: automatyczny sczepiacz wagonów, aparat rejestrujący prędkość pociągów, regulator do silników parowych i wodnych i inne. Niektóre z nich zakupiło kolejnictwo i fabryki austriackie. Na wystawie tej Drzewiecki otrzymał dwie nagrody, co zwróciło nań uwagę techników i naukowców. W 1873 r. zaproponował budowę "Roweru powietrznego", czyli śmigłowca- mięśniolotu.
W latach 1873- 1891 działał na terenie Rosji. Wielki Książe Konstanty Mikołajewicz, pełniący wówczas funkcję prezesa Rady Państwa Rosji, zaprosił Stefana Drzewieckiego na pobyt stały do Petersburga. Zajął się tam technicznymi zagadnieniami marynarki. Na początek skonstruował przyrząd do samoczynnego oznaczania na mapie drogi przebytej przez statek, który w 1874 r. został sprawdzony praktycznie. Z kolei zajął się zupełnie nowymi problemami żeglugi podwodnej, które okazały się pionierskie w tej dziedzinie i na zawsze związane z imieniem Drzewieckiego. W 1877 r. dokonano w Odessie prób z wynalezioną przez niego jednoosobową łodzią podwodną, natomiast w 1879 r. z czteroosobową. Były one poruszane śrubami okrętowymi napędzanymi silą mięśni nóg, zostały wyposażone w aparaty tlenowe, wyrzutnie min, a na czteroosobowej zastosowano po raz pierwszy peryskop. Okręt ten eksponowany jest w głównej hali petersburskiego Muzeum Marynarki.
Dowództwo rosyjskiej marynarki wojennej zamówiło 50 łodzi czteroosobowych, których budowę wykonano częściowo we Francji. W 1880 r. opracował projekt pierwszej lodzi podwodnej z silnikiem elektrycznym (prąd z akumulatorów). Za projekt takiego 12- osobowego okrętu podwodnego o napędzie elektrycznym otrzymał w Konkursie Międzynarodowym 1899 r. we Francji drugą nagrodę (pierwszej nie przyznano). W tymże roku powstał pomysł stosowania warstwy wody pomiędzy ścianami pancerników a pancerzem jako poduszki ochronnej. Był także konstruktorem aparatów do wyrzucania torped Whiteheada z okrętów podwodnych i kutrów torpedowych, które na pocz. XX w. stosowano w marynarkach Francji i Rosji. Pracując od 1891 r. we Francji opracował tam m.in. oryginalny projekt kutra torpedowego, a w 1897 r. jego projekt okrętu podwodnego zdobył tam 1 nagrodę w konkursie ogłoszonym przez Ministerstwo Marynarki. Do 1918 r. wyrzutnie torpedowe Drzewieckiego montowano na wielu okrętach marynarek wojennych Rosji, Francji, Austro-Węgier, Niemiec, Wielkiej Brytanii, Chin, Japonii, USA i innych krajów. Za swe pomysły i wynalazki otrzymał w Wielkiej Brytanii tytuł The Naval Architect of Great Britain. W 1902 r. Drzewiecki opracował projekt okrętu podwodnego Pocztowyj, wyposażonego w dwa silniki spalinowe pracujące pod wodą i po wynurzeniu, który zbudowano w Rosji i przekazano do służby we Flocie Bałtyckiej, w której pozostawał do 1913 r.
Stefan Drzewiecki skierował swoją uwagę również na nową dziedzinę, pełną nie ustalonych pojęć i niewyjaśnionych zagadnień- żeglugę powietrzną. Od 1876 r. był członkiem II, IV i VI Oddziału Cesarskiego Wszechrosyjskiego Towarzystwa Technicznego (IRTO), a od 1881 r. także powstałego wówczas VII Oddziału (Żeglugi Powietrznej). Podjął studia, opierając swe dociekania na mocnych podstawach naukowych. Od 1881 r. prowadził doświadczenia z płaszczyznami ślizgającymi się w powietrzu, które pozwoliły mu sformułować teorię lotu szybowego ptaka. Latem 1882 r. odwiedził Francję, z zamiarem przeniesienia na grunt rosyjski doświadczeń z pracy działającego tam od 1867 r. Société Française de Navigation Aérienne i programu prac naukowo- badawczych prowadzonych na polu aeronautyki i lotnictwa. Uczestniczył w licznych spotkaniach, także w lotach naukowo- badawczych z użyciem balonu L’Astrolabe, z którego prowadził obserwacje zaćmienia Słońca. Udział Drzewieckiego wlotach balonowych zaowocował jego własnym projektem udoskonalenia balonu wolnego.
15.11.1882 r. Drzewiecki objął kierownictwo naukowe prac VII Oddziału Żeglugi Powietrznej Cesarskiego Wszechrosyjskiego Towarzystwa Technicznego (IRTO) i z dwuletnią przerwą pełnił tę funkcję do 1890 r. Będąc członkiem zarządu VII Oddziału zasiadał również w Radzie IRTO. Uczestniczył niemal we wszystkich posiedzeniach Oddziału, a jako członek również II, IV i VI Oddziału IRTO, włączał się w prace różnych komisji, powoływanych i przez inne oddziały IRTO, m.in. dla oceny projektów wynalazczych z zakresu techniki lotniczej.
Od 1883 r. pracował nad zagadnieniami samostateczności płatowca, osiąganej drogą automatycznego przesuwania się środka ciężkości, w 1885 r. przeprowadził eksperymenty z modelem szybowca. 13.04.1885 r. wygłosił w Cesarskim Towarzystwie Technicznym w Petersburgu odczyt, w którym po raz pierwszy sformułował zasadę, że skrzydło uderzające zachowuje się przy posuwaniu się ptaka jak prawdziwy szybowiec. Treść odczytu została opublikowana w sprawozdaniu Towarzystwa. W 1887 r. powtórzył go po francusku na Międzynarodowym Kongresie Aeronautycznym, po czym został on opublikowany w czasopiśmie L'aéronaute (1889 r.) i wydany oprócz tego w oddzielnej broszurze.
Rezultatem jego studiów i badań były następujące prace w języku rosyjskim, jakie wydał w latach 1885-1891: O oporze powietrza w zastosowaniu do lotu ptaków i samolotów (1885 r.), Aeroplany w przyrodzie- Próba nowej teorii lotu (1887 r.), Ptaki jako szybowce- Teoretyczne rozwiązanie kwestii szybowania ptaków (1891 r.). W tej drugiej pracy sformułował twórczo i przewidująco, że ”najracjonalniejszy sposób rozwiązania zagadnienia lotu powinien się opierać na zasadzie płatowca, tzn. płaszczyzny poruszającej, się w powietrzu z pewną prędkością i tworzącej z kierunkiem ruchu pewien kąt". Drzewiecki podkreślał, że pracuje nad projektem budowy takiego aparatu, który mógłby osiągać prędkość ok. 70 km/h, a to dzięki silnikowi parowemu o mocy ok. 20 KM i powierzchni nośnej rzędu 75 m2. Wynikiem tych prac, kontynuowanych w latach następnych, był patent na samolot samostateczny o układzie kaczki, uzyskany w 1909 r. we Francji.
Radzieccy historycy lotnictwa z przełomem lat 1940/1950- tych przedstawiali go jako przeciwnika Aleksandra Możajskiego, na karb Drzewieckiego składając niepowodzenia w realizacji lotu samolotu, który w starszej historiografii radzieckiej zyskał miano niemalże narodowego symbolu przedsiębiorczości narodu rosyjskiego. Nie brakło wśród nich oskarżeń o szpiegostwo na rzecz Francji. Żadne z nich nie oparło się próbie czasu, a w dobie destalinizacji znalazły potępienie, przy czym wskazano, że przypadek Drzewieckiego był charakterystycznym dla maniery fałszowania historii.
W 1891 r. Stefan Drzewiecki opuścił Petersburg i przeniósł się z powrotem do Paryża. W grudniu tego roku, na łamach czasopisma francuskiego La revue générale de sciences pures et appliąuées, ukazał się jego artykuł pt. L'aviation de demain (Lotnictwo jutra). Rozwinął w nim swe poglądy z lat wcześniejszych, zanalizował szerzone wówczas odmienne teorie i doszedł do własnych syntetycznych wniosków, wyznaczając rolę samolotu przyszłości- płatowcowi. Rozwiązał również zagadnienie stateczności samolotu. Opierając się na prawie Joëssela, sformułował prawo samoczynnej równowagi samolotu, która to teoria wyprzedziła o 12 lat pierwszy kontrolowany lot aparatu cięższego od powietrza z silnikiem spalinowym.
Zgłębiając naukowe podstawy latania, ogłosił w 1892 r. teorię obliczania śmigła. Traktując łopaty śmigła jako powierzchnię nośną, ustalił warunki opływu ich poszczególnych elementów, określił kąty natarcia i zsumował siły aerodynamiczne powstające na elementach śmigła. Na ten temat opracował wiele rozpraw, z których do najważniejszych, fundamentalnych należą prace: Obliczanie elementów śmigła, opublikowana przez petersburski Rocznik Morski (1892 r.), Zasady działania śmigła, zamieszczona w Bulletin de l'Association techniąue maritime (1892 r.), Desh’helices aériennes, zawierająca treść referatu wygłoszonego na IV Międzynarodowym Kongresie Aeronautycznyrn w Nancy (1909 r.); Desh'helices aériennes. Théorie générale des propu-seurs helicoidaux et méthode de caleul de cas propulseurs pour l'air (1909 r.), Formules rationelles pratiques pour le caleul des hélices marines et aériennes (1910 r.), Theorie générale ae l'helice (1920 r.). Ta ostatnia praca została odznaczona przez francuska Akademię Nauk w Paryżu.
Drzewieckiego teoria śmigła lotniczego została z biegiem lat rozwinięta i uzupełniona, także przez niego samego, przede wszystkim połączona z teorią Froude'a. Spotkała się tez z ogromnym zainteresowaniem, zapewniając mu trwale miejsce jednego z najwybitniejszych uczonych lotnictwa na przełomie XIX i XX wieku. Według jego teorii obliczali swe śmigła m.in. bracia Wright. Na niej opierają się do dnia dzisiejszego: teoria śmigieł i wirników nośnych śmigłowców oraz ich obliczenia. W 1909 r. francuski przemysłowiec Ratmanoff nabył licencje od Drzewieckiego i stosując metody naukowe produkował śmigła lotnicze znane pod marką "Normale". Wyposażone w nie były m. in. samoloty Blériota. W końcu 1915 r. rosyjskie GWTU zwróciło się do Ratmanoffa o zgodę na podjęcie w Rosji produkcji śmigieł typu „Normale”. Ratmanoff zażądał opłaty za licencję. W grudniu 1915 r. Stefan Drzewiecki zezwolił Rosji na bezpłatną eksploatację jego patentu wynalazczego, zwrócił przy tym uwagę, że firma Ratmanoff nie posiada praw wynalazczych do śmigieł typu "Normale". W latach 1917- 1919 wg teorii Drzewieckiego zbudowano w USA ok. 150 modeli śmigieł i zbadano je w laboratoriach aerodynamicznych. Wyniki opublikowano w formie grafik i wykorzystywano je na całym świecie dla projektowania śmigieł lotniczych.
W 1909 r., jako jeden z pierwszych na świecie, podjął myśl utworzenia naukowego ośrodka badawczego dla lotnictwa o charakterze międzynarodowym. Propagował w nich konieczność laboratoryjnych badań aerodynamicznych, ponieważ lotnictwo w bardzo bliskiej już przyszłości wywierać będzie olbrzymi wpływ na stosunki między narodami pod względem ekonomicznym, politycznym, socjalnym i w ogóle cywilizacyjnym. Autorytet naukowy jaki posiadał Drzewiecki przyczynił się do powstania pierwszego Instytutu Aerodynamicznego w Saint Cyr pod Wersalem.
W latach 1909- 1913 pracował nad samoczynną równowagą płatowca, opatentowując w 1909 r. we Francji samolot samostateczny o oryginalnej konstrukcji w układzie kaczki, zwany z francuska ”Canard”. Z modelem wykonanym w skali l : 10 prowadził badania w tunelu aerodynamicznym Eiffla w Paryżu. W 1912 r. według jego patentu samolot zbudowała paryska firma R. Ratmanoff. Publicznie demonstrowany był po raz pierwszy jesienią 1912 r. na IV Międzynarodowym Salonie Lotniczym w Paryżu wzbudzając duże zainteresowanie. W 1913 r., przeprowadzono z nim próby w locie. Jednakże ze względu na niekonwencjonalny system sterowania, piloci niechętnie latali na tym samolocie. Zmodyfikowana na jesieni 1913 r. jego nowa wersja poddana została próbom w locie w czerwcu 1914 r. Jedna z nich (18.06.1914 r.) zakończyła się katastrofą, pilot oblatujący zginął. Wybuch I wojny światowej przerwał dalsze prace konstrukcyjne nad samolotem- kaczką.
W 1909 r. był członkiem Commission d’Aviation Aeroklubu Francji, który powstał w 1898 r. W 1913 r. za zasługi dla lotnictwa Stefan Drzewiecki otrzymał tytuł honorowego członka Chambre Syndicale des Industries Aéronautiąues. Przez szereg lat był także wiceprezesem Aeroklubu Francji, co było niezwykłym uhonorowaniem dla cudzoziemca, tym bardziej, że Drzewiecki, uważając się za Polaka, zawsze swoją polskość manifestował.
W czasie I wojny światowej Drzewiecki podejmował różne prace wynalazcze, opracował m.in. reflektory polowe, produkowane i wykorzystywane przez armię francuską. Zasilane były gazem acetylenowym, pochodzącym ze specjalnych polowych wytwornic. Drzewiecki zwracał uwagę, że jego reflektory dają bardzo silne światło, wręcz oślepiające na odległość 150- 200 m.
21.05.1917 wraz ze spółką akcyjną Anciens Établissements Sautter Harlé, zgłosił we Francji do opatentowania łopatę śmigła o zmiennym nachyleniu. Patent nr 532.096, wydano 8.11.1921 r. Rozwiązanie to opatentowano także w Wielkiej Brytanii (patent nr 124.935, zgłoszony 30.04.1918 r., wydany 10.04.1919 r.). Przedmiotem patentu było śmigło przestawialne o samoczynnej regulacji kąta skoku łopat dla śmigieł bądź wiatraków samolotowych. Rozwiązanie umożliwiało utrzymanie względnie stałej prędkości obrotowej śmigła bądź wiatraka, niezależnie od zmian w prędkości lotu samolotu. Rozwiązanie to wyrastało ze studiów w zakresie teorii śmigła prowadzonych przez Drzewieckiego od 1892 r. Ich wyniki publikował w wielu rozprawach, z których zasadnicze znaczenie posiadają Hélices aériennes, théorie générale des propulseurs hélicoïdaux et méthode de calcul de ces propulseurs pour l'air z 1909 r. oraz Théorie générale de l'hélice; hélices aériennes et hélices marines z 1920 r.
W 1919 r. Drzewiecki opatentował metalowe śmigło lotnicze, montowane na piaście w sposób umożliwiający zmianę i regulację kąta nastawienia łopat przed lotem (Helice a aile metalliąue, Francja- patent nr 519.759, zgłoszony 24.12.1919 r., wydany 31.01.1921 r.). W 1934 r. opatentował z kolei śmigło samoprzestawialne, który to efekt uzyskiwał na skutek zmian objętości komory powietrznej pod wpływem zmian ciśnienia atmosferycznego na różnych wysokościach lotu. Pozwalało ono na automatyczną zmianę skoku łopat w zależności od gęstości powietrza (Francja - patent nr 791.526, zgłoszony 12.09.1934 r., wydany 30.09.1935 r.). Inne rozwiązanie śmigła samoprzestawialnego, zgłoszone równocześnie, opierało się na zmianie skoku łopat przy pomocy sprężyn spiralnych lub śrubowych utrzymujących stałą równowagę pomiędzy momentami silnika i oporu działającymi na śmigło. Napięcie sprężyn jest maksymalne dla kąta minimalnego i zmniejsza się w miarę wzrostu kąta skoku, w postępie linearnym, podobnie jak zmniejsza się gęstość powietrza ze wzrostem wysokości, ale w kierunku przeciwnym (Francja- patent nr 791.525, zgłoszony 12.09.1934 r., wydany 30.09.1935 r.). W latach 1926- 1929 Drzewiecki podjął we Francji budowę śmigła lotniczego, przestawialnego swego systemu. Napotkał jednak na wiele trudności z doborem odpowiednich materiałów konstrukcyjnych na łopaty śmigła, czopy, łożyska i korpus, na które to elementy działają duże siły. Firma francuska Sautter Harlé nie wykazała zrozumienia wagi wynalazku i nie wykończyła śmigła w wyznaczonym terminie. Ta opieszałość sprawiła, że Francja straciła pierwszeństwo w dziedzinie śmigieł samonastawnych na rzecz innych krajów, przede wszystkim USA.
Szersze zastosowanie znalazły jedynie wiatraczki Drzewieckiego o nastawnych łopatach i samoczynnej regulacji stałej prędkości obrotowej generatora przy zmiennej prędkości lotu od 90- 150 km/h, opracowane przezeń w 1922 r. Francuskie Ministerstwo Lotnictwa zakupując licencję tego rozwiązania instalowało tzw. wiatraczki SD na samolotach wojskowych w zespołach stacji radiowych ASD-4 do napędu prądnic o napięciu 12 V, zasilających nadajniki radiowe oraz instalacje świateł pokładowych i urządzenia sygnalizacyjne. W Polsce zainstalowane one były m. in. na samolotach Potez XXV, PWS, Lublin.
Równocześnie zajmował się zagadnieniem turbin szybkobieżnych Francissa i Kaplana.
W 1930 r., mimo 86 lat, zaczął poważnie interesować się energią atomową, przystąpił do opracowania studium, w którym podawał podstawowe równania fizyki oparte o teorię atomową.
Mieszkając stale we Francji, utrzymywał żywy kontakt z krajem, lubił gdy odwiedzali go Polacy, wspominał o chęci zobaczenia wolnej Polski. W 1909 r. lwowski ZASPL nadał mu godność członka honorowego. W czasie jednego ze spotkań z prof. Czesławem Witoszyńskim w Paryżu przekazał na jego ręce poważny dar pieniężny na budowę Instytutu Aerodynamicznego w Warszawie. W grudniu 1927 r. powstało w Warszawie Towarzystwo Popierania w Polsce Badań Naukowych z Dziedziny Lotnictwa im. Profesora Stefana Drzewieckiego. W 1928 r. Ogólne Zgromadzenie Ligi Obrony Powietrznej Państwa nadało mu godność honorowego członka LOPP (obok Marszałka Józefa Piłsudskiego i Prezydenta Ignacego Mościckiego).
Stefan Drzewiecki zmarł 23.04.1938 r. w Paryżu, gdzie został pochowany. W testamencie zapisał Polsce wszystkie swoje prace oraz bogatą bibliotekę. Jego imieniem nazwana została ulica w Warszawie na Okęciu.
Konstrukcje:Drzewiecki "Rower powietrzny", 1873- 1875, śmigłowiec- mięśniolot.
Drzewiecki balon, . ok. 1882, projekt balonu wolnego.
Drzewiecki samolot, 1909- 1910, projekt samolotu pionierskiego.
Drzewiecki ”Canard”, 1913, samolot pionierski.
Galeria
Źródło:
[1] Glass A. ”Polskie konstrukcje lotnicze 1893-1939”. Wydawnictwo Komunikacji i Łączności. Warszawa 1977.[2] Glass A. ”Polskie konstrukcje lotnicze do 1939”. Tom 1. Wydawnictwo STRATUS. Sandomierz 2004.
[3] Kowalski T. J., Malinowski T "Mała encyklopedia lotników polskich". Tomik 1. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności. Warszawa 1983.
[4] Brodzki Z. "Stefan Drzewiecki - twórca obliczeń śmigła". Skrzydlata Polska nr 43/1978.
[5] Januszewski S. "Pionierzy. Polscy pionierzy lotnictwa 1647- 1918. Tom 1". Fundacja Otwartego Muzeum Techniki. Wrocław 2017.
[6] Januszewski S. "Tajne wynalazki lotnicze Polaków: Rosja 1870-1917". Wydawnictwo: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej. Wrocław 1998.
[7] Januszewski S. "Wynalazki lotnicze Polaków 1836- 1918". Fundacja Otwartego Muzeum Techniki. Wrocław 2013.