Nowoczesny monitoring stanu konstrukcji – potencjał IMP PAN dla obronności

Od aerodynamiki eksperymentalnej i jedynego (o takich parametrach) w Polsce tunelu aerodynamicznego, przez monitorowanie stanu konstrukcji turbin czy silników, po zagadnienia obliczeniowe – tak prezentuje się potencjał Instytutu Maszyn Przepływowych PAN (IMP PAN) dla obronności i tzw. technologii dual use.

Niedawno w Polskiej Akademii Nauk zakończył się przegląd instytutów naukowych pod kątem ich możliwości włączenia się w programy obronne. Prezes PAN prof. Marek Konarzewski przekazał wówczas PAP, że ponad 10 z nich ma duży potencjał w obszarze technologii podwójnego – czyli cywilnego i wojskowego – zastosowania, tzw. dual use. Wśród nich jest Instytut Maszyn Przepływowych (IMP PAN) z siedzibą w Gdańsku.

Jak powiedział PAP dyrektor IMP PAN dr hab. Marcin Lackowski, jest to jeden z niewielu instytutów PAN, który już jest zaangażowany w działania dla przemysłu obronnego. Od lat wykonuje prace badawcze dla spółek Polskiej Grupy Zbrojeniowej, a także prowadzi projekty w ramach NATO. Szczególnie w obszarze badań eksperymentalnych i modelowych mechaniki płynów oraz technik chłodniczych.

– Szeroki profil badań naszego instytutu dobrze wpisuje się w potrzeby nowoczesnego, polskiego przemysłu obronnego. Spektrum naszych działań obejmuje zagadnienia od aerodynamiki eksperymentalnej, poprzez zagadnienia typowo energetyczne czy zagadnienia monitorowania stanu konstrukcji, aż po zagadnienia obliczeniowe – podkreślił.

Wśród działań wyróżniających IMP PAN dyrektor wymienił prowadzenie pomiarów oraz badań symulacyjnych urządzeń. Pracują one w warunkach bardzo wysokich i szybko zmieniających się obciążeń mechanicznych oraz termicznych. Chodzi o: silniki odrzutowe i ich elementy czy różnego rodzaju turbiny, które można znaleźć np. w układach napędowych pojazdów wojskowych.

Międzynarodowe projekty badawcze

Jednym z niedawno zakończonych międzynarodowych projektów badawczych instytutu jest ten z udziałem przedsiębiorstwa Rolls-Royce. Dotyczył zamiany charakterystyki aerodynamicznej profilu przez zmianę chropowatości jego powierzchni. – Wyniki pomiarów potwierdziły nasze przypuszczenia – można kształtować opór oraz siłę nośną przez stosowanie odpowiedniej chropowatości na profilu. Jest to trochę podobne do słynnego efektu „skóry rekina” na kombinezonach pływaków. Efekty są znaczące dla prędkości naddźwiękowych. W sposób naturalny leżą w obszarze zainteresowania środowisk eksploatujących naddźwiękowe jednostki latające, turbiny napędowe pojazdów cywilnych i wojskowych – wyliczał Lackowski.

W instytucie działają również zespoły badawcze specjalizujące się w diagnostyce stanu konstrukcji. Badana jest także wytrzymałość materiałów i procesy spalania bardzo różnorodnych paliw, w tym nietypowych. – Ta kombinacja tematów w jednym instytucie naukowym umożliwia prowadzenie przez Instytut Maszyn Przepływowych na wysokim poziomie prac badawczo-rozwojowych (R&D) w obszarze napędów silnikowych jednostek mobilnych – zarówno pływających, latających, jak i naziemnych – ocenił dyrektor Lackowski.

Ponadto, IMP PAN od ponad 30 lat prowadzi prace pomiarowe z aerodynamiki przepływów naddźwiękowych i poddźwiękowych. Wykorzystuje do tego swoje unikalne laboratoria – w tym jedyny w Polsce tunel aerodynamiczny o tak wysokich prędkościach przepływu. Można w nim przekroczyć prędkość dźwięku trzykrotnie i prowadzić dla tych prędkości pomiary.

– Innego rodzaju konsekwencją specyfiki wyzwań, jakie niosą zastosowania militarne, jest potrzeba nowoczesnego monitorowania stanu szeroko rozumianego poszycia wszelkich platform mobilnych. W tym zakresie IMP PAN jest liderem łączącym pomiary prowadzone najnowocześniejszymi technikami z autorskimi metodami analizy wyników, opartymi o algorytmy uczenia maszynowego i sztucznej inteligencji. Opracowanie takiej technologii umożliwia monitorowanie w czasie rzeczywistym stanu poszycia na statku powietrznego i dostosowywanie zadań do aktualnej kondycji jednostki – zaznaczył Lackowski.

Technologie podwójnego zastosowania

Oprócz tego, instytut od lat (a właściwie od swojego powstania) zajmuje się technologiami związanymi z turbinami – parowymi, gazowymi – i wykorzystaniem ich w zagadnieniach energetycznych, a także łożyskowaniem takich maszyn.

W ocenie dyrektora szczególną uwagę w zakresie zastosowań militarnych zasługują rozwijane w IMP PAN łożyska wysokoobrotowe. Zalicza się do nich takie, których obroty przekraczają 100 tys. na minutę. – Takie łożyska nie wymagają smarowania olejem i mogą pracować w ekstremalnie ciężkich warunkach. Umożliwiają budowanie napędów turbinowych charakteryzujących się dużą mocą przy niewielkich wymiarach i masie. Napędy tego typu mogą być stosowane w różnego rodzaju statkach powietrznych, w szczególności bezzałogowych. Zapewniają im znaczną przewagę, wynikającą z lekkości konstrukcji, dużej niezawodności i dostępnej mocy – tłumaczył.

Lackowski stwierdził, że podstawowym celem działalności IMP PAN są wdrożenia. – Chociaż mamy najwyższą kategorię naukową A+, to właściwie wszystkie prace badawcze kończą się aplikacją – podkreślił.

Obecnie IMP PAN zatrudnia ponad 200 osób, z czego 160 pracuje w zakładach naukowych. – Co drugi pracownik średnio rocznie pozyskuje jedną umowę na prowadzenie prac badawczo-rozwojowych z przemysłu. Ogromny rozwój w tym zakresie widzimy od początku lat dwutysięcznych. Wtedy instytut miał 70 pracowników, a teraz ponad 200. To najlepiej pokazuje, że popyt na prace badawcze w obszarze inżynierii mechanicznej, konstrukcji turbin, łopatek, badań pojazdów, monitorowania stanu konstrukcji, naprawdę w naszym kraju z roku na rok coraz bardziej się rozwija – podsumował Marcin Lackowski.

Przeczytaj także: Sieć Łukasiewicz: nasze instytuty posiadają kompetencje w zakresie dual use

Źródło: naukawpolsce.pap.pl

Last Updated on 13 listopada, 2025 by Krzysztof Kotlarski