Prototyp cichego i niewidzialnego dla detektorów podczerwieni drona napędzanego wodorem powstał dzięki pracom badaczy z Akademii Górniczo-Hutniczej, a także Politechniki Rzeszowskiej. Taki samolot mógłby znaleźć zastosowanie np. w wojsku i policji.

Bezzałogowy aparat latający, który powstał w ramach polskiego projektu badawczo-rozwojowego "Napędy małej mocy do zasilania bezzałogowych aparatów latających" miał zapotrzebowanie na moc ok. 300 W. Przygotowano już prototyp urządzenia i odbyły się jego loty testowe.

Jak mówi w rozmowie z PAP uczestnik projektu, dr hab. Piotr Tomczyk z Wydziału Energetyki i Paliw AGH, za projekt napędu odpowiadała AGH, za projekt drona - Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa Politechniki Rzeszowskiej, a za konstrukcję samolotu - Lotnicze Zakłady Produkcyjno-Naprawcze "Aero-Kros" w Krośnie. Koordynatorem projektu był Instytut Energetyki "Oddział Ceramiki Cerel" w Boguchwale.

Dr Magdalena Dudek (P) i inż. Bartłomiej Lis (L) z Wydziału Energetyki i Paliw Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie prezentują ogniwa wodorowe, przygotowane do napędzania cichego i niewidzialnego dla detektorów podczerwieni drona. Fot. PAP/ Jacek Bednarczyk 07.03.2014

Chociaż drony, w których stosuje się ogniwa paliwowe opracowano już wcześniej w różnych miejscach na świecie, to polscy badacze postanowili opracować własne technologie produkcji takich bezzałogowych samolotów.

Na razie drony napędzane są najczęściej silnikami spalinowymi. Piotr Tomczyk zaznacza, że napędy takie są lekkie, mają dużą moc i zasięg, ale nie są pozbawione wad. Problemem jest np. to, że są głośne, a hałas silnika sprawia, że dron łatwiej wykryć. Poza tym silniki spalinowe służące do napędu drona wydzielają dużo ciepła, przez co maszynę można namierzyć dzięki detektorom podczerwieni - takie detektory stosuje się np. w rakietach samonaprowadzających. Problemem silników spalinowych jest również to, że wydzielają szkodliwe spaliny.

Pewnym wyjściem może być zastąpienie w dronie silnika spalinowego silnikiem elektrycznym zasilanym akumulatorem. Jednak akumulatory są stosunkowo ciężkie. Dlatego konstruktorzy zainteresowali się ogniwami paliwowymi. Piotr Tomczyk wyjaśnia, że do ogniw paliwowych - podobnie jak do silnika spalinowego - też trzeba dostarczać paliwa. Najczęściej jest to wodór. Badacz opowiada, że koszt stosowania wodoru jest porównywalny z ceną benzyny. Takie ogniwo paliwowe byłoby też ok. pięć razy lżejsze niż akumulator, który zapewniłby podobny zasięg lotu.

Dzięki takiemu napędowi dron jest o wiele cichszy (choć ciągle słychać pracę śmigła) i nie wydziela tyle ciepła co silnik spalinowy. Rozmówca PAP opowiada, że ogniwo paliwowe pracuje w zakresie temperatur 60-80 st. C., a jeśli znajduje się w osłonie, będzie niemal niezauważalne dla kamer na podczerwień. "To ogromne zalety naszego drona. W nocy takiego samolotu nie widać, ani prawie nie słychać - jest więc niemal nie do wykrycia" - zaznacza dr hab. P. Tomczyk. Dodaje, że samolot nie wydziela też szkodliwych dla środowiska spalin, ani nawet nadmiarowego ciepła - w gazach wylotowych znajduje się wyłącznie para wodna.

Dr hab. Tomczyk wyjaśnia, że litrowa butla wodoru pozwala na ok. pół godziny lotu drona. Aby zwiększyć zasięg maszyny, w ogniwie paliwowym zamiast sprężonego wodoru można wykorzystywać tzw. chemiczne źródło wodoru - wtedy wodór wytwarzany jest w trakcie lotu, podczas reakcji chemicznej. Dzięki takiemu rozwiązaniu, wyposażony w pojemnik o podobnej objętości i wadze dron mógłby latać bez przerwy znacznie dłużej - nawet dwie godziny.

"Teraz rynek bardzo otwiera się na drony" - komentuje badacz z AGH. Przyznaje, że urządzenia takie posłużyć mogą nie tylko wojsku, ale i policji. Pomóc mógłby np. w kontroli zgromadzeń i natężenia ruchu drogowego. Bezzałogowe samoloty mogłyby też służyć do sprawdzania bezpieczeństwa sieci energetycznych czy lasów.

Projekt realizowany był w latach 2010-2013 dzięki środkom z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju. Dr hab. Tomczyk przyznaje, że na razie polskie drony na wodór nie trafią do masowej produkcji - chociaż prototyp potwierdził zalety takiego napędu, konieczne są dalsze prace nad ich udoskonaleniem i wyposażeniem drona. Badacze uczestniczą jednak w kolejnych projektach "Widzimy zainteresowanie naszymi badaniami, zwłaszcza jeśli chodzi o Dolinę Lotniczą w Mielcu" - kończy specjalista z AGH.

PAP - Nauka w Polsce, Ludwika Tomala