Patenty IPPT PAN w służbie bezpieczeństwa – nowa generacja aerostatów
Rozwój nowej generacji aerostatów na uwięzi to odpowiedź na rosnące potrzeby w zakresie ciągłego monitoringu z powietrza, ochrony granic i zabezpieczenia infrastruktury krytycznej. Te bezzałogowe platformy napełniane helem lub wodorem stanowią atrakcyjną alternatywę dla klasycznych statków powietrznych (aerodyny) – są tańsze w eksploatacji, mogą pozostawać w powietrzu przez wiele dni, a jednocześnie tworzą stabilną bazę dla zaawansowanych systemów obserwacyjnych i detekcyjnych.
Do powstania nowoczesnych konstrukcji aerostatów przyczyniły się m.in. wynalazki opracowane w Instytucie Podstawowych Problemów Techniki PAN przez pracowników Zakładu Technologii Inteligentnych pod kierunkiem prof. Jana Holnickiego-Szulca oraz dra hab. inż. Zbigniewa Wołejszy, we współpracy z firmą Adaptronica Sp. z o.o., reprezentowaną przez dra hab. inż. Przemysława Kołakowskiego. Kluczowe znaczenie miały tu dwa rozwiązania:
- „Adaptacyjny układ utwierdzenia na uwięzi zwłaszcza aerostatu oraz zawierający go statek powietrzny” – chronione patentem nr 244538 udzielonym przez Urząd Patentowy RP,
- „Urządzenie do generowania energii elektrycznej z wiatru oraz sposób generowania energii elektrycznej z jego wykorzystaniem” – zgłoszenie patentowe 444191, którego procedura patentowa jest w toku.
Pierwszy z wynalazków zapewnia stabilność i bezpieczeństwo utrzymywania aerostatu na dużej wysokości nawet przy silnych wiatrach osiągających prędkości do 100 km/h. Drugi natomiast otwiera drogę do zasilania systemów pokładowych energią pozyskiwaną z otoczenia, co znacząco zwiększa autonomię działania.
Do powstania ww. wynalazków przyczyniły się wieloletnie prace badawcze prowadzone przez zespół pracowników Zakładu Technologii Inteligentnych IPPT PAN w Centrum Badawczym Polskiej Akademii Nauk – Konwersja Energii i Źródła Odnawialne (KEZO) w Jabłonnie. W tym ośrodku IPPT PAN dysponuje hangarem do dokowania i badań aerostatów oraz bazą helową. Zaplecze to umożliwia prowadzenie zaawansowanych prac badawczo-rozwojowych nad innowacyjnymi technologiami związanymi z aerostatami.
Aerostaty jako statki powietrzne lżejsze od powietrza – szerokie zastosowania
Uniwersalność aerostatów sprawia, że znajdują zastosowanie w wielu obszarach:
- Bezpieczeństwo i obrona: nadzór granic i akwenów morskich, ochrona strategicznych instalacji energetycznych i komunikacyjnych, a także wsparcie działań przeciwlotniczych – np. poprzez tworzenie barier utrudniających naloty rojów dronów.
- Zarządzanie kryzysowe: monitorowanie obiektów o dużym natężeniu ruchu i imprez masowych, wsparcie akcji przeciwpożarowych – dzięki możliwości obserwacji w czasie rzeczywistym można śledzić rozprzestrzenianie się pożarów w lasach i szybko wskazywać obszary wymagające interwencji; podczas powodzi aerostaty mogą monitorować zalane tereny, wspierać planowanie ewakuacji i dostarczanie pomocy.
- Ochrona środowiska: pomiary jakości powietrza i obserwacja zmian klimatycznych, a także długofalowe badania wpływu działalności człowieka na przestrzeń naturalną.
Dzięki zdolności do pracy w trudnych warunkach atmosferycznych i długiej autonomii lotu aerostaty stają się narzędziem, które łączy potrzeby obronne z cywilnymi i ekologicznymi.
Prezentacja aerostatu AERO-Z105 na MSPO 2025
Efektem skutecznej współpracy nauki i przemysłu jest m.in. aerostat przygotowany i zaprezentowany przez firmę Siltec podczas tegorocznego Międzynarodowego Salonu Przemysłu Obronnego w Kielcach. Konstrukcja o długości 10,5 metra, zdolna unieść ładunek o masie do 10 kg, może operować optymalnie na niskim pułapie od 100 do 300 metrów, z możliwością osiągnięcia wysokości lotu do 600 metrów. Aerostat został przystosowany do długotrwałej eksploatacji – nawet przez miesiąc – oraz jest odporny na porywy wiatru o prędkości do 80 km/h.
Konstrukcja aerostatu została opracowana pod kierunkiem pracowników naukowych z Zakładu Technologii Inteligentnych IPPT PAN.
System jest mobilny, łatwy w rozmieszczeniu i elastyczny w zakresie integracji sensorów. Może współpracować z kamerami optoelektronicznymi, systemami radarowymi i innymi urządzeniami detekcyjnymi, zapewniając skuteczną obserwację w każdych warunkach szczególnie nisko latających dronów. Obsługa odbywa się z poziomu kontenera mobilnego, co eliminuje konieczność budowy stałej i bardzo drogiej infrastruktury naziemnej.
Polska myśl technologiczna w praktyce
AERO-Z105 to przykład, jak prace badawcze i ochrona patentowa prowadzone w IPPT PAN przekładają się na praktyczne rozwiązania wdrażane w przemyśle. To dzięki tym pracom powstał innowacyjny system, który wzmacnia bezpieczeństwo granic, administracji publicznej i operatorów infrastruktury krytycznej, a jednocześnie wspiera działania na rzecz ochrony ludności i środowiska.
Tym samym potwierdza, że polskie jednostki badawcze mają potencjał do tworzenia innowacyjnych technologii o strategicznym znaczeniu.
Fot. 1 i 2. Próby w locie aerostatu typu AERO-Z105 w KEZO Jabłonna - badania możliwości generowania energii elektrycznej z wykorzystaniem systemów AWES (Airborn Wind Energy Systems).
Fot. 3. Aerostat typu AERO-Z105 o długości 12 m i średnicy max. 3 m w KEZO Jabłonna (przygotowania do prób w locie)
