Mirosław Wendeker, twórca lubelskiego wiatrakowca o przyszłości lotnictwa

Jaka będzie przyszłość lotnictwa? Czy czeka nas rewolucja?
Zakres około 300-500 km, który firmy lotnicze zostawiają teraz transportowi samochodowemu i kolejowemu, może zostać szybko zastąpiony połączeniami z wykorzystaniem nowej generacji statków lotniczych, które będą napędzane elektrycznie. Taka rewolucja ciągle czeka na tanie i lekkie akumulatory energii. Ich wykorzystanie może się stać opłacalne w 2020 lub 2025 roku. To jest tylko 5 lub 10 lat! Niemniej w ciągu ostatnich czterech lat nastąpiła istna rewolucja, o której mało kto wie. Nazywa się grafen.

Ten materiał zbudowany z atomów węgla budzi wielkie emocje naukowców. Pracę nad jego pozyskiwaniem trwają też na polskich uczelniach.
Okazuje się, że grafen można produkować w dużych ilościach dość tanio i ta postać węgla ma znacznie lepsze właściwości aniżeli inne rodzaje węgla, używane przez dzisiejsze kondensatory. Rewolucja magazynowania energii jest związana właśnie z tzw. superkondensatorami. Posiadają gigantyczne pojemności, o których nie śniło się jeszcze 10 lat temu. Powstały całkiem niedawno, a ich ceny ciągle są bardzo wysokie, ale dwa tygodnie temu na konferencji prasowej na Wall Street właściciel firmy Sunvault Energy ogłosił, że opracowano superkondensatory grafenowe, w których cena zmagazynowania energii elektrycznej jest dziesięciokrotnie niższa niż w dzisiejszych akumulatorach litowo-jonowych, a do końca roku będą mieli technologię, która zbije dzisiejszą cenę dwudziestokrotnie. Takie układy do gromadzenia energii w tak niskiej cenie zrewolucjonizują nasze codzienne życie.

Na ile te przewidywania są realne?
Prace nad personalnym multikopterem z szesnastoma śmigłami trwają np. w Niemczech. Rewolucja superkondensatorowa sprawi, że takie statki będą mogły latać bez przerwy przez kilka godzin, a koszt lotu będzie wielokrotnie niższy niż dzisiaj. To oznaczać będzie rewolucję transportową. Inżynierowie już teraz dostarczają wystarczającej wiedzy i napędów, żeby można było latać personalnymi samolotami jak w Jetsonach.

Jetsonowie latali z całą rodzinką. Na razie chciałbym zobaczyć taki pojazd chociaż dla jednej-dwóch osób.
Świat już umie zbudować takie pojazdy. Nie opanował tylko wysokiej ceny urządzeń i odpowiedniego prawodawstwa. Wyobraźmy sobie hekatombę, jaka nastąpiłaby, gdyby "wygolone karki" latały swoimi pojazdami, zderzały się w powietrzu, albo zapominały naładować baterie. Jedyne rozwiązanie to automatyka. Kolejne firmy, jak Google, Delphi, Mercedes coraz częściej pokazują samochody całkowicie nadzorowane przez automat. Teraz ta rewolucja musi dojść do maszyn lotniczych. W powietrzu jest znacznie mniej problemów niż w ruchu naziemnym, wystarczy tylko zachować odpowiedni korytarz i utrzymywać komputerowo ruch między poruszającymi się obiektami. Służby amerykańskie i europejskie już teraz opracowują prawo lotnicze pod tym kątem. Ale technologia już jest blisko, inżynierowie już ją cyzelują.

W tym kierunku pracujecie na Politechnice Lubelskiej. Dlatego budujecie wiatrakowiec.
Wiatrakowiec wspomagany przez dodatkowe śmigła ma służyć promocji takiego podróżowania przez radykalne poprawienie bezpieczeństwa lotu. Jednocześnie zmniejszeniem zużycia energii w czasie lotu. Pomysł jest taki, żeby lądowanie i start odbywały się z zerową prędkością poziomą, czyli bardzo bezpiecznie. Równocześnie, żeby w czasie lotu używany był napęd wiatrakowcowy, znacznie mniej energożerny niż napęd multikopterowy. W okresie podróżowania używamy napędu wiatrakowcowego, a w okresie startu, manewrowania i lądowania - napędu multikopterowego. Ponieważ każdy z nich jest niezależny, wzajemnie się ubezpieczają. Gdyby zawiódł jeden z systemów, drugi pozostaje w gotowości do bezpiecznego posadzenia statku.

Zastanawiam się, na ile ta maszyna może powstać w skali jeden do jednego.
Prof. Jacek Czarnigowski z mojej katedry właśnie pracuje nad rozwojem silnika do wiatrakowca. Zwiększa mu moc bazową o 30 proc. po to, żeby ten realny pojazd, ważący kilkaset kilogramów, był zdolny lecieć jeszcze szybciej, albo dźwigać jeszcze większy ciężar. Mamy już znanego, profesjonalnego producenta, który chce udoskonalić swój wiatrakowiec przez montaż naszego rozwiązania. Musimy tylko wspólnie znaleźć finansowanie, żeby wspomóc taki pomysł.

Jest Pan wynalazcą z krwi i kości. Sam zaprojektował Pan swój domowy basen.
Oprócz posiadanego basenu zewnętrznego zbudowałem w piwnicy basen o wymiarach 3 na 4 metry. Nie każdy ma piwnicę, żeby zbudować sobie 8-10-metrowy tor pływacki, ale Amerykanie wymyślili specjalne urządzenie, swim tether. Do krawędzi basenu przyczepia się elastyczną linkę, którą za pomocą paska przypina się do talii. Unowocześniłem ten pomysł i doposażyłem ten układ w silnik elektryczny, który, korzystając ze wskazań specjalnego czujnika, kontroluje linkę tak, aby ciało pływaka zawsze znajdowało się w środku basenu. Gdy płynę zbyt szybko, to mnie leciutko ściąga, a jak zbyt wolno, to popuszcza linkę tak, żeby biodra zawsze znajdowały się w tym samym miejscu. Dzięki temu płynę nie obawiając się, że zaczepię ręką lub nogą o brzeg basenu, a 4 metry spokojnie mi wystarczą.

Współpracował Pan m.in. z Daewoo, PZL--Świdnik i PZL-Kalisz. Dla tego ostatniego Pana zespół zaprojektował silnik z nowoczesnym systemem zasilania benzyną, również samochodową i alkoholem. To pierwszy taki wielopaliwowy silnik lotniczy. Pana katedra jest dobrym przykładem współpracy nauki z biznesem. To nie jest powszechne.
Nie jest powszechne, ale może być. Tak powinniśmy zmienić rzeczywistość, żeby ludzi pozytywnie motywować do podejmowania takiej współpracy i podam dwa przykłady. W najbliższych dniach rozpoczną się konkursy dla nauki organizowane przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju. Ich budżet przekroczy 2 mld zł. Są adresowane do małych i średnich firm. Nie ukrywam, że jesteśmy proszeni o współpracę dzięki temu i bardzo się z tego cieszę. Fundusze naukowe głównie będą dysponowane do firm i to one będą sobie kupować opracowania naukowe na uniwersytetach. Nie będzie bezpośredniego finansowania uczelni. Niektórzy się na to burzą, ja się z tego cieszę. Bo wreszcie będziemy pracować z większym sensem. Ci, którzy chcą uprawiać czystą teorię, mają osobne, lecz dużo mniejsze środki finansowe.

Czy możemy sobie na to pozwolić? Obawiam się, że możemy nie wytrzymaać konkurencji z Zachodem.
Mam tezę, że powinniśmy się w Polsce przestać zachowywać nieśmiało jako inżynierowie, właściciele firm czy naukowcy. Polacy są bardzo kreatywni, inteligentni i pomysłowi. Jesteśmy wręcz stworzeni do zdobywania świata. Swoim studentom mówię: "Jesteście w znakomitej sytuacji, ponieważ takich możliwości, jakie przed wami stoją, nie miały pokolenia wcześniejsze, a jednocześnie jesteście w dramatycznej sytuacji, bo musicie być tymi najlepszymi". Nie da się dzisiaj być średniakiem, średniaka wykupują ci najlepsi. Nawet jakiś niewielki producent, jak firma Nokia z Finlandii, może wygrać rywalizację z dużymi koncernami telekomunikacyjnymi. Później kiepskie zarządzanie spowodo-wało, że Finowie mają teraz duże problemy, ale przez chwilę to był gigant światowy. A zaczęło się od produkowania kaloszy do chodzenia po lesie.

Co mogą zrobić młodzi, polscy inżynierowie? Wyjechać za granicę i pracować w dużych korporacjach, czy może zakładać własny interes?
Uważam, że dla młodych inżynierów, informatyków, chemików, prawników czy ekonomistów w Lublinie jest wręcz nie-samowity okres. Teraz mogą pokazać, na co ich stać. Zakładanie nowych spółek o oryginalnych pomysłach powinno być przez najbliższych pięć lat priorytetem. Radzę im "bierzcie się w garść i ciężko pracujcie nad swoimi pomysłami". Ja przynajmniej tak robię.

Prof. dr hab. inż. Mirosław Wendeker jest Kierownikiem Katedry Termodynamiki, Mechaniki Płynów i Napędów Lotniczych Wydziału Mechanicznego Politechniki Lubelskiej. Oprócz mechaniki interesuje się programowaniem, co umożliwiło mu pracę nad technologią elektronicznego sterowania silnikami spalinowymi. Działalność naukową łączy ze współpracą z biznesem. W kwietniu jego zespół został laureatem nagrody Renoma Roku 2014 magazynu "Prestiż - relacje gospodarcze" za urządzenie do skróconego startu i lądowania statku powietrznego, zwłaszcza wiatrakowca. Jest brązowym medalistą mistrzostw Polski w szachach i zapalonym pływakiem.