| Tytuł projektu: Aerostaty adaptacyjne, rozpięte na strukturze wsporczej SDT (Self-Deployable Tensegrity), jako platformy do celów wielo-tematycznego monitoringu powierzchni Ziemi (Aero-SDT) |
Umowa:
TANGO-IV-C/0001/2019-00
Czas realizacji:
2020-07-01 / 2023-12-31
Konsorcjum:
Koordynator
Sponsor:
NCBiR
Typ:
TANGO
Konkurs:
4
Lista wykonawców:
| 1 | Jan Całka | |
| 2 | dr inż. | Cezary Graczykowski |
| 3 | prof. dr hab. inż. | Jan Holnicki-Szulc♦ |
| 4 | dr inż. | Grzegorz Mikułowski |
| 5 | dr inż. | Andrzej Świercz |
| 6 | dr hab. inż. | Zbigniew Wołejsza |
| ♦ kierownik |
Streszczenie:
Celem projektu jest budowa innowacyjnej platformy obserwacji Ziemi w oparciu o rozwijaną w ramach projektu metodę wynoszenia aerostatów adaptacyjnych, rozpiętych na strukturze SDT - Self Deployable Tensegrity (Aero-SDT). Platforma ta ma zostać docelowo wykorzystana do wielotematycznego monitoringu powierzchni Ziemi. Rezultatem projektu będą demonstratory systemu złożonego z platformy nośnej w (aerostatu) wraz z montowanym na nim komponentem obrazowania powierzchni Ziemi.
Aktualnie stosowane na świecie techniki wynoszenia aerostatów wypełnionych helem bazują na koncepcji samo-wynoszenia z poziomu 0 na poziom docelowy (nawet stratosferyczny 20-25 km), co stawia poważne wyzwania projektowe (potrzeba zbiorników z dodatkowymi rezerwami sprężonego helu nośnego z jednej strony oraz wymogi utrzymania małych oporów aerodynamicznych). Objętość helu wypełniającego aerostat musi wzrosnąć ponad 12-krotnie w trakcie zaplanowanego wznoszenia, aby zapewnić odpowiednią równowagę wypornościową.
Proponowana technologia wynoszonych (w postaci kompaktowej 1D) aerostatów, samo- rozkładalnych (do postaci 3D), bazująca na koncepcji SDT, ma szansę zrewolucjonizować omawiany, dynamicznie rozwijający się sektor technologii stratosferycznych.
Akademicka koncepcja tensegrity ultra-lekkich, prętowo-cięgnowych struktur nośnych pozwala na jej uogólnienie, poprzez wprowadzenie sprężenia i odpowiednie sterowanie zmianami stanu naprężeń wstępnych, z możliwością modyfikacji kształtu aerostatu (morfingu). Ten zaś efekt pozwala na kontrolowane jednocześnie zmiany objętości obiektu (przy wznoszeniu/ opadaniu) oraz kształtu (redukcja oporów aerodynamicznych).
Technika szybkiego wynoszenia aerostatu (przez rakietę lub samolot) i precyzyjnego umieszczania w z góry zaplanowanej lokacji, a następnie skutecznego sterowania jego stabilnym położeniem (temperatura, ciśnienie atmosferyczne) pozwoli na przygotowanie oferty jego wykorzystania do wielu, atrakcyjnych rynkowo oraz niezbędnych społecznie misji.
Obszar, dziedziny i dyscypliny naukowej:
| 5.1.5: | obszar nauk technicznych, dziedzina nauk technicznych, dyscyplina budowa i eksploatacja maszyn |
| 5.1.17: | obszar nauk technicznych, dziedzina nauk technicznych, dyscyplina mechanika |
Lista publikacji:
| 1. | Knap L., Świercz A., Graczykowski C., Holnicki‑Szulc J., Self-deployable tensegrity structures for adaptive morphing of helium-filled aerostats, ARCHIVES OF CIVIL AND MECHANICAL ENGINEERING, ISSN: 1644-9665, DOI: 10.1007/s43452-021-00292-6, Vol.21, No.159, pp.1-18, 2021 |  | 140p. | |
| 2. | Mikułowski G., Popławski B., Jankowski Ł., Semi-active vibration control based on switchable transfer of bending moments: study and experimental validation of control performance, SMART MATERIALS AND STRUCTURES, ISSN: 0964-1726, DOI: 10.1088/1361-665X/abe33b, Vol.30, No.4, pp.045005-1-045005-22, 2021 |  | 100p. | |
| 3. | Mikułowski G., Vibration isolation concept by switchable stiffness on a semi-active pneumatic actuator, SMART MATERIALS AND STRUCTURES, ISSN: 0964-1726, DOI: 10.1088/1361-665X/ac008f, Vol.30, No.7, pp.075019-1-15, 2021 | | 100p. | |
| 4. | Knap L., Świercz A., Graczykowski C., Holnicki-Szulc J., The concept of self-deployable helium-filled aerostats based on tensegrity structures, AeroBest 2021, International Conference on Multidisciplinary Design Optimization of Aerospace Systems, 2021-07-21/07-23, Lisboa (PT), pp.3-13, 2021 | | ||
| 5. | Knap L., Świercz A., Graczykowski C., Holnicki-Szulc J., Adaptive morphing of tensegrity-based helium-filled aerostats, AeroBest 2021, International Conference on Multidisciplinary Design Optimization of Aerospace Systems, 2021-07-21/07-23, Lisboa (PT), pp.14-28, 2021 | |