Społeczność pasjonatów

Warszawski Instytut Lotnictwa od ulicy wygląda niepozornie. Jednak po przejściu przez niewielką bramę ujawniają się rozmiary tego kompleksu, w którym pracuje niemal 2 tys. osób. Teren Instytutu bezpośrednio styka się z lotniskiem  na warszawskim Okęciu. Samoloty co i rusz przelatują z hukiem nad głową. Pomiędzy budynkami poszczególnych zakładów, pracowni i laboratoriów stoją modele maszyn lotniczych – nie sposób ani na chwilę zapomnieć, co to za placówka. Borys Łukasik oprowadza mnie po  najciekawszych zakątkach, pomimo padającego deszczu. 

– Praca inżyniera składa się głównie z ciągłego wykonywania iteracji, czyli dokonywania obliczeń, sprawdzania ich i ponownego liczenia od początku, aż to, co założyliśmy, zgodzi się z obliczeniami. To trochę jak nieustanne kopanie i zasypywanie dołów, żeby zacząć kopać kolejny, pięć centymetrów dalej – śmieje się Łukasik, ale o tym, co robi, opowiada z niezwykłym przejęciem. 

Lotnictwem interesował się „od zawsze”, a w rozwijaniu tej pasji z pewnością pomogło to, że pochodzi z inżynierskiej rodziny. Czytał książki naukowe, składał modele samolotów. Z czasem hobby przerodziło się w poważny plan. Zamierzał zdawać do szkoły lotniczej w Dęblinie i zostać pilotem wojskowym. 

– Zrezygnowałem. Pomyślałem, że wojsko nie jest dla mnie – wspomina. 

Poza tym coraz silniej pociągały go kwestie techniczne. O swoich studiach na wydziale lotniczym, uznawanych za bardzo trudne, mówi, że były dla niego czystą przyjemnością. A decyzję o podjęciu pracy i studiów doktoranckich w Instytucie Lotnictwa uważa za wyjątkowo trafną. – To świetne miejsce dla młodego naukowca. Ludzie nie widzą w tej pracy wyłącznie realizacji celów firmy. Jest to dla nich okazja do rozwoju, pogłębiania wiedzy i zainteresowań – wyjaśnia. 

Instytut stanowi wspólnotę pasjonatów, którzy robią to, co kochają, lubią o tym rozmawiać i dzielić się swymi odkryciami. Nie ma wyścigu szczurów ani parcia na wynik. Jako placówka naukowo-badawcza, stawia na poszukiwanie innowacji, choć wykonuje też wiele rutynowych zadań, jak testowanie podzespołów i części maszyn. Jednak nawet o tym Łukasik mówi z zaangażowaniem. Opowiada, jak w znajdującym się nieopodal jego pracowni tunelu aerodynamicznym poszukiwał kiedyś optymalnej pozycji ciała Adam Małysz i jak dla jednej z firm sprawdzano korytarze powietrzne w Warszawie przy użyciu miniaturowej makiety miasta. 

Silnik na kadłubie

Instytut rozwija się zgodnie ze współczesną tendencją do nawiązywania międzynarodowej współpracy z innymi ośrodkami tego typu. Stosowne umowy podpisał z Uniwersytetem Stanowym w Ohio, a ostatnio z uniwersytetem w Brasílii. Kooperacja z Ohio dała mnóstwo korzyści – to jeden z wiodących ośrodków, silnie związany m.in. z NASA. Łukasik spędził na tej uczelni pół roku i to tam zaczął prace, które przerodziły się w doktorat – analizę możliwości zastosowania w lotnictwie napędów elektrycznych i turboelektrycznych (spalinowo-elektrycznych). 

– Branża silników lotniczych dochodzi do ściany. Osiągnięcie ich minimalnie większej wydajności wiąże się z ogromnymi kosztami – tłumaczy. 

Poszukuje się nowych metod napędzania samolotów: tańszych, bardziej ekologicznych, pozwalających czynić mniej hałasu. Łukasik przyszłość widzi przede wszystkim w silnikach turboelektrycznych. Porównuje je do tych w samochodach hybrydowych. O ile jednak waga auta nie jest aż tak istotna, to w przypadku latającej maszyny jest kluczowa. Dosłownie każdy kilogram się liczy, a im lżejsza struktura samolotu i jego napęd, tym niższe koszty jego użytkowania albo większa pojemność. Oszczędności potrafią iść w miliony.

W dużym skrócie, napęd turboelektryczny polega na zastąpieniu wielu silników turbowentylatorowych turbiną gazową zasilającą generator elektryczny, który z kolei wytwarza prąd do napędu wirników samolotu. W efekcie ten ostatni zabiera w podróż znacznie mniej benzyny i może poprawić tzw. stosunek dwuprzepływowości. Jeśli takie urządzenia zaczną być stosowane, nie tylko obniży to zużycie paliwa o co najmniej 20 proc., ale również może pozwolić na spełnienie futurystycznych wizji, jak pionowy start samolotu pasażerskiego czy umieszczanie silników w zupełnie dowolnych miejscach – np. na kadłubie. 

Najpierw jednak trzeba rozwiązać pewne trudności: napęd turboelektryczny pozwala na zmniejszenie wagi i wielkości wentylatorów, ale jednocześnie pojawiają się dodatkowe elementy – generatory, silnik elektryczny itp., które też ważą. Jednym z zadań Łukasika jest więc zbadanie, w jaki sposób to zbilansować. Poza tym dzisiejszy samolot podczas lotu zużywa paliwo i jego masa znacznie spada, nim wyląduje. Tymczasem waga generatorów w czasie rejsu się nie zmniejszy. 

Mimo to przyszłość napędów turboelektrycznych rysuje się optymistycznie. – Pracę nad nimi rozpoczął właśnie Airbus we współpracy z Siemensem. Jeżeli tak wielcy gracze w to inwestują, widocznie się to opłaca – twierdzi Łukasik. Z kolei jego doktorat jest promowany przez Uniwersytet Stanowy w Ohio, który ściśle współpracuje z General Electric – jednym z głównych producentów napędów lotniczych. – Cały postęp w lotnictwie jest dziś po stronie gęstości energii akumulatorów. Gdyby ta wzrosła stukrotnie, moglibyśmy latać w pełni „elektrycznie”. Na razie jednak musimy sobie radzić w inny sposób – dodaje Łukasik.

Wiele rozwiązań, które w jego branży wciąż są przyszłością, jest już stosowanych w motoryzacji. Lecz w lotnictwie sprawa jest bardziej skomplikowana. W przeciwieństwie do samochodu, który w przypadku usterki elektryki może włączyć światła ostrzegawcze i zatrzymać się na poboczu, w samolocie musi działać absolutnie wszystko. Odpowiedzialność jest ogromna, co wpływa na tempo rozwoju awiacji. Od wstępnego konceptu do wdrożenia danego projektu na rynku mija średnio 10–20 lat. Po drodze są wielostronne testy i uzyskanie szeregu certyfikatów. 

Obliczenia Łukasika, za pośrednictwem jednego z prowadzących go w Ohio naukowców, trafiły nawet  do NASA, gdzie zostały zaprezentowane i są już wykorzystywane. To duże osiągnięcie dla młodego doktoranta. NASA bardzo poważnie zajmuje się napędami z użyciem elektryki. Nie każdy wie, że istotnym elementem działalności Agencji, kojarzącej się głównie z lotami w kosmos, jest lotnictwo konwencjonalne. 

Napędy elektryczne i turboelektryczne to ważna część innowacyjnej działalności Instytutu Lotnictwa (współpromotorem pracy Łukasika jest dyrektor tej placówki, dr hab. inż. Witold Wiśniowski ), ale nie jedyna. W planach jest m.in. w pełni polska rakieta kosmiczna „Bursztyn”, zdolna wznieść się na wysokość 100 km,  a wśród projektów – także rzeczy niekoniecznie związane z lotami, jak zasobniki energii, które mogą być wykorzystane np. przez wojsko w szpitalach polowych. 

Pierwsza liga

Łukasik zaznacza, że nie jest menedżerem. – Jestem naukowcem – mówi. Jednak zasadnicze kierunki działania Instytutu zna. Ważna jest współpraca z przedsiębiorcami przy wykonywaniu ich zleceń. Instytut stara się też kapitalizować własne projekty. Niestety wielu z nich nie da się zrealizować w Polsce, choćby dlatego, że brakuje u nas fabryk produkujących większe maszyny. Niemniej rozwija się współpraca z Doliną Lotniczą na Podkarpaciu, m.in. w związku z projektem małego, w pełni elektrycznego, samolotu szkoleniowego. Lecz mimo tych bliskich więzi, np. z PZL Mielec i PZL Świdnik, nie zanosi się na to, że warszawską placówkę obejmie zapowiadana przez rząd „czebolizacja” – stworzenie opartych na ścisłej współpracy kompleksów naukowo-techniczno-produkcyjnych, na wzór koreańskich czeboli, takich jak Samsung czy LG. Instytut Lotnictwa pozostanie niezależną instytucją, która pozyskuje finansowanie z wielu źródeł. Np. dotacje z UE mocno zasiliły jego budżet w latach 2007–2014, gdy realizował za nie pięć projektów, w tym stworzenie polskiej technologii wiatrakowca. W tym czasie wprowadził też nowatorski element zarządzania projektami, nazwany „60+/30-”: inżynierom w wieku powyżej 60 lat towarzyszą młodsi koledzy, poniżej trzydziestki. Pozwala to na wymianę wiedzy i doświadczenia, a także zapobiega zanikaniu całych obszarów działalności Instytutu wraz z odejściem jego najstarszych pracowników. 

Dziś pieniędzy z Brukseli jest mniej, jednak silne wsparcie daje General Electric. Koncern ten jest bowiem nie tylko związany z Uniwersytetem Stanowym w Ohio, ale także od początku tego stulecia współpracuje z Instytutem Lotnictwa i sfinansował w nim wiele innowacyjnych projektów. Dzięki temu badania polskich naukowców mogą być szybko wykorzystane przez liczące się firmy na świecie. Ambicją Instytutu jest stać się wiodącym ośrodkiem w skali Europy. Kwitnąca już współpraca z Ohio powinna w tym pomóc, podobnie jak planowane w najbliższych latach zacieśnienie kontaktów z uniwersytetem w Brasilii, kolejną z czołowych instytucji naukowych świata. Być może kombinacja innowacji  – takich jak napęd, nad którym pracuje Łukasik – i międzynarodowej współpracy wprowadzi Instytut do globalnej pierwszej ligi ośrodków naukowych. O ile pozostanie on taki, jak jest – otwarty, niewywierający na inżynierów nadmiernej presji, sprzyjający kreatywności. Czyli nadal będzie społecznością pasjonatów. 

Borys Łukasik

Pracownik naukowy Instytutu Lotnictwa w Warszawie, gdzie pisze doktorat, w którym analizuje możliwości zastosowania w lotnictwie napędów elektrycznych i turboelektrycznych. 

Jego obliczenia dotyczące wykorzystania ciepła wydzielanego przez silnik elektryczny są wykorzystywane przez NASA. 

Absolwent Wydziału Mechanicznego Energetyki i Lotnictwa na Politechnice Warszawskiej; spędził także pół roku na Uniwersytecie Stanowym w Ohio, jednym z czołowych ośrodków naukowych świata silnie związanym m.in. z NASA. 

Interesuje się też motoryzacją i astronautyką, a siły regeneruje, pływając, surfując i żeglując. 

Ma 30 lat.