Poznajmy się. Zakład Automatyki i Osprzętu Lotniczego

Inicjatorem utworzenia katedry był docent inż. Kazimierz Głębicki, który został też jej pierwszym kierownikiem. W 1971 r. w wyniku zmian organizacyjnych na wydziałach Politechniki Warszawskiej z połączenia katedr powstały instytuty, a w nich utworzono zakłady. W ten sposób powstał Instytut Techniki Lotniczej i Hydroaeromechaniki, a w nim, z dotychczasowej Katedry Osprzętu Lotniczego został utworzony Zakład Osprzętu Lotniczego pod kierownictwem docenta inż. Kazimierza Głębickiego.

W 1975 r., w wyniku połączenia Instytutu Techniki Lotniczej i Hydroaeromechaniki z Instytutem Mechaniki Stosowanej, powstał Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej, a nazwa Zakładu Osprzętu Lotniczego została zmieniona na Zakład Automatyki i Osprzętu Lotniczego. Po przejściu na emeryturę prof. inż. Kazimierza Głębickiego Kierownikiem Zakładu został doc. dr inż. Jerzy Kręcisz. W 1979 r. po śmierci doc. dr inż. Jerzego Kręcisza w wypadku samochodowym Kierownikiem Zakładu do września 1988 r został prof. dr hab. inż. Ryszard Vogt. W latach 1988 - 1999 pracami Zakładu kierował doc. dr inż. Wiesław Łucjanek, a w latach  1999 -2022 r Kierownikiem Zakładu był prof. dr hab. inż. Janusz Narkiewicz. Od roku 2022 zakładem kieruje dr hab. inż. Marcin Żugaj, profesor uczelni.

W zakładzie prowadzone są dydaktyka i badania naukowe w zakresie systemów lotniczych i zagadnień pokrewnych, takich jak sterowanie i nawigacja, a także wiropłatów i symulatorów.

W pracach zakładu istotny udział mają doktoranci, którzy nie tylko realizują badania w ramach swoich prac doktorskich, ale także prowadzą zajęcia dydaktyczne. Obecnie z Zakładem związanych jest czterech doktorantów, realizujących także doktoraty wdrożeniowe.

Działalność dydaktyczna i naukowa

Profil kształcenia obejmuje obszary istotne dla systemów znajdujących się na pokładach statków powietrznych oraz innych platform mobilnych. 

Dydaktyka obejmuje systemy statków powietrznych, symulację systemów, symulatory, sterowanie, nawigację, przetwarzania sygnałów oraz integrację systemów lotniczych. a także aeromechaniką wiropłatów. Zakres i treść przedmiotów dostosowywana jest do aktualnego stanu rozwoju techniki w zakresie systemów i urządzeń znajdujących się na pokładach współczesnych statków powietrznych.

Pracownicy zakładu prowadzą zajęcia dydaktyczne dla kierunków: Lotnictwo i Kosmonautyka, Automatyka i Robotyka oraz Mechanika i Projektowanie Maszyn. Zajęcia dydaktyczne prowadzone są na obu stopniach kształcenia – inżynierskim i magisterskim, na studiach stacjonarnych oraz niestacjonarnych (zaocznych) w języku polskim i angielskim.

Dla wszystkich studentów kierunku Lotnictwo i Kosmonautyka oferowany jest możliwie pełny przegląd urządzeń i systemów istniejących na współczesnych statkach powietrznych. Wiedza ta pogłębiana jest i uzupełniana na przedmiotach specjalnościowych dedykowanych głównie dla specjalności Automatyka i Systemy Lotnicze na kierunku Lotnictwo i kosmonautyka.

W latach sześćdziesiątych XX w. w Zakładzie były realizowane badania dotyczące m.in. giroskopowych układów pomiarowych, pokładowych instalacji przeciwpożarowych, urządzeń automatyki przemysłowej oraz unikatowych urządzeń pomiarowo-kontrolnych dla przemysłu. Pracownicy Zakładu uczestniczyli w powstaniu pierwszych polskich symulatorów lotu samolotów i śmigłowca, a także symulatorów innych obiektów. Obecnie działalność naukowa i badawcza obejmuje:

• modelowanie dynamiki i symulację ruchu platform mobilnych (statki powietrzne, bomby i rakiety, pojazdy lądowe, statki morskie, satelity),
• teorię, metody i algorytmy sterowania, a także zaawansowaną teorię sterowania wykorzystującą metody mechaniki analitycznej,
• systemy sterowania, w tym układy sterowania automatycznego lotem statków powietrznych,
• symulację systemów pokładowych platform mobilnych - lotniczych i innych,
• symulatory,
• metody i układy nawigacji, w tym nawigacji satelitarnej, wizyjnej i bezwładnościowej,
• aeromechanikę wiropłatów: śmigłowca jedno- i dwuwirnikowego w układzie współosiowym, a także tilt-rotora i wiatrakowca, oraz niekonwencjonalnych układów wirników,
• analizę układów człowiek-maszyna.

Prace naukowe prowadzone są przede wszystkim w ramach pozyskiwanych grantów międzynarodowych i krajowych. We wszystkich projektach uczestniczą doktoranci i studenci. 

Infrastruktura badawcza zakładu

Podstawowe elementy infrastruktury badawczej i laboratoryjnej w zakładzie to:

• Laboratorium symulatorów 
  • W Laboratorium zainstalowane są dwa symulatory załogowych statków powietrznych oraz kilka stanowisk - urządzeń treningowych pojazdów bezzałogowych. Infrastruktura symulatorów załogowych statków powietrznych składa się z kabin statków powietrznych (w tym śmigłowca PZL SW-4), dwóch przemysłowych zestawów komputerowych wraz z oprogramowaniem, stanowisk instruktorów oraz układów wizualizacji.
• Modele latające śmigłowców oraz samolotów oraz zestaw robotów mobilnych naziemnych.
• Oprogramowanie symulacyjno-projektowym FLIGHTLAB przeznaczone do modelowania dynamiki obiektów latających (wiropłatów i innych statków powietrznych) oraz układów sterowania (w tym także układów fly-by-wire z autopilotem).
• W pracowni komputerowej działa również laboratorium dydaktyczne sterowników PLC.
• Różnorodne czujniki i urządzenia stosowane na różnorodnych platformach mobilnych (odbiorniki GPS różnych klas, czujniki bezwładnościowe piezowibracyjne
  i światłowodowe, busole magnetyczne indukcyjne i magnetorezystancyjne, kamery do przetwarzania obrazu, centrale danych aerodynamicznych, itp.).
• Laboratorium autonomicznych obiektów ruchomych

Kabina śmigłowca SW-4 w Laboratorium Symulatorów na MEiL PW

Projekty badawcze krajowe i międzynarodowe

Najważniejsze projekty, w których uczestniczył zakład:

• Projekty międzynarodowe realizowane na zlecenie przemysłu

1. OpUSS (Optimization of Unmanned System of Systems) 
2. Projekty studenckie realizowane na zlecenie firmy BOEING

• Projekty 5/6/7 Programu Ramowego oraz Programu H2020 Unii Europejskiej

1. SEA-AHED (Simulation Environment and Advisory System for On-board Help, and Estimation of Maneuvering Performance During Design)
2. ADFCS II (Affordable Digital Fly-By-Wire Flight Control Systems for Small Commercial Aircraft - Second Phase).
3. NICE-TRIP (Novel Innovative Competitive Effective Tilt Rotor Integrated Project).
4. NEFS (New Track Integrated ElectricalSingle Flap DriveSystem)
5. NACRE (New Aircraft Concepts Research)
6. TALOS (Transportable Autonomous patrol for Land bOrder Surveillance system)
7. CAPECON (Civil UAV Applications & Economic Effectivity of Potentat Configuration solutions)
8. ACROSS (Advanced Cockpit for Reduction of Stress and Workload)
9. ONION (Operational Network of Individual Observation Nodes)

• Projekty krajowe

1. Autonomiczny system wykrywania i niszczenia min niemetalowych
2. PROTEUS (Zintegrowany Mobilny System Wspomagający Działania Antyterrorystyczne i Antykryzysowe)
3. SATSERWIS (System nawigacji wzajemnej satelitów na potrzeby ich serwisowania na orbicie oraz lotu w formacji)
4. MYSTERY (Metodyka syntezy systemu sterowania statkiem powietrznym z uwzględnieniem sytuacji podwyższonego ryzyka)
5. BPL (Bezzałogowe Platformy Lądowe)
6. APN (Autonomiczne Platformy Nawodne)
7. Rozwój Technologii Układów Wykonawczych Sterowania Rakiet
8. HELIMARIS (Modification of an optionally piloted helicopter for maritime mission performance)

Badania w locie floty UAV, Projekt OpUSS/ fot. Zakład Automatyki i Osprzętu Lotniczego MEiL PW

Współpraca z przemysłem i zastosowania wyników badań

Zakład współpracuje z licznymi ośrodkami naukowymi i przemysłowymi w Europie i USA, w ramach Programów Ramowych UE oraz w ramach zleceń zewnętrznych.

Rozwinięta jest współpraca z ośrodkami krajowymi takimi jak: Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów, ETC Aerospace Industries, Instytut Lotnictwa, Wojskowa Akademia Techniczna (WAT), Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych (ITWL), Leonardo PZL Świdnik, Politechnika Rzeszowska (PRz), Boeing, GE, Thales Alenia Space.

Pracownicy zakładu mogą także pochwalić się organizacją 45 edycji European Rotorcraft Forum (Europejskiego Forum Wiropłatowego), skupiającego przedstawicieli przemysłu, nauki, operatorów i agencji certyfikujących, które po raz pierwszy odbyło się w Polsce. Forum zostało zorganizowane na terenie Politechniki Warszawskiej.

Perspektywy rozwoju

Planowana jest kontynuacja prac badawczych w zakresie symulatorów, sterowania oraz technologii kosmicznych. Będą prowadzone prace z zakresu systemów sterowania i nawigacji platform ruchomych, aeromechaniki wiropłatów oraz badań teoretycznych zaawansowanej teorii sterowania. Podejmowane będą działania prowadzące do bardziej efektywnej współpracy z przemysłem oraz pozyskiwania środków na badania z różnorodnych źródeł krajowych i zagranicznych.

Studenckie Koło Awioniki MELAVIO/ fot. Zakład Automatyki i Osprzętu Lotniczego MEiL PW

Studenckie Koło Awioniki MELAVIO

Od 2006 r. przy Zakładzie działa Studenckie Koło Awioniki MELAVIO. Skupia studentów, których głównym zainteresowaniem jest opracowywanie i rozwijanie systemów znajdujących się na wyposażeniu załogowych i bezzałogowych statków powietrznych. W ostatnich latach studenci opracowywali własne samoloty bezzałogowe oraz układy automatycznego sterowania lotem. Studenci koła corocznie biorą udział w zawodach samolotów bezzałogowych, między innymi „UAV Challenge” w Australii.