Naukowcy z Politechniki Rzeszowskiej opracowują innowacyjny absorber energii kinetycznej

RZESZÓW. Nad innowacyjnym absorberem energii kinetycznej pracują obecnie naukowcy z Politechniki Rzeszowskiej. Urządzenie będzie mogło być stosowane m.in.: w motoryzacji (np. w pojazdach mechanicznych, jako komponent zderzaków, amortyzator bezpieczeństwa, komponent barier drogowych) i w budownictwie (do absorbowania energii kinetycznej spadającej windy lub uderzenia statku powietrznego w lądowiska na budynkach). Projekt otrzymał dofinansowanie w ramach III naboru do Programu grantowego Podkarpackiego Centrum Innowacji.

Statystyki wskazują, że w Polsce, w 2020 roku, w wyniku 23 540 wypadków drogowych zginęło 2 491 osób (ponad 10%), a ciężko rannych zostało 8 805 osób. Oznacza to, że na milion mieszkańców Polski było aż 65 ofiar śmiertelnych – to czwarty najwyższy wskaźnik w Unii Europejskiej.

Naukowcy z Politechniki Rzeszowskiej pracują nad absorberem, który umożliwi przejmowanie energii kinetycznej i jej dyssypację podczas zderzeń i uderzeń z dużą siłą i prędkością – zwłaszcza w przypadku prędkości powyżej 20m/s.

– Naszym celem jest opracowanie absorbera, który posłuży do ochrony użytkowników pojazdów i obiektów budowlanych. Urządzenie może być stosowane łącznie z innymi środkami ochrony m.in. strefami kontrolowanego zgniotu, służącymi do ochrony pasażerów i pojazdów podczas zderzeń – wyjaśnia dr inż. Igor Labuda, lider zespołu naukowego.

Projekt naukowców z Politechniki Rzeszowskiej jest innowacyjny w skali świata. Opracowana technologia dyssypacji energii kinetycznej nie była bowiem dotychczas stosowana w technice. Z przeprowadzonych badań wynika, że obecnie nie są znane technologie umożliwiające uzyskanie stałego poziomu dyssypacji energii kinetycznej na całej drodze hamowania, przy prędkości uderzenia przekraczającej 20m/s.

– Optymalne wykorzystanie dostępnej drogi hamowania jest szczególnie istotne podczas wypadków, ponieważ zbyt duże przeciążenia lub niedociążenia są głównym powodem obrażeń organów wewnętrznych u użytkowników. Niejednokrotnie prowadzą one do ich zgonu – dodaje dr inż. Igor Labuda.

Pośród różnych typów znanych absorberów, jedynie przemysłowe absorbery hydrauliczne charakteryzują się zbliżonym do stałego poziomem dyssypacji energii kinetycznej na całej drodze hamowania. Jednak podczas dyssypacji energii zderzeń z dużą siłą (4,6705 e+005 N) i prędkością (27,78m/s = 100km/h) tego typu absorbery aktualnie nie mają zastosowania (ciśnienie cieczy, które powstaje w środku amortyzatora hydraulicznego może zniszczyć najpierw jego delikatniejsze elementy tj. uszczelnienia i zawory, a następnie jego korpus).

W związku z tym, w ramach projektu, podjęto próbę rozszerza obszaru zastosowania absorberów hydraulicznych. W jednym z opracowanych wariantów absorbera około 70% energii kinetycznej pochłaniają absorbery hydrauliczne, a pozostałe 30% rozpraszane jest głównie przez tarcie.

Opracowane urządzenie również obniża ryzyko uszkodzenia absorberów hydraulicznych wynikające z uderzeń nie osiowych (przekraczających dopuszczalne odchylenia od osi absorbera) i chroni je przed zgnieceniem (absorbery nie są ustawione na osi uderzenia).

Rozwiązanie naukowców z Politechniki Rzeszowskiej może zatem wypełnić niszę na rynku absorberów energii kinetycznej.

Innowacyjna technologia naukowców z Politechniki Rzeszowskiej będzie mogła być zaimplementowana w wielu gałęziach techniki. W motoryzacji, oprócz dyssypacji energii kinetycznej pojazdów, może być wykorzystana do ochrony ich zawieszenia w sytuacjach awaryjnych. Może mieć zastosowanie w drogowych barierach energochłonnych. Wynalazek ten może być przydatny również w budownictwie do ochrony konstrukcji budynków wyposażonych w lądowiska wyniesione dla helikopterów i dronów (szczególnie podczas lądowania awaryjnego) i architekturze do ochrony użytkowników wind podczas awarii.

Takie dodatkowe zabezpieczenie (instalowane w podszybiu windy) może amortyzować uderzenie spadającej windy podnosząc bezpieczeństwo jej użytkowników. W lotnictwie do ochrony zawieszenia statków powietrznych i dronów w trakcie awaryjnego lądowania. W kosmonautyce z kolei może być stosowany w lądownikach do ochrony zawieszenia podczas lądowania, zwłaszcza przy niskim ciśnieniu atmosferycznym lub braku atmosfery.

– Praca badawcza naukowców z Politechniki Rzeszowskiej odznacza się wysokim potencjałem wdrożeniowym. Jest ona odpowiedzią środowiska naukowego na ważny technicznie, gospodarczo i społecznie problem, jakim jest kwestia bezpieczeństwa pasażerów, zwłaszcza w obliczu kolizji lub wypadku. Opracowana w ramach programu grantowego koncepcja ma liczne przewagi konkurencje względem aktualnie stosowanych technologii ponieważ jest łatwo skalowana, co umożliwia jej implementację w urządzeniach, w których absorbery hydrauliczne nie mają zastosowania. Kooperacja pomiędzy działem Rozwoju Technologii PCI a twórcami rozwiązania dotyczy przede wszystkim nawiązania współpracy z inwestorem strategicznym. Celem tej współpracy będzie przeprowadzenie eksperymentalnych prób w warunkach zbliżonych do rzeczywistych – mówi Sławomir Chrobak, specjalista ds. rozwoju technologii PCI.

Projekt otrzymał dofinansowanie w ramach III naboru do Programu grantowego Podkarpackiego Centrum Innowacji. Nabór ten cieszył się rekordowym zainteresowaniem. Do konkursu wpłynęło aż 178 wniosków, a w efekcie dofinansowanie otrzymało 63 projekty z pięciu uczelni w regionie. Łączna pula przyznanych środków wyniosła ponad 17 mln zł.

źródło: materiały nadesłane