Instytut Podstawowych Problemów Techniki
Polskiej Akademii Nauk

Pracownicy

dr hab. inż. Zbigniew Wołejsza

Zakład Technologii Inteligentnych (ZTI)
Pracownia Inżynierii Bezpieczeństwa (PIB)
stanowisko: główny specjalista
telefon: (+48) 22 826 12 81 wewn.: 197
pokój: 444
e-mail:
ORCID: 0000-0001-6568-3429

Ostatnie publikacje
1.  Knap L., Graczykowski C., Holnicki-Szulc J., Wołejsza Z., Strategies for reduction of energy consumption during ascending and descending process of modern telescopic HAPS aerostats, BULLETIN OF THE POLISH ACADEMY OF SCIENCES: TECHNICAL SCIENCES, ISSN: 0239-7528, DOI: 10.24425/bpasts.2020.131833, Vol.68, No.1, pp.155-168, 2020

Streszczenie:
In this article, the authors propose and investigate a new concept of HAPS aerostat design in a modular form, which allows for sequential increasing or decreasing of the total volume, up to the desired size. In its initial form, the aerostat has relatively small dimensions but its central cylindrical part is multi-segmented and can be easily extended. The application of controllable construction couplings enables precise control of the aerostat expansion process and significantly improves its vertical mobility. The paper describes details of telescopic aerostat construction, presents a mathematical model of its vertical motion and investigates numerically two volume control strategies aimed at maximization of operation efficiency and minimization of operation cost. The results obtained reveal the main problems that have to be addressed and the factors that play a key role in design of such telescopic aerostats and control of their vertical mobility.

Słowa kluczowe:
helium airship, control of vertical mobility, reduced energy consumption, optimum ascending and descending path

Afiliacje autorów:
Knap L. - Politechnika Warszawska (PL)
Graczykowski C. - IPPT PAN
Holnicki-Szulc J. - IPPT PAN
Wołejsza Z. - IPPT PAN
100p.
2.  Mikułowski G., Pawłowski P., Wołejsza Z., Podwozie lotnicze z adaptacyjnym systemem absorpcji energii, JOURNAL OF AERONAUTICA INTEGRA, ISSN: 1896-8856, Vol.1, pp.125-129, 2007

Streszczenie:
Podczas każdego lądowania samoloty są narażone na duże przeciążenia dynamiczne mające zdecydowany wpływ na trwałość i niezawodność konstrukcji nośnej. Wielkość przeciążeń, jakim poddawany jest kadłub samolotu, zależy w dużej mierze od poprawnej pracy podwozia lotniczego. Głównym elementem podwozia, który pochłania największą ilość energii kinetycznej związanej z momentem przyziemienia jest amortyzator. Optymalne działanie amortyzatora lotniczego ma decydujący wpływ na zużycie zmęczeniowe materiałów konstrukcyjnych oraz na bezpieczeństwo lądowania.
Wprowadzenie systemu adaptacyjnego, który będzie w stanie modelować charakterystykę dyssypacji po przeprowadzeniu diagnozowania energii kinetycznej związanej z prędkością przyziemienia i ciężarem samolotu, znacznie poprawi efektywność działania amortyzatora lotniczego, zwiększając niezawodność eksploatacyjną konstrukcji i bezpieczeństwo lotu.

Słowa kluczowe:
podwozia lotnicze, podwozie adaptacyjne, adaptacyjna dyssypacja energii

Afiliacje autorów:
Mikułowski G. - IPPT PAN
Pawłowski P. - IPPT PAN
Wołejsza Z. - IPPT PAN

Prace konferencyjne
1.  Świercz A., Graczykowski C., Knap L., Wołejsza Z., Holnicki-Szulc J., SKY SAILING OF TETHERED AEROSTATS FOR EFFICIENT AERIAL MONITORING, AeroBest 2023, II ECCOMAS Thematic Conference on Multidisciplinary Design Optimization of Aerospace Systems, 2023-07-19/07-21, Lisbon (PT), pp.379-387, 2023

Streszczenie:
This contribution introduces the concept of sky sailing, which combines the
advantages of airships and standard fixed-wing aircraft, albeit in a vertical plane alignment.
The proposed vehicle is equipped with rigid aerodynamic sails and auxiliary engines, enabling
navigation and control with minimal power consumption along the desired trajectory. The
proper orientation of the airship relative to the wind direction is achieved through the
adjustment of the sails' angle of attack and the use of auxiliary lateral engines. Consequently,
the system enables efficient maneuvering, particularly in windy conditions, while requiring low
energy input. In the current stage of our research, we focus on 2D sky sailing in a horizontal
plane. This study formulates mathematical model which employs a combined approach of
analytical methods and numerical simulations based on finite volume method. Then, the
corresponding control problem aimed at following the desired fly path with the lowest possible
energetic cost. The motivation behind this work stems from the potential applications of aerial
monitoring, such as crop or forest surveillance.

Słowa kluczowe:
Airship, flight control, optimization, aerospace

Afiliacje autorów:
Świercz A. - IPPT PAN
Graczykowski C. - IPPT PAN
Knap L. - Politechnika Warszawska (PL)
Wołejsza Z. - IPPT PAN
Holnicki-Szulc J. - IPPT PAN
2.  Holnicki-Szulc J., Faraj R., Graczykowski C., Mikułowski G., Pawłowski P., Świercz A., Wołejsza Z., Knap L., Sekuła K., Wiącek D., ADAPTIVE AIRBAG SYSTEMS FOR PROTECTION OF GENERAL AVIATION, AeroBest 2023, II ECCOMAS Thematic Conference on Multidisciplinary Design Optimization of Aerospace Systems, 2023-07-19/07-21, Lisbon (PT), pp.173-183, 2023

Streszczenie:
The contribution describes three innovative external airbag systems developed by the
authors for the protection of flying objects during emergency landings. The first one is the
AdBag system dedicated for small drones, which is designed to protect the carried equipment
and prevent damages to objects or injuries to people at the crash location. The second system
is external airbag designed for ultralight aircraft Skyleader 600, which provides significant
reduction of touchdown velocity and deceleration levels during emergency landings, thereby
improving protection of the pilot and the passengers. Finally, the last presented solution is the
Spring-Drop system with specialized airbag deployment technique, which is dedicated for
specialised airdrop operations where the touchdown conditions can be extremely harsh and
unexpected, while protection of transported cargo is of crucial importance. Both conceptual
studies, numerical simulations and experimental tests of the three proposed systems are
presented and discussed.

Słowa kluczowe:
External airbags, adaptive system, emergency landing, human safety

Afiliacje autorów:
Holnicki-Szulc J. - IPPT PAN
Faraj R. - IPPT PAN
Graczykowski C. - IPPT PAN
Mikułowski G. - IPPT PAN
Pawłowski P. - IPPT PAN
Świercz A. - IPPT PAN
Wołejsza Z. - IPPT PAN
Knap L. - Politechnika Warszawska (PL)
Sekuła K. - inna afiliacja
Wiącek D. - IPPT PAN
3.  Graczykowski C., Knap L., Holnicki-Szulc J., Wołejsza Z., Development of Control Strategies for Vertical Mobility of Adaptive Telescopic High-altitude Aerostats, SMART 2019, 9th ECCOMAS Thematic Conference on Smart Structures and Materials, 2019-07-08/07-11, Paris (FR), pp.1-8, 2019

Streszczenie:
In this article we propose a new concept of adaptive telescopic high-altitude aerostat designed in a modular form which allows for sequential changes of volume during the flight. The proposed telescopic aerostat can be easily enlarged or contracted due to application of multi-segmented construction, controllable segments’ couplings and precise adjustment of internal pressure obtained using additional gas tank, valve and compressor. Conducted changes of aerostat volume allow to precisely control generated lift force and to obtain desired paths of ascending and descending. The paper briefly presents development of control strategies aimed at: i) reaching the subsequent altitudes in the shortest period of time, ii) reaching these altitudes at the smallest cost defined as total work done by the compressor. The obtained results show high potential of the proposed innovative concept of the aerostat.

Słowa kluczowe:
helium airship, control of vertical mobility, reduced energy consumption, optimal ascending and descending paths

Afiliacje autorów:
Graczykowski C. - IPPT PAN
Knap L. - Politechnika Warszawska (PL)
Holnicki-Szulc J. - IPPT PAN
Wołejsza Z. - IPPT PAN
4.  Wołejsza Z., Holnicki-Szulc J., Graczykowski C., Hinc K., Faraj R., Kowalski T., Mikułowski G., Kaźmierczak K., Wiszowaty R., Pawłowski P., Dynamics and control of adaptive airbags for UAV impact protection, ISMA 2018 / USD 2018, International Conference on Noise and Vibration Engineering / International Conference on Uncertainty in Structural Dynamics, 2018-09-17/09-19, Leuven (BE), pp.3661-3670, 2018

Streszczenie:
Small drones with total mass of a few kilograms are becoming more and more popular in many applications increasing the probability of occurrence of emergency situations caused by an equipment failure or a human error. In case of a fall from a high altitude very often it is possible to use parachute rescue systems, which however require relatively long time for deployment and development of braking forces. The touchdown velocity may be large enough to exceed limit accelerations for UAV equipment. The paper presents the concept of deployable airbag systems, in particular with adaptive flow control, which provides a possible solution to the above-mentioned problems. The paper discusses the overall control and adaptation strategy. Simplified methods for mathematical modeling are proposed and formulated for an example on a cylindrical airbag. The conceptual part is concluded with the presentation of the methodology of experimental verification and results of initial tests of the integrated airbag system.

Afiliacje autorów:
Wołejsza Z. - IPPT PAN
Holnicki-Szulc J. - IPPT PAN
Graczykowski C. - IPPT PAN
Hinc K. - inna afiliacja
Faraj R. - IPPT PAN
Kowalski T. - Adaptronica Sp. z o.o. (PL)
Mikułowski G. - IPPT PAN
Kaźmierczak K. - inna afiliacja
Wiszowaty R. - IPPT PAN
Pawłowski P. - IPPT PAN
20p.

Abstrakty konferencyjne
1.  Kowalski T., Faraj R., Graczykowski C., Hinc K., Mikułowski G., Pawłowski P., Wołejsza Z., Development of adaptive airbags for emergency landing of small uav, SolMech 2018, 41st SOLID MECHANICS CONFERENCE, 2018-08-27/08-31, Warszawa (PL), pp.1-2, 2018

Patenty
Numer/data zgłoszenia patentowego
Ogłoszenie o zgłoszeniu patentowym
Twórcy
Tytuł
Kraj i Nazwa uprawnionego z patentu
Numer patentu
Ogłoszenie o udzieleniu patentu
pdf
444191
2023-03-24
-
-
Wołejsza Z., Świercz A., Holnicki-Szulc J. K., Całka J.
Urządzenie do generowania energii elektrycznej z wiatru oraz sposób generowania energii elektrycznej z jego wykorzystaniem
PL, Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN
-
-
-
20200454.5
2020-10-07
Bulletin 2021/15
2021-04-14
Faraj R., Kowalski T. M., Wołejsza Z., Mikułowski G., Pawłowski P., Hinc K., Graczykowski C., Holnicki-Szulc J.
Emergency landing device
EPO, Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN
3805099
Bulletin 2022/14
2022-04-06



434024
2020-05-21
BUP 34/2021
2021-11-22
Zawidzki M., Wołejsza Z.
Zasadniczo cylindryczna konstrukcja modułowa do zabezpieczania obiektu na dnie akwenu
PL, Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN
243080
WUP 25/2023
2023-06-19



433276
2020-03-17
BUP 25/2021
2021-09-20
Wołejsza Z., Holnicki-Szulc J. K.
Adaptacyjny układ utwierdzenia na uwięzi zwłaszcza aerostatu oraz zawierający go statek powietrzny
PL, Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN
244538
WUP 06/2024
2024-02-05



20156826.8
2020-02-12
Bulletin 2020/34
2020-08-19
Knap L., Wołejsza Z., Graczykowski C., Faraj R., Holnicki-Szulc J.
Tethered helium kite gas replenishment device and gas replenishment method
EPO, Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN
3696080
Bulletin 2022/08
2022-02-23



431425
2019-10-09
BUP 08/2021
2021-04-19
Faraj R., Kowalski T., Wołejsza Z., Mikułowski G., Pawłowski P. K., Hinc K., Graczykowski C., Holnicki-Szulc J. K.
Adaptacyjne urządzenie awaryjnego lądowania obiektu, zwłaszcza dla bezzałogowego statku powietrznego
PL, Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN
244467
WUP 5/2024
2024-01-29



430191
2019-06-10
BUP 26/2020
2020-12-14
Knap L., Graczykowski C., Holnicki-Szulc J., Wołejsza Z.
Sterowiec o zmiennej objętości oraz sposób zmiany położenia sterowca w pionie
PL, Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN
241805
WUP 50/2022
2022-12-12



428956
2019-02-18
BUP 18/2020
2020-08-24
Knap L., Wołejsza Z., Graczykowski C., Faraj R., Holnicki-Szulc J. K.
Urządzenie uzupełniające ubytki gazu w latawcu helowym na uwięzi oraz sposób uzupełniania ubytków gazu
PL, Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN
241873
WUP 51/2022
2022-12-19



420831
2017-03-13
BUP 21/2018
2018-10-08
Faraj R., Wołejsza Z.
Konstrukcja mechanizmu do pre-rotacji wirnika nośnego oraz sposób wprawiania wirnika nośnego w stan wstępnej rotacji z zastosowaniem mechanizmu z kołem zamachowym, zwłaszcza do kapsuł zrzutowych
PL, Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN
233225
WUP 09/2019
2019-09-30



419786
2016-12-13
BUP 13/2018
2018-06-18
Holnicki-Szulc J., Faraj R., Pawłowski P., Wołejsza Z., Kaźmierczak K., Hinc K.
Rozkładana konstrukcja sterowca stratosferycznego i sposób zmiany objętości, zwłaszcza rozkładanej konstrukcji sterowca stratosferycznego
PL, Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN, Adaptronica sp. z o.o.
233353
WUP 10/2019
2019-10-31



Kategoria A Plus

IPPT PAN

logo ippt            ul. Pawińskiego 5B, 02-106 Warszawa
  +48 22 826 12 81 (centrala)
  +48 22 826 98 15
 

Znajdź nas

mapka
© Instytut Podstawowych Problemów Techniki Polskiej Akademii Nauk 2024