Zderzak Łągiewki
- EPAR
Damian Iwaszkiewicz TOW gr. II rok: 3
O tym wynalazku było głośno pod koniec lat 90. To jak biały, nieco już pordzewiały maluch raz po raz uderza w barierę energochłonną pokazywały nawet ówczesne Wiadomości. Wrażenie robił fakt, że samochód, bariera, a nawet nieprzypięty pasami kierowca wychodzili z takich prób bez szwanku: żadnej ryski, wgniecenia czy choćby siniaka. Zderzak Łągiewki określany tak od nazwiska jego konstruktora, dla jednych był zwiastunem rychłego przewrotu w motoryzacji, dla innych... zamachem na uznane prawa fizyki. Dlatego też nie uzyskał uznania środowiska naukowego, którego przedstawiciele, w obawie o swą reputację, albo odżegnywali się od komentarzy, albo prezentowali skrajny sceptycyzm.
Z jednym wyjątkiem: wojsko. Uznając, że wynalazek inżyniera z Kowar może mieć znaczenie strategiczne, pod koniec 2001 r. wojsko zaanektowało wszystkie modele, prototypy i obliczenia Lucjana Łągiewki, a jego samego na trzy tygodnie zamknęło w ośrodku badawczym. Na dodatek pod groźbą więzienia nałożyło roczny zakaz informowania o tym prasy.
Kilka lat później Brytyjski Uniwersytet Cambridge patentuje rozwiązanie będące istotą "zderzaka", a mianowicie zamieniające energię kinetyczną zderzenia na ruch wirowy koła zamachowego (10 lat wcześniej zgody na taki patent odmawia polski Urząd Patentowy). Ponieważ zderzak Łągiewki, a konkretniej Energetyczny Przetwornik Akumulacyjno-Rozpraszający (EPAR), może znaleźć szereg zastosowań (np. w barierach energochłonnych i odbojnikach na mostach, wiaduktach, nabrzeżach portowych, platformach wiertniczych, windach, w kolejnictwie, górnictwie, czy nawet na lotniskowcach przy wyhamowywaniu lądujących samolotów) potencjalne korzyści (także te wymierne) z prawa do niego są trudne do przeszacowania. Zwłaszcza, że unieszkodliwiając energię kinetyczną EPAR mógłby zamieniać ją na prąd. Biorąc to wszystko pod uwagę, 5 października bieżącego roku Międzynarodowa Federacja Organizacji Wynalazczych (IFIA) uznała EPAR "Najlepszym wynalazkiem pierwszej dekady XXI wieku".
10 listopada bieżącego roku polskie Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, przy wsparciu Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego zobowiązało się zasilić EPAR kwotą 10 mln złotych m.in. na pokrycie kosztów obsługi prawnej. Na wniosek Polaków sprawą zajął się bowiem Europejski Urząd Patentowy. To on rozstrzygnie, czy nie doszło do skopiowania technologii, i ustali prawa do korzyści z jej komercyjnego zastosowania.
Powiązany z projektem prof. dr hab. inż. Stanisław Gumuła postuluje, że działanie zderzaka Łągiewki jest niezgodne z zasadą d'Alemberta, zatem podważa fundamenty współczesnej fizyki, oraz że działania urządzenia nie można wyjaśnić za pomocą znanych jej praw. Wynalazek jest przedmiotem krytyki ze względu na przeczące zasadom fizyki hipotezy jego twórców odnośnie jego działania.
Nowatorstwo technologii EPAR polega na tym, że energia kinetyczna rozpędzonych mas jest pochłaniana tuż przed zderzeniem obydwu obiektów, a następnie przekazana do mechanicznego wirnikowego akumulatora energii. Tam może być już dowolnie długo rozpraszana. Korzyści ze stosowania technologii EPAR są ogromne. Zderzające się obiekty unikają gwałtownej destrukcji, ponieważ ich energia zamiast wykonać niszczącą pracę, zostaje szybko przekazana do mechanicznego akumulatora i tam rozproszona bez żadnych poważnych konsekwencji.
Podstawą technologii EPAR jest zamiana energii kinetycznej ruchu liniowego na energię kinetyczną ruchu obrotowego, za pomocą stałego bądź zmiennego przełożenia multiplikacyjnego. Kluczowym aspektem jest tutaj bezpośredni związek pomiędzy prędkościami: liniową masy zatrzymywanej, a kątową rotorów absorbujących energię kinetyczną. Dzięki przełożeniom multiplikacyjnym, masa rotorów jest niewielka i stanowi ułamek procenta masy obiektu, jednocześnie jednak umożliwia nadanie im bardzo dużych prędkości kątowych, adekwatnych do parametrów zatrzymywanego obiektu.
Skuteczność technologii EPAR waha się, w zależności od konstrukcji układu, pomiędzy 50 % a 90 %. Na stopień absorpcji energii kinetycznej mają też wpływ takie czynniki, jak: stopień przełożenia, tarcie wewnętrzne układów przekazania energii kinetycznej oraz bezwładność lub moment bezwładności elementów układu.
Kluczowym atutem technologii EPAR jest sposób oraz forma absorpcji energii kinetycznej obiektów. Dzięki zastosowaniu wirników rotacyjnych, jako elementów absorbujących, możliwe jest osiągnięcie bezkonkurencyjnej sprawności pochłaniania energii zderzeń. Dodatkowo nie dochodzi do wzrostu energii potencjalnej układów, ponieważ formą akumulacji energii kinetycznej obiektu jest energia kinetyczna rotorów układu EPAR. Umożliwia to realizację takich układów, w których pojemność energetyczna jest zmienna i adekwatna do energii zatrzymywanego obiektu. Daje to olbrzymie korzyści i przewagę nad standardowymi metodami rozpraszania energii kinetycznej ( np.: układy cierne, sprężyny, siłowniki, elastomery, strefy zgniotu konstrukcji ). Z tego powodu układy EPAR nie mają limitowanego zakresu parametrów początkowych i w sposób samoczynny dostosowują się do parametrów uderzającego obiektu, a ich potencjał absorpcyjny zależy głownie od prędkości obiektów kolidujących.
Konkurencyjność technologii EPAR, szczególnie w zakresie konstrukcji o wysokim poziomie zabezpieczenia oraz urządzeń absorpcji energii kinetycznej, jest w stosunku do stosowanych obecnie rozwiązań olbrzymia. Poziom kosztów implementacji technologii oraz wytwarzanych w oparciu o nią produktów jest zbliżony do kosztów zabezpieczeń wytwarzanych współcześnie, a w niektórych przypadkach możliwa jest nawet redukcja kosztów materiałowo produkcyjnych. Możliwe jest też łączenie rozwiązań standardowych z technologią EPAR, co dodatkowo zwielokrotnia potencjał ochronny zabezpieczeń obiektów fizycznych przed skutkami zderzeń.
Literatura:
Marian Nowy: EPAR jest i działa. W: Sprawy Nauki. Biuletyn Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego [on-line]. Ośrodek Przetwarzania Informacji
Absorpcja Energii Kinetycznej. Projekt EPAR.
Publikacje naukowe o technologii EPAR. Projekt EPAR.
Agata Dzikowska: Pochłaniacz energii znajdzie zastosowanie. W: „Wiadomości” [on-line]. Telewizja Polska S.A., 2011-10-15.
anuszka_ha3.agh.edu.pl: Zderzak Łągiewki - analiza publikacji (pol.). W: Będąc młodym fizykiem. Nonsensy z nauki polskiej i zagranicznej [on-line]. blox.pl, 2011-01-30.
Jakub Wróblewski: Strona poświęcona wynalazkowi znanemu jako "zderzak Łągiewki"
Marcin Siennicki: Zderzak Łągiewki. Racjonalista, 2003-08-25.