Stefan Drzewiecki – twórca teorii mig a ś ł
Transkrypt
Stefan Drzewiecki – twórca teorii mig a ś ł
dr hab. Stanisław Januszewski Fundacja Otwartego Muzeum Techniki Stefan Drzewiecki – twórca teorii śmigła Stefan Drzewiecki’s Airscrews Stefan Drzewiecki urodził się w 1844 r. w Kunce na Podolu. Kształcił się w Paryżu gdzie ukończył École Centrale des Arts et Manufactures. Pracował we Francji, od 1875 w Rosji i od 1892 ponownie we Francji. Zmarł w Paryżu w 1938 roku. W dziejach techniki zapisał się jako pionier żeglugi podwodnej – konstruktor okrętów podwodnych, a także wdrożonych m.in. w Rosji, Francji, Anglii i Niemczech aparatów torpedowych oraz jako pionier techniki lotniczej – w zakresie mechaniki lotu i jako twórca nowoczesnej teorii śmigła. Był autorem wielu publikacji i patentów wynalazczych. Był także konstruktorem lotniczym, twórcą samolotu samostatecznego, który eksponowany był na IV Międzynarodowym Salonie Lotniczym w Paryżu w 1912 r. W dziejach lotnictwa zapisał się także jako pionier i rzecznik budowy laboratoriów aerodynamicznych. Tutaj jednak uwagę skoncentrujemy na opracowanej przezeń teorii elementu łopaty śmigła lotniczego i na jego prekursorskich propozycjach rozwiązań konstrukcyjnych śmigieł lotniczych, na memoriałach patentowych manifestujących trafność i praktyczną przydatność jego teorii a zarazem twórczo ją rozwijających, teorii zwanej później teorią śmigła Freude-Drzewiecki. Stefan Drzewiecki was born in 1844 in a small Polish village of Kunka. He was one of the most brilliant students at the Ecole Centrale des Arts et Manufactures. After graduating, he worked in France. From 1875, he worked in Russia, and from 1892, again in France. He died in Paris in 1938. In the history of technology, he is known as a designer of submarine vessels and torpedo launchers. His designes were used in Russia, France, Germany, the U.S.A., Japan and other countries. Also, he was a pioneer of aviation technology, and especially of flight mechanics, and as the father of modern theory of airscrew. He published a lot of scientific papers and patents. As aviation designer, he designed and built, for example, a self-stabilizing airplane, which was exhibited at the Fourth Airshow in Paris in 1912. In the history of aviation, he is renown as a pioneer and propagator of aerodynamics laboratories. In this paper, we concentrate on the Drzewiecki’s theory of airscrew, on his original projetcs of airscrews (patented, for example, in France, the Great Britain, and the U.S.A.), and on patent descriptions, which show practical use of his theories, and contribute to creative development of his theories. Pamięć dzieła człowieka i twórcy kryją nie tylko dokumenty pisane, w rzędzie których znajdujemy memoriały patentowe, liczne publikacje Stefana Drzewieckiego, archiwalia traktujące np. o doświadczeniach prowadzonych przez marynarkę rosyjską z opracowanymi przezeń zewnętrznymi wyrzutniami torped Whiteheada. To także wspomnienia o nim współczesnych, jak Aleksieja N. Kryłowa, Witolda Jarkowskiego, Januarego Grzędzińskiego, bądź relacje współczesnej mu prasy o jego dokonaniach. Na łamach czasopiśmiennictwa polskiego jego poglądy na drogi rozwoju techniki lotniczej utrwalił Stanisław Ziembiński, publikując w 1910 r. na łamach „Przeglądu Technicznego” polską redakcję jego artykułu z 1892 r. ogłoszoną we Francji 2 Stanisław Januszewski pod jakże znamiennym tytułem „L'Aviation de demain ” (Lotnictwo przyszłości). Pamięć dzieła Stefana Drzewieckiego utrwalają pomniki. Znajdziemy je jedynie w Rosji, w Odessie i w Gatczynie, nad Srebrnym Jeziorem, w wodach którego w 1879 roku demonstrował przed carem Aleksandrem II swój okręt podwodny. Utrwalają pamięć Polaka, ojca rosyjskiej floty podwodnej. W Polsce doczekał nazw ulic, na przykład we Wrocławiu. Pomnik Stefana Drzewieckiego – ojca rosyjskiej floty podwodnej odsłonięty w Gatczynie w 2006 roku, foto Stanisław Januszewski, 2006 Umierając, w 1938 roku pozostawił testament, którym przekazał narodowi polskiemu swoje bogate archiwum i bibliotekę oraz dom przy rue Boileau w Paryżu. Domu już nie ma, jego miejsce w latach 60. XX w. zajęła ambasada Republiki Ludowej Wietnamu. Jaki był los pozostałej masy spadkowej, nie wiemy. Do Polski nie trafiła , być może wojna pokrzyżowała zamierzenia wykonawców testamentu. A może nie stało woli oddania czci członkowi honorowemu Związku Awiatycznego Słuchaczów Szkoły Politechnicznej we Lwowie (od 1909), a następnie członkowi honorowemu Ligi Obrony Powietrznej Państwa, jednemu z trzech obok Marszałka Józefa Piłsudskiego i Prezydenta Rzeczypospolitej Polskiej Ignacego Mościckiego? Krocząc śladem Stefana Drzewieckiego, śladem znaczonym miejscami jego pracy, na Admiralskim Nabrzeżu w Sankt Petersburgu znajdujemy dom, w którym mieszkał, nad Mojką Inżynieryjny Zamek, który za jego życia był siedzibą Głównego Zarządu Technicznego armii rosyjskiej, z którym współpracował. Nad Newą znajdziemy budowlę Admiralicji rosyjskiej, dla której pracował od 1875 po rok 1891, a w pobliżu Fontanki gmach Cesarskiego Wszechrosyjskiego Towarzystwa Technicznego, w ramach którego, wraz z Dmitrijem Mendelejewem, w 1881 roku kreował VII Wydział Żeglugi Powietrznej. Przez wiele lat pełnił w nim rolę sekretarza kierującego studiami i badaniami naukowymi, aktywnie udzielając się i w pracach innych wydziałów IRTO. W Muzeum Marynarki, w centralnej sali ekspozycyjnej znajdujemy okręt podwodny Stefana Drzewieckiego z 1883 roku, typu III, o napędzie mięśniowym. W Rosji zbudowano 50 okrętów tego typu, do 1884 wszystkie weszły na uzbrojenie flot Stefan Drzewiecki – twórca teorii śmigła 3 czarnomorskiej i bałtyckiej. To jedna z ikon marynarki rosyjskiej, pierwszy okręt podwodny, który znalazł praktyczne zastosowanie, a dzięki talentom Drzewieckiego Rosja jako pierwsza w świecie, stworzyła flotę podwodną. Nie był to ostatni okręt podwodny Drzewieckiego, w latach 90. XIX w. odegrał on poważną rolę w kreowaniu francuskiej floty podwodnej. Na tym polu, już z Francji, współpracował też z marynarką wojenną Rosji aż po schyłek imperium carskiego. Żegluga wodna i powietrzna. Mogłoby się zdawać, że obie te dziedziny są od siebie na tyle odległe, że potrzeba geniuszu, by poruszać się w obu z równą swobodą, jak Drzewiecki u schyłku XIX w. Wyjaśnienia tego “fenomenu” poszukiwać należy w tym, że był przede wszystkim “inżynierem” – człowiekiem stale poszukującym nowego. Jego empiryzm wyrastał przy tym ze znakomitego przygotowania matematycznego oraz umiejętności ujmowania złożonych zjawisk przyrody i fizyki w kategoriach abstrakcji. Dawało mu to możliwość kojarzenia obserwacji i wyciągania z nich wniosków ogólnych. Potrafił przy tym wyjaśniać zagadnienia techniczne, jako konstruktor i teoretyk równocześnie, posługując się językiem matematyki, a operował nim po mistrzowsku. Zajęty budową okrętów podwodnych i aparatów torpedowych zmuszony był zająć się także analizą praw rządzących ruchem ciał w wodzie, oporami przez nie stawianymi i ich wyzyskaniem technicznym. Tak oto dochodzimy do wyjaśnienia tego, na pozór paradoksalnego, związku żeglugi podwodnej z powietrzną. Zainteresowania hydrodynamiką prowadziły w prostej linii do zainteresowań aerodynamiką i mechaniką lotu tym bardziej, że obie te dziedziny od lat 70. XIX wieku stanowiły pasję jego życia. Podobnie zainteresowanie Drzewieckiego problemem teorii, obliczania i optymalizacji konstrukcji śrub okrętowych doprowadziło go także ku teorii i metodom obliczania śmigieł lotniczych. Jego prace na polu żeglugi podwodnej i powietrznej wskazują przy tym na pewną prawidłowość natury ogólniejszej. Znakomicie ilustrują zjawisko transferu idei technicznych pomiędzy uznanymi dyscyplinami nauk technicznych, a dyscypliną dopiero się rodzącą – nauką i techniką lotniczą. Emancypacja nowej dziedziny techniki nie byłaby możliwa bez stałej recepcji na jej gruncie dokonań mechaniki i hydrodynamiki, statyki i dynamiki, materiałoznawstwa, elektrotechniki, w końcu również przenoszenia i rozwijania bazy eksperymentalnej i warsztatu naukowego. Stefan Drzewiecki, 1844–1938 4 Stanisław Januszewski Gdy już o tym mowa, to przypomnijmy, że Stefan Drzewiecki w dziejach lotnictwa zapisał się także jako pionier i rzecznik budowy laboratoriów aerodynamicznych. Przyjaźni z Gustawem Eifflem zawdzięczał możliwość prowadzenia badań w jego laboratoriach aerodynamicznych, najpierw w tym powstałym na Polach Marsowych, w baraku, u stóp wieży nazwanej imieniem Eiffla. Tutaj kontynuował eksperymenty nad oporem płaszczyzn w powietrzu, podjęte już w Rosji w 1882 roku. Później prowadził eksperymenty lotnicze w usytuowanym od 1909 r. laboratorium na drugim piętrze wieży Eiffla, na wysokości 115 m nad ziemią. Ani jednego, ani drugiego już nie ma. Pozostało trzecie, zbudowane w 1912 roku przy rue Boileau nr 67, w paryskiej dzielnicy Auteil. Pracę podjęło 19 marca. Do dzisiaj mury budowli i jej wyposażenie kryją pamięć dzieła wielkiego inżyniera, twórcy imponujących konstrukcji stalowych, wielu mostów kolejowych i drogowych, paryskiej wieży, konstrukcji nowojorskiej Statuy Wolności, ale też badacza, zainteresowanego aerodynamiką, wytrzymałością materiałów, meteorologią, konstrukcją lotniczą. Laboratorium to, wciąż funkcjonujące, dzisiaj wykonuje prace na rzecz przemysłu samochodowego i budownictwa, ale jego wyposażenie cofa nas w czasie, przenosi ku początkom XX stulecia. Można powiedzieć – to żywe muzeum. Utrzymano aparaturę stworzoną dlań przez Gustawa Eiffla. W dużym tunelu aerodynamicznym, w 1912 r., zabudowanym w hali o długości 30, szerokości 13 i wysokości 10 m, prowadzi się badania nadwozi samochodów formuły 1 – Citröen Sport i Peugeot Sport, a tunel umożliwia badanie obiektów o średnicy do 2,0 m w strudze powietrza o prędkości do 32 m/sek. Mały tunel aerodynamiczny pozwalał badać obiekty o średnicy do 1,0 m, w strudze powietrza o prędkości do 40 m/sek. Laboratorium aerodynamiczne Gustawa Eiffla: budynek laboratorium na rue Boileau, foto S. Januszewski, 2009 Stefan Drzewiecki – twórca teorii śmigła 5 Laboratorium aerodynamiczne Gustawa Eiffla: duży tunel aerodynamiczny, dyspozytornia tunelu aerodynamicznego, agregat prądotwórczy zasilający laboratorium w energię elektryczną, foto S. Januszewski, 2009 Tutaj właśnie Drzewiecki prowadził badania swego samolotu „Tandem – Canard” z modelem wykonanym w skali 1:10. Samolot, eksponowany na IV Międzynarodowym Salonie Lotniczym w Paryżu w 1912 r. wzbudził sensację. Drzewiecki uzmysłowił współczesnym nowy algorytm powstawania konstrukcji lotniczej, który szybko zdobył sobie rację bytu, prowadząc technikę lotniczą ku przyszłości. Wykazał, że doskonalenie konstrukcji lotniczej drogą prób i błędów, intuicji i doświadczenia konstruktorskiego dobiegło kresu. Właściwe efekty można osiągnąć łącząc technikę z nauką lotniczą, a ta już wówczas okrzepła, i z aerodynamiką eksperymentalną. 6 Stanisław Januszewski Jego „Canard – Tandem”, samolot samostateczny, zrodziła refleksja teoretyczna, konfrontowana z wynikami jego badań nad profilami lotniczymi i doborem optymalnych. Autorytet, jakim cieszył się w ówczesnym świecie lotniczym sprawił, że jego sposób postępowania zwrócił uwagę środowisk lotniczych, od Francji przez USA, Wielką Brytanię po Rosję. Nieważne było przy tym, że jego samolot tak naprawdę nie był konstrukcją udaną. Próby w locie, podjęte w 1913 r. w Chartres zakończyły się tragicznie, w 1914 roku zginął mjr Julien Félix, pilot oblatywacz. W dużym tunelu aerodynamicznym Drzewiecki, a także Pierre Rattmanoff – który z jego licencji produkował śmigła lotnicze systemu „Normale”, opracowane w oparciu o teorię obliczania śmigieł lotniczych Drzewieckiego – prowadzili liczne eksperymenty z różnymi typami śmigieł, śmigieł skutecznie konkurujących od 1909 r. ze śmigłami budowanymi np. przez Lucien Chauvière, konstruktorów opierających ich parametry wyłącznie w oparciu o empirię. Wiemy też, że począwszy od 1912 r. przez wiele lat Drzewiecki prowadził tutaj również szereg eksperymentów z patentowanymi przez siebie śmigłami metalowymi, nastawnymi i przestawianymi, także z wiatraczkami wykorzystanymi dla napędu prądnic pokładowych samolotów, a znalazły się one m.in. na eksploatowanych i w Polsce samolotach Br èguet oraz Potez. Pracując w laboratorium Eiffla, czerpiąc z nowoczesnego jego wyposażenia, Drzewiecki opracował również kilkadziesiąt profili lotniczych. Stanowiły one przedmiot studiów wielu konstruktorów lotniczych, ugruntowując również pozycję Drzewieckiego na polu aerodynamiki eksperymentalnej. Przyrząd do badania oporu ciał swobodnie spadających wykonany przez Gustawa Eiffla w 1903 r. dla jego laboratorium aerodynamicznego usytuowanego na II piętrze wieży, od 1889 roku znanej jako wieża Eiffla, foto Stanisław Januszewski, 2009 W laboratorium znajdujemy urządzenie dzisiaj już unikatowe. To przyrząd opracowany w 1903 roku przez Gustave Eiffla dla pomiaru prędkości i oporu płaszczyzn swobodnie spadających w powietrzu. Do 1912 r. korzystano z niego przy badaniu oporów aerodynamicz nych płaszczyzn opuszczanych z wieży Eiffla. Ta metoda była bliska Drzewieckiemu. Nią posługiwał się od 1882 roku badając własności aerodynamiczne profili. Porzucił ją na rzecz Stefan Drzewiecki – twórca teorii śmigła 7 bardziej doskonałego tunelu aerodynamicznego, chociaż przyrząd Eiffla musiał go frapować tym bardziej, że umożliwiał samoczynną rejestrację wyników prób. Dzisiaj spoczywa w laboratorium Auteil, przeniesiony tutaj w 1912 r. z likwidowanego laboratorium na wieży Eiffla – już wówczas zdawano sobie bowiem sprawę z jego wartości historycznej, bowiem nie jego walory utylitarne zadecydowały o utrzymaniu tego zabytku. W Laboratorium znajdujemy również niewielki tunel aerodynamiczny z 1903 roku, wykorzystywany wcześniej przez Gustave Eiffla w pracowniach sytuowanych u stóp i na drugim piętrze wieży Eiffla. Od kilku lat Laboratorium cieszy się rangą pomnika historii Francji. Znajdujemy tu gabinet Gustawa Eiffla oraz wiele modeli śmigieł lotniczych, które poddawano badaniom, sterownię tunelu aerodynamicznego, nawet oryginalne silniki elektryczne i relikt własnej siłowni energetycznej z 1912 roku, funkcjonującej niemal po 2002 rok. Magia tego wyjątkowego pomnika techniki XX stulecia przywołuje pamięć innego dzieła Drzewieckiego – projektu budowy międzynarodowego laboratorium aerodynamicznego, z którym wystąpił w 1912 roku, zrodzonego niewątpliwie i pod wpływem doświadczeń z tego miejsca wyniesionych. Laboratorium to powstało w SaintCyr. Zainstalowano tam tunel aerodynamiczny typu G. Eiffla, ku temu modelowi sięgnęły wówczas także laboratoria m.in. Rzymu, Wielkiej Brytanii, USA, Politechniki w Moskwie. Od początku Laboratorium w Auteil cieszyło się zainteresowaniem i uwagą lotniczego świata. Swe samoloty badali tutaj Gabriel Voisin i Henri Farman, Louis Bleriot, Edouard Niéuport, Armand Deperdussin, Robert Esnault-Pelterie, Louis Paulhan i Victor Tatin, Louis Brèguet i Nicolas Voyewodsky. Prowadzono badania i samolotów, i sterowców, ich elementów konstrukcyjnych, płatów nośnych i urządzeń ciągu, a nawet konstrukcji hal sterowcowych. Gustaw Eiffel udostępniał swój warsztat wielu badaczom. Przybywali tutaj również obcokrajowcy w celu odbywania nauk. Uczniem Drzewieckiego był m.in. Wilfried Margoulis, kierujący w latach 1915-1919 pracami Laboratorium. Jednym ze stażystów był Rosjanin Kuprianow. Pozostawił on znakomite świadectwo prac prowadzonych przy rue Boileau. Po powrocie do Rosji złożył 25 lipca 1912 r. raport Ministrowi Wojny, prezentujący i wyposażenie laboratorium, i kierunki prowadzonych w nim prac, załączył nawet szkic pracowni. Dla nas interesującym może być to, że kapitan Kuprianow pracował w laboratorium w kwietniu 1912 roku w czasie, gdy Drzewiecki prowadził badania modelowe swego samolotu. Nie uszły one jego uwagi. Podkreślił, że umożliwiły konstruktorowi weryfikację projektu przez właściwe dobranie profili i kątów natarcia płatów oraz podjęcie budowy samolotu. Uwadze Kuprianowa nie uszły też badania prowadzone przez Drzewieckiego nad śmigłami typu „Normale”, w których określał wartości współczynnika oporu, wartości siły nośnej i ciągu profili łopat śmigieł w różnych ich przekrojach, wykorzystując do tego tunel aerodynamiczny, jak i specjalne stanowisko badawcze śmigieł opracowane przez G. Eiffla. Studia te znajdują też dokumentację w bogatym archiwum Laboratorium Aerodynamicznego w Auteil, a profile Drzewieckiego zyskały tam miano profili nr 59 – 62. 8 Stanisław Januszewski Jego prace na polu żeglugi podwodnej i powietrznej wskazują przy tym na pewną prawidłowość natury ogólniejszej. Znakomicie ilustrują zjawisko transferu idei technicznych pomiędzy uznanymi dyscyplinami nauk technicznych, a dyscypliną dopiero się rodzącą – nauką i techniką lotniczą. Emancypacja nowej dziedziny techniki nie byłaby możliwa bez stałej recepcji na jej gruncie dokonań mechaniki i hydrodynamiki, statyki i dynamiki, materiałoznawstwa, elektrotechniki, w końcu również przenoszenia i rozwijania bazy eksperymentalnej i warsztatu naukowego. Rola Drzewieckiego w procesie kształtowania się nowoczesnej myśli lotniczej była szczególna o tyle, że jako inżynier i wynalazca, cieszył się niekwestionowanym autorytetem odgrywając również poważną rolę w transferze idei technicznych pomiędzy 1 Francją, a modernizującą się z przełomem XIX/XX wieku Rosją . Odnajdujemy to Okręt podwodny, usterzenie, 1883 Stefan Drzewiecki – twórca teorii śmigła 9 Okręt podwodny, kiosk, 1883 Aparaty torpedowe wg patentu z 1892 roku analizując jego dorobek na polu budowy okrętów podwodnych, czy aparatów torpe2 dowych, tak w Rosji jak i od 1892 roku we Francji . Jakże czytelne jest to w jego studiach podejmowanych w Rosji od 1881 r. nad problemem oporu w powietrzu płaszczyzn nośnych i statecznością płatowca w locie. To też w 1887 roku owocowało jego traktatem wydanym w Sankt Petersburgu „Aeropłany w prirodie. Opyt nowoj teorii 3 poleta” . W 1909 roku przyniosło mu to również patent na samolot samostateczny, zaś w 1912 kolejny na samolot, znany jako „Tandem – Canard”. Zrealizowany w 1913 roku wywarł wpływ na rozwój lotniczej myśli konstruktorskiej. Zawdzięczał to nie tyle swym zaletom konstrukcyjnym, co metodom stosowanym przez Drzewieckiego w procesie jego projektowania – autorytet Drzewieckiego unaocznił w 1912 r. wagę teorii i eksperymentu naukowego w procesie powstawania konstrukcji lotniczej, 4 uzmysłowił, że technika lotnicza zyskała już mocne oparcie w nauce . 10 Stanisław Januszewski Model samolotu Tandem-Canard w 1912 roku badany w paryskim laboratorium aerodynamicznym Gustawa Eiffla Samolot w trakcie prób podjętych w 1913 r. w Chartres a zakończonych 18 czerwca 1914 r. katastrofą, kiedy to śmiercią lotnika zginął oblatywacz – mjr Julien Fèlix Największym osiągnięciem Drzewieckiego było jednak sformułowanie teorii elementu łopaty śruby okrętowej i śmigła lotniczego. Fundamentalne znaczenie posiadają tutaj jego rozprawy publikowane na łamach rosyjskiego „Morskogo Sbornika” i francuskiego „Bulletin de l’Association technique maritime” w 1892 roku. Wyłożył w nich metody rachunku pozwalającego oznaczać wymiary części składowych śrub okrętowych. Zastosował je do obliczenia sprawności śmigieł lotniczych i optymalizacji ich form publikując w 1909 roku „Des hèlices aèriennes. Thèorie gènèrale des propulseurs hèlicoidaux et mèthode de calcul de cès propulseurs pour l’air”, a w 1910 „Formules rationelles pratiques pour le calcul des hèlices marines et aèriennes”. Stefan Drzewiecki – twórca teorii śmigła 11 • Samostateczny samolot typu kaczka według rysunku z patentu wynazlazczego St. Drzewieckiego, Francja, 1909 • Samolot samostateczny typu Tandem-Canard na II Międzynarodowym Salonie lotniczym w Paryżu Ogólna teoria śruby okrętowej i śmigła lotniczego, wyłożona w traktacje „Thèorie gènèrale de l’hèlice. Hèlices aèriennes et hèlices marines”, zyskała w 1920 roku nagrodę paryskiej Akademii Nauk. Drzewiecki zastosował ją również do wiatraków. Teoria obliczania elementu łopatyDrzewieckiego została z czasem rozwinięta i uzupełniona, przede wszystkim połączona z teorią Froude’a. Otrzymała nazwę teorii Freude-Drzewiecki. Stanowiła punkt wyjścia innych późniejszych teorii śmigła i do dzisiaj stanowi oparcie metod obliczeniowych śmigieł i wirników nośnych śmigłowców. Powstanie teorii śmigła Drzewieckiego zawdzięczać należy badaniom podjętym w XIX wieku nad zagadnieniem śrub okrętowych. Historycznie rozwijała się dwutorowo, doskonaląc się w miarę postępu teorii pędu i elementu łopaty. Teoria pędu opublikowana została w 1865 roku, a zainteresowania jej skupiały się wokół ruchu płynu, w którym pracuje śruba. Teoria elementu łopaty opublikowana została natomiast w 1878 roku, a przedmiot jej badań koncentrował się wokół zagadnień sił powstających na łopacie śmigła w czasie ruchu i w zasadzie sprowadzał się do badań kształtu łopatek. Do jej rozwoju przyczynił się Stefan Drzewiecki. Opracował racjo- 12 Stanisław Januszewski nalną metodę obliczania śmigieł, traktując ich łopaty jako powierzchnię nośną. Ustalił przy tym warunki opływu poszczególnych elementów łopaty, określił ich kąty natarcia i zsumował siły aerodynamiczne powstające na elementach śmigła. W ten sposób doszedł do wyrażeń na ciąg i moment oporowy. W charakterystyce śmigła zasadniczą rolę odgrywają jego średnica oraz prędkość obrotowa. Drzewiecki wykazał, że dla każdego profilu istnieje pewien optymalny kąt natarcia, gdyż opór użyteczny płaszczyzny ukośnej, tj. opór w kierunku prostopadłym do ruchu i opór szkodliwy, tj. równoległy do ruchu, wzrastają niejednakowo przy zmianie kąta. Ich stosunek jest zmienny i przy pewnym kącie staje się najlepszym. Ten kąt należy też stosować przy budowie śmigła. W zależności od profilu, waha się w granicach od 2 do 4 stopni. Teoria Drzewieckiego zyskała wysoką ocenę specjalistów lotniczych. „Ojciec rosyjskiego lotnictwa” – Nikołaj E. Żukowski – niejednokrotnie powoływał się w swych pracach na „elegancko opracowaną teorię śmigła Drzewieckiego” 5. Jego uczeń i jeden z ojców rosyjskiej nauki o śmigłach, akademik Borys N. Juriew pisał w latach 50. XX w. o teorii Drzewieckiego, że „była to pierwsza inżynierska teoria śmigła dająca możliwość wyliczenia dla określonej formy śmigła jego ciągu i niezbędnej do tego mocy” 6. Wybitny brytyjski aerodynamik G. Glauert mówił zaś, że „przybliżoną ocenę sił działających na łopatę dał W. Froude, ale opracowanie elementu łopaty w jej prawidłowej formie zawdzięczamy przede wszystkim pracy S.K. Drzewieckiego” 7. Niemal w każdej ze współczesnych prac z zakresu aerodynamiki i projektowania śmigieł lotniczych bądź śrub okrętowych, znajdujemy odniesienia do teorii Drzewieckiego. W XIX stuleciu konstruktorzy dla obliczania parametrów śrub okrętowych sięgali ku teoriom i metodom obliczeń rozwijanych przez Ferdinanda Redtenbachera (1809–1863), Williama Froude (1810–1879) i Williama Rankine (1820–1872). Ale obliczenia dokonywane zgodnie z ich duchem nie dawały wyników zgodnych z doświadczeniem, konieczna była stała ich weryfikacja na drodze eksperymentów, co teorię pozbawiało wiarygodności. To też sprawiło, że Drzewiecki z końcem lat 80. XIX w. podjął się zadania opracowania nowej idealizacji pracy śruby okrętowej. Z początkiem XX wieku jej ustalenia przeniósł na śmigła lotnicze, uzasadniając cel studiów tym, że jeśli parostatek wyposażony nawet w wadliwie rozwiązaną śrubę będzie płynął, choćby wolno i z dużym zużyciem paliwa, to śmigło lotnicze, wadliwie rozwiązane, zupełnie uniemożliwi wzlot aeroplanu8. Podstawy opracowanej w latach 1892–1910 teorii elementu łopaty zasadzały się na wyprowadzonej przez Drzewieckiego hipotezie, nazwanej później „hipotezą płaskich przekrojów” zakładającej, że element łopaty śmigła pracuje jak wycinek płata nośnego o nieskończonej rozpiętości. Charakterystyki elementu łopaty można było porównać z charakterystykami płata nośnego poruszającego się w potoku powietrza z określoną prędkością i pod określonym kątem natarcia. Charakteryzując siły działające na element łopaty i zależności pomiędzy ich wielkościami, Drzewiecki doszedł do równań określających właściwe ustalenie i kątów natarcia łopat i ich średnicy, także liczby obrotów/min., umożliwiających kształtowanie optymalnych charakterystyk śrub Stefan Drzewiecki – twórca teorii śmigła 13 okrętowych bądź śmigieł, określanych przez niego mianem „normalnych”. Drzewiecki opracował racjonalną metodę projektowania śmigieł o stałym skoku i przedstawił sposób budowy przy użyciu szablonów śmigieł opracowanych wg jego metody. Wyprowadził też równania ustalające parametry śmigieł w zależności od mocy silnika, liczby obrotów i średnicy śmigła, a także prędkości lotu samolotu. Przedstawił również metodę porównywania własności różnych łopat, wyboru śruby bądź śmigła w zależności od warunków jego pracy i pożądanych jego własności. Wyniki swych studiów po raz pierwszy przedstawił w 1892 roku Morskiemu Towarzystwu Technicznemu Francji. Opublikowano je w artykule „Sur une methode pour la determination des elements mecaniques des propulseurs helicoidaux” na łamach „Bulletin de l'Association technique maritime” 9. Zaprezentował w nim niektóre założenia przyszłej teorii, te wiążące się z opływem elementu w medium i powstających w efekcie tego sił. Zdefiniował pojęcie oporu elementu i przedstawił jego znaczenie. Postępował tutaj podobnie jak jego poprzednicy, tym niemniej jednak wniósł istotne modyfikacje do metodyki określania sił działających na element. Konstruując trójkąt sił, traktował go w funkcji prędkości, czerpiąc przy tym z osiągnięć aerodynamiki swego czasu. Znakomicie przeszedł od analizy elementu ku śrubie zakładając, że elementarne siły we wszystkich warunkach działają analogiczne. To pozwoliło mu przejść ku metodom określania rozpiętości i cięciwy łopaty i zasadom wyboru skoku śruby okrętowej i śmigła lotniczego. W 1902 roku opublikował, adresowaną do specjalistów budownictwa okrętowego, 10 broszurę „Des helices propulsives” . Wyłożył w niej raz jeszcze podstawy swej teorii. Udoskonalił wyprowadzone wcześniej definicje i równania obliczania parametrów śrub okrętowych (ciągu, rozpiętości i cięciwy łopat, liczby łopat etc). Wyjaśnił potrzebę prawidłowego ustalenia kąta natarcia i zależności od niego działających na element sił. Zaprezentował dojrzałe sposoby opracowywania diagramów śruby okrętowej, to jest wykresów pozwalajacych na ustalenie racjonalnych kątów ustawienia przekrojów łopaty i metody porównywania łopat różnej formy. Teoria Drzewieckiego zyskała wysokie oceny współczesnych, ale w praktyce nie znalazła większego zastosowania. Budowniczowie projektujący śruby okrętowe woleli posługiwać się znanymi już sobie metodami empirycznymi i wieloletnim doświadczeniem. Z teorii elementu łopaty Drzewieckiego czerpali zazwyczaj co najwyżej metody opracowywania diagramów. Idee Drzewieckiego większe zainteresowanie zyskały na gruncie rodzącej się nauki lotniczej, zwłaszcza pod koniec pierwszego dziesięciolecia XX wieku, kiedy to rozpoczął się gwałtowny rozwój lotnictwa, a i jej twórca dysponował już o wiele większym doświadczeniem teoretycznym i eksperymentalnym na polu badań śrub okrętowych i śmigieł lotniczych. W roku 1909 Drzewiecki opublikował w Paryżu „Des helices aeriennes” – pracę podającą teorię elementu łopaty w zastosowaniu do śmigieł lotniczych i metody ich obli11 czania . Stanowiła rozwinięcie wcześniejszej pracy z 1902 roku, ale uwagę koncentrowała na specyfice pracy śmigła lotniczego. Jeśli dla śruby okrętowej Drzewiecki zalecał stosowanie łopat rozpiętości trzech modułów, to w przypadku śmigła lot- 14 Stanisław Januszewski niczego wielkość tę proponował podnosić do 5 i więcej. Wielokrotnie wskazywał na różnice pracy śruby okrętowej i śmigła lotniczego. Jako pierwszy, zalecał wybór przekrojów poprzecznych łopat w zależności od warunków ich opływu przez powietrze. Cechą szczególną tej pracy było, że Drzewiecki wiele uwagi poświęcił i problematyce wytrzymałości śmigła lotniczego. W zakończeniu podkreślił znaczenie prowadzenia wszechstronnych badań eksperymentalnych śmigieł w laboratoriach aerodynamicznych i opisał niektóre z nich, prowadzone w tunelach aerodynamicznych czy na stanowisku dynametrycznym. Jego publikacja zyskała szerokie zainteresowanie światowych środowisk lotniczych. Od jej czasu imię Drzewieckiego ściśle związano z problematyką opatrzenia statków powietrznych efektywnymi urządzeniami ciągu. Gdy w 1910 r. ukazało się rosyjskie tłumaczenie „Des helices aerien12 nes”, Drzewiecki zdecydował o przygotowaniu kolejnego . Wniósł do niego wiele 13 istotnych uzupełnień . Włączył i rozwinął np. wiele myśli, które w 1909 r. przedsta14 wiał już na Międzynarodowym Kongresie Aeronautycznym w Nances . W porównaniu z pracą z 1909 roku uściślił formuły obliczeń, metody opracowywania diagramów, zmodyfikował wcześniejsze konkluzje co do wyboru parametrów śmigła lotniczego. Jeśli jeszcze w 1909 roku proponował jego rozpiętości rzędu 5 modułów, to w drugim wydaniu rosyjskim rekomendował już śmigła o rozpiętości 12 modułów. Poszerzył rozdział poświęcony badaniom eksperymentalnym śmigieł wkazując, że na ziemi prowadzić je można na stanowiskach umieszczonych na pojazdach szynowych, zaś w powietrzu – w latających laboratoriach. Niedostatkiem teorii elementu łopaty Drzewieckiego było lekceważenie przezeń oporów induktywnych, generowanych pracą śmigła. Dobrze znana u progu XX w. teoria idealnego śmigła RankineFroude wystarczająco wyjaśniała ich istotę i źródła. Drzewiecki znał teorię prędkości induktywnych, ale lekceważył ich wpływ dla kształtu konstruowanych przez siebie trójkątów sił. Stąd, gdy konstruktorzy przy projektowaniu wirników nośnych śmigłowca chcieli posłużyć się jego teorią, uzyskiwali niewłaściwe wyniki. Ale okazywała się ona przydatną przy projektowaniu śmigieł, dając wyniki bliskie tym uzyskanym w drodze eksperymentów. Powodowane to było tym, że w ich przypadku wielkości prędkości induktywnych są względnie małe w porównianiu z osiową prędkością lotu. Pomijanie tutaj oporów induktywnych nie wpływało negatywnie na jakość budowanych śmigieł lotniczych. Podkreślmy, że teoria śmigła Drzewieckiego tworzyła harmonijną całość. Jej elegancję podkreślała zgodność analizy teoretycznej z wynikami ówczesnych badań doświadczalnych i racjonalne wyjaśnienie złożonego działania śmigła lotniczego. Drzewiecki, czerpiąc z powszechnie akceptowanych formuł eksperymentalnych, stworzył pierwszą teorię śmigła przydatną w praktyce konstruktorskiej. W 1909 r. francuski przemysłowiec pochodzenia rosyjskiego – Pierre Ratmanoff nabył licencję od Drzewieckiego i zaczął produkować jego śmigła pod marką „Normale”. Ich parametry określano w drodze rachunku, w oparciu o formuły wyprowadzone dla nich przez Drzewieckiego. Skutecznie konkurowały z produktami Lucien Chauviéra i innych, określających elementy śmigła w drodze żmudnych prób i porównań. Stefan Drzewiecki – twórca teorii śmigła Reklama śmigieł „Normale” budowanych z licencji Stefana Drzewieckiego w firmie Ratmanoffa w Paryżu w: Deutsche Zeitschrift für Luftschiffahrt, 11/1911, s. 33 Śmigło metalowe wg patentu francuskiego 519.759 z 1919/1921 r. (duraluminium, montowane na piaście w sposób umożliwiający zmianę i regulację kąta nastawienia łopat – przed lotem) 15 16 Stanisław Januszewski Śmigła budowane przez Ratmanoffa szeroko reklamowano na łamach europejskiej 15 prasy lotniczej podkreślając ich wysoką sprawność . W roku 1910 śmigła systemu Drzewieckiego – tak je bowiem określano – rozprowadzał w Europie również Franz Verheyen z Frankfurtu n/Menem. W 1911 roku zbyt śmigieł Ratmanoffa podjęła również berlińska firma Waltera Steina i londyńska wytwórnia śmigieł lotniczych – Mulli16 ner'a . W czasie I wojny światowej masową ich produkcję podjęto także w Rosji. Wytwórnia „Ratmanoff i S-ka” wykonywała śmigła „Normale” w wielu wersjach i dla róż17 nych typów samolotów, zarówno drewniane jak i metalowe . Firma „Ratmanoff” promowała śmigła Drzewieckiego na II Międzynarodowym Salonie Lotniczym w Paryżu (1910). Eksponowane były również w latach 1911–1914 na III, IV i V Salonie Paryskim, na wielu wystawach lotniczych, m.in. w Londynie, Frankfurcie n/Menem, Berlinie, Petersburgu, Turynie, Wiedniu, Nowym Jorku. Samoloty ze śmigłem Drzewieckiego święciły tryumfy na międzynarodowych mityngach lotniczych w Reims, mówiono o nich z okazji wielkich rajdów europejskich. Śmigła „Normale” rozsławiły m.in. zwycięstwa Pierre Prier'a w rajdzie Londyn-Paryż (1911), a zwłaszcza tryumfalne sukcesy Beaumont'a w wielkich imprezach lotniczych Europy 1911 roku, w Angielskim Locie Okrężnym, rajdzie Paryż-Rzym i w Europejskim Locie Okrężnym (Circuit de l'Est 18 czerwca – 7 lipca 1911 roku). W tym ostatnim konkurowało z sobą 18 samolotów, z których 9 stosowało śmigła Chauviér'a („Integrale”), 4 – Rapid, 2 – braci Régi i 3 – „Normale”. Tego ostatniego używał Beaumont na samolocie „Bleriot” z silnikiem 50 KM, Duval na „Caudron” oraz Ranzay na 18 „Bleriot” z silnikiem 70 KM . W rozwoju technicznym samolotu tego czasu preferowano działania zmierzające do wzrostu jego osiągów, zwłaszcza prędkości lotu. Dokonywało się to na drodze przydawania sylwetom samolotów starannych kształtów aerodynamicznych, stosowania grubszych profili dających mniejsze wartości współczynnika siły nośnej lecz szybszych, doskonalenia urządzeń napędu i ciągu. Walce o prędkość lotu samolotu towarzyszyły poszukiwania śmigieł o wysokim współczynniku sprawności określającym efektywność przetwarzania dostarczonej przez silnik mocy (momentu obrotowego) na ciąg śmigła przy określonej prędkości obrotowej. Śmigła „Normale” należały do najlepszych śmigieł lotniczych swej epoki. Chętnie stosowali je konstruktorzy francuscy (Louis Bleriot, Louis Breguet, Louis Paulhan i in.), angielscy (m.in. Claude Graham-White), niemieccy, rosyjscy i austraccy, ku metodom obliczana śmigieł Drzewieckiego sięgali także bracia Wright. Spośród konstruktorów pochodzenia polskiego używali ich m.in. bracia Piotr i Gabriel Wróblewscy pracujący w latach 1910–1914 w Lyonie we Francji (znani tam pod pseudonimem Salvez) nad budową szybkiego jednopłata wojskowego o konstrukcji metalowej, który w swej ostatniej wersji zyskał opancerzenie silnika i przedniej części kadłuba – 19 stając się jednym z pierwszych w świecie samolotów opancerzonych . Wróblewscy czerpali nie tylko ze śmigieł pochodzących z wytwórni Ratmanoffa. W oparciu o własne doświadczenie i wyniki badań eksperymentalnych nad oporem płaszczyzn w powietrzu twórczo adaptowali metody obliczeniowe Drzewieckiego dla określenia optymalnych parametrów śmigieł własnej konstrukcji (zwanych śmi- Stefan Drzewiecki – twórca teorii śmigła 17 głami typu W). Niejednokrotnie, podobnie jak np. i Igor Iwanowicz Sikorski, konsultowali swe propozycje z Drzewieckim, otwartym na tego typu kontakty. Wdrożenie teorii i metod obliczeniowych proponowanych przez Drzewieckiego otwierało drogę masowej produkcji śmigieł lotniczych w oparciu już nie tylko o empirię, 20 także naukę . Prowadziło to ku ciągłemu doskonaleniu kształtu urządzeń ciągu samolotów i ich sprawności. Śmigła „Normale”, stanowiąc egzemplifikację myśli teoretycznej, oddały na tej drodze nieocenione usługi. Ku temu doświadczeniu sięgnęli w końcu powszechnie i inni producenci śmigieł lotniczych zwłaszcza wówczas, gdy szerzej zaczęto czerpać z wyników badań nad profilami prowadzonych w tunelach aerodynamicznych. Śmigło przestawialne Drzewieckiego (1 - rozkład sił i efekty działania siły odśrodkowej na łopaty śmigła; 2 - przekrój podłużny łopaty z przeciwwagą; 3 widok przeciwwagi od dołu; 4 - przekrój łopaty wzdłuż osi Z-Z; 5- przekrój łopaty wzdłuż osi Y-Y; 6 - perspektywa innej formy realizacji; 7 - mechanizm regulacji położenia mas wyważających łopaty; 8 - widok śmigła dwułopatowego; 9 - rzut śmigła dwułopatowego z wyeliminowaną częścią przeciwwagi), wg patentu francuskiego nr 532.096 z 1917/21 r. Stefan Drzewiecki, podejmując prace teoretyczne w zakresie śmigła, ciągle miał w polu widzenia ich zastosowania praktyczne. Z tym inżynierskim punktem widzenia wiążą się propozycje już sensu stricto techniczne, konstruktorskie, rozwiązań sta21 nowiących również przedmiot jego patentów wynalazczych . 21 maja 1917 roku złożył, wspólnie z Towarzystwem Akcyjnym „Anciens Etablissements Sautter-Harlé” we francuskim urzędzie patentowym, wniosek o wydanie mu patentu wynalazczego na „łopatę śmigła o zmiennym nachyleniu”. 8 listopada 1921 roku wydano mu patent nr 532.096 (rozwiązanie to opatentowano również w Anglii – patent nr 124.935, zgło- 18 Stanisław Januszewski szony 30 kwietnia 1918, wydany 10 kwietnia 1919 roku). Myśl wynalazczą Drzewieckiego skupiał tutaj problem opracowania śmigła przestawialnego o samoczynnej regulacji kąta skoku łopat dla lotniczych urządzeń ciągu lub wirników generatorów elektrycznych. Posiadało to zasadnicze znaczenie dla sprawności śmigła, zwłaszcza wówczas, gdy w wyniku doświadczeń w walkach powietrznych na frontach I wojny światowej zaczęto przykładać wagę nie tylko do prędkości lotu samolotu jako takiej, ale i prędkości jego wznoszenia się na coraz wyższe pułapy, gdy coraz większą wagę zaczęto przykładać również do udźwigu samolotu. Śmigło jest urządzeniem użytecznym, ale jako środek napędu samolotów dalekim od ideału. Wykazuje poważne braki aerodynamiczne nie tylko przy dużych prędkościach obrotowych – również przy małych. Układ wirów wytwarzanych przez śmigła pochłania znaczne ilości energii, ruch krążący bowiem nie przyczynia się do wytwarzania ciągu, a powstające zakłócenia ujemnie oddziałowywują na czysty raczej opływ łopat. Niektóre z mankamentów śmigła można jednak zmniejszyć przez zastosowanie zmiennego skoku łopat. Znakomicie zdawał sobie z tego sprawę Drzewiecki i jego współcześni. Wiadomym było, że najbardziej krytycznymi momentami lotu są start i lądowanie. Właśnie w tych fazach, jak również w czasie wznoszenia się (zwłaszcza samolotów ciężkich), przydaje się każdy dodatkowy kilogram ciągu, jaki można uzyskać z zespołu napędowego. Jedną z istotnych cech silnika lotniczego jest możność osiągnięcia pełnej mocy jedynie przy maksymalnej prędkości obrotowej, co zależy z kolei od oporu wytwarzanego przez śmigło. Do startu wymagane jest śmigło o małym skoku, które powoduje mały opór (hamowanie silnika); w górze natomiast pożądany jest skok duży, dla dostosowania się do zmienionych warunków lotu i zapewnienia ekonomicznej prędkości. Śmigło o skoku przestawianym pozwala na znaczne zwiększenie ciągu w czasie startu, a także na odpowiednie dostosowanie charakterystyk do warunków występujących w czasie lotu. Rozwiązanie stanowiące przedmiot patentu Drzewieckiego umożliwiać miało utrzymanie względnie stałej prędkości obrotowej śmigła lub wiatraka, niezależnie od zmian w prędkości lotu samolotu. Wynalazca wykorzystywał w tym celu efekt działania siły odśrodkowej na łopaty śmigła w ruchu obrotowym wokół wału. Osadzał łopatę w tulei na wale tak, by mogła się w niej swobodnie obracać, w ustalonym wcześniej zakresie – jaki wyznaczały łożyska oporowe. Ramię śmigła wyposażał z jednej strony w łopatę, a z drugiej w odpowiednio dobraną przeciwwagę, zamontowaną w innej aniżeli łopata, płaszczyźnie. Dzięki temu w trakcie ruchu obrotowego, na skutek sił działających na łopatę i przeciwwagę, pojawiała się wypadkowa, której działanie prowadzić miało do zwiększenia skoku śmigła. Oś łopaty Drzewiecki zaopatrzył z kolei w odpowiednie sprężyny działające w kierunku przeciwnym i prowadzącym stale do zmniejszenia skoku śmigła, przy czym ruch obrotowy osi łopaty ograniczał wspomnianymi wyżej łożyskami oporowymi (w memoriale opisowym wynalazku podkreślono, że mogą być one zaopatrzone w odpowiednie amortyzatory). Działanie tego mechanizmu Drzewiecki porównywał do pracy regulatora odśrodkowego, np. silników parowych. W proponowanym przezeń rozwiązaniu technicznym łopata śmi- Stefan Drzewiecki – twórca teorii śmigła 19 Śmigło samoprzestawialne wg patentu francuskiego nr 791.525 z 1934/35 r. (zmiana skoku przy pomocy sprężyn) gła była równoważona przez przeciwnie usytuowaną przeciwwagę i samoczynnie przybierać miała zmienny kąt nastawienia pod wpływem działania dwu par sił, z których jedna dąży do nadania łopacie skoku minimalnego, a druga determinowana masą, kształtem i ustawieniem kątowym przeciwwagi, dąży do nadania łopacie skoku maksymalnego. W trakcie lotu wznoszącego samolotu śmigło utrzymywać miało skok minimalny, w trakcie opadania, gdy prędkość lotu rośnie – maksymalny, utrzymując dzięki temu stałą prędkość obrotową. Drzewiecki podkreślał, że w oparciu o formułowaną w patencie zasadę można konstruować śmigła jedno- lub wielołopatowe, z przeznaczeniem dla siłowni wietrznych, wiatraków samolotowych lub śmigieł lotniczych. W miejsce jednej przeciwwagi można stosować kilka, różnie sytuować sprężyny, a w niektórych przypadkach likwidować je na jednej z dwu łopat. Masy równoważące można tak zabudować, by możliwym było (przed lotem) ich przemieszczanie w celu ustalenia prędkości obrotowej śmigła, a także wartości siły odśrodkowej. W okresie, o którym mowa, światowa literatura patentowa odnotowała wiele propozycji śmigieł, których skok mógł być zmieniany podczas lotu: mechanicznie, hydraulicznie, elektrycznie lub samoczynnie, co umożliwiać miało wykorzystanie śmigła tego typu w szerokim zakresie prędkości lotu przy jego maksymalnej sprawności. Propozycja Drzewieckiego należała tutaj do jednej z bardziej interesujących, a kreślona przezeń idea okazała się racjonalną i znalazła kontynuację w późniejszych rozwiązaniach technicznych śmigła przestawialnego, których autorzy sięgali ku różnym procedurom umożliwiającym jej realizację. 20 Stanisław Januszewski W latach 1926-1929 Drzewiecki podjął we Francji budowę śmigła lotniczego przestawialnego swego systemu. Napotkał jednak wiele trudności z doborem odpowiednich materiałów konstrukcyjnych na łopaty śmigła, czopy, łożyska i korpus, na które to elementy działają duże siły. Firma francuska Sautter-Harlé nie wykazała zrozumienia wagi wynalazku i nie wykończyła śmigła. Ta opieszałość sprawiła, że Francja straciła pierwszeństwo w dziedzinie śmigieł samonastawnych na rzecz innych krajów, przede wszystkim USA. Dość powiedzieć, że śmigło przestawialne wprowadzono do lotnictwa w 1932, a samoprzestawialne w roku 1934. Szersze zastosowanie znalazły jedynie wiatraczki Drzewieckiego o nastawnych łopatach i samoczynnej regulacji prędkości obrotowej. Francuskie Ministerstwo Lotnictwa zakupując licencję tego rozwiązania instalowało tzw. wiatraczki „SD” na samolotach wojskowych do napędu prądnic o napięciu 12 V, zasilających nadajniki radiowe oraz instalacje świateł pokładowych i urządzenia sygnalizacyjne. Wiatraczki te znane były w latach międzywojennych także w Polsce. Eksploatowano je na samolotach „Potez XXV”, a także na samolotach konstrukcji polskiej, jak „PWS” i „Lublin R”. Ze studiów i prac teoretycznych nad teorią śmigła wywodzą się również inne projekty śmigieł lotniczych Drzewieckiego. W 1919 roku opatentował metalowe śmigło lotnicze montowane na piaście w sposób umożliwiający zmianę i regulację kąta nastawienia łopat względem płaszczyzny obrotu przed lotem, na ziemi, przy nie pracującym silniku. Rozwiązanie to zgłoszono do opatentowania we Francji 24 grudnia 1919 roku. Patent nr 519.759 wydano 31 stycznia 1921 roku. Ochroną wynalazczą objęto je również w Belgii (Patent nr 293.045, zgłoszony 18 grudnia 1920 roku, wydany 23 sierpnia 1921 roku). Konstruując śmigło lotnicze o wysokiej sprawności, Drzewiecki pragnął tutaj nadać łopacie śmigła najlepszą doskonałość aerodynamiczną przez dobór i odpowiednie obliczenia profilu, kształtu i zwichrzenia. By zaś łopata utrzymywała nadane jej charakterystyki geometryczne, spełniała wymagania aerodynamiczne i wytrzymałościowe, była sztywną, trwałą, odporną na warunki atmosferyczne, etc. proponował zastąpienie łopaty drewnianej – metalową, wykonaną z duraluminium. Kolejnym elementem innowacji był sposób mocowania łopaty na piaście śmigła – była ona wkręcana w gwintowany otwór na piaście śmigła i zabezpieczana sworzniem w żądanym położeniu. Zastosowanie odpowiedniego łącznika łopaty z piastą umożliwiało tutaj ustalanie – na ziemi, przed lotem – kąta nastawienia łopat śmigła w zależności od warunków jego pracy. Wskazując na zalety nastawnego śmigła metalowego, Drzewiecki podkreślał jego walory aerodynamiczne, wytrzymałościowe i eksploatacyjne: wysoką sprawność, łatwość ustalania i regulacji kąta nastawienia łopat, montażu i demontażu (do transportu lub przy wymianie łopaty uszkodzonej), na możliwość użycia tego samego śmigła dla różnych samolotów przez prostą zmianę kąta nastawienia śmigła, na możliwość konstruowania różnych typów śmigła w oparciu o standaryzację i unifikację jego części składowych, na ekonomię produkcji wielkoseryjnej. Podkreślał, że stosując standardową łopatę o określonym profilu i rozpiętości, dowolnie możnaby kształtować charakterystyki urządzeń ciągu drogą konstrukcji śmigieł dwu- lub wieloło- Stefan Drzewiecki – twórca teorii śmigła 21 patowych (wymaga to jedynie budowy piast śmigła w różnych wariantach i unifikacji łączników). Także i w tym przypadku próba podjęcia produkcji śmigła nastawnego we współpracy z firmą „Sautter-Harlé” nie przyniosła efektów praktycznie przydatnych. Określiła jednak bariery techniczne i technologiczne, pozwoliła bliżej określić zespół warunków, jakie śmigła tego typu winny spełniać – doświadczenia te wykorzystano później, gdy nadszedł czas wdrożenia w lotnictwie śmigieł nastawnych. Takim jest jednak w końcu charakter postępu technicznego i los wynalazcy. O wdrożeniu decyduje nie tylko kształt rozwiązania, ale i jego efekty ekonomiczne, potrzeby praktyki – w tym zaś zakresie myśl wynalazcza Drzewieckiego wyprzedzała potrzeby epoki, możliwości technologiczne, doświadczenia. Skoro nie mogła pokonać stojących przed nią barier, oporu rutyny i tradycji to czy przyszła za wcześnie? Postęp techniczny w zakresie rozwoju konstrukcji śmigła lotniczego dokonywał się w drodze ewolucyjnej. To szereg prób, mniej lub bardziej udanych, budowy śmigła odpowiadającego wyzwaniom teraźniejszości i potrzebom przyszłości. Analiza stanu techniki, kierunków jej rozwoju, w końcu przyszłych potrzeb, bezustannie modyfikowanych oto obszar, w jakim kształtowały się idee techniczne. Bez tego bagażu, składały się nań różne alternatywne propozycje optymalizacji śmigła lotniczego, niemożliwym byłby postęp techniczny. Wdrożenie stanowi etap końcowy na drodze poszukiwań, budząc i nowe jej sfery. Eksponując jego walor utylitarny pamiętajmy i o poznawczym, o tych, którzy jak Drzewiecki, kładli podwaliny pod rozwój techniczny śmigła, od stałego przez nastawne, przestawialne do samoprzestawialnego. Wyobraźnia inżynierska doprowadziła Drzewieckiego również ku koncepcji tego ostatniego. Drogę, którą tutaj przeszedł determinowała jego myśl teoretyczna i wrażliwość na potrzeby praktyki konstruktorskiej. W roku 1934 r. przedmiotem jego patentów wynalazczych stało się śmigło samoprzestawialne, przestawiane automatycznie i zachowujące stałą prędkość obrotową w zmieniających się warunkach lotu bez ingerencji pilota. Spójrzmy na pierwszy z tych patentów wynalazczych – nr 791.525 – zgłoszony we Francji 12 września 1934 roku, a wydany 30 września 1935. Przedmiotem wynalazku jest tutaj rozwiązanie możliwości automatycznej zmiany w locie kąta nastawienia łopat śmigła w zależności od zmian gęstości powietrza na różnych wysokościach. Proces samoczynnej zmiany kąta nastawienia śmigła oparł Drzewiecki na utrzymaniu równowagi pomiędzy momentem obrotowym silnika a momentem oporowym śmigła. Zwrócił uwagę, że dla śmigła o stałej liczbie obrotów moment oporowy jest proporcjonalny do mocy silnika, do liczby jego obrotów, do kąta nastawienia łopat śmigła i gęstości powietrza. W locie wznoszącym samolotu czynniki wpływające na wartość momentu oporowego pozostają stałe, z wyjątkiem wartości ciśnienia atmosferycznego, zmniejszającej się linearnie. W oparciu o tę obserwację Drzewiecki zaproponował, dla zahamowania wzrostu obrotów silnika, automatyczną zmianę kąta nastawienia śmigła zwiększając go tak, by moment oporowy śmigła pozostał stały i zawsze równy momentowi obrotowemu silnika. Efekt ten chciał uzyskać drogą zwiększania kąta nastawienia łopat śmigła z pomocą jednej lub wielu sprężyn dzia- 22 Stanisław Januszewski łających w taki sposób, że ich napięcie byłoby maksymalne dla kąta nastawienia minimalnego tzn. podczas lotu przy ziemi, a zmniejszałoby się, gdy kąt nastawienia śmigła wzrastał. Zmiana napięcia sprężyn dokonywała się tutaj podobnie, jak zmiana ciśnienia atmosferycznego – linearnie, ale w kierunku przeciwnym. Gwarantować to miało utrzymanie na każdej wysokości lotu równowagi między momentami obrotowym silnika i oporowym śmigła. Łopaty śmigła i piastę Drzewiecki osadzał bezpośrednio na wale silnika. Łączył je z wałem za pośrednictwem zębatej przekładni kątowej w sposób umożliwiający ich przemieszczanie kątowe wokół siebie. Sprężyny spiralne lub śrubowe, umieszczone współosiowo względem wału silnika, z jednej strony mocował do wału, a z drugiej do piasty w taki sposób, aby ich napięcie przeciwstawiało się rotacji piasty na wale, a w konsekwencji obracaniu się łopat w kierunku odpowiadającym zmniejszaniu kąta nastawienia łopat. W innym wariancie rozwiązania technicznego śmigła samoprzestawialnego wynalazca proponował zastosować, w miejsce sprężyn spiralnych łączących wał silnika z piastą śmigła, sprężyny śrubowe mocowane współosiowo z osiami nasady łopat i łączące łopaty śmigła z piastą w taki sposób, aby napięcie sprężyn wzrastało ze zmniejszaniem kąta nastawienia śmigła. Drzewiecki zwracał uwagę, że proponowane rozwiązania mogą być stosowane zarówno w odniesieniu do śmigieł dwu- jak i wielołopatowych. Wyjaśniając bliżej działanie mechanizmu wskazywał, że przy starcie kąt nastawienia łopat (dla śmigła dwułopatowego) posiada wartość maksymalną, zaś napięcie sprężyn wartość minimalną. Moment oporowy śmigła hamuje obroty silnika, opór łopat dąży do obracania ich w kierunku odpowiadającym zmniejszeniu kąta nastawienia. To działanie wywołuje, za pośrednictwem przekładni zębatej, przemieszczanie kątowe piasty śmigła wokół wału silnika. Wskutek tego rośnie napięcie sprężyn. Kąt nastawienia łopat maleje aż do osiągnięcia wartości optymalnej dla startu. Ustala się równowaga między momentami: obrotowym silnika i oporowym śmigła, silnik osiąga maksymalne obroty. Gdy aparat wznosi się w powietrze, w miarę zmniejszania się ciśnienia atmosferycznego moment obrotowy silnika maleje, a napięcie sprężyn (maksymalne przy ziemi) wywołuje – za pośrednictwem przekładni – wzrost kąta nastawienia łopat i przywraca równowagę między momentami oporowym śmigła i obrotowym silnika. Równocześnie, 12 września 1934 r., Drzewiecki zastrzegł we Francji prawa własności intelektualnej do innego rozwiązania konstrukcji i działania śmigła samoprzestawialnego. Patent nr 791.526 uzyskał tutaj również 30 września 1935 roku. Mechanizm zmiany kąta nastawienia śmigła oparł tym razem nie na działaniu, jak wyżej, sprężyn spiralnych lub śrubowych, lecz komory powietrznej. Zmiany jej objętości na różnych wysokościach powodować miały obrót łopat i zmianę skoku śmigła. Komorę, której objętość rośnie proporcjonalnie do spadku ciśnienia atmosferycznego, łączył z organami przemieszczania kątowego łopat w taki sposób, by zawsze wywierała na łopaty maksymalny nacisk – odpowiadający optymalnemu kątowi nastawienia. Wynalazca przedstawił sposób realizacji śmigła samoprzestawialnego tego systemu. Stefan Drzewiecki – twórca teorii śmigła 23 Śmigło samoprzestawialne wg patentu francuskiego nr 791.526 z 1934/35 r. (na skutek zmian ciśnienia na różnych wysokościach) Łopaty łączył tutaj z odpowiednią armaturą stanowiącą piastę śmigła. Tę ostatnią umieszczał na wale silnika w taki sposób, że wykonując ruch rotacyjny wokół wału mogła się równocześnie przesuwać na nim opierając się na komorze powietrznej o zmiennej objętości niesionej przez wał silnika (proponował jej wykonanie z kauczuku lub innego elastycznego materiału, nadając jej formę miechów, lub inną). Oto mechanizm działania tej wersji śmigła samoprzestawialnego. Z chwilą wprawienia silnika samolotu w ruch komora powietrzna utrzymuje swą maksymalną objętość, a kąt nastawienia łopat śmigła jest maksymalny i odpowiadający warunkom lotu na najwyższych wysokościach. Przy starcie rośnie moment oporowy śmigła – piasta przesuwa się (pod naporem komory powietrznej, połączonej z nią płyty i sztywnych popychaczy) powodując kątowy obrót łopat w kierunku odpowiadającym zmniejszeniu kąta ich nastawienia. Jednocześnie piasta ponownie napiera na komorę powietrzną. Redukuje jej objętość, wskutek czego ciśnienie w komorze rośnie do maksimum odpowiadającego optymalnemu skokowi śmigła dla lotu przy ziemi. Podczas wznoszenia się samolotu, w miarę spadku wartości ciśnienia atmosferycznego, ciśnienie powietrza w komorze rośnie, podobnie jak napór komory na piastę. Piasta cofa się wzdłuż wału silnika do chwili, gdy ciśnienie wewnątrz komory równoważy moment oporowy śmigła. Cofnięcie się piasty wymusza, pod działaniem lin i przekładni, obrót łopat – do momentu, gdy osiągną kąt nastawienia niezbędny dla utrzymania stałej prędkości obrotowej silnika. Wynalazca zastrzegał, że dla realizacji efektu zmiany kąta skoku śmigła, tak jak opisano to w memoriale patentowym, mechanizm przełożenia zmiany objętości komory powietrznej na zmianę kąta nastawienia łopat może być dowolnym. Oprzeć go można np. na miękkich popychaczach i krążkach lub przekładniach zębatych. Także to śmigło nie zostało zreali- 24 Stanisław Januszewski zowane. Tym niemniej jego idea wskazuje raz jeszcze, że Drzewiecki trafnie określał funkcjonujące wówczas bariery wzrostu związane z potrzebą zwiększenia prędkości lotu samolotów, a usiłując pokonać je w drodze optymalizacji urządzeń ciągu, właściwie oceniał związane z tym problemy techniczne. Stefan Drzewiecki rozwijając swe idee techniczne pragnął znaleźć dla nich zastosowania również w konstrukcji turbin wodnych Francisa i Kaplana, a także powietrznych – a ściślej mówiąc ich wirników. Dokumentują to inne jego propozycje wynalazcze. Pierwsza z nich, zgłoszona 18 lutego 1921 r., przyniosła mu we Francji patent wynalazczy nr 531.113, wydany 15 października 1921 r. Zastrzegał ochronę prawną rozwiązania wirnika osiowej turbiny wodnej, którego łopaty usytuowane na osi poziomej atakowane były równolegle do osi obrotu. Drzewiecki przedstawiał tutaj możliwości sterowania pracą turbiny drogą regulacji obrotów wirnika poprzez zmianę kątów nastawienia łopatek wirnika. Również w tym przypadku prawa wynalazcy zakupiła firma „Sautter-Harlé” – specjalizująca się również w produkcji turbin wodnych dla energetyki. Wieloletnia współpraca Drzewieckiego z tą firmą zaowocowała również rozwiązaniem dyfuzera dyszowego dla turbowiatraków powietrznych i wodnych oraz turbin wodnych. Wynalazek ten zgłoszony we Francji 17 stycznia 1923 r. ochronę patentową zyskał 28 lutego 1924 r. pod numerem 572.787. Sprawność wirników turbin stanowi m.in. funkcję ich prędkości kątowych oraz prędkości strumienia cieczy. By zwiększyć prędkość kątową wirnika, Drzewiecki umieszczał go w zwężonej części dyfuzora dyszowego, w którym prędkość strumienia cieczy rośnie (zgodnie z prawem Bernoulliego) od wlotu ku części najwęższej, by zmniej szać się w miarę rozszerzania się dalej jego średnicy. Umieszczając wirnik w części najwęższej zyskuje się na tyle ważki wzrost jego sprawności, że możliwą jest również redukcja jego masy i liczby łopat do dwóch, a nawet jednej. Również w tym przypadku nie wiemy, czy firma „Sautter-Harlé” podjęła produkcję patentowanego rozwiązania. Z pewnością jednak prowadzone były tutaj co najmniej prace studialne i próby laboratoryjne mające określić optymalne parametry dyfuzora (m.in. średnicę wlotu, przewężenia i wylotu cieczy) istotne dla sprawności urządzenia. Mogło ono znaleźć zastosowanie m.in. w siłowniach energetycznych – wodnych i wietrznych – dla napędu różnego typu urządzeń i maszyn. Patenty wynalazcze Drzewieckiego, które tutaj przywołaliśmy, pochodzą z lat 19171934 – do końca życia problematyka śmigła nurtowała jego uwagę. Rozwiązania w nich proponowane odnieść należy jednak do lat wcześniejszych, 1909-1926, kiedy to formułował ich kształt. Cezurę końcową możnaby zamknąć na roku 1920/21, kiedy to syntetyzował wyniki swych wieloletnich studiów w zakresie teorii śruby wodnej i śmigła lotniczego, w pracy Théorie générale de l'hélice, w której sformułował również zasady konstrukcji śmigieł przestawnych. Teoria i praktyka w twórczości Drzewieckiego przewijały się bezustannie. Wzajemnie z siebie czerpały i nawzajem inspirowały. Tak, jak jego prace teoretyczne odwołują się do praktyki, tak i w jego memoriałach opisowych poszczególnych wynalaz- Stefan Drzewiecki – twórca teorii śmigła 25 ków związanych ze śmigłem lotniczym znajdujemy znakomite odniesienia ku podstawom teoretycznym proponowanych przezeń rozwiązań technicznych. Stanowią one nie tyle suche opisy mechanizmów, których działanie powodować ma określone efekty, co raczej traktaty teoretyczno-techniczne koncentrujące uwagę na sposobach przeniesienia teorii i konkluzji dotyczących optymalizacji śmigieł w sferę praktyki konstruktorskiej. Ten wspólny mianownik stanowi cechę wyróżniającą pracy naukowej i konstruktorskiej Drzewieckiego. Pozostaje przy tym mocno osadzonym w etosie inżyniera owej epoki, inżyniera zadającego pytania, inżyniera poszukującego odpowiedzi i weryfikującego je w drodze praktycznego działania. Zwróćmy przy tym uwagę na jeszcze jeden czynnik stanowiący podstawę dzieła naukowotechnicznego Drzewieckiego. To interdyscyplinarność i przenoszenie idei technicznych z jednej dziedziny techniki, już ugruntowanej, ku nowej, poszukującej i własnego języka i instrumentarium. Drzewiecki poruszał się pomiędzy hydrauliką a aerodynamiką. Na styku dyscypliny tradycyjnej, o bogatej tradycji i noworodzącej się ostrzej ujawniały się anomalie występujące w końcu XIX stulecia pomiędzy funkcjonującą teorią lotu a praktyką inżynierską. W przypadku techniki inżynierskiej podjęcie badań nad oporem w powietrzu płaszczyzn doprowadziło do odrzucenia starej, ortopterycznej teorii lotu i sformułowania nowej, tzw. wirowej teorii płata nośnego – której podstawy ostatecznie zdefiniowały prace Ludwika Prandtla oraz Fredericka Williama Lanchestera. W odniesieniu do śmigła lotniczego, traktowanie go w kategoriach płata nośnego pozwoliło na opracowanie właściwego języka opisu zjawisk towarzyszących jego pracy, mechanizmu działania, ujęcie ich w formuły matematyczne. Na gruncie praktyki prowadziło to do wykształcenia zespołu instrumentów niezbędnych w procesie projektowania śmigła i jego optymalizacji. Tak na obrzeżach „starej” nauki budowano fundamenty nowej. Inspiracji dostarczały te zjawiska, które w konfrontacji z nowymi pytaniami stawianymi przez entuzjastów lotu człowieka nie znajdowały odpowiedzi w tradycyjnym kwestionariuszu funkcjonujących teorii. Związek teoretyka z eksperymentatorem stawał się tutaj warunkiem sine qua non dla określenia sfer zainteresowań nowej dyscypliny, formułowania jej języka, aparatu pojęciowego, katalogu pytań i odpowiedzi. Ojcowie „nowej nauki”, wśród nich Drzewiecki, rozwijali swe badania najpierw w opozycji do „starej”, później ich dorobek włączany był w katalog uznanych wartości, kreował je formułując nowe paradygmaty – otwierając nowe kierunki poszukiwań. Tak było i ze śmigłem. Z chwilą, gdy jego pracę ujęto w kategoriach fizykalnych i matematycznych, otworzyły się nowe obszary badawcze. One też, jak te obejmujące problematykę śmigieł przestawnych, stały się tymi, które w przyszłości określić miały nowe perspektywy rozwoju techniki lotniczej. Na tej drodze dorobek Stefana Drzewieckiego, ten teoretyczny i ten konstruktorski, zajmuje pozycję szczególną, składając się na współczesne nam dziedzictwo kultury technicznej, w którego kręgu pozostajemy i z którego wciąż czerpiemy. Jakże ubogą byłaby nasza cywilizacja bez pamięci, bez tego bagażu doświadczeń, pozbawiona energii zmaterializowanej w słowie i w dziele, w traktacie naukowym i w projekcie technicznym, w marzeniu i realizacji, w czynie wciąż na nowo odtwarzającym harmonię kosmosu. 26 Stanisław Januszewski Przypisy 1 S. Januszewski, Stefan Drzewiecki i jego pionierskie prace z mechaniki lotu, w: Mechanicy polscy w dziejach techniki, pod red. S. Januszewskiego, Rydzyna 1987, t. 5, s. 18-47 2 tenże, Stefan Drzewiecki – pionier żeglugi podwodnej, w: Techne Ostrava 2007. Sbornik prispevku z mezinarodniho kolokvia na tema: vyuziti technickych a prumyslovych pamatek v cestovnim ruchu, Ostrava-Poruba, 24-26. rijna 2007. Ostrava-Poruba: Dum Kultury Poklad, 2007, s. 118-126; tenże, Stefan Drzewiecki pionier żeglugi podwodnej, w: Dziedzictwo morskie i rzeczne Polski, pod red. S. Januszewskiego. Wrocław, Fundacja Otwartego Muzeum Techniki, 2006, s. 10-25; tenże, Śladami Stefana Drzewieckiego, w: Technika w dziejach cywilizacji – z myślą o przyszłości, pod red. Stanisława Januszewskiego, FOMT, Wrocław 2010, t. 6, s. 13-19. 3 patrz też: S. Drzewiecki, L'Aviation de demain, w: La Revue Générale de Sciences Pures et Appliquées, nr 24 z 30.12.1891 r; patrz też Przyszłe lotnictwo (tłum. S. Ziembiński), w: Przegląd Techniczny 1910, nr 26, s. 331. 4 G. Espitalier, A propos de l'aéroplane Drzewiecki, Technique Aeronautique, 1912, nr 72, s. 353-359; La Revue Aérienne, 1912, nr 100, s. 680-681; P. James, L'Aéroplane “Drzewiecki” á stabilité auto matique naturelle, L'Aérophile, 1913, nr 2, s. 26-28 ; patrz też. S. Januszewski, Tajne wynalazki lotnicze Polaków, op.cit.; także: S. Januszewski, W.R. Mikheew, Witold Jarkowski 1875-1918. Inżynier aeronauta – pionier lotnictwa, Wrocław 2006; także, W.R. Mikheew, S. Januszewski, Витолд Иванович Ярковский, Sankt Petersburg, 2007. 5 N.E. Żukowski, Теоретические основы воздухоплавания, w: Собр.соч., Т.VI, Мoskwa-Leningrad, 1950, s. 322. 6 B.N. Juriew, Аэродинамический расчет вертолетов, Мoskwa, 1956, s. 24. 7 H. Glauert, Теория воздушного винта/Аэродинамика, pod red. В.Ф.Дюрэнда, Т.IV, Мoskwa, 1940, s. 232. 8 S. Drzewiecki, Воздушные винты, Севастополь 1910, s. 10. 9 S. Drzewiecki, Sur une methode pour la determination des elements mecaniques des propulseurs helicoidaux, Bulletin de l'Association technique maritime, 1892, nr 3 ; patrz też : S. Drzewiecki, Sur une methode pour la determination des elements mecaniques des propulseurs helicoidaux, Comtes Rendus de l'Academie des Sciences, 1892, t 114, nr 14, s. 820-822. 10 S. Drzewiecki, Des helices propulsives, Paris 1902, s. 2. 11 S. Drzewiecki, Des helices aeriennes, Paris 1909. 12 S. Drzewiecki, Воздушные винты, Sewastopol, 1910. 13 S. Drzewiecki, Теория воздушных винтов и способ их вычисления, Kijów, 1910. 14 S. Drzewiecki, Application pratique des formules deduites pour le calcul des helices aeriennes, w : L'Aerophile, 1909, nr 22, s. 513-514. 15 patrz m.in. L'hélice normale (licence Drzewiecki), w: L'Aéro, Paris 1913, nr. specjalny, s. 4; Deutsche Zeitschrift für Luftschiffahrt, 11/1911, s. 33. 16 Deutsche Zeitschrift für Luftschiffahrt, 15/1911, s. 24; Flight /London/, 17/1911, s. 385. 17 2-łopatowe śmigło duralumioniowe produkcji wytwórni Ratmanoffa stosował m.in. w 1910 r. na konkursie lotniczym w Reims Thomas startujący na samolocie “Antoinette” z silnikiem “Antoinette” 50 KM, rozpiętość śmigła 2,4 m., 1200 obr/min., patrz: Zeitschrift für Flugtechnik und Motorluftschiffahrt, 14/1910, s. 188-189. 18 Zeitschrift für Flugtechnik und Motorluftschiffahrt, 14/1911, s.187-188; patrz też: Flight /London/, 27/1911, s. 595. 19 S. Januszewski, Samoloty ze znakiem “W”, Skrzydlata Polska, 4/1990, s. 8-9, 5/1990, s. 8-9. 20 patrz m.in.: S. Drzewiecki, Formules pratiques pour le calcul des hélices aériennes, L'Aérophile, 20/1909, s. 465; także: S. Drzewiecki, Application pratique des formules déduites pour le calcul des hélices aériennes, L'Aérophile, 21/1909, s. 513-514. 21 Poszukiwania patentów wynalazczych S. Drzewieckiego autor prowadził w zbiorach orzecznictwa patentowego Anglii, Austrii, Belgii, Francji, Niemiec, Rosji, USA, Włoch dla lat 1867-1941 oraz Polski dla lat 1918-1939. Stefan Drzewiecki nie zgłaszał żadnych ze swych rozwiązań wynalazczych do opatentowania w Rosji i w Polsce; patrz: S. Januszewski, Stefan Drzewiecki i jego pionierskie prace z mechaniki lotu, op.cit.