Z saperką w kosmos i bombowcem po butomierz – czyli o polskiej innowacji słów kilka

Wycieraczki szyb samochodowych, resor, śmigłowiec, statek kosmiczny – to wynalazki i idee, które bez wątpienia zrewolucjonizowały świat. Ale łączy je coś jeszcze - niezwykły fakt, że każdy z ich twórców pochodził z Polski.

Polskie wynalazki, o których pochodzeniu nie mamy pojęcia – trochę historii

Kim jest wynalazca? Wychudłym naukowcem w okularach? Nobliwym jegomościem z fajką między bokobrodami? A może trochę geniuszem, trochę wariatem, w każdym razie kimś, wymykającym się stereotypom? Bo jak określić kompozytora, który wynajduje wycieraczki do szyb samochodowych? Albo nauczyciela – w wolnych chwilach konstruktora statków kosmicznych? W każdym razie życiorysy wielu z nich są pasjonującą opowieścią...

W kosmos z Konstantym Ciołkowskim

Sporym zaskoczeniem jest zapewne fakt, że tak abstrakcyjna w swoim przeznaczeniu i zaawansowana technologicznie maszyna, jaką bez wątpienia jest statek kosmiczny, wynaleziona została już w 1903 roku przez, mającego swe korzenie w Polsce, Konstantego Ciołkowskiego. Ten syn polskiego zesłańca - Edwarda Ciołkowskiego - z zawodu nauczyciel matematyki i fizyki, którego dorobek do dziś wywołuje niemałe wrażenie, opracował idee techniczne, stanowiące podstawę działania wszystkich (także współczesnych) silników rakietowych, rakiet i statków kosmicznych. Dość wspomnieć, że opracował projekt metalowego sterowca, wykonał projekt jednopłatowego samolotu o konstrukcji praktycznie zastosowanej 15 lat później. W 1897 roku zbudował pierwszy w Rosji tunel aerodynamiczny (którego szefem mianował Polaka Feliksa Rewieńskiego) i opracował technikę pomiarów aerodynamicznych. Przeprowadził badania oporu aerodynamicznego różnych ciał. W 1903 roku ogłosił teorię lotu rakiety, z uwzględnieniem zmiany masy. Warto podkreślić, że opracowanie to powstało zanim jeszcze bracia Wright wykonali pierwszy w świecie lot samolotem! Ciołkowski opracował także teorię ruchu rakiet wielostopniowych w ziemskim polu grawitacyjnym. Zaproponował zastosowanie w rakietach stabilizatorów żyroskopowych oraz chłodzenie komory spalania silnika rakietowego składnikami paliwa. Po raz pierwszy w dziejach podał podstawy teorii silnika rakietowego na paliwo ciekłe. Zaprojektował także wiele rakietowych mieszanek paliwowych. Nie dziwi więc fakt, że nazwiskiem Ciołkowskiego został nazwany jeden z kraterów księżycowych oraz planetoida1590.

W co grał Józef Hofman?

Ciekawą osobowością zadziwi z pewnością  Józef Hofman (1876-1957). Choć znany jest w almanachach i encyklopediach głównie ze swej artystycznej działalności i wybitnego talentu muzycznego, a jego niesamowite osiągnięcia na niwie wynalazczości bywają ledwie wspominane jako ciekawostka, nie sposób nie przedstawić tu jego imponującego dorobku. Ten wybitny pianista i kompozytor, uczeń Artura Rubinsteina,  zasłynął m.in. wynalezieniem: wycieraczek szyb samochodowych, podwyższanego stołka do fortepianu, pneumatycznych amortyzatorów samochodowych, zegara elektrycznego, maszynki elektrycznej do gotowania, spinacza biurowego oraz szeregu rozwiązań konstrukcyjnych w fortepianach (np. urządzenia do mierzenia siły dotyku pianisty) oraz… balonach i samolotach. Jednak to sukcesy pianisty i kompozytora przyniosły mu największą sławę - co roku koncertował w Stanach Zjednoczonych, których obywatelstwo otrzymał w roku 1926.

O Janie Szczepaniku, co kulom się nie kłaniał

To kolejna barwna (sic!) postać wchodząca w poczet słynnych polskich wynalazców. Przez Jana Szczepanika (1872-1926) –zostały wynalezione bowiem między innymi barwna fotografia i… tkanina kuloodporna! O wynalazkach tego konstruktora pisały sto lat temu gazety w całej Europie, nazywając go „polskim Edisonem” oraz „Da Vincim z Galicji”. A lista dokonań tego badacza jest naprawdę imponująca. Wśród licznych dokonań zaprojektował na przykład urządzenia przenoszące obraz, jaki miał być utkany na dywanie lub gobelinie na patron maszyny tkackiej metodą fotoelektryczną. Szczepanik opatentował także w Anglii telektroskop, czyli rodzaj aparatu do reprodukowania obrazów wraz z dźwiękiem na odległość, z wykorzystaniem elektryczności. W ten sposób stał się prekursorem tzw. telewizji elektrycznej. Ale to nie wszystkie płaszczyzny jego działalności.

Przełom XIX i XX w. obfitował w zamachy terrorystyczne, Szczepanik dostał więc zamówienie na kuloodporną tkaninę. Wymyślił wtedy materiał, uszyty z wielu warstw - pocisk, przebijając kolejne z nich, wikłał się w sploty nici, przez co tracił impet. W 1902 r. tkanina ta uchroniła przed śmiercią króla Hiszpanii Alfonsa XIII. Kuloodporny materiał, którym obity był pojazd króla, powstrzymał rzuconą przez zamachowców bombę. Król, z wdzięczności, udekorował Szczepanika Orderem Izabeli Katolickiej - najwyższym hiszpańskim odznaczeniem państwowym!

Odkrycie barwoczułego papieru fotograficznego oraz udoskonalenie kolorymetru - przyrządu do pomiaru intensywności barw, a także aparat fotograficzny i rzutnik do zdjęć w naturalnych kolorach to również zasługa Jana Szczepanika. Z powodzeniem próbował sił w dziedzinie filmu kolorowego. Używając w kamerze i aparacie projekcyjnym trzech filtrów (czerwonego, zielonego i niebieskiego) oraz czarno-białej taśmy, uzyskał naturalne kolory, co dało początek barwnemu filmowi małoobrazkowemu.

Znając wynalazki Hertza, Popowa i Morconiego z końca XIX w., Szczepanik zajął się problemem telegrafu iskrowego, a nawet systemem telegrafii iskrowej. Podobno na zlecenie rządu austriackiego uruchomił pierwszą próbną stację.

Warto dodać, że jego imponujący dorobek opisał w swoich artykułach sam Mark Twain.

Bombowe pomysły Igora Sikorskiego

Igor Sikorski to pochodzący z Polski, mieszkający do czasów rewolucji w Rosji - amerykański konstruktor śmigłowców. Ojcem Igora był  Iwan Sikorski, polski szlachcic kresowy. Jeszcze w Rosji w 1913 roku, Igor Sikorski skonstruował pierwszy na świecie czterosilnikowy samolot bombowy Ilia Muromiec. Po rewolucji wyemigrował do USA, gdzie założył  Sikorsky Aero Engineering Company.  Uważany jest za twórcę  współczesnych śmigłowców. W 1940 zaprojektował Vought-Sikorsky 300,  pierwszą działającą maszynę z jednym wirnikiem nośnym i śmigłem ogonowym. Co prawda, pierwszym śmigłowcem, użytkowanym w armii (niemieckiej)  był niemiecki Flettner Fl-282,  oblatany w 1941, (zbudowano ok. 20 sztuk), ale potem były już konstrukcje Sikorskiego:  Sikorsky R -4  (oblatany w 1942 roku, 130 sztuk), R-6 , S -51 (pod różnymi nazwami m.in.. Sikorsky H – 5 wyprodukowano od 1943 roku ponad 300 sztuk) i tak kolejne produkowane aż do dzisiaj.

Yellow submarine Edmunda Ludwika Żalińskiego

Ten pochodzący z Polski wynalazca był majorem amerykańskiej armii i… jednym ze współtwórców pierwszych okrętów podwodnych. Jego czołowym osiągnięciem było jednak wynalezienie i skonstruowanie pneumatycznego działa torpedowego, do którego wynalazł również zapalnik elektryczny. Opracował także metodę wprowadzania dokładnych poprawek na wiatr w przyrządach celowniczych artylerii gwintowanej i broni strzeleckiej. Inne jego wynalazki to - mniej technologicznie zaawansowana… saperka (!) oraz teleskopowy celownik dla artylerii. Warto przywołać fakt, że Edmund Żaliński współpracował z  Johnem Hollandem przy budowie jednej z jego łodzi podwodnych, która została uzbrojona w pneumatyczne działo Zalinskiego. Okręt miał drewniany kadłub, liczył 50 stóp długości (ok. 15,2 m) i 8 stóp średnicy (ok. 2,4 m).

W pozostałych rolach…

Od saperki przez śmigłowiec po statek kosmiczny… imponujące! Ale lista polskich wynalazków jest o wiele bogatsza! Są wszakże jeszcze i przyrząd do usuwania zaćmy (Tadeusz Krwawicz), i sztuczne barwniki (Jakub Natanson), i walkie-talkie (Henryk Magnuski), i  kamizelka kuloodporna (Kazimierz Żegleń), i powóz z napędem parowym (Józef Bożek), i ręczny wykrywacz min (Józef Stanisław Kosacki), i silnik na sprężone powietrze (Ludwik Mękarski), i pierwsza na świecie kamera filmowa (Kazimierz Prószyński), a przecież i to jeszcze nie wszystko.

Co łączy te przejawy geniuszu, poza polskimi korzeniami ich twórców?  Zastanawiające, ale wspólnym mianownikiem tych wynalazców jest emigracja lub, zwyczajnie, bycie poza Polską. Czy  to gwarancja sukcesu? A jeśli tak, to jakie bariery nie pozwalają tworzyć tutaj? Może to po prostu kwestia trudnej polskiej historii? Zobaczmy więc, jakim potencjałem dysponujemy dzisiaj.

Na rowerze po butomierz? -  współczesna polska myśl techniczna

Dzisiejszy świat przyzwyczaił nas do gadżetów, wciąż dziwniejszych nowinek technologicznych, rodem z literatury s-f, elektronicznych „zabawek”, przy których telegraf bez drutu jest „kaszką z mleczkiem”. Można więc zaryzykować stwierdzenie, że postać współczesnego wynalazcy odbiega już od stereotypu wariata, szalonego naukowca. To po prostu człowiek naszych czasów, starający się wyprzedzić pędzący świat lub, zwyczajnie, sprostać mu i za nim nadążyć. Sylwetki współczesnych młodych naukowców, których wiek przedszkolny przypadł na okres polskiej transformacji ustrojowej, zdają się potwierdzać tę myśl. I choć są wykształceni i „poukładani”, nie brak im, bo zabraknąć nie może, ułańskiej fantazji i bajecznej wyobraźni, bez której ich pomysłów nigdy by nie było.

Bartosz Walentyn i jego samobieżny odkurzacz liści.

Bartosz Walentyn to jeden z najbardziej płodnych młodych wynalazców. Choć liczy niewiele ponad 20 lat (urodził się w 1988 r.), ma już na swoim koncie kilkanaście patentów. Wynalazczością parał się od wczesnej młodości,  w 2005 r. skonstruował „Bucior” - przyrząd dwufunkcyjny do usuwania chwastów i mycia podłóg. Był to pierwszy w jego życiu wynalazek, który uzyskał prawo ochronne jako wzór użytkowy i do dziś jest w ofercie wynalazcy.

Rok później, w  XXXIX edycji Turnieju Młodych Mistrzów Techniki i otrzymał wyróżnienie za całokształt twórczości (!) oraz - w ramach nagrody - indeks na Politechnikę Warszawską. W tym roku skonstruował też „Ramę do tapetowania” - drugi wynalazek, który uzyskał prawo ochronne jako wzór użytkowy.

W roku 2008 powstają: „Butomierz” - urządzenie pomagającego klientom dużych sklepów obuwniczych w wyborze obuwia oraz „Pojazd elektryczny z turbiną powietrzną”. Za „Butomierz” zostaje nagrodzony tytułem Lider Innowacji 2008 oraz nagrodą główną kategorii Niespodzianka Giełdowa na Giełdzie Innowacji w Opolu, a za „Pojazd elektryczny…” medalem targowym na Ogólnopolskich Targach Innowacji Gospodarczych i Naukowych INTARG-KATOWICE 2010.

Bartosz Walentyn doskonale wpisuje się w  tradycję wielokierunkowych zainteresowań polskich wynalazców. Obecnie bowiem jest studentem… historii na Uniwersytecie Mikołaja Kopernika w Toruniu.

W II edycji Konkursu Akademii Młodego Wynalazcy uhonorowany został jego projekt

„Samobieżny odkurzacz do liści”.

Jest to urządzenie, którego celem jest usuwanie liści z trawników. Choć obecnie znane są odkurzacze do liści, nowością w tym urządzeniu jest połączenie ssawki z obrotowymi wałkami, na których są umieszczone szczotki. Dzięki temu zwiększa się efektywność pracy, gdyż samobieżny odkurzacz do liści zbiera liście (także przegniłe i zbite) znacznie dokładniej. Ponadto zastosowanie tego rozwiązania w pojeździe umożliwia pracę bez wysiłku także na dużych terenach.

Po ratunek do Łukasza Nawrockiego

Ten, urodzony w 1983 roku autor pneumatycznego trapu ratowniczego i pokrowca na kask motocyklowy, od wczesnych lat szkoły podstawowej interesował się lotnictwem i techniką. Przetestował wszystkie projekty, zawarte w książce Adama Słodowego „ Zrób to sam”, a także zajmował się licznymi modyfikacjami posiadanych rzeczy. Później zajął się modelarstwem i udoskonalaniem jednośladów od rowerów po motocykle, które są jego pasją do dzisiaj. Jest absolwentem technikum mechanicznego przy Lotniczych Zakładach Naukowych we Wrocławiu i pilotem szybowca. Będąc studentem  Politechniki Wrocławskiej. jednocześnie pracował, a w wolnym czasie zajmował się nowymi konstrukcjami wdrażanymi we własnej firmie. W roku 2010 dwie z wielu jego konstrukcji zostały docenione w Konkursie Akademii Młodego Wynalazcy. Obecnie kończy studia magisterskie wydziale Inżynierii Lotniczej Politechniki Wrocławskiej. Nadal stara się wdrożyć w życie kolejne swoje pomysły.

Pneumatyczny trap ratowniczy

Głównym przeznaczeniem tego urządzenia jest ewakuacja ludzi i sprzętu z terenów zagrożonych powodzią, pękającym lodem oraz prace na niestabilnym gruncie bagnach, lodzie i wodzie. Pneumatyczny trap ratowniczy posiada kesonową budowę, dzięki której konstrukcja jest lekka i stabilna. System mocowań, umożliwia łączenie między sobą kolejnych modułów, co zapewnia nieprzerwaną drogę ewakuacyjną o żądanej długości. Odpowiednio zaprojektowana konstrukcja podłogi, rozkłada punktowe siły nacisku na dużą powierzchnię spodnią, co gwarantuje wzrost bezpieczeństwa w czasie trwania akcji. Wyporność trapu pozwala na zastosowanie, jako pływającą platformę do transportu i składowania sprzętu. Dodatkowe wyposażenie w elementy odblaskowe i oświetleniowe, pozwalają na bezpieczne użytkowanie trapu w nocy. Trap może być użytkowany w charakterze mola, do którego mogą być zacumowane pontony lub lekkie łodzie ratownicze, może służyć jako pochylnia do szybkiej ewakuacji ludzi z zagrożonych obiektów, zwłaszcza budowlanych. Zastosowanie trapu nie ogranicza się tylko do podanych przykładów, może również wynikać z określonych potrzeb użytkowników.

Za swój kolejny projekt „Pokrowiec na kask motocyklowy” otrzymał brązowy medal 62. Międzynarodowej Wystawy Pomysły, Wynalazki, Nowe Produkty iENA 2010 w Norymberdze (występ w ramach nagrody w Konkursie Akademii Młodego Wynalazcy).

Pokrowiec posiada zgłoszoną do ochrony patentowej, konstrukcję o nowoczesnej stylistyce. Jego zadaniem jest zapewnienie możliwie bezpiecznego transportu kasku motocyklowego na pojazdach jednośladowych oraz na quadach. Zwiększa widoczność pojazdu w ruchu drogowym, przyczyniając się do poprawy bezpieczeństwa użytkowników. Wykonany jest z tkanin z włókien syntetycznych posiadających certyfikaty jakości producenta. Konstrukcja zapewnia optymalne dopasowanie do powierzchni kasku motocyklowego, zabezpieczając wizjer kasku przed uszkodzeniami, mogącymi wystąpić w czasie transportu na pojeździe. Odpowiednio zaprojektowany, czteropunktowy system mocowania, umożliwia szybki montaż i demontaż oraz daje możliwość indywidualnego dopasowania w zależności od konstrukcji pojazdu. Dodatkowo kolory fluorescencyjne i umieszczony na części tylnej pokrowca element odblaskowy poprawiają widoczność pojazdu.

Karol Kowalczuk nie błądzi we mgle

Jest studentem Wydziału Mechatroniki Politechniki Warszawskiej i laureat I edycji Konkursu Akademii Młodego Wynalazcy za projekt  Narrow Mist – lampa przeciwmgielna. Jest to nowa generacja lampy przeciwmgielnej wykorzystująca innowacyjny system soczewek. Opracowanych jest wiele rozwiązań na oświetlanie trasy we mgle, lecz zdolność do rozpraszania światła przez mgłę uniemożliwia widoczność na większe odległości. Prezentowany projekt rozwiązuje problem rozpraszania światła we mgle a za razem nie powoduje oślepiania kierowców z naprzeciwka. Dzięki nowemu systemowi skupiania światła w Narrow Mist możemy regulować szerokość wiązki w zależności od natężenia mgły, a soczewkowe skupianie oświetla tylko jezdnię dzięki czemu odległość widzenia się wydłuża zwiększając bezpieczeństwo jazdy.

Z kolei za swój kolejny projekt „Pompa tlenowa” otrzymał brązowy medal 62. Międzynarodowej Wystawy Pomysły, Wynalazki, Nowe Produkty iENA 2010 w   Norymberdze. Urządzenie to powstało w odpowiedzi na zwiększone zużycie tlenu w wielu technologiach z zakresu techniki i medycy, a jego zadaniem jest wyodrębnianie tlenu występującego w powietrzu. Pompa tlenowa znajduje zastosowanie m.in. w silnikach samochodowych, podnosząc ich sprawność poprzez zmniejszanie występowania związków ciężkich, zbliżając je do spalania doskonałego.

Sztywne pianki Magdaleny Danowskiej

Ta absolwentka Politechniki Gdańskiej jest laureatką I edycji konkursu Akademicki Mistrz Innowacyjności za najlepszą pracę magisterską oraz zdobywczynią nagrody Grupy LOTOS S.A. za najlepszą pracę dyplomową zrealizowaną w roku akademickim 2009/2010. Tytuł nagrodzonej pracy to „Nowe sztywne pianki poliuretanowe z surowców odnawialnych, modyfikowane nanonapełniaczami na bazie glinokrzemianów warstwowych”. Obecnie w ramach Studium Doktoranckiego Fizyki w Katedrze Fizyki Ciała Stałego Politechniki Gdańskiej, przy współpracy z Katedrą Technologii Polimerów przy Wydziale Chemicznym zajmuje się tematyką uniepalniania tworzyw sztucznych. Za swój projekt „Sztywne pianki poliuretanowe nowej generacji” otrzymała nagrodę w III edycji Konkursu Akademii Młodego.

Ta nowa generacja niepalnych pianek poliuretanowych przypomina styropian, ale jest trwalsza, niepalna i w trakcie jej produkcji można zagospodarować odpady. W ich produkcji wykorzystano bowiem poliglicerynę, która jest produktem ubocznym w produkcji biopaliw, co obniża koszty produkcji pianki i pozwala zagospodarować odpady. Wyjątkową trwałość nowej piance nadał nanonapełniacz na bazie glinokrzemianu warstwowego.

„Sztywne pianki to materiał idealny do izolacji budynków. Mają bardzo dobre właściwości izolacyjne. Jako że są materiałem samogasnącym, w razie pożaru ograniczają emisję toksycznych gazów, a przy tym hamują rozprzestrzenianie się ognia. Ich cena jest niższa lub porównywalna z cenami pianek dostępnych dziś na rynku” - opowiadała Danowska w rozmowie z PAP. Projektem zainteresowani są przedsiębiorcy z Japonii.

Skoro jest tak dobrze, dlaczego jest tak źle? - problemy młodych wynalazców

Powyższe rozważania streścić można w jednym zdaniu - mieliśmy potencjał w ludzkim geniuszu dawniej, mamy i dziś. A jednak dobrze nie jest, co z całym okrucieństwem liczb, potwierdzają statystyki. Na całym świecie patentuje się około 1,6 miliona wynalazków rocznie. Połowa z nich pochodzi z USA, Wielkiej Brytanii, Francji, Japonii i Niemiec. Polacy na tym tle wypadają co najmniej mizernie. Uzyskujemy europejskie patenty na około 20 - 30 wynalazków rocznie (czyli zaledwie 0,003 % opatentowanych w Europie wynalazków pochodzi z Polski), Czesi i Węgrzy mają sto razy więcej patentów w ciągu roku. Dużo lepiej było przed II wojną światową, kiedy to Polska zajmowała 5-6 miejsce w Europie pod względem liczby patentów.

Dlaczego tak jest? Oczywiście, problemem - jak zwykle - są pieniądze, a właściwie ich brak. I to nikogo nie dziwi. A powinno dziwić, bo inwestycja w naukę zwraca się wielokrotnie, dając efekty nie tylko prestiżowe, ale  i całkiem wymierne. Tymczasem polscy naukowcy co rusz zbierają się na rozmaitych kongresach, konferencjach, zjazdach, zlotach, na każdym konkludując przytomnie, aczkolwiek zupełnie bezpłodnie, że - choć osiągnięcia mamy na poziomie światowym - nadal brakuje prywatnych inwestorów gotowych zaryzykować własne środki na wdrożenie wynalazków. Co gorsza, problem stanowią często także sami akademicy, niedostatecznie dbając o promocję osiągnięć na  forum światowym. Na przykład w ubiegłym roku na międzynarodowych wystawach innowacji - w Genewie, Bangkoku, Damaszku, Kuala Lumpur, Moskwie, Budapeszcie, Zagrzebiu, Sewastopolu, Taipei, Bukareszcie, Suzhou, Norymberdze, Brukseli i Seulu - polscy wynalazcy zaprezentowali łącznie 343 innowacyjne rozwiązania techniczno-technologiczne, które uzyskały 320 medali, w tym 149 złote krążki oraz 62 specjalne wyróżnienia. Wyniki te ukazują skalę uznania, jakim cieszą się polskie wynalazki poza granicami naszego kraju. Eksperci wskazują na potrzebę medialnego nagłaśniania tych osiągnięć na gruncie krajowym, co przyczyniłoby się do ich zaistnienia w świadomości społecznej, aby mogły stać się nie tylko przedmiotem naszej polskiej dumy, ale przede wszystkim impulsem i wyzwaniem dla innych wynalazców i innowatorów. Profesor Michał Kleiber, Prezes Polskiej Akademii Nauk twierdzi, że „wśród różnych bolączek, które trapią naszą naukę, znajduje się brak szacunku dla odkryć najbardziej oryginalnych umysłów. W ten sposób sami sobie podcinamy skrzydła. Wiele osób uważa, że nie stać nas na wielkie osiągnięcia, podczas gdy takich osiągnięć Polacy mają na swoim koncie wiele i wciąż mamy wielu ludzi myślących oryginalnie. Tych ludzi trzeba promować”.

Nadzieję na zmianę tego podejścia niosą rozmaite inicjatywy, takie jak na przykład: Giełda Polskich Wynalazków, na której corocznie pokazywane są polskie innowacyjne rozwiązania technologiczne, odnoszące znaczące sukcesy w kraju i za granicą. Organizatorami wydarzenia są Muzeum Techniki NOT, firma Eurobusiness-Haller z Katowic oraz Stowarzyszenie Polskich Wynalazców i Racjonalizatorów z Warszawy.

Czy coś z tego wyniknie? Raczej nie prędko, bo głównym problemem jest brak powszechnej świadomości, że nauka może być źródłem sukcesów i siłą napędową rozwoju gospodarczego kraju. A urządzenia do błyskawicznej zmiany mentalności żaden Polak (ani nikt inny) jeszcze nie wynalazł.

Dominika Bara