Witold Kasprzyk był jednym z pionierów rozwoju latających skrzydeł, który dostrzegał korzystne własności skrzydeł o niezbieżnym obrysie przy małych i średnich prędkościach lotu. Tymczasem większość znanych konstruktorów bezogonowców jak bracia Horten, Lippisch, Northrop zajmowali się zbieżnymi i ostro zakończonymi skrzydłami, które doprowadzały do skrzydeł delta, korzystnych dla prędkości naddźwiękowych.
Nieprzeciętne doświadczenie szybowcowe i pilotażowe oraz doświadczenie warsztatowe umożliwiły Kasprzykowi zbudowanie w latach 60-ch bezogonowych szybowców BKB oraz BEKAS, a w 1973 r. samolotu doświadczalnego. Posiadały one niezbieżne, unikalnie poszerzone zakończenia skrzydeł, ustateczniające skrzydło podłużnie i przeciwdziałające korkociągowi. Badania w locie szybowca BKB doprowadziły konstruktora do odkrycia przyczyny jego niezwykle małej prędkości lotu 32 km/h przy Cz ok. 3,15. Wizualizacja opływu wykazała, że był nią stabilny wir wytworzony na końcach skrzydła. Powstał on na górnej powierzchni skrzydła, w pobliżu spływu, we wklęsłej niszy pojawiającej się przy dużym wychyleniu do góry sterolotek, niezbędnym dla zmniejszenia prędkości lotu.
Te same właściwości utrzymania bardzo małej prędkości 30 km/h przy Cz ok. 3 oraz możliwej prędkości maksymalnej 200 km/h, były osiągane w 1931 r. na bezogonowym samolocie A-5 także o prostokątnym, skośnym skrzydle, skonstruowanym przez szwajcara A. Soldenhoffa. Dopiero obecnie dzięki odkryciu Kasprzyka staje się zrozumiałe, że przyczyną tej niezwykle małej prędkości A-5 był stacjonarny wir powstający na końcach skrzydła.
Wyjaśnione przez Kasprzyka działanie wiru było obserwowane już w latach 40-ch przez pilota oblatywacza szybowców Horten, dr K. Nickel'a i opisane w jest w jego książce "Tailles Aircraft" z 1999 r. Akcentuje on jednak tylko niebezpieczny aspekt działania tego wiru. Polega on na powodowaniu przez pojawiający się wir podciśnienia, które podrywa do góry sterolotkę i koniec skrzydła, zmieniając również nagle kierunek sił na drążku sterowym. Podobny wpływ tego wiru, nazywanego "control surface vortex", obserwowali inni piloci oblatywacze bezogonowców.
Swoje niekwestionowane odkrycie oraz możliwości wykorzystania stacjonarnych wirów do zwiększania nośności skrzydła Kasprzyk rozwinął i przedstawił w patentach, projektach i publikacjach. Autor rozwinął i przedstawił w nich cyklonowy model powstawania wirów nadskrzydłowych, ignorując jego dyfuzorowo oderwaniowy charakter. Nie miało by to istotnego znaczenia, gdyby nie doprowadziło do bardzo śmiałej koncepcji użycia odchylanej ku górze klapy nosowej dla wytworzenia dodatkowej niszy na przodzie profilu. Według oceny Kasprzyka powstały w niej wir powinien bardziej powiększyć współczynnik nośności Cz skrzydła. Niestety, jak stwierdziłem to w 1973 r. zainteresowany tym zagadnieniem, klapa taka bez intensywnego zewnętrznego nadmuchu i silnego wymuszania tego wiru działa jak spoiler i hamulec aerodynamiczny pogarszający własności skrzydła. Fakt ten został potwierdzony badaniami w tunelu University of Washington, które wykonał E. W. Kruppa w ścisłym kontakcie z Kasprzykiem. W toku badań wprowadził on liczne lecz nieskuteczne zmiany w dwóch klapach spływowych modelu swego samolotu, który kilka lat wcześniej z niepowetowaną szkodą został rozbity. Trudno określić określić przyczynę zbyt dalekiego odejścia od dobrych, wielce obiecujących doświadczeń szybowcowych z jedną, gładką klapą na spływie, o małym oporze. Kasprzyk zbyt wierzył w efektywność układu trzech klap i nie akceptował niedogodnego zewnętrznego nadmuchu powietrza z obcego źródła. Badane ono było w wielu wariantach klap i niszy przez NASA, SAAB oraz Boeinga z pozytywnymi wynikami, poszerzając wiedzę o wirach nośnych. Jednakże jako zbyt skomplikowane układy te nie znalazły praktycznego zastosowania.
W latach 80-tych Kasprzyk podjął na pewien czas współpracę ze znanym konstruktorem lotniowym w USA Steve Grossruckiem. Jego firma uruchomiła produkcję prostego i taniego samolotu-motolotni KASPERWING o S-owym otwartym profilu i poszerzonych końcach skrzydła o małym skosie. Ze względu na niskie obciążenie skrzydła ok. 10 kg/m2 umożliwia ono, po powstaniu wiru, bardzo małą prędkość lotu 29 km/h przy Cz ok 2,5 oraz spadochronowe przyziemienie. Konstrukcja ta ma licznych zwolenników bezpiecznego, rekreacyjnego, latania z prędkością do 70 km/h. Jest możliwy i obiecujący jej rozwój do dużo większych obciążeń skrzydła i prędkości przy zastosowaniu lepszych zamkniętych profili.
Wielka aktywność i zdolności przekonywania ułatwiły Kasprzykowi wzbudzenie w świecie zainteresowania złożoną i wywołującą wiele dyskusji aerodynamiką opływów wirowych. Możliwości zastosowań wirów nośnych dotyczą jednak tylko samolotów zbudowanych w celu startu, lotu i lądowania na bardzo dużych kątach natarcia. Występuje przy tym potrzeba bezpiecznego samoczynnego dostosowania wychyleń i działań urządzeń zwiększających nośność do szybko zmieniających się warunków lotu. Rozwiązania takie nie są dotąd znane.
Przedstawił Dr inż Jerzy Wolf
B. pracownik Instytutu Lotnictwa w Warszawie, konstruktor miękopłatów, motolotni, wychyłopłatów, pilot-instruktor motolotniowy