Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Ганс фон Охайн
Ohain.jpg
Ханс фон Охайн в 1970-е годы
Родившийся
Ганс Иоахим Пабст фон Охайн

( 1911-12-14 )14 декабря 1911 г.
Дессау , герцогство Анхальт , Германская империя
Умер13 марта 1998 г. (1998-03-13)(86 лет)
Мельбурн, Флорида , США
ОбразованиеГеттингенский университет
Род занятийИнженер ( реактивный двигатель )
Супруг (а)Ханни фон Охайн
Дети4

Ганс Иоахим Пабст фон Охайн (14 декабря 1911 - 13 марта 1998) был немецким физиком и конструктором первого действующего реактивного двигателя . [1] Его первая конструкция была запущена в марте 1937 года, и это был один из его двигателей, который приводил в действие первый в мире летающий полностью реактивный самолет - прототип Heinkel He 178 (He 178 V1) в конце августа 1939 года. Ранние успехи, другие немецкие разработки быстро затмили Охайна, и ни один из его двигателей не вошел в массовое производство или эксплуатационное использование.

Охайн начал самостоятельно разрабатывать свои первые проекты турбореактивных двигателей в тот же период, когда Фрэнк Уиттл работал над своими аналогичными проектами в Великобритании, и их конструкции турбореактивных двигателей, как некоторые считают, являются примером одновременного изобретения. [2] Однако Фрэнк Уиттл уже работал над своим дизайном в конце 1920-х годов и открыто запатентовал его в 1930 году, за целых семь лет до того, как дизайн Охайна был запущен. Первый реактивный двигатель Охайна, Heinkel HeS 1 , успешно работал в апреле 1937 года, в том же месяце , когда также успешно заработал первый двигатель Уиттла, Power Jets WU First Model. [3] реактивный двигатель Ohain был первым полететь в оперативном в пределахСамолет Heinkel He 178 в 1939 году, за которым последовал двигатель Уиттла в Gloster E.28 / 39 в 1941 году. [4] Реактивные истребители из Германии и Великобритании вошли в боевую эксплуатацию практически одновременно в июле 1944 года. [5] После На войне двое мужчин встретились и стали друзьями. [6]

Ранняя жизнь и развитие реактивных двигателей [ править ]

Родившийся в Дессау , Германия [7], Охайн получил докторскую степень по физике и аэродинамике в Геттингенском университете, в то время являвшемся одним из основных центров авиационных исследований, после того, как посетил лекции Людвига Прандтля . [8] В 1933 году, еще будучи студентом, он задумал то, что он назвал «двигателем, не требующим винта». [7]

После получения степени в 1935 году Охайн стал младшим ассистентом Роберта Вичарда Поля , тогдашнего директора Физического института университета. В 1936 году, работая на Поля, Охайн зарегистрировал патент на свою версию реактивного двигателя « Процесс и устройство для производства воздушных потоков для двигателей самолетов» . [9] В отличии от Франка Уитл «ы Мощности Струи WU конструкции, Охайн - х использовал центробежный компрессор и турбина расположена очень близко друг к другу, спина к спине, с банками пламени , обернутых вокруг внешней сборки.

Во время работы в университете Охайн часто брал свой спортивный автомобиль на обслуживание в местный гараж Бартлс и Беккер. Здесь он познакомился с автомехаником Максом Ханом и в конце концов договорился о том, чтобы он построил модель его конструкции примерно за 1000 рейхсмарок . Завершенная модель была даже больше в диаметре, чем полностью рабочий двигатель Уиттла 1937 года, хотя и намного короче по оси тяги. Охайн отвез модель в университет для тестирования, но столкнулся с серьезными проблемами со стабильностью горения. Часто топливо не сгорает внутри пламенных баллончиков и выдувается через турбину, вызывая выброс пламени в воздушный поток и перегрев электродвигателя, питающего компрессор.

Хейнкель [ править ]

В феврале 1936 года Поль написал Эрнсту Хейнкелю , рассказывая ему о конструкции Охайна и ее возможностях. Хейнкель устроил встречу между своими инженерами и Охайном, во время которой он утверждал, что нынешний «гаражный двигатель» никогда не будет работать, но концепция, на которой он основан, была правильной. Инженеры были убеждены, и в апреле Охайн и Хан начали работать на Хейнкеля [10] на аэродроме Мариенехе недалеко от Ростока , в Варнемюнде.

Исследование воздушного потока модели привело к нескольким улучшениям за двухмесячный период. Ободренный этими открытиями, Охайн создал новый прототип, который будет работать на водороде, подаваемом от внешнего источника под давлением. Получившийся в результате Heinkel-Strahltriebwerk 1 (HeS 1), немецкое название Heinkel Jet Engine 1, был построен вручную одними из лучших машинистов компании, к большому огорчению руководителей цехов. Тем временем Хан работал над проблемой горения, в этой области у него был некоторый опыт.

Двигатель был чрезвычайно простым, в основном из листового металла. Строительство кузнецом в его деревне началось в конце лета 1936 года и было завершено в марте 1937 года. Двумя неделями позже двигатель работал на водороде, но высокотемпературный выхлоп привел к значительному «горению» металла. В остальном испытания прошли успешно, и в сентябре камеры сгорания были заменены, и двигатель впервые перешел на бензин. Охайн наконец, хотя и через пять месяцев после Фрэнка Уиттла, параллельно работая в Англии, запустил автономный турбореактивный двигатель. Оказалось, что работа на бензине забивает камеры сгорания, поэтому Хан разработал новую версию на основе своей паяльной горелки, которая, как оказалось, работает намного лучше. Хотя двигатель никогда не задумывался как лётный, он вне всяких сомнений доказал, что основная концепция работоспособна, и Охайн наконец догнал Уиттла. Благодаря значительно большему финансированию и поддержке отрасли Охайн вскоре обогнал Уиттла и вырвался вперед.

В то время как работа над HeS 1 продолжалась, команда Pohl-Ohain уже перешла к разработке летного двигателя HeS 3 . Основными отличиями были использование механически обработанных ступеней компрессора и турбины, замена изогнутого и сложенного листового металла, а также изменение компоновки для уменьшения площади поперечного сечения двигателя в целом за счет размещения газовых баллончиков в расширенном зазор между компрессором и турбиной. Первоначальный дизайн показал, что площадь турбины была слишком мала для эффективной работы, а увеличение размера турбины означало, что пламегасители больше не могли правильно вставляться в зазор.

Новый дизайн, HeS 3b был предложен, [10] , который перемещал банки пламени из зазора и измененные их форму , чтобы обеспечить самую широкую часть банок лежать в передней части внешнего обода компрессора. В HES 3b сжатый воздух подавался вперед в камеры сгорания, а оттуда горячий воздух поступал назад во вход турбины. Несмотря на то, что он был не таким маленьким, как оригинальный HeS 3, 3b, тем не менее, был довольно компактным. 3b впервые был запущен в июле 1939 года (в некоторых источниках указывается в мае) и проходил воздушные испытания в составе прототипа пикирующего бомбардировщика Heinkel He 118 . Оригинальный двигатель 3b вскоре перегорел, но второй подходил к завершению примерно в то же время, что и новый испытательный планер, Heinkel He 178., совершивший первый полет 27 августа 1939 года, первый реактивный самолет, совершенный летчиком-испытателем Эрихом Варсицем . 31 мая 1939 года Хейнкель подал заявку на патент: US2256198 [1] , «Авиационная силовая установка», изобретатель Макс Хан. Первая заявка на этот патент в Германии была подана в мае 1938 года.

Ханс фон Охайн произносит тост после успешного полета Heinkel He 178. Эрнст Хейнкель поднимает свой бокал в левой части изображения.

Немедленно началась работа над более крупными версиями, сначала HeS 6, который был просто большим HeS 3b, а затем над новым дизайном, известным как HeS 8, который снова изменил общую компоновку. 8 отделили компрессор и турбину, соединив их длинным валом, поместив между ними единую кольцевую камеру сгорания, заменив отдельные пламегасители. Предполагалось, что двигатель будет установлен на истребитель Heinkel He 280 , но разработка планера шла гораздо более плавно, чем двигатель, и его пришлось использовать в планирующих испытаниях, в то время как работа над двигателем продолжалась. Летный аппарат HeS 8 был установлен в конце марта 1941 года, а 2 апреля состоялся его первый полет. Через три дня самолет был продемонстрирован группе нацистов иДолжностные лица RLM , все были впечатлены. Вскоре последовали фонды полного развития.

К этому моменту в Германии был разработан ряд турбореактивных двигателей. Хейнкель был настолько впечатлен этой концепцией, что организовал переход к проекту Адольфа Мюллера из Junkers , который разрабатывал конструкцию с осевым компрессором , переименованную в Heinkel HeS 30 . Мюллер покинул Junkers после того, как они приобрели компанию Junkers Motoren , у которой был реализован собственный проект, который к тому времени был известен как Junkers Jumo 004 . Тем временем BMW добилась значительных успехов в разработке собственного дизайна BMW 003 .

К началу 1942 года HeS 8, официально именовавшийся 109-001 (HeS 001), все еще плохо продвигался. Между тем, HeS 30 Мюллера, официально именовавшийся 109-006 (HeS 006), развивался намного быстрее. Однако оба двигателя были еще не готовы к производству, а 003 и 004, казалось, были готовы к выпуску. В начале 1942 года директор по развитию реактивных двигателей в RLM Гельмут Шелп отказался от дальнейшего финансирования обоих проектов и приказал Хейнкелю работать над новым собственным «любимым проектом», который в конечном итоге стал Heinkel HeS 011 . Хотя это был первый из двигателей Schelp «Класса II», который начал хорошо работать, производство еще не началось, когда война закончилась. Некоторое время работа над HeS 8 продолжалась, но весной 1943 года от нее отказались.

Уже давно утверждалось, что Охайн не знал о работе Уиттла. Хотя в очень строгом смысле это может быть правдой (в том смысле, что он не знал об экспериментах Уиттла в Латтерворте, где инженер Королевских ВВС запустил первый в мире реактивный двигатель в марте 1937 года), тем не менее Охайн тщательно изучил различные патенты Уиттла на газотурбинные двигатели. Это обычная профессиональная практика для любого ученого, работающего в аналогичной области, до подачи его собственного патента, который был зарегистрирован в 1935 году, примерно через пять лет после патента Уиттла. В своей биографии Охайн откровенно критиковал замысел Уиттла:

Когда я увидел патент Уиттла, я почти убедился, что он имеет какое-то отношение к комбинациям всасывания пограничного слоя. У него был двухпоточный радиальный компрессор с двойным входом, который выглядел чудовищно с точки зрения двигателя. Его реверсирование потока казалось нам нежелательным, но оказалось, что это было не так уж плохо, хотя и дало некоторые незначительные проблемы нестабильности ... Наши патентные притязания пришлось сузить по сравнению с заявками Уиттла, потому что Уиттл показал определенные вещи. «Затем он вполне объяснимо обосновал свое знание работы Уиттла, сказав:« Мы чувствовали, что это похоже на патент на идею »,« Мы думали, что над этим серьезно не работали » [11].

После Второй мировой войны [ править ]

В 1947 году Охайн был доставлен в Соединенные Штаты в рамках операции «Скрепка» и поступил на работу в ВВС США на базу ВВС Райт-Паттерсон . [7] В 1956 году он был назначен директором Лаборатории авиационных исследований ВВС, а к 1975 году он был главным научным сотрудником лаборатории авиадвигателей. [7]

Во время своей работы в Wright-Patterson Охайн продолжал свою личную работу по различным темам. В начале 1960-х он проделал значительную работу по проектированию ракет с газовой активной зоной, которые сохраняли бы ядерное топливо, позволяя использовать рабочую массу в качестве выхлопа. Техника, необходимая для этой роли, также использовалась для множества других «приземленных» целей, включая центрифуги и насосы. Позже Охайн использовал базовые методы массового расхода в этих конструкциях для создания удивительного реактивного двигателя без движущихся частей [12], в котором воздушный поток, проходящий через двигатель, создавал устойчивый вихрь, который действовал как компрессор и турбина.

Этот интерес к массовому расходу привел Охайна к исследованию магнитогидродинамики (МГД) для выработки электроэнергии, [13] отмечая, что горячие газы угольной электростанции могут использоваться для извлечения энергии из их скорости при выходе из камеры сгорания, оставаясь достаточно горячими. затем привести в действие обычную паровую турбину. Таким образом, МГД-генератор может извлекать дополнительную мощность из угля и обеспечивать большую эффективность. К сожалению, эту конструкцию оказалось сложно построить из-за отсутствия подходящих материалов, а именно высокотемпературных немагнитных материалов, которые также способны противостоять химически активному выхлопу. Охайн также исследовал другие концепции, связанные с властью. [14]

Он также изобрел [15] идею «реактивного крыла», в котором воздух из компрессора реактивного двигателя отводится к большим «расширенным» вентиляционным отверстиям в крыльях для обеспечения подъемной силы для самолетов вертикального взлета и посадки . Небольшое количество воздуха под высоким давлением вдувается в трубку Вентури , которая, в свою очередь, всасывает гораздо больший объем воздуха вместе с собой, что приводит к «увеличению тяги». Эта концепция была использована в экспериментальном самолете Rockwell XFV-12 , хотя рыночный интерес к самолетам вертикального взлета и посадки был недолгим. Он участвовал в нескольких других патентах. [16]

Охайн повлиял на то, что Пол Бевилакуа , один из его учеников в WP-AFB , перешел с математики на инженерию [17], что позже позволило Бевилаква изобрести систему подъема Rolls-Royce для JSF F35B STOVL : «в школе I научился передвигать фигуры, а Ганс научил меня играть в шахматы ». [18] Охайн также показал Бевилаква, «что на самом деле означают эти TS-диаграммы ». [19]

За свою карьеру Охайн получил множество инженерных и управленческих наград, в том числе (среди прочего) премию Годдарда за астронавтику Американского института аэронавтики и астронавтики (AIAA), премию ВВС США за исключительную гражданскую службу, премию системного командования за исключительную гражданскую службу, Премия Юджина М. Цукерта за менеджмент, Премия за особые достижения ВВС, а незадолго до выхода на пенсию - Почетная грамота. В 1984–85 годах Охайн занимал должность заведующего кафедрой истории авиации и космонавтики им . Чарльза А. Линдберга , а также был старшим научным сотрудником Национального музея авиации и космонавтики . [20] В 1991 году Охайн и Уиттл были совместно удостоены премии Чарльза Старка Дрейпера.за работу над турбореактивными двигателями. Охайн был избран членом Национальной инженерной академии США (NAE). [7]

Награды [ править ]

Он ушел из Wright-Patterson в 1979 году и занял должность адъюнкт-профессора в соседнем Дейтонском университете . [10] Охайн был награжден знаком Людвига-Прандтля от Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt (Немецкое общество аэронавтики и астронавтики) за «выдающийся вклад в области аэрокосмической техники» в 1992 г. [21]

В 1982 году Ohain был введен в Международный Зал Air & Space славы на Air & Space Museum Сан - Диего . [22]

Смерть [ править ]

Позже Охайн переехал в Мельбурн, Флорида , со своей женой Хэнни, где он умер в 1998 году в возрасте 86 лет. [23] У него остались четверо детей. [24]

См. Также [ править ]

  • Список немецких изобретателей и первооткрывателей
  • Натан С. Прайс
  • Фрэнк Уиттл

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Ганс Иоахим Пабст фон Охайн - немецкий дизайнер" . britannica.com.
  2. ^ Chedd-Angier-Льюис. «Премия Дрейпера в области инженерии» . draperprize.org. Архивировано из оригинала на 2009-10-17.
  3. Перейти ↑ Kay 2002, p. 20.
  4. Перейти ↑ Koehler 1999, p. 173.
  5. ^ Рендалл 1999, стр. 32.
  6. ^ Клустер 2009, стр. 459.
  7. ^ a b c d e "фон Охайн, ученый Ганс Иоахим Пабст" . nationalaviation.org . Дата обращения 2 августа 2020 .
  8. ^ Константа, Эдвард. ISBN "Genesis N + 1: истоки революции Turbo-Jet" 0-8018-2222-X Дата обращения: 1 августа 2010 г. 
  9. ^ С 10 ноября 1935 года, Ohain подал патент 317/38 для турбореактивного двигателя. См .: Маргарет Коннер, Ханс фон Охайн: Элегантность в полете (Рестон, Вирджиния: Американский институт аэронавтики и астронавтики, Inc., 2001), стр. 34. Копии некоторых страниц из этого патента появляются (с английским переводом) на стр. 125 и 126.
  10. ^ a b c «Эта коллекция документирует профессиональную карьеру Ганса фон Охайна в двигателе» . Смитсоновский национальный музей авиации и космонавтики . Дата обращения 2 августа 2020 .
  11. ^ Коннер, Маргарет (2001). Ханс фон Охайн - Элегантность в полете . Американский институт аэронавтики и астронавтики, Inc. ISBN 1563475200.
  12. ^ Ханс фон Охайн и др. Генератор потока горячего газа без движущихся частей Архивировано 12 июня 2011 г.в Wayback Machine Патенты США 4689950 , 1 сентября 1987 г. и 4756154 Архивировано 12июня 2011 г. в Wayback Machine , 12 июля 1988 г. Дата обращения : 23 сентября 2010 г.
  13. ↑ Sears, William R. Memorial Tributes ( копия ), страница 237, Национальная инженерная академия , 2002; ISBN 0-309-08457-1 , ISBN 978-0-309-08457-4 Дата обращения: 23 сентября 2010 г.  
  14. ^ Ханс фон Охайн и др. Двухкомпонентный электрогидродинамический генератор энергии, использующий контактную ионизацию. Патент США 3465180 , 2 сентября 1969 г .; получено 23 сентября 2010 года.
  15. ^ "Струйный насос или усилитель тяги" , Патент США 3525474, 25 августа 1970 г.
  16. ↑ Список патентов Ханса фон Охайна, заархивированный 12 июня 2011 г. в Wayback Machine ; получено в декабре 2009 года.
  17. ^ Bevilaqua интервью архивации 2009-12-28 в Wayback Machine , извлечена из Инженерной газеты декабря 2009 года.
  18. ^ LM видео архивации 2009-12-28 в Wayback Machine , извлечена из Инженерной газеты декабря 2009 Ссылки также на http://www.lockheedmartin.com/how/stories/f35_player.html [ постоянная мертвую ссылку ]
  19. ^ Карен Auguston поле, Люди с вентилятором архивной 2010-10-08 в Wayback Machine , Design News, 22 февраля 2004 года; получено в январе 2010 года.
  20. ^ Андерсон, Джон Дэвид (2002). Самолет, история его техники . AIAA. п. 289. ISBN. 1-56347-525-1.
  21. ^ "Auszeichnung - Людвиг-Прандтль-Ринг" . Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth eV (на немецком языке). 1992 . Дата обращения 2 августа 2020 .
  22. ^ Sprekelmeyer, Линда, редактор. Мы чтим: Международный зал аэрокосмической славы . Издатели Доннинг Ко, 2006. ISBN 978-1-57864-397-4 . 
  23. ^ "Ганс фон Охайн" . Комиссия США по случаю столетия полетов . Дата обращения 2 августа 2020 .
  24. ^ "Ганс фон Охайн". The Times . Лондон, Великобритания. 6 апреля 1998 г. с. 23.
Общий
  • Нойфельд, Джейкоб (1997). Технологии и ВВС: ретроспективная оценка . Издательство ДИАНА. С. 7–8. ISBN 1-4289-1358-0.

Внешние ссылки [ править ]

  • Ханс фон Охайн , Комиссия США по случаю столетия полетов.
  • въезд Ганса фон Охайна в Росток Matrikelportal
  • Ханс фон Охайн в « Найти могилу»