Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Пол Майкл Бевилаква
Родившийся( 1945-05-11 )11 мая 1945 г. (75 лет)
Соединенные Штаты
Род занятийИнженер по воздухоплаванию

Пол Бевилаква - инженер по воздухоплаванию в компании Lockheed Martin в Калифорнии. В 1990 году он изобрел [1] лифт вентилятор для Joint Strike Fighter F-35B вместе с коллегами Skunk Works инженером Полом Shumpert.

Жизнь и карьера [ править ]

Схема компонентов LiftSystem и воздушного потока

Пол Бевилаква получил докторскую степень в области аэронавтики и астронавтики (предмет: Турбулентные следы) в Университете Пердью в 1973 году. [2] Это похоже на параллель [ по словам кого? ] с деятельностью лейтенанта ВВС на базе ВВС Райт-Паттерсон (WP-AFB), где он начал профессиональную деятельность в 1971 году. [3] В какой-то момент [ когда? ] он стал заместителем директора лаборатории преобразования энергии в WP-AFB , которой руководит изобретатель реактивных двигателей Ханс фон Охайн . В 1975 году Пол покинул военно-воздушные силы.быть менеджером по продвинутым программам на авиазаводе ВМС Rockwell International . [3] Десять лет спустя, в 1985 году, он был назначен главным авиационным ученым в Lockheed , пытаясь найти новое направление деятельности. [3]

Ханс фон Охайн вдохновил Бевилакуа мыслить как инженер, а не как математик [4] [5] - «в школе я научился двигать фигуры, а Ганс научил меня играть в шахматы», [6] хотя он сказал это о Purdue тоже. [2] Охайн также показал Полу, «что на самом деле означают эти TS-диаграммы ». [3]

В то время как в WP, Охайн, [7] Бевилаква и другие исследовали (см. #List of Papers ) и запатентовали [8] различные концепции, связанные с потоками, некоторые из них - множители потока, связанные с вертикальным взлетом и посадкой .

Изобретение LiftFan [ править ]

Схема турбореактивной энергии для LiftSystem
Схема самолета с механизированным подъемником
Двигатель F135 с подъемным вентилятором , опорными стойками и задним направляющим соплом, разработанный для F-35B, на Парижском авиасалоне , 2007 г.
Версия НАСА TandemFan
Для физической системы см. Rolls-Royce LiftSystem .

В 1980-х годах Корпус морской пехоты США хотел иметь самолет с вертикальным / коротким взлетом и посадкой (V / STOVL) с большей скоростью и полезной нагрузкой, чем Harrier / AV-8B . [9] [10] [11]

Bevilaqua работал на Lockheed Skunk Works в 1986 году, когда DARPA и аналогичное британское агентство запустили программу под названием ASTOVL [11] и выпустили 9-месячный контракт на разработку концепции [12] для более скрытной сверхзвуковой STOVL плоскости, в соответствии с USMC пожеланиями , но без обычных жестких технических требований. [3]

Проблема в сочетании сверхзвукового полета и STOVL заключается в том, что двигатель, достаточно мощный, чтобы поднять самолет, был бы слишком широким, чтобы быть сверхзвуковым, как показано на Harrier . [3] [5] Требовался двигатель меньшего размера с большим расходом воздуха, но это казалось невозможным.
Вдохновленный задним ТРДД General Electric CJ805 -23 [13] и тандемным вентилятором Rolls-Royce , [3] [14] подходящей системой казалась система двойной тяги с вектором подъемной силы спереди и поворотным соплом. сзади для реактивного двигателя, уравновешивая друг друга.
Чтобы не оставить камня на камне, были исследованы всевозможные варианты [13].некоторые даже граничат с абсурдом [2] (использование пушки для подъема, передача энергии с помощью лазерного луча) - сотрудники Skunk Works не привыкли к карикатурным выходкам. [15]

За месяц до конца и без результатов он еще раз взглянул на ситуацию. Были ясны три элемента: [5]

  • турбина - лучший способ получить мощность от двигателя
  • вал - лучший способ передать эту мощность вперед
  • вентилятор - лучший способ преобразования мощности в тягу или подъем

но это пытались многие [16] и сочли недостаточным - нужно было что-то большее.

Использование перепускного воздуха - обычный способ увеличения тяги, но когда воздушный поток падает, падает и давление, что увеличивает частоту вращения двигателя с риском выхода из строя. Этот очевидный недостаток внезапно обернулся, когда до него дошло, что дополнительную мощность двигателя можно использовать с пользой, повернув подъемный вентилятор. [5] «Потребовалось восемь месяцев мозгового штурма, чтобы запрограммировать компьютер в моей голове, и десять секунд, чтобы придумать идею». [2]
Другими словами; преобразование части струи струи в вертикальный поток воздуха путем извлечения энергии из струи горячей струи с помощью турбины, которая вращает вал, приводящий в движение вентилятор, направленный вниз, тем самым увеличивая импульс и, таким образом, подъемную силу без увеличения сопротивления . [2] Переход между горизонтальной и вертикальной подъемной силой необходимо точно контролировать, а две подъемные стойки должны быть тщательно сбалансированы, чтобы поддерживать контроль над самолетом.

Система работает аналогично турбовентиляторному двигателю , с дополнительным байпасным вентилятором, перемещаемым и наклоняемым на 90 градусов для перемещения холодного несгоревшего воздуха вертикально, а не горизонтально [12], или вертолету с турбинным двигателем , ротор которого сжат и закрыт. Этот эффект аналогичен предыдущим концепциям множителя потока, исследованным Бевилаква (см. #List of Papers ) и другими (хотя методы разные), достигая отношения подъемной силы / тяги 1,5: 1 [12], где предыдущие успешные самолеты были ограничены 1: 1 в лучшем случае.

Пол не [6] двигательная инженер, и получили помощь от различных экспертов Lockheed в двигателе, материалов и других специализированных областей для проверки теории концепции, которая была затем запатентованной в 1990-93. [1]

И DARPA, и корпусу морской пехоты понравилась эта концепция [10], и оттуда она была преобразована в рамках различных программ защиты, таких как CALF и JAST [11], в программу Joint Strike Fighter Program, а затем и в X-35B и F-35B. Бевилаква был ключевой фигурой в убеждении [10] ВВС в 1992 году, что концептуальный самолет может быть полезен в качестве обычного самолета без LiftFan . Когда военно-морской флот США также прибыл на борт, [10] был проложен путь для концепции JSF аналогичных самолетов с различными приложениями, в соответствии с выводами JAST Concept Exploration. [11]

Практическая разработка и испытания двигателя и системы F135 были выполнены компаниями Pratt & Whitney , Allison Engine Company , [17] NASA , [18] Rolls-Royce и другими.

Говорят [19], что одним из ключевых факторов при передаче контракта на JSF на 200 млрд долларов [3] компании LM стало то, что 20 июля 2001 года X-35B взлетел со 150 футов взлетно-посадочной полосы, перешел на сверхзвуковую скорость и приземлился вертикально одним полетом. [20] - производительность, которую показал только X-35B, и только благодаря концепции LiftFan.

Команда JSF была награждена Collier Trophy 2001 [21] [22] за рабочую систему, а Bevilaqua получила Мемориальную премию Пола Э. Хауэтера ( Американское вертолетное общество ) в 2004 году [23].

Список статей [ править ]

Пол М. Бевилаква "Оценка гиперсмешивания для эжекторов с усилением тяги", Journal of Aircraft, Vol. 11, No. 6, June 1974, pp. 348–354.
Пол М. Бевилаква, "Аналитическое описание гипермешивания и испытания усовершенствованного сопла", Journal of Aircraft, Vol. 13, № 1, январь 1976 г., стр. 43–48.
Пол М. Бевилакуа, "Теория подъемной поверхности для эжекторов, увеличивающих тягу", AIAA Journal, Vol. 16, No. 5, May 1978, pp. 475–581).
Пол М. Бевилаква и Пол С. Ликудис «Память о турбулентности в самосохраняющихся следах » , Журнал гидромеханики, том 89, выпуск 03, декабрь 1978 г., стр. 589–606.
Пол М. Бевилаква, Ховард Л. Томс-младший «Сравнительный тест сопла для гипермешивания».
Пол М. Бевилаква, Джон Д. Ли, "Разработка сопла для улучшения поворота сверхзвуковых реактивных двигателей Коанда" (1980)
Пол М. Бевилаква Одностраничный превью "Двухтактной двигательной установки Joint Strike Fighter" [ постоянная мертвая ссылка ] , Journal of Propulsion and Power, 2005, vol. 21, №5, с. 778–783

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Bevilaqua et al. Силовая установка для самолета с вертикальным взлетом и посадкой. Архивировано 25 февраля 2012 г. в Wayback Machine , патент США 5209428. Оригинал в формате PDF, 1990 г.
  2. ^ a b c d e Purdue Awards , веб-сайт Университета Пердью, получено в декабре 2009 г. Архивировано 20 марта 2012 г. в Wayback Machine .
  3. ^ a b c d e f g h Филд, Карен Огастон. Человек с веером , Новости дизайна, 22 февраля 2004 г. Получено в январе 2010 г. Архивировано 8 октября 2010 г. в Wayback Machine .
  4. ↑ Диас, Иисус. От салфетки до первого сверхзвукового самолета , Gizmodo, 22 апреля 2008 г. Получено в январе 2010 г. Архивировано 8 октября 2012 г. в Wayback Machine .
  5. ^ a b c d Холм, Эрик. Интервью с Бевилаква, заархивированное 28 декабря 2009 г. на Wayback Machine , из датской инженерной газеты, декабрь 2009 г.
  6. ^ a b LM Video [ постоянная мертвая ссылка ]
  7. ^ Охайн, Ганс фон. Струйный насос или усилитель тяги , Патент США 3525474, 25 августа 1970 г.
  8. ^ Список патентов по Paul M. Bevilaqua Архивированных 2011-06-12 на Wayback Machine , извлекаться декабрь 2009
  9. ^ Durtcne, Major FS AV-8B Harrier Супер: Разделительная миф от реальности , корпуса морской пехоты университета командованию и Колледж персонала [1988]. Проверено в январе 2010 года. Архивировано 19 октября 2013 года в Wayback Machine .
  10. ^ a b c d Уилсон, Джордж К. GovExec: Двигатель, который может быть заархивирован 2013-10-19 в Национальном журнале Wayback Machine , 22 января 2002 года. Проверено в январе 2010 года.
  11. ^ a b c d История программы Joint Strike Fighter. Архивировано 14 сентября 2009 г. в Wayback Machine , Мартин-Бейкер. Дата обращения: январь 2010 г.
  12. ^ a b c Хатчинсон, Джон. Вертикальное движение - разработка системы короткого взлета и вертикальной посадки. Архивировано 20 июля 2015 г. на сайте Wayback Machine Ingenia Online (PDF), август 2004 г. Дата обращения: декабрь 2009 г. Необработанный текст. Архивировано 2 августа 2012 г. на Archive.today.
  13. ^ a b Короткий взлет, малое финансирование Flight International , 29 марта 1995 г. Дата обращения: 19 сентября 2010 г. Архивировано 10 июля 2010 г., в Wayback Machine . Цитата: «[мы] провели три недели в комнате, изучая каждую двигательную установку, которая когда-либо использовалась»
  14. ^ Rolls-Royce Тандемный вентиляторный двигатель Патент Соединенного Королевства
  15. ^ Как Skunk Works получил свое название , сайт Lockheed-Martin. Проверено в январе 2010 года. Архивировано 8 марта 2011 года в Wayback Machine .
  16. ↑ Hirschberg, Michael J. V / STOL: The First Half-Century , Vertiflite, март / апрель 1997 г. Получено в январе 2010 г. Архивировано 11 декабря 2011 г. в Wayback Machine .
  17. ^ " - поскольку Эллисон начинает испытания подъемного вентилятора JSF " Flight International , 21 мая 1997 г. Дата обращения: 19 сентября 2010 г. "Архивная копия" . Архивировано 2 ноября 2012 года . Проверено 2 ноября 2012 .CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка ) CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка ).
  18. ↑ Лам, Дэвид В. « Сопло Lift Fan для JSF, испытанное в НАСА. Подъемная установка с питанием от Льюиса » НАСА , 15 апреля 1998 г. Дата обращения: 18 сентября 2010 г. Архивировано 6 декабря 2013 г., на Wayback Machine
  19. ↑ PBS: расшифровка стенограммы Nova «X-planes» , полученная в январе 2010 г. Архивировано 3 ноября 2013 г. в Wayback Machine .
  20. ^ Кьелгаард, Крис. От сверхзвукового до парящего: как летает F-35 , Space.com, 21 декабря 2007 г. Архивировано 31 октября 2010 г., на Wayback Machine .
  21. ^ Кольер Трофи; список победителей. Дата обращения: январь 2010 г.
  22. ^ Двигательная система в Lockheed Martin Joint Strike Fighter выигрывает Collier Trophy в архив 2011-05-25 в Вайбак Machine прессрелизе Lockheed Martin, 28 февраля 2003 Проверено: январь 2010
  23. ^ " Премия Пола Э. Хауэтера ", Американское вертолетное общество

Внешние ссылки [ править ]

  • Пол Бевилаква: Двигательная установка Lift Fan с приводом от вала для истребителя Joint Strike Fighter представлена ​​1 мая 1997 г. Документ DTIC.MIL Word, 5,5 МБ
  • F-35B о глобальной безопасности