После Второй мировой войны исследования NACA начали сосредотачиваться на ближних звуковых и слабозвуковых воздушных потоках. Рассмотрев внезапное увеличение лобового сопротивления, которое испытывает комбинация крыло-фюзеляж примерно на скорости около 500 миль в час (800 км / ч), Уиткомб пришел к выводу, что «возмущения и ударные волны являются просто функцией продольного изменения площади поперечного сечения» - то есть эффект крыльев можно было представить как эквивалент фюзеляжа с своего рода выпуклостью в области живота, лобовая площадь которой была такой же, как у крыльев. Поскольку в данном случае без крыльев не обойтись, альтернативой удалению «выпуклости» было бы уменьшение поперечного сечения фюзеляжа рядом с крыльями. Это стало известно как правило области ,что позволило значительно снизить лобовое сопротивлениеощущается самолетами со скоростью, близкой к скорости звука . Его влияние на конструкцию самолета было незамедлительным: например, было обнаружено, что прототип Convair YF-102 не способен превышать скорость звука в горизонтальном полете. Это было исправлено путем изменения формы фюзеляжа. За свою проницательность Уиткомб выиграл Трофей Кольера в 1954 году. [1] [2] [3]
В 1958 году Уиткомб был назначен главой отдела трансзвуковой аэродинамики Лэнгли, и он начал работать над возможной конструкцией SST . Он построил предложенные модели, но к 1962 году отказался от проекта из-за неразрешимой проблемы с сопротивлением. Занимаясь другими исследованиями, он вернулся к вопросу о трансзвуковом сопротивлении, особенно крыльям.
Сверхкритический профиль [ править ]
Основная статья: Сверхкритический профиль
Чтобы добиться снижения сопротивления в трансзвуковой фазе, Уиткомб понял, что необходимо изменить распределение давления в крыле, чтобы задержать и ослабить ударную волну, создаваемую на верхней поверхности, где высокоскоростной поток замедляется до дозвукового. Используя интуицию, а не математику, он построил хордовую секцию крыла длиной два фута (0,6 метра) и неоднократно тестировал ее в высокоскоростной аэродинамической трубе Лэнгли , добавляя (с помощью замазки для кузова автомобиля) или удаляя (с помощью напильника и наждачной бумаги) материала. до тех пор, пока не будут достигнуты желаемые потоки.
Хотя таким образом был изготовлен аэродинамический профиль с низким лобовым сопротивлением (в трансзвуковом диапазоне), начальство Уиткомба отметило, что не каждый производитель самолетов может использовать напильник и наждачную бумагу для разработки необходимых форм. Поэтому НАСА подписало контракт с Институтом Куранта при Нью-Йоркском университете , математик которого Пол Гарабедян и аэродинамик Энтони Джеймсон работали с Уиткомбом над разработкой практического вычислительного метода для создания сверхкритических [4] профилей - наиболее эффективных в околозвуковом диапазоне. С помощью этого метода были изготовлены сверхкритические крылья, испытанные на полномасштабных самолетах; в 1971 году на самолете Vought F-8 Crusader и в 1973 году на самолете General Dynamics F-111 Aardvark леталиЦентр летных исследований НАСА в Калифорнии. За его вклад НАСА наградило Уиткомба призом в 25000 долларов, а в 1974 году он получил Мемориальный трофей братьев Райт от Национальной ассоциации аэронавтики.
Необычный аэродинамический профиль неожиданно помог и авиации общего назначения; его довольно тупая передняя кромка позволяла создавать высокие коэффициенты подъемной силы до сваливания , и Уиткомб опубликовал низкоскоростной аэродинамический профиль, который он назвал GA (W) -1; [5] в настоящее время он обычно используется в легких самолетах и планерах.
После своих исследований крыльев Уиткомб снова обратился к возможному полностью сверхкритическому самолету, и в 1971 году он опубликовал предварительные сведения о ближнем звуковом транспорте (NST), который, по его прогнозам, может достичь относительно эффективного крейсерского полета на скорости 0,98 Маха . Как и в случае с его сверхкритическими усилиями крыла, он в значительной степени разработал конструкцию аэродинамической трубы, придавая форму своей предлагаемой модели шпателем и ножом до тех пор, пока различные вторичные удары, создаваемые пересечениями крыла и тела, не были максимально приглушены. Предложение Уиткомба по NST не продвинулось дальше его концептуальной стадии.
Крылышки [ править ]
Основная статья: Устройство Wingtip
В течение десятилетий аэродинамики знали, что какой-то барьер на законцовке крыла может уменьшить вихри на концах крыла и, следовательно, сопротивление . Однако Уиткомб, по-видимому, был первым, кто пришел к выводу, что такой барьер был бы наиболее эффективным, если бы он имел форму дополнительного вертикального (или почти вертикального) крыла. Он предложил свои результаты, показывающие улучшения примерно на 5 процентов, но промышленность не спешила их внедрять. Потребовалось почти три десятилетия, чтобы его предложения стали обычным явлением; теперь они обычно используются на самолетах, от авиалайнеров до планеров .
Более поздняя жизнь [ править ]
После своего новаторского исследования трансзвукового воздушного потока Уиткомб провел несколько лет, двигаясь в совершенно другой области - возможном извлечении полезной энергии из окружающей среды с использованием возможных направлений квантовой физики . Однако эти расследования не дали результатов, и в 1980 году он внезапно объявил о своем решении уйти из Лэнгли. Уиткомб продолжал работать консультантом в авиационной отрасли, когда его об этом просили. Он продолжал жить в многоквартирном доме в Хэмптоне, штат Вирджиния , в своей резиденции с 1943 года. Он никогда не был женат, но в течение 25 лет был близок с математиком НАСА Барбарой Дерлинг. Она умерла в 2001 году. Уиткомб умерла в Ньюпорт-Ньюсе, штат Вирджиния, в 2009 году.
Награды и награды [ править ]
Collier Trophy в Национальной ассоциации аэронавтики (1954)
Медаль USAF за выдающиеся заслуги (1955)
Медаль НАСА за выдающиеся заслуги (1956)
Медаль за выдающиеся научные заслуги ASA (1959)
Национальная медаль науки в области инженерии (1973)
Мемориальный трофей братьев Райт Национальной ассоциации воздухоплавателей (1974)
Член Национальной инженерной академии (1976)
Медаль Говарда Н. Поттса (1979)
Призывник Международного Зала славы авиации и космонавтики (1998 г.). [6]
Премия NAS в области авиационной техники от Национальной академии наук . (2000) [7]
Национальный зал славы изобретателей (2003)
Ссылки [ править ]
^ Цитирование Collier Trophy читает «... за самое большое достижение в авиации в Америке.»
Перейти ↑ Wallace, Lane E. (1 января 1998 г.). «Правило области Уиткомба: исследования и инновации в области аэродинамики NACA» . history.nasa.gov . Проверено 27 апреля 2019 .
↑ Mack, Pamela E. (1 января 1998 г.). «От инженерной науки к большой науке: победители исследовательских проектов NACA и NASA Collier Trophy, глава 5, посвященная Уиткомбу и правилам области» . Сервер технических отчетов НАСА .
^ Термин был введен Уиткомбом.
^ Авиация общего назначения - Уиткомб
^ Sprekelmeyer, Линда, редактор. Мы чтим: Международный зал аэрокосмической славы . Издатели Доннинг Ко, 2006. ISBN 978-1-57864-397-4 .
^ "Премия JC Hunsaker в области авиационной техники" . Национальная академия наук . Проверено 14 февраля 2011 года .
Внешние ссылки [ править ]
Питер Гаррисон (июнь 2002 г.). «Человек, который видел воздух» . Воздух и космос / Смитсоновский институт , Vol. 17, №2; п. 68 . Проверено 15 декабря 2014 .
Т. Рис Шапиро (16 октября 2009 г.). «Ричард Уиткомб, 88 лет, умер; инженер изменил способ полета» . Некролог Вашингтон Пост . Проверено 22 мая 2010 года .
«Первая подсказка Уиткомба». Ответственный инженер . Отдел истории НАСА. Январь 1986 г.
«Люди НАСА: пионер авиации Ричард Т. Уиткомб» . Исследовательский центр НАСА в Лэнгли . 13 октября 2009 г.
Викискладе есть медиафайлы по теме Ричарда Т. Уиткомба .
Коллекция Ричарда Т. Уиткомба в собрании рукописей WPI
vте Лауреаты Национальной медали науки США
Поведенческие и социальные науки
1960-е
1964 г.
Роджер Адамс
Отмар Х. Амманн
Феодосий Добжанский
Нил Элгар Миллер
1980-е
1986 г.
Герберт А. Саймон
1987 г.
Энн Анастази
Джордж Дж. Стиглер
1988 г.
Милтон Фридман
1990-е
1990 г.
Леонид Гурвич
Патрик Суппес
1991 г.
Роберт В. Кейтс
Джордж А. Миллер
1992 г.
Элеонора Дж. Гибсон
1994 г.
Роберт К. Мертон
1995 г.
Роджер Н. Шепард
1996 г.
Пол Самуэльсон
1997 г.
Уильям К. Эстес
1998 г.
Уильям Джулиус Уилсон
1999 г.
Роберт М. Солоу
2000-е
2000 г.
Гэри Беккер
2001 г.
Джордж Басс
2003 г.
Р. Дункан Люс
2004 г.
Кеннет Эрроу
2005 г.
Гордон Х. Бауэр
2008 г.
Майкл И. Познер
2009 г.
Мортимер Мишкин
2010-е
2011 г.
Энн Трейсман
2014 г.
Роберт Аксельрод
2015 г.
Альберт Бандура
Биологические науки
1960-е
1963 г.
CB van Niel
1964 г.
Маршалл В. Ниренберг
1965 г.
Фрэнсис П. Роус
Джордж Г. Симпсон
Дональд Д. Ван Слайк
1966 г.
Эдвард Ф. Книплинг
Фриц Альберт Липманн
Уильям С. Роуз
Сьюэлл Райт
1967
Кеннет С. Коул
Гарри Ф. Харлоу
Майкл Хайдельбергер
Альфред Х. Стертевант
1968 г.
Гораций Баркер
Бернард Б. Броди
Детлев В. Бронк
Джей Лаш
Буррхус Фредерик Скиннер
1969 г.
Роберт Хюбнер
Эрнст Майр
1970-е
1970 г.
Барбара МакКлинток
Альберт Б. Сабин
1973
Дэниел И. Арнон
Эрл У. Сазерленд-младший.
1974 г.
Бриттон Ченс
Эрвин Чаргафф
Джеймс В. Нил
Джеймс Августин Шеннон
1975 г.
Хэллоуэлл Дэвис
Пол Дьердь
Стерлинг Б. Хендрикс
Орвилл Элвин Фогель
1976 г.
Роджер Гийемен
Кейт Робертс Портер
Эфраим Ракер
Э. О. Уилсон
1979 г.
Роберт Х. Беррис
Элизабет К. Кросби
Артур Корнберг
Северо-Очоа
Эрл Рис Штадтман
Джордж Ледьярд Стеббинс
Пол Альфред Вайс
1980-е
1981 г.
Филип Хэндлер
1982 г.
Сеймур Бензер
Гленн В. Бертон
Милдред Кон
1983 г.
Говард Л. Бахрах
Пол Берг
Венделл Л. Рулофс
Берта Шаррер
1986 г.
Стэнли Коэн
Дональд А. Хендерсон
Вернон Б. Маунткасл
Джордж Эмиль Паладе
Джоан А. Стейтц
1987 г.
Майкл Э. Дебейки
Теодор О. Динер
Гарри Орёл
Хар Гобинд Кхорана
Рита Леви-Монтальчини
1988 г.
Майкл С. Браун
Стэнли Норман Коэн
Джозеф Л. Гольдштейн
Морис Р. Хиллеман
Эрик Р. Кандел
Розалин Сассман Ялоу
1989 г.
Катерина Исав
Виктор Гамбургер
Филип Ледер
Джошуа Ледерберг
Роджер В. Сперри
Харланд Г. Вуд
1990-е
1990 г.
Барудж Бенацерраф
Герберт В. Бойер
Дэниел Э. Кошланд мл.
Эдвард Б. Льюис
Дэвид Г. Натан
Э. Донналл Томас
1991 г.
Мэри Эллен Эйвери
Дж. Эвелин Хатчинсон
Эльвин А. Кабат
Сальвадор Лурия
Пол А. Маркс
Фолке К. Скуг
Пол К. Замечник
1992 г.
Максин Сингер
Говард Мартин Темин
1993 г.
Дэниел Натанс
Саломея Г. Валш
1994 г.
Томас Эйснер
Элизабет Ф. Нойфельд
1995 г.
Александр Рич
1996 г.
Рут Патрик
1997 г.
Джеймс Уотсон
Роберт А. Вайнберг
1998 г.
Брюс Эймс
Джанет Роули
1999 г.
Дэвид Балтимор
Джаред Даймонд
Линн Маргулис
2000-е
2000 г.
Нэнси С. Андреасен
Питер Х. Рэйвен
Карл Вёзе
2001 г.
Франсиско Дж. Аяла
Марио Р. Капеччи
Энн Грейбил
Джин Э. Лайкенс
Виктор А. МакКусик
Гарольд Вармус
2002 г.
Джеймс Э. Дарнелл
Эвелин М. Уиткин
2003 г.
Дж. Майкл Бишоп
Соломон Х. Снайдер
Чарльз Янофски
2004 г.
Норман Э. Борлоуг
Филипп А. Шарп
Томас Э. Старзл
2005 г.
Энтони Фаучи
Торстен Н. Визель
2006 г.
Рита Р. Колвелл
Нина Федорова
Люберт Страйер
2007 г.
Роберт Дж. Лефковиц
Берт В. О'Мэлли
2008 г.
Фрэнсис С. Коллинз
Элейн Фукс
Дж. Крейг Вентер
2009 г.
Сьюзан Л. Линдквист
Стэнли Б. Прусинер
2010-е
2010 г.
Ральф Л. Бринстер
Шу Цзянь
Рудольф Яениш
2011 г.
Люси Шапиро
Лерой Худ
Салли Чисхолм
2014 г.
Мэй Беренбаум
Брюс Альбертс
2015 г.
Стэнли Фалькоу
Ракеш К. Джайн
Мэри-Клэр Кинг
Симон Левин
Химия
1980-е
1982 г.
Ф. Альберт Коттон
Гилберт Аист
1983 г.
Роальд Хоффманн
Джордж К. Пиментел
Ричард Н. Заре
1986 г.
Гарри Б. Грей
Юань Цех Ли
Карл С. Марвел
Фрэнк Х. Вестхаймер
1987 г.
Уильям С. Джонсон
Уолтер Х. Штокмайер
Макс Тишлер
1988 г.
Уильям О. Бейкер
Конрад Э. Блох
Элиас Дж. Кори
1989 г.
Ричард Б. Бернштейн
Мелвин Кэлвин
Рудольф А. Маркус
Харден М. МакКоннелл
1990-е
1990 г.
Элкан Блаут
Карл Фолкерс
Джон Д. Робертс
1991 г.
Рональд Бреслоу
Гертруда Б. Элион
Дадли Р. Хершбах
Гленн Т. Сиборг
1992 г.
Говард Э. Симмонс мл.
1993 г.
Дональд Дж. Крам
Норман Хакерман
1994 г.
Джордж С. Хэммонд
1995 г.
Томас Чех
Изабелла Л. Карле
1996 г.
Норман Дэвидсон
1997 г.
Дарлин К. Хоффман
Гарольд С. Джонстон
1998 г.
Джон В. Кан
Джордж М. Уайтсайдс
1999 г.
Стюарт А. Райс
Джон Росс
Сьюзан Соломон
2000-е
2000 г.
Джон Д. Балдешвилер
Ральф Ф. Хиршманн
2001 г.
Эрнест Р. Дэвидсон
Габор А. Соморжай
2002 г.
Джон И. Брауман
2004 г.
Стивен Дж. Липпард
2006 г.
Марвин Х. Карутерс
Питер Б. Дерван
2007 г.
Мостафа А. Эль-Сайед
2008 г.
Джоанна Фаулер
Джоанн Стуббе
2009 г.
Стивен Дж. Бенкович
Мэри Энн Фокс
2010-е
2010 г.
Жаклин К. Бартон
Питер Дж. Стэнг
2011 г.
Аллен Дж. Бард
М. Фредерик Хоторн
2012 г.
Джудит П. Клинман
Джеррольд Майнвальд
2013
Джеральдин Л. Ричмонд
2014 г.
А. Пол Аливисатос
Инженерные науки
1960-е
1962 г.
Теодор фон Карман
1963 г.
Ванневар Буш
Джон Робинсон Пирс
1964 г.
Чарльз С. Дрейпер
1965 г.
Хью Л. Драйден
Кларенс Л. Джонсон
Уоррен К. Льюис
1966 г.
Клод Э. Шеннон
1967
Эдвин Х. Лэнд
Игорь Иванович Сикорский
1968 г.
Дж. Преспер Эккерт
Натан М. Ньюмарк
1969 г.
Джек Сент-Клер Килби
1970-е
1970 г.
Джордж Э. Мюллер
1973
Гарольд Э. Эдгертон
Ричард Т. Уиткомб
1974 г.
Рудольф Компфнер
Ральф Бразелтон Пек
Абель Вольман
1975 г.
Мэнсон Бенедикт
Уильям Хейворд Пикеринг
Фредерик Э. Терман
Вернер фон Браун
1976 г.
Моррис Коэн
Питер С. Голдмарк
Эрвин Вильгельм Мюллер
1979 г.
Эммет Н. Лейт
Раймонд Д. Миндлин
Роберт Н. Нойс
Эрл Р. Паркер
Саймон Рамо
1980-е
1982 г.
Эдвард Х. Хайнеманн
Дональд Л. Кац
1983 г.
Билл Хьюлетт
Джордж Лоу
Джон Г. Трамп
1986 г.
Ганс Вольфганг Липманн
Тунг-Йен Линь
Бернард М. Оливер
1987 г.
Роберт Байрон Берд
Х. Болтон Сид
Эрнст Вебер
1988 г.
Дэниел С. Друкер
Уиллис М. Хокинс
Джордж У. Хауснер
1989 г.
Гарри Джордж Дрикамер
Герберт Э. Гриер
1990-е
1990 г.
Милдред Дрессельхаус
Ник Холоняк-младший
1991 г.
Джордж Х. Хейлмайер
Луна Б. Леопольд
Х. Гайфорд Стивер
1992 г.
Кальвин Ф. Куэйт
Джон Рой Виннери
1993 г.
Альфред Ю. Чо
1994 г.
Рэй В. Клаф
1995 г.
Германн А. Хаус
1996 г.
Джеймс Л. Фланаган
К. Кумар Н. Патель
1998 г.
Эли Ракенштейн
1999 г.
Кеннет Н. Стивенс
2000-е
2000 г.
Юань-Ченг Б. Фунг
2001 г.
Андреас Акривос
2002 г.
Лев Беранек
2003 г.
Джон М. Праусниц
2004 г.
Эдвин Н. Лайтфут
2005 г.
Ян Д. Ахенбах
Тобин Дж. Маркс
2006 г.
Роберт С. Лангер
2007 г.
Дэвид Дж. Вайнлэнд
2008 г.
Рудольф Э. Кальман
2009 г.
Амнон Ярив
2010-е
2010 г.
Шу Цзянь
2011 г.
Джон Б. Гуденаф
2014 г.
Томас Кайлат
Математические, статистические и компьютерные науки