Туннель переменной плотности

	Туннель переменной плотности
	Национальный реестр исторических мест США
	Национальный исторический памятник США
	Реестр достопримечательностей Вирджинии
	Фотография туннеля переменной плотности, сделанная в 1929 году . Истман Джейкобс — крайний слева.
Расположение	Хэмптон, Вирджиния
Координаты	37 ° 4'43 "N 76 ° 20'39" W / 37,07861 ° N 76,34417 ° W
Построен	1921-1923
Архитектор	Макс Мунк
Номер ссылки NRHP .	85002795
ВЛР . Номер	114-0143
Значимые даты
Добавлено в НРХП	3 октября 1985 г.
Назначен НХЛ	3 октября 1985 г.
Назначенный VLR	18 февраля 1986 г.

Туннель переменной плотности
	Туннель переменной плотности в Исследовательском центре Лэнгли с приводным двигателем (слева), трубопроводами компрессора (спереди) и оператором (справа).
Акроним	ВДТ
Другие имена	Аэродинамическая труба № 2
Использование	Измерение аэродинамических качеств профилей
Известные эксперименты	«Технический отчет NACA 460: Характеристики 78 связанных секций профиля крыла по результатам испытаний в аэродинамической трубе переменной плотности»
изобретатель	Макс Мунк
Производитель	Компания Ньюпорт-Ньюс Судостроительная компания и сухие доки
Материал	Сталь, дерево
Компоненты	Стальной герметичный корпус, воздушный компрессор, приводной двигатель, внутренняя испытательная секция
Похожие товары	NACA , Исследовательский центр Лэнгли

Туннель переменной плотности (VDT) был второй аэродинамической трубой Национального консультативного комитета по аэронавтике ( NACA ) в исследовательском центре в Лэнгли . Предложенная немецким аэрокосмическим инженером Максом Мунком , учеником Людвига Прандтля , она была первой в мире аэродинамической трубой переменной плотности и позволяла проводить более точные испытания мелкомасштабных моделей , чем это можно было получить с помощью атмосферных аэродинамических труб. ^{[ 2 ]}

ВДТ активно использовался в качестве аэродинамической трубы с 1923 года до вывода из эксплуатации в 1940-х годах. Историк Исследовательского центра Лэнгли Джеймс Р. Хансен писал, что VDT обеспечил результаты, превосходящие атмосферные аэродинамические трубы, использовавшиеся в то время, и был ответственен за то, что NACA , предшественник НАСА , стал «мировым лидером в области аэродинамических исследований». ^{[ 3 ]} Сейчас он выставлен на территории Лэнгли, недалеко от старого конференц-центра Рида, и является национальным историческим памятником .

Техническое назначение

Чтобы точно измерить аэродинамику масштабных моделей, плотность воздуха, используемого в аэродинамической трубе, также необходимо масштабировать, чтобы воспроизвести реалистичные условия, которые могут повлиять на полномасштабный самолет .

Число Рейнольдса представляет собой количественную оценку сложного поведения динамических жидкостей и рассчитывается как отношение сил инерции к силам вязкости в потоке. Число Рейнольдса определяется как ^{[ 4 ]}

\mathrm {Re} ={\frac {\rho vL}{\mu }}={\frac {vL}{\nu }}

где:

$\rho$ плотность : кг / жидкости ( единицы СИ м ³)
$v$ - скорость жидкости относительно объекта (м/с)
$L$ — характерный линейный размер (м)
$\mu$ — динамическая вязкость жидкости (Па·с или Н· с /м ² или кг/м·с)
$\nu$ – кинематическая вязкость жидкости м ( ²/с).

Аэродинамические трубы, использовавшиеся до создания ВДТ, могли работать только при нормальном атмосферном давлении. В результате масштабные модели в первых аэродинамических трубах сталкивались с воздухом, числа Рейнольдса которого отклонялись на коэффициент, обратный масштабу модели (т.е. модель 1:10 отклонялась бы в 10 раз). Без надлежащего масштабирования числа Рейнольдса воздух, проходящий над масштабной моделью, будет реагировать совсем иначе на полномасштабном самолете, чем в аэродинамической трубе. Если полномасштабный профиль профиля необходимо смоделировать в аэродинамической трубе с помощью мелкомасштабной модели, то число Рейнольдса можно подобрать только путем увеличения скорости или его плотности или уменьшения его вязкости. Туннель переменной плотности был спроектирован и построен так, чтобы находиться под давлением; решение этой проблемы за счет увеличения плотности воздуха для повышения числа Рейнольдса. Впоследствии VDT смог обеспечить более точные измерения аэродинамических качеств, поскольку он смог точно воспроизвести реакцию воздуха в полном масштабе. ^{[ 5 ]}

История

Источник

В 1920 году Национальный консультативный комитет по аэронавтике пригласил Макса Мунка , немецкого аэрокосмического инженера и студента Людвига Прандтля в Гёттингенском университете , работать на него в Америке. После окончания Первой мировой войны Мунк потребовал два президентских указа для работы в NACA, и, как сообщается, ему было трудно приспособиться к организационной структуре NACA, которая не была так строго определена, как в Германии. ^{[ 6 ]} Тем не менее, в том же году он предложил свою революционную конструкцию туннеля переменной плотности. ^{[ 2 ]}

Большой стальной резервуар под давлением VDT был рассчитан на рабочее давление до 20 атмосфер и был построен компанией Newport News Shipbuilding and Dry Dock Company в Ньюпорт-Ньюсе, штат Вирджиния . ^{[ 3 ]} Резервуар имел длину 34,5 футов (10,5 м) и диаметр 15 футов (4,6 м). Стенка резервуара была 2 + 1 ⁄ 8 Толщина дюйма (54 мм). На танк потребовалось 85 тонн (77,3 тонны) стали. Испытательная секция имела диаметр 5 футов (1,5 м), чтобы соответствовать существующей аэродинамической трубе № 1 NACA, которая представляла собой туннель открытого типа, работающий при атмосферном давлении. Аэродинамическая труба переменной плотности имела замкнутую конструкцию с кольцевым обратным потоком для минимизации объема резервуара. ^{[ 7 ]} Вентилятор с двигателем мощностью 250 л.с. мог развивать скорость воздуха до 51 мили в час (82 км/ч). ^{[ 8 ]}

Во время пожара в 1927 году внутренняя деревянная испытательная секция VDT была разрушена и была перестроена с открытой конструкцией, прежде чем из-за осложнений пришлось снова перестроить ее с закрытой конструкцией. VDT вновь поступил на вооружение в 1930 году и продолжал помогать персоналу Лэнгли в измерении аэродинамических качеств аэродинамических профилей, пока в 1940-х годах его не сочли устаревшим и не превратили в резервуар под давлением для других аэродинамических труб. VDT был выведен из эксплуатации в 1978 году и был объявлен национальным историческим памятником в 1985 году из-за его исторического влияния, положившего начало космическим полетам. ^{[ 8 ]}

Использование исследований

Туннель использовался для исследований более 20 лет, вплоть до 1940-х годов. VDT в основном использовался для испытаний аэродинамических профилей, поскольку конструкция крыла была самой острой проблемой в ранней аэронавтике. ^{[ 3 ]} Примечательно, что VDT предоставил данные для 78 классических форм профиля, которые были опубликованы в 1933 году в «Характеристиках 78 связанных секций профиля по результатам испытаний в аэродинамической трубе переменной плотности», Технический отчет NACA 460. ^{[ 1 ]}^{[ 9 ]} Эти данные использовались при проектировании американских самолетов времен Второй мировой войны, таких как Douglas DC-3 , Boeing B-17 Flying Fortress и Lockheed P-38 Lightning . Кроме того, VDT участвовал в испытаниях конструкций тонкого профиля и профилей с низким сопротивлением, которые использовались при разработке P-51 Mustang , и снизили сопротивление почти на две трети. ^{[ 3 ]}

Статус национального исторического памятника

3 октября 1985 года Служба национальных парков США признала туннель переменной плотности национальным историческим памятником. В номинации VDT указывалось как ответственное за создание «NACA как технически компетентной исследовательской организации… [омоложения] американских аэродинамических исследований, которые со временем привели к созданию лучшего самолета в мире». ^{[ 10 ]} Здание, в котором оно первоначально располагалось, было снесено в 2014 году; танк сейчас выставлен на территории Лэнгли. ^{[ 11 ]}^{[ 10 ]}

См. также

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б «Национальный консультативный комитет по аэронавтике (NACA)» . Архивировано из оригинала 30 апреля 2008 года . Проверено 30 апреля 2008 г. Информация о техническом отчете NACA 460
^ Перейти обратно: ^а ^б «О новом типе аэродинамической трубы» (PDF) . Национальный консультативный комитет по аэронавтике . Проверено 26 мая 2018 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Хансен, Джеймс Р. (1986). Ответственный инженер: история авиационной лаборатории Лэнгли, 1917–1958 гг . НАСА. п. 65.
^ Зоммерфельд, Арнольд (1908). «Вклад в гидродинамическое объяснение турбулентных движений жидкости». Международный конгресс математиков . 3 :116-124.
^ Баалс, Д.Д.; Корлисс, WR (1981). Аэродинамические трубы НАСА . НАСА. п. 15.
^ Тейлор, Д. Брайан; Кинни, Джереми; Ли, Дж. Лоуренс (2003). Хансен, Джеймс Р. (ред.). Ветер и за его пределами: документальное путешествие в историю аэродинамики в Америке . НАСА. стр. 557, 578.
^ «Туннель переменной плотности» . НАСА . 3 февраля 2016 года . Проверено 27 мая 2018 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с «Туннель переменной плотности» . Сводный список национальных исторических достопримечательностей . Служба национальных парков . Архивировано из оригинала 1 мая 2008 года . Проверено 27 июня 2008 г.
^ «Технический отчет 460: Характеристики 78 связанных секций профиля крыла по результатам испытаний в аэродинамической трубе переменной плотности» (PDF) . Проверено 26 мая 2018 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б Форма номинации NRHP
^ Национальные исторические достопримечательности НАСА в Лэнгли.
^ «Реестр достопримечательностей Вирджинии» . Департамент исторических ресурсов Вирджинии . Архивировано из оригинала 21 сентября 2013 года . Проверено 19 марта 2013 г.

Внешние ссылки

[78_airfoil-1] Перейти обратно: ^а ^б «Национальный консультативный комитет по аэронавтике (NACA)» . Архивировано из оригинала 30 апреля 2008 года . Проверено 30 апреля 2008 г. Информация о техническом отчете NACA 460

[Munk_Prop_1921-2] Перейти обратно: ^а ^б «О новом типе аэродинамической трубы» (PDF) . Национальный консультативный комитет по аэронавтике . Проверено 26 мая 2018 г.

[Hansen_1986-3] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Хансен, Джеймс Р. (1986). Ответственный инженер: история авиационной лаборатории Лэнгли, 1917–1958 гг . НАСА. п. 65.

[Sommerfeld_1908-4] Зоммерфельд, Арнольд (1908). «Вклад в гидродинамическое объяснение турбулентных движений жидкости». Международный конгресс математиков . 3 :116-124.

[5] Баалс, Д.Д.; Корлисс, WR (1981). Аэродинамические трубы НАСА . НАСА. п. 15.

[6] Тейлор, Д. Брайан; Кинни, Джереми; Ли, Дж. Лоуренс (2003). Хансен, Джеймс Р. (ред.). Ветер и за его пределами: документальное путешествие в историю аэродинамики в Америке . НАСА. стр. 557, 578.

[nasavdt-7] «Туннель переменной плотности» . НАСА . 3 февраля 2016 года . Проверено 27 мая 2018 г.

[Landmark-8] Перейти обратно: ^а ^б ^с «Туннель переменной плотности» . Сводный список национальных исторических достопримечательностей . Служба национальных парков . Архивировано из оригинала 1 мая 2008 года . Проверено 27 июня 2008 г.

[9] «Технический отчет 460: Характеристики 78 связанных секций профиля крыла по результатам испытаний в аэродинамической трубе переменной плотности» (PDF) . Проверено 26 мая 2018 г.

[nhlsum-10] Перейти обратно: ^а ^б Форма номинации NRHP

[11] Национальные исторические достопримечательности НАСА в Лэнгли.

[register-12] «Реестр достопримечательностей Вирджинии» . Департамент исторических ресурсов Вирджинии . Архивировано из оригинала 21 сентября 2013 года . Проверено 19 марта 2013 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

v т и Национальный реестр исторических мест США в Вирджинии
Списки по округам	Аккомак Альбемарль Аллегани Амелия Амхерст Аппоматтокс Арлингтон Августа Ванна Бедфорд Среди Ботетур Брансуик Бьюкенен Букингем Кэмпбелл Кэролайн Кэрролл Чарльз Сити Шарлотта Честерфилд Кларк Крейг Калпепер Камберленд Дикенсон Динвидди Эссекс Фэрфакс Фокье Флойд Флуванна Франклин Фредерик Джайлз Глостер Гуклэнд Грейсон Грин Гринсвилл Галифакс Ганновер Энрико Генри Хайленд Остров Уайт Джеймс Сити Король и Королева Кинг Джордж Король Уильям Ланкастер Ли Лаудоун Луиза Люненбург Мэдисон Мэтьюз Мекленбург Миддлсекс Монтгомери Нельсон Нью-Кент Нортгемптон Нортумберленд Ноттуэй Апельсин Страница Патрик Питтсильвания Похатан Принц Эдвард Принц Джордж Принц Уильям Пуласки Раппаханнок Ричмонд Роанок Рокбридж Рокингем Рассел Скотт Шенандоа Смит Саутгемптон Спотсильвания Стаффорд Сарри Сассекс Тейзевелл Уоррен Вашингтон Уэстморленд Мудрый Уайт Йорк
Списки по городам	Александрия Бристоль Хороший вид Шарлоттсвилль Чесапик Колониальные высоты Ковингтон Данвилл Эмпория Фэрфакс Фолс-Черч Франклин Фредериксбург Галактика Хэмптон Харрисонбург Хоупвелл Лексингтон Линчберг Манассас Парк Манассас Мартинсвилл Ньюпорт-Ньюс Норфолк Нортон Петербург Покосон (нет объявлений) Портсмут Рэдфорд Ричмонд Роанок Салем Стонтон Саффолк Вирджиния-Бич Уэйнсборо Вильямсбург Винчестер
Другие списки	Мосты Национальные исторические достопримечательности
Хранитель реестра История Национального реестра исторических мест Типы недвижимости Исторический район Вклад имущества