Национальный консультативный комитет по аэронавтике
 Официальная печать NACA с изображением Райт Флаер и первого полета братьев Райт в Китти-Хок, Северная Каролина. | |
 Логотип | |
| Обзор агентства | |
|---|---|
| Сформированный | 3 марта 1915 г |
| Растворенный | 1 октября 1958 г |
| Заменяющее агентство | |
| Юрисдикция | Федеральное правительство Соединенных Штатов |
Национальный консультативный комитет по аэронавтике ( NACA ) — федеральное агентство США, основанное 3 марта 1915 года для проведения, продвижения и институционализации авиационных исследований. [1] 1 октября 1958 года агентство было распущено, а его активы и персонал были переданы вновь созданному Национальному управлению по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА). NACA — это инициализм, т. е. произносится как отдельные буквы, а не как целое слово. [2] (как и НАСА в первые годы после своего создания). [3]
Среди других достижений, исследования и разработки NACA позволили создать воздуховод NACA , тип воздухозаборника, используемый в современных автомобилях, капот NACA и несколько серий аэродинамических профилей NACA . [4] которые до сих пор используются в авиастроении.
Во время Второй мировой войны NACA описывалась как «Сила, стоящая за нашим господством в воздухе» из-за ее ключевой роли в производстве рабочих нагнетателей для высотных бомбардировщиков, а также в производстве ламинарных профилей крыла для североамериканского P-51 Mustang . [5] NACA также помогла в разработке правила площади , которое используется на всех современных сверхзвуковых самолетах , и провела ключевые исследования сжимаемости, которые позволили Bell X-1 преодолеть звуковой барьер.
Происхождение [ править ]
NACA была создана 13 марта 1915 года федеральным правительством путем принятия законодательства в качестве чрезвычайной меры во время Первой мировой войны для содействия координации промышленности, академических кругов и правительства в проектах, связанных с войной. Оно было создано по образцу аналогичных национальных агентств, существующих в Европе: французского L'Etablissement Central de l'Etablissement de l'Aérostation Militaire в Медоне (ныне Office National d'Etudes et de Recherches Aerospatiales ), немецкой аэродинамической лаборатории Геттингенского университета и российской Аэродинамический институт Кутчино (заменен в 1918 году Центральным аэрогидродинамическим институтом (ЦАГИ) , существующим до сих пор). Самым влиятельным агентством, на котором основывалось NACA, был Британский консультативный комитет по аэронавтике .
В декабре 1912 года президент Уильям Говард Тафт назначил Национальную комиссию аэродинамической лаборатории под председательством Роберта С. Вудворда , президента Института Карнеги в Вашингтоне . Закон об утверждении комиссии был внесен в обе палаты Конгресса в начале января 1913 года, но когда дело дошло до голосования, закон был отклонен.
Чарльз Д. Уолкотт , секретарь Смитсоновского института с 1907 по 1927 год, поддержал эту инициативу, и в январе 1915 года сенатор Бенджамин Р. Тиллман и член Палаты представителей Эрнест У. Робертс представили идентичные резолюции, рекомендующие создать консультативный комитет, как это предусмотрено Уолкотт. Целью комитета было «контролировать и направлять научное исследование проблем полета с целью их практического решения, а также определять проблемы, которые следует решать экспериментально, и обсуждать их решение и их применение к практическим вопросам». Помощник министра военно-морского флота Франклин Д. Рузвельт написал, что он «искренне [поддержал] принцип», на котором было основано законодательство. Уолкотт предложил тактику добавления резолюции в законопроект о военно-морских ассигнованиях. [6]
Согласно одному источнику, «3 марта 1915 года закон о NACA был принят почти незамеченным в качестве дополнения к законопроекту о военно-морских ассигнованиях». [7] Комитету из 12 человек, которым не платили зарплату, был выделен бюджет в размере 5000 долларов в год.
Президент Вудро Вильсон подписал его в тот же день, официально создав Консультативный комитет по аэронавтике, как он был назван в законе, в последний день 63-го Конгресса .
Акт Конгресса о создании NACA, одобренный 3 марта 1915 года, гласит: «...В обязанность консультативного комитета по воздухоплаванию входит надзор и руководство научным исследованием проблем полета с целью их практического решения. ..." [8]
Исследования [ править ]
29 января 1920 года президент Вильсон назначил летчика-новатора и авиационного инженера Орвилла Райта в совет директоров NACA . К началу 1920-х годов перед ним встала новая, более амбициозная миссия: продвигать военную и гражданскую авиацию посредством прикладных исследований, выходящих за рамки текущих потребностей. Исследователи NACA выполнили эту миссию с помощью впечатляющей коллекции собственных аэродинамических труб, стендов для испытаний двигателей и средств летных испытаний. Коммерческим и военным клиентам также было разрешено использовать объекты NACA на контрактной основе.
- Удобства
- Мемориальная авиационная лаборатория Лэнгли ( Хэмптон, Вирджиния )
- Авиационная лаборатория Эймса ( Моффет Филд )
- Лаборатория исследования авиационных двигателей ( Исследовательский центр Льюиса )
- Летно-испытательная группа Мюрок ( база ВВС Эдвардс )
В 1922 году в NACA работало 100 сотрудников. К 1938 году их было 426. Помимо официальных заданий, сотрудникам было предложено проводить несанкционированные «контрафактные» исследования, при условии, что они не были слишком экзотическими. Результатом стала длинная череда фундаментальных открытий, включая « теорию тонкого профиля » (1920-е годы), « капот двигателя NACA » (1930-е годы), серию « профилей NACA » (1940-е годы) и « правило площади » для сверхзвуковых самолетов (1950-е годы). ). С другой стороны, отказ NACA в 1941 году увеличить скорость полета в своих аэродинамических трубах отбросил Lockheed на год назад в их поисках решения проблемы сжимаемости, возникающей при высокоскоростных пикированиях, совершаемых Lockheed P-38 Lightning . [9]
Полноразмерная аэродинамическая труба Лэнгли размером 30 на 60 футов (9,1 м × 18,3 м) работала со скоростью не более 100 миль в час (87 узлов; 160 км / ч), а недавно появившаяся на тот момент аэродинамическая труба размером 7 на 10 футов ( Туннели размером 2,1 × 3,0 м) в Моффетте могли развивать скорость только 250 миль в час (220 узлов; 400 км / ч). Эти скорости инженеры Lockheed считали бесполезными для своих целей. Генерал Генри Х. Арнольд занялся этим вопросом и отклонил возражения NACA против более высоких скоростей полета. NACA построило несколько новых высокоскоростных аэродинамических труб, и в конце 1942 года в аэродинамической трубе Моффетта высотой 16 футов (4,9 м) была достигнута скорость 0,75 Маха (570 миль в час (495 узлов; 917 км / ч)). [10] [11]
Аэродинамические трубы [ править ]
 |
NACA Первая аэродинамическая труба была официально открыта в Мемориальной авиационной лаборатории Лэнгли 11 июня 1920 года. [12] Это была первая из многих ныне известных аэродинамических труб NACA и NASA. Хотя эта конкретная аэродинамическая труба не была уникальной или передовой, она позволила инженерам и ученым NACA разработать и протестировать новые и передовые концепции аэродинамики , а также улучшить будущую конструкцию аэродинамической трубы.
- Атмосферная 5-футовая аэродинамическая труба (1920 г.)
- Туннель переменной плотности (1922 г.)
- Исследовательский туннель пропеллера (1927 г.)
- Высокоскоростная 11-дюймовая аэродинамическая труба (1928 г.)
- Вертикальная 5-футовая аэродинамическая труба (1929 г.)
- Атмосферная аэродинамическая труба размером 7 на 10 футов (1930 г.)
- Полномасштабный туннель размером 30 на 60 футов (1931 г.)
Влияние на технологии Второй мировой войны [ править ]
В годы, непосредственно предшествовавшие Второй мировой войне, NACA участвовала в разработке нескольких проектов, сыгравших ключевую роль в военных действиях. Когда у инженеров крупного производителя двигателей возникли проблемы с производством нагнетателей , которые позволили бы Boeing B-17 Flying Fortress поддерживать мощность на большой высоте, команда инженеров из NACA решила проблемы и разработала стандарты и методы испытаний, используемые для создания эффективных нагнетателей. в будущем. Это позволило использовать B-17 в качестве ключевого самолета в военных действиях. Проекты и информация, полученные в результате исследований NACA по B-17, использовались почти на каждой крупной военной силовой установке США во время Второй мировой войны. Почти каждый самолет использовал ту или иную форму принудительной индукции , основанную на информации, разработанной NACA. Из-за этого самолеты американского производства имели значительное преимущество в мощности на высоте более 15 000 футов, чему силы Оси никогда полностью не противостояли. [ нужна ссылка ]
После начала войны британское правительство направило компании North American Aviation запрос на новый истребитель. Предложенные истребители P-40 Tomahawk считались слишком устаревшими, чтобы быть пригодными для использования на передовой линии по европейским стандартам, и поэтому компания North American начала разработку нового самолета. Британское правительство выбрало для истребителя аэродинамический профиль, разработанный NACA, что позволило ему работать значительно лучше, чем предыдущие модели. Этот самолет стал известен как P-51 Mustang . [5]
Сверхзвуковые исследования [ править ]
После первых экспериментов Opel RAK с ракетной силовой установкой, приведших к первому публичному полету ракетного самолета Opel RAK.1 в 1929 году, и возможных военных программ нацистской Германии в Heinkel и Messerschmitt в 1930-х и 1940-х годах, в гонку вступили США. сверхзвуковым самолетам и космическим полетам в 1940-х годах. Хотя Bell X-1 был заказан ВВС и пилотировал летчик-испытатель ВВС Чак Йегер , когда он превысил 1 Маха, NACA официально отвечала за испытания и разработку самолета. [13] NACA провела эксперименты и сбор данных, а большая часть исследований, использованных для разработки самолета, была проведена инженером NACA Джоном Стэком , главой подразделения NACA по сжимаемости. [5] Сжимаемость является серьезной проблемой, когда самолет приближается к скорости 1 Маха, и исследования по решению этой проблемы в значительной степени опирались на информацию, собранную во время предыдущих испытаний NACA в аэродинамической трубе, чтобы помочь Lockheed с P-38 Lightning.
Программа X-1 впервые была задумана в 1944 году, когда бывший инженер NACA, работавший в Bell Aircraft, обратился в армию с просьбой о финансировании испытательного сверхзвукового самолета. Ни у армии, ни у Bell не было никакого опыта в этой области, поэтому большая часть исследований проводилась Отделом исследований сжимаемости NACA, который к тому времени, когда Белл приступил к концептуальному проектированию, работал уже более года. У отдела исследований сжимаемости также были годы дополнительных исследований и данных, поскольку его главный инженер ранее возглавлял подразделение высокоскоростных аэродинамических труб, которое к тому времени само располагало почти десятилетними данными высокоскоростных испытаний. Из-за важности участия NACA Стэк был лично награжден Collier Trophy вместе с владельцем Bell Aircraft и летчиком-испытателем Чаком Йегером. [14] [15]
В 1951 году инженер NACA Ричард Уиткомб определил правило площади , объясняющее трансзвуковое обтекание самолета. Первые применения этой теории были в проекте Convair F-102 и F11F Tiger . F-102 должен был стать сверхзвуковым перехватчиком, но он не смог превысить скорость звука, несмотря на все усилия инженеров Convair. Когда это было обнаружено, производство F-102 уже началось, поэтому инженеров NACA отправили быстро решить возникшую проблему. Производственную линию пришлось модифицировать, чтобы можно было модифицировать уже находящиеся в производстве F-102, чтобы они могли использовать правило площади. (Самолеты, измененные таким образом, были известны как самолеты с «зонным управлением».) Изменения в конструкции позволили самолету развивать скорость более 1 Маха, но лишь с небольшим отрывом, поскольку остальная часть конструкции Convair не была оптимизирована для этого. Поскольку F-11F был первым проектом, в котором это использовалось при первоначальном проектировании, он смог преодолеть звуковой барьер без необходимости использования форсажной камеры. [16]
Поскольку изначально правило территории было засекречено, Уиткомбу потребовалось несколько лет, чтобы его достижения были признаны. В 1955 году он был награжден Collier Trophy за работу над «Тигром» и F-102. [17]
Наиболее важной конструкцией, возникшей в результате действия правила территории, был B-58 Hustler , который в то время уже находился в разработке. Он был переработан с учетом правила площади, что позволило значительно повысить производительность. [18] Это был первый сверхзвуковой бомбардировщик США, способный развивать скорость 2 Маха в то время, когда советские истребители только несколько месяцев назад достигли этой скорости. [19] Концепция правила площади теперь используется при проектировании всех околозвуковых и сверхзвуковых самолетов.
Опыт NACA послужил моделью для исследований Второй мировой войны , послевоенных правительственных лабораторий и преемника NACA, Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА).
NACA также участвовала в разработке первого самолета, полетевшего на «край космоса», североамериканского X-15 . Профили NACA до сих пор используются на современных самолетах.
Председатели [ править ]
| Нет. | Портрет | Имя | Срок | Президент служащий под | |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 |  | Бриг. Генерал Джордж П. Скривен ( Армия США ) | 1915–1916 | Вудро Вильсон | |
| 2 |  | Уильям Ф. Дюран ( Стэнфордский университет ) | 1916–1918 | ||
| 3 |  | Джон Р. Фриман (Консультант) | 1918–1919 | ||
| 4 |  | Чарльз Дулиттл Уолкотт ( Смитсоновский институт ) | 1920–1927 | ||
| Уоррен Дж. Хардинг | |||||
| Кэлвин Кулидж | |||||
| 5 |  | Джозеф Свитман Эймс ( Университет Джонса Хопкинса ) | 1927–1939 | ||
| Герберт Гувер | |||||
| Франклин Д. Рузвельт | |||||
| 6 |  | Ванневар Буш ( Институт Карнеги ) | 1940–1941 | ||
| 7 |  | Капитан Джером К. Хансейкер ( ВМФ , Массачусетский технологический институт ) | 1941–1956 | ||
| Гарри С. Трумэн | |||||
| Дуайт Д. Эйзенхауэр | |||||
| 8 |  | Генерал-лейтенант Джеймс Х. Дулиттл ( Ойловая компания Шелл ) | 1957–1958 | ||
в Преобразование НАСА
космическим технологиям Специальный по комитет
21 ноября 1957 года Хью Драйден , директор NACA, учредил Специальный комитет по космическим технологиям. [20] Комитет, также названный Комитетом Стива по имени его председателя Гайфорда Стива , представлял собой специальный руководящий комитет, который был сформирован с мандатом координировать различные ветви федерального правительства, частные компании, а также университеты в Соединенных Штатах с целями NACA, а также использовать свой опыт для разработки космической программы. [21]
Вернер фон Браун , технический директор Агентства по баллистическим ракетам армии США, хотел, чтобы ракета «Юпитер С» была готова к запуску спутника в 1956 году, но его запуск отложили. [22] а Советы запустят Спутник-1 в октябре 1957 года.
14 января 1958 года Драйден опубликовал «Национальную программу исследований космических технологий», в которой говорилось: [20]
Для нашей страны крайне важно, как с точки зрения нашего престижа как нации, так и с точки зрения военной необходимости, чтобы этот вызов ( Спутник ) был решен с помощью энергичной программы исследований и разработок по завоеванию космоса. ...
Соответственно, предлагается, чтобы за научные исследования отвечало национальное гражданское агентство, работающее в тесном сотрудничестве с группами прикладных исследований и разработок, необходимыми для разработки систем вооружения военными. Модель, которой следует следовать, уже разработана NACA и военными службами. ...
NACA способна за счет быстрого расширения и расширения своих усилий обеспечить лидерство в области космических технологий.
5 марта 1958 года Джеймс Киллиан , возглавлявший президентский консультативный комитет по науке , написал меморандум президенту Дуайту Д. Эйзенхауэру . Названный «Организация гражданских космических программ», он призвал президента санкционировать создание НАСА. Он написал, что гражданская космическая программа должна быть основана на «усиленном и переименованном» NACA, указав, что NACA является «действующим федеральным исследовательским агентством» с 7500 сотрудниками и оборудованием стоимостью 300 миллионов долларов, которое могло бы расширить свою исследовательскую программу «с минимальными затратами». задержки». [20]
Участники [ править ]
По состоянию на встречу 26 мая 1958 года члены комитета, начиная по часовой стрелке слева на рисунке выше: [21]
| Член комитета | Заголовок |
|---|---|
| Эдвард Р. Шарп | Директор Лаборатории летных двигателей Льюиса |
| Полковник Норман С. Апполд | Помощник заместителя командующего по системам вооружения, Командование авиационных исследований и разработок : ВВС США. |
| Авраам Хаятт | Сотрудник по исследованиям и анализу Бюро аэронавтики Военно-морского флота |
| Генри Уэйд Боде | Директор по исследованиям в области физических наук, Bell Telephone Laboratories |
| Уильям Рэндольф Лавлейс II | ловелас Фонд медицинского образования и исследований |
| С. К. Хоффман | генеральный директор подразделения Rocketdyne, North American Aviation |
| Милтон Ю. Клаузер | Директор лаборатории авиационных исследований корпорации Ramo-Wooldridge |
| Х. Джулиан Аллен | Руководитель отдела исследований высокоскоростных полетов, NACA Ames |
| Роберт Р. Гилрут | Помощник директора, NACA Лэнгли |
| Джей Ар Демпси | Менеджер. Convair-Astronautics (Отдел общей динамики ) |
| Карл Б. Палмер | Секретарь комитета штаб-квартиры NACA |
| Х. Гайфорд Стивер | Председатель, заместитель декана инженерного факультета Массачусетского технологического института |
| Хью Л. Драйден | (по должности), директор NACA, тезка будущего исследовательского центра Драйдена |
| Дейл Р. Корсон | Департамент физики Корнельского университета |
| Эйб Сильверстайн | Заместитель директора, NACA Льюис |
| Вернер фон Браун | Директор отдела развития, Армейское агентство по баллистическим ракетам |
Ссылки [ править ]
- ^ «Обзор NACA» . History.nasa.gov . Проверено 20 апреля 2022 г.
- ^ Мюррей, Чарльз и Кэтрин Блай Кокс. Аполлон . Книги Саут-Маунтин, 2004, с. xiii.
- ^ Джефф Куитни (17 мая 2013 г.). «Создание НАСА: Послание сотрудникам NACA от Т. Кейта Гленнана, НАСА, 1958 год» . Архивировано из оригинала 22 ноября 2016 года . Проверено 8 мая 2018 г. - через YouTube.
- ^ Эббот, Ира Х. «Сводка данных профиля профиля NACA, отчет 824» (PDF) . Engineering.purdue.edu/ . Проверено 20 апреля 2022 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с «НАСА – Вторая мировая война и NACA: исследования в области авиации США помогли ускорить победу» . www.nasa.gov . Архивировано из оригинала 18 декабря 2017 года . Проверено 8 мая 2018 г.
- ^ Роланд, Алекс. «Модельное исследование – Том 1» . Архивировано из оригинала 13 ноября 2004 года.
- ^ Бильштейн, Роджер Э. «Порядки величины, глава 1» . Архивировано из оригинала 14 января 2007 года.
- ^ Доусон, Вирджиния П. «Двигатели и инновации» . Архивировано из оригинала 31 октября 2004 года.
- ^ Боди, Уоррен М. Lockheed P-38 Lightning: полная история истребителя Lockheed P-38 . Хейсвилл, Северная Каролина: Widewing Publications, 2001, 1991, стр. 174–5. ISBN 0-9629359-5-6 .
- ^ Боди, Уоррен М. Lockheed P-38 Lightning . стр. 75-6.
- ^ «ч3-5» . www.hq.nasa.gov . Архивировано из оригинала 14 сентября 2016 года . Проверено 8 мая 2018 г.
- ^ Джоскоу, Мелисса; Деннис, Уоррен (10 июня 2015 г.). «Первая аэродинамическая труба NACA» . История НАСА . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства . Проверено 8 июля 2021 г.
- ^ Джон Ури (12 июня 2023 г.). «95 лет назад: первый полет самолета с ракетным двигателем» . НАСА . Проверено 26 февраля 2024 г.
- ^ От инженерной науки к большой науке: победители исследовательских проектов NACA и NASA Collier Trophy, 1998, стр.89
- ^ «Исторические данные Центра летных исследований Драйдена» . НАСА . Архивировано из оригинала 13 октября 2006 года . Проверено 10 декабря 2006 г.
- ^ От инженерной науки к большой науке: победители исследовательских проектов NACA и NASA Collier Trophy, 1998, стр. 146.
- ^ От инженерной науки к большой науке: Трофей NACA и НАСА Collier Trophy с. 147
- ^ От инженерной науки к большой науке: победители исследовательских проектов NACA и NASA Collier Trophy, 1998, стр.147
- ^ Хейнс, Леланд Р. «B-58 Hustler Records и 15 000 миль без остановок на SR-71» . www.wvi.com . Архивировано из оригинала 2 ноября 2017 года . Проверено 8 мая 2018 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с Эриксон, Марк (2005). В неизведанное вместе - Министерство обороны, НАСА и первые космические полеты (PDF) . Издательство Воздушного университета. ISBN 1-58566-140-6 . Архивировано из оригинала (PDF) 20 сентября 2009 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б "ч8" . History.nasa.gov . Архивировано из оригинала 25 декабря 2017 года . Проверено 8 мая 2018 г.
- ^ Шефтер, Джеймс (1999). Гонка: история без цензуры о том, как Америка опередила Россию на Луне . Нью-Йорк: Даблдей. п. 18 . ISBN 9780385492539 . OCLC 681285276 . Проверено 9 июня 2019 г.
Дальнейшее чтение [ править ]
- Майкл Х. Горн, Расширение границ: летные исследования в NACA и NASA .
- Джеймс Хансен. Ответственный инженер: история авиационной лаборатории Лэнгли, 1917–1958 гг .
- Джон Генри и др. Порядки величины: история NACA и НАСА, 1915–1990 гг. Архивировано 8 апреля 2021 г. в Wayback Machine .
- Алекс Роланд. Модельное исследование: Национальный консультативный комитет по аэронавтике, 1915–1958 гг .
Внешние ссылки [ править ]
- Комиссия по столетию полетов США: Национальный консультативный комитет по аэронавтике (NACA)
- Сервер технических отчетов НАСА обеспечивает доступ к коллекции из 14 469 документов NACA, датированных 1917 годом.
- Исторические оцифрованные отчеты NACA по проекту TRAIL также размещаются на TRAIL.
- Aerospaceweb.org: Информация о серии профилей NACA.
- Nasa.gov: «От инженерной науки к большой науке» — победители исследовательских проектов NACA и NASA Collier Trophy , под редакцией Памелы Э. Мак.
