Paul Bevilaqua - Paul Bevilaqua

Paul Michael Bevilaqua
narozený (1945-05-11) 11. května 1945 (věk 75)
Spojené státy
obsazeníLetecký inženýr

Paul Bevilaqua je letecký inženýr v Lockheed Martin v Kalifornii. V roce 1990 vynalezl[1] the zvedněte ventilátor pro Joint Strike Fighter F-35B spolu s kolegy Skunk Works inženýr Paul Shumpert.

Život a kariéra

Schéma LiftSystem komponenty a proudění vzduchu

Paul Bevilaqua získal a Doktorát v Letectví a astronautika (předmět: Turbulentní probudí se) Purdue University v roce 1973.[2] To se zdá být souběžné[podle koho? ] s činnostmi jako poručík letectva v Wright-Patterson Air Force Base (WP-AFB), kde v roce 1971 zahájil profesionální práci.[3] V určitém okamžiku[když? ] stal se zástupcem ředitele laboratoře pro přeměnu energie na WP-AFB, spravovaný vynálezcem tryskáčů Hans von Ohain. V roce 1975 Paul opustil Letectvo být manažerem pokročilých programů ve společnosti Rockwell International Závod letadel námořnictva.[3] O deset let později, v roce 1985, byl jmenován hlavním leteckým vědcem v Lockheed, se snaží přijít s novým oborem podnikání.[3]

Hans von Ohain inspiroval Bevilaqua k tomu, aby myslel spíše jako inženýr než jako matematik[4][5] - "ve škole jsem se naučil pohybovat figurkami a Hans mě naučil hrát šachy",[6] ačkoli to řekl také o Purdue.[2] Ohain také ukázal Paulovi „co ti TS-diagramy ve skutečnosti znamená ".[3]

Zatímco na WP, Ohain,[7] Bevilaqua a další vyšetřovali (viz # Seznam příspěvků ) a patentovaný[8] různé koncepty související s tokem, některé z nich souvisí s multiplikátory toku vertikální vzlet a přistání.

Vynález LiftFan

Schéma proudové energie pro LiftSystem
Schéma motorový výtah letadlo
The F135 motor s zvedněte ventilátor, rolovací sloupky a zadní vektorovací tryska, jak je navrženo pro F-35B, u Pařížská letecká show, 2007
NASA verze TandemFan
Fyzický systém viz Rolls-Royce LiftSystem.

V 80. letech 20. století Námořní pěchota Spojených států chtěl Vertikální / Krátký vzlet a přistání (V / STOVL) letadlo s více Rychlost a užitečné zatížení než Harrier /AV-8B.[9][10][11]

Bevilaqua pracoval pro Lockheed Skunk Works v roce 1986, kdy DARPA a obdobná britská agentura zahájila program s názvem ASTOVL[11] a vydal devítiměsíční smlouvu na vývoj konceptů[12] pro kradmý nadzvukový STOVL letadlo, v souladu s USMC přání, ale bez obvyklých přísných technických požadavků.[3]

Výzvou v kombinaci nadzvukového letu a STOVL je to, že motor je dostatečně výkonný výtah letadlo by bylo příliš široké na to, aby bylo nadzvukové, jak ukazuje Harrier.[3][5] Byl zapotřebí menší motor s vyšším průtokem vzduchu, ale zdálo se to nemožné.
Inspirováno General Electric CJ805 -23 zadní turbofan[13] a Rolls Royce tandemový ventilátor,[3][14] vhodným systémem se zdál být systém dvojitého tahu s vektorem zdvihu vpředu a otočnou tryskou vzadu pro proudový motor, které se navzájem vyvažovaly.
Aby nezůstal kámen na kameni, byly zkoumány všechny druhy možností,[13] někteří dokonce hraničí s absurdní[2] (použití děla pro zvedání, přenos síly laserovým paprskem) - Zaměstnanci společnosti Skunk Works nejsou vtipné kreslené vtipy.[15]

Když zbýval jeden měsíc a žádné výsledky, znovu se podíval na situaci. Byly jasné tři prvky:[5]

  • turbína je nejlepší způsob získávání energie z trysky
  • hřídel je nejlepší způsob přenosu této síly vpřed
  • ventilátor je nejlepší způsob převodu síly na tah nebo zdvih

ale to mnozí zkoušeli[16] a shledáno nedostatečným - bylo potřeba něco víc.

Využívání obtokového vzduchu je obvyklým způsobem zvyšování tahu, ale při poklesu proudu vzduchu klesá také tlak, který zvyšuje otáčky motoru s rizikem poruchy. Tato zjevná chyba se najednou změnila ve výhodu, když mu došlo, že extra výkon motoru lze dobře využít otočením zvedacího ventilátoru.[5] „Programování počítače v mé hlavě trvalo osm měsíců brainstormingu a deset sekund, než jsem ten nápad přišel.“[2]
Jinými slovy; transformace části tryskání na vertikální proudění vzduchu extrakcí energie z tryskání horkým proudem pomocí turbíny, která otáčí hřídelí pohánějícím ventilátor směřující dolů, čímž se zvyšuje impuls a tak se zvedat, aniž by se zvyšoval táhnout.[2] Přechod mezi vodorovným a svislým zdvihem je třeba přesně kontrolovat a oba sloupy výtahu je třeba pečlivě vyvážit, aby byla zachována kontrola nad letadlem.

Systém funguje podobně jako a turbofan, s dalším obtokovým ventilátorem posunutým a nakloněným o 90 stupňů, aby se chladný nespálený vzduch pohyboval svisle místo vodorovně,[12] nebo a turbínový vrtulník jehož rotor je zmenšený a uzavřený. Tento efekt je podobný předchozím konceptům multiplikátoru toku vyšetřovaným Bevilaquou (viz # Seznam dokumentů ) a další (i když metody jsou různé), dosahující poměru zdvih / tah 1,5: 1[12] kde předchozí úspěšná letadla byla omezena přinejlepším na 1: 1.

Paul není[6] A pohon inženýr a získal pomoc od různých odborníků společnosti Lockheed v oblasti pohonu, materiálů a dalších specializovaných oborů k ověření teorií konceptu, který byl poté patentován v letech 1990-93.[1]

DARPA i Marine Corps se koncept líbil,[10] a odtud se vyvinul prostřednictvím různých obranných programů, jako jsou CALF a JAST[11] do Joint Strike Fighter Program a až do X-35B a F-35B. Bevilaqua byl klíčovou postavou při přesvědčování[10] letectvo v roce 1992, že koncepční letadlo by mohlo být užitečné jako a konvenční letadla bez LiftFan. Když Americké námořnictvo také přišel na palubu,[10] silnice byla připravena pro koncept JSF podobných letadel s různými aplikacemi, v souladu se zjištěními JAST Concept Exploration.[11]

Praktický vývoj a testování Motor F135 a systém provedl Pratt & Whitney, Allison Engine Company,[17] NASA,[18] Rolls-Royce a další.

Jedním z klíčových faktorů při předávání $ 200B[3] Říká se smlouva JSF na LM[19] kdy X-35B vzlétl ze 150 stop dráhy, šel nadzvukově a přistál vertikálně jedním letem 20. července 2001[20] - výkon, který dokázal pouze X-35B, a to pouze díky konceptu LiftFan.

Tým JSF získal cenu Collier Trophy 2001[21][22] za pracovní systém a Bevilaqua obdržel pamětní cenu Paula E. Hauetera (Americká společnost pro vrtulníky ) v roce 2004.[23]

Seznam příspěvků

Paul M. Bevilaqua „Hodnocení hypermixování pro vyhazovače zvyšující tah,“ Journal of Aircraft, Vol. 11, č. 6, červen 1974, s. 348–354
Paul M. Bevilaqua, „Analytický popis hypermixování a test vylepšené trysky“, Journal of Aircraft, sv. 13, č. 1, leden 1976, s. 43–48
Paul M. Bevilaqua, „Zvedání povrchové teorie pro ejektory zvyšující tah“, AIAA Journal, sv. 16, č. 5, květen 1978, str. 475–581).
Paul M. Bevilaqua a Paul S. Lykoudis „Paměť turbulence v sebezáchovných probuzeních“, Journal of Fluid Mechanics, svazek 89, číslo 03, prosinec 1978, str. 589–606
Paul M. Bevilaqua, Howard L. Toms ml „Srovnávací test trysky Hypermixing.“
Paul M. Bevilaqua, John D. Lee, „Vývoj trysky pro zlepšení otáčení nadzvukových proudů Coanda“ (1980)
Paul M. Bevilaqua Jednostránkový náhled „Dual-Cycle Propulsion System Joint Strike Fighter“[trvalý mrtvý odkaz ], Journal of Propulsion and Power, 2005, roč. 21, č. 5, str. 778–783

Reference

  1. ^ A b Bevilaqua a kol. Pohonný systém pro vertikální a krátký vzlet a přistání letadla Archivováno 2012-02-25 na Wayback Machine, Patent Spojených států 5209428. PDF originálu, 1990
  2. ^ A b C d E Ocenění Purdue, Webové stránky Purdue University, vyvolány v prosinci 2009. Archivováno 20. března 2012, v Wayback Machine.
  3. ^ A b C d E F G h Field, Karen Auguston. Muž s ventilátorem „Design News, 22. února 2004. Citováno ledna 2010. Archivováno 8. října 2010 v Wayback Machine.
  4. ^ Diaz, Ježíši. Od ubrousku po první nadzvukovou rovinu, Gizmodo, 22. dubna 2008. Citováno ledna 2010. Archivováno 8. října 2012 na adrese Wayback Machine.
  5. ^ A b C d Holm, Erik. Rozhovor s Bevilaquou Archivováno 2009-12-28 na Wayback Machine, získaný z dánštiny Inženýrské noviny Prosince 2009.
  6. ^ A b LM Video[trvalý mrtvý odkaz ]
  7. ^ Ohain, Hans von. Tryskové čerpadlo nebo tahový augmentor, Patent USA 3525474, 25. srpna 1970
  8. ^ Seznam patentů Paul M. Bevilaqua Archivováno 12. 06. 2011 na Wayback Machine, získaný v prosinci 2009
  9. ^ Durtcne, major F. S. AV-8B Super Harrier: Oddělení mýtu od reality „Velitelství námořní pěchoty a vysoká škola zaměstnanců [1988]. Vyvolány January 2010. Archivováno 19. října 2013, v Wayback Machine.
  10. ^ A b C d Wilson, George C. GovExec: Motor, který mohl Archivováno 19. 10. 2013 na Wayback Machine National Journal, 22. ledna 2002. Citováno ledna 2010..
  11. ^ A b C d Historie programu Joint Strike Fighter Archivováno 2009-09-14 na Wayback Machine, Martin-Baker. Vyvolány January 2010
  12. ^ A b C Hutchinson, John. Jít do svislé polohy - vyvinout systém vertikálního přistání s krátkým startem. Archivováno 2015-07-20 na Wayback Machine Ingenia Online (PDF) srpen 2004. Citováno: prosinec 2009. Surový text Archivováno 2012-08-02 v Archiv. Dnes
  13. ^ A b Krátký start, nízké financování Flight International, 29. března 1995. Citováno: 19. září 2010. Archivováno 10. července 2010, v Wayback Machine. Citace: „[strávili jsme] tři týdny v místnosti procházením každého použitého pohonného systému“
  14. ^ Tandemový motor motoru Rolls-Royce Patent Spojeného království
  15. ^ Jak Skunk Works dostal své jméno, Web Lockheed-Martin. Vyvolány January 2010. Archivováno 8. března 2011 v Wayback Machine.
  16. ^ Hirschberg, Michael J. V / STOL: První půlstoletí, Vertiflite, březen / duben 1997. Citováno leden 2010. Archivováno 11. prosince 2011, v Wayback Machine.
  17. ^ "- protože Allison začíná s testy ventilátoru JSF " Flight International, 21. května 1997. Citováno: 19. září 2010. „Archivovaná kopie“. Archivovány od originálu 2. listopadu 2012. Citováno 2012-11-02.CS1 maint: archivovaná kopie jako titul (odkaz) CS1 maint: BOT: stav původní adresy URL neznámý (odkaz).
  18. ^ Lam, David W. "Lift Fan nozzle for JSF tested in NASA Lewis 'Powered Lift Rig " NASA, 15. dubna 1998. Citováno: 18. září 2010. Archivováno 6. prosince 2013, na Wayback Machine
  19. ^ PBS: Přepis Nova „X-letadla“, získaný v lednu 2010. Archivováno 3. listopadu 2013, v Wayback Machine.
  20. ^ Kjelgaard, Chris. Od Supersonic po Hover: Jak letí F-35, Space.com 21. prosince 2007. Archivováno 31. října 2010, v Wayback Machine.
  21. ^ Collier Trophy; seznam výherců. Vyvolány January 2010
  22. ^ Pohonný systém v Lockheed Martin Joint Strike Fighter vyhrál Collier Trophy Archivováno 2011-05-25 na Wayback Machine Tisková zpráva společnosti Lockheed Martin, 28. února 2003. Citováno: leden 2010
  23. ^ "Cena Paula E. Hauetera ", Americká společnost pro vrtulníky

externí odkazy