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[科普中国]-美国国家航空咨询委员会

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历史沿革起源

NACA开始于一个促进产官学界就战争相关计划进行合作的紧急措施,并且参考了几个欧洲国家的相似组织,例如法国(L’Etablissement Central de l’Aérostation Militaire,现在的Office National d'Etudes et de Recherches Aerospatiales)、德国(Aerodynamical Laboratory of the University of Göttingen)、或俄国(Aerodynamic Institute of Koutchino),影响最大的则是连名字都几乎一样的英国“航空咨询委员会”(Advisory Committee for Aeronautics)。

1912年12月,时任美国总统的威廉·霍华德·塔夫脱指派华盛顿卡内基学会(Carnegie Institution of Washington)总裁的Robert S. Woodward主持国家航空动力实验室委员会(National Aerodynamical Laboratory Commission),相关法规在1913年1月于参众两院提出,但在投票中失利而未获核准。

Charles D. Walcott──于1907年到1927年担任史密森尼学会会长──接收其成果,于1915年1月,参议员Benjamin R. Tillman与众议员Ernest W. Roberts提出与Walcott的概述相同的方案。此一委员会的功能是“管理与指引飞行问题的科学研究并包含实务解决方案的看法,与判定必须实验验证、讨论其结果及实际应用的问题”。时任助理海军部长的小罗斯福曾写道他“衷心地赞同”此一法案所根基的原则。之后Walcott提出加入海军拨款书的建议。

NACA设立案通过差点错过了加入1915年3月海军拨款书追加条款,委员会的12人──均为无给──得到编列了每年5000元的预算。

威尔逊总统在第63届参议院的最后一天签署了法案,国家咨询委员会正式成立。参议院的说明书叙述:“……管理与指引飞行问题的科学研究并包含实务解决方案的看法……是国家航空咨询委员会的任务……”

发展

1958年NASA成立后NACA也随之解散,而其研究机构包括Ames研究中心、Lewis研究中心、兰利航空实验室等,也与美国陆军及海军等的一些单位一起并入新部门。1967年,国会指示NASA成立航太安全咨询小组(Aerospace Safety Advisory Panel,ASAP),以提供太空计划的安全性与风险的评估建议。另外还有太空计划咨询会议(Space Program Advisory Council)及研究与科技咨询会议(Research and Technology Advisory Council)等机构。1977年,这些机构全部整合为NASA咨询委员会(NASA Advisory Council,NAC),继承了NACA的功能。1

NACA研究组成

在1920年1月29日,威尔逊总统任命先驱飞行员航空工程师奥维尔·莱特到NACA董事会。到了20世纪20年代初,它被任命了一个新的更加雄心勃勃的使命:通过应用研究,超出目前的需求,推动军用和民用航空。通过该机构的内部风洞,发动机试验台和飞行试验设施,NACA研究人员探讨了这一任务。允许商业和军事客户在合同的基础使用NACA设施。

设备兰利纪念航空实验室(弗吉尼亚州汉普顿)

艾姆斯航空实验室(莫菲特现场)

飞机发动机研究实验室(刘易斯研究中心)

莫洛克飞行试验单位(爱德华兹空军基地)

在1922年,NACA有100名员工,到1938年,有426名员工。除了正式分配,鼓励工作人员未经授权的“非法”的研究。其结果是根本突破,包括“ NACA发动机罩 “(1930),” NACA翼型 “系列(1940),和” 区域规则 “超音速飞机(1950)。

全尺寸30-60英尺(9.1米×18米)兰利风洞运行在不超过每小时100英里(160公里/小时),近7-10英尺(2.1米× 3.0米)的隧道,在莫菲特只能达到250英里每小时(400公里/小时)。这些速度工程师们认为无用的。NACA反对否决了较高的空气速度。NACA建立了一个新的高速风洞,极少数和马赫数达到0.75(570英里每小时,920公里/小时),在莫菲特的16英尺(4.9米)风洞晚于1942年。

1946年9月30日,5个的NACA工程师,由沃尔特·威廉斯,X-1 超音速研究航班到达在莫洛克陆军机场(现在的爱德华兹空军基地),弗吉尼亚州兰利航空实验室,准备联合NACA陆军航空部队的计划。[

在1951年,理查德,惠特科姆确定的跨音速区规则,用飞机跨音速流动的物理原理解释。现在这个概念被用在所有的跨音速和超音速飞机设计。

NACA经验提供了一个强大研究二战的模型,战后的政府实验室,NACA的继任者:美国国家航空和航天局。2

对二战期间技术的影响

在二战前的数年,NACA参与了几项设计,继续在战争中起到关键的作用。当一个发动机制造商的工程师们增压器有生产问题,从而让波音B-17飞行堡垒在高海拔维持权力,来自NACA工程师解决了这个问题,创造的标准和测试方法使用以产生有效的增压器。这使B-17成为战争的一个关键飞机。从NACA研究中获得的B-17的设计和信息,被美军利用发动机的第二次世界大战。

战争开始后,英国政府发出了请求,北美航空的新型战斗机。他们现有的P-40战斗机被认为不是一个可行的前线战斗机,因此新飞机的研制开始。一个NACA翼型开发被选为英国政府的战斗机,这使得它比先前的模型更好,该机成为了P-51野马。

NACA参与超音速研究

该NACA XS-1(贝尔X-1)

贝尔X-1是由美国空军委托,由美国空军试飞员飞行查克·耶格尔,当它超过1马赫NACA是正式负责飞机的测试和开发的。NACA实验和数据收集,并用来开发飞机研究的大部分来自NACA工程师约翰,NACA压缩部门的负责人。洛克希德工程师解决了P-38的潜水困难收集的信息。

1951年,工程师理查德·惠特科姆确定的区域规则的解释跨音速以上的飞机流量。第一次使用这个理论是在美国空军康维尔F-102项目。在F-102本来是一个超音速截击机,但它无法超过音速的速度,尽管康维尔工程师的最大的努力。在F-102实际上已经开始生产这种被发现的时候,所以被送往NACA工程师手头快速解决问题。该生产线不得不被修改,以允许F-102S的修改已经在生产中允许他们使用的区域规则,设计变更允许飞机超过1马赫,但只能通过小幅度,作为康维尔设计的其余部分并没有为此进行了优化。

该地区的规则立即被格鲁门公司适应修改其F9F美洲狮,一个已经成功的海军战斗机。其结果是F11F虎。该地区规则是用来设计F-8战斗机。

从区域规则产生的最重要的设计是B-58。这是美国第一超音速轰炸机,并在同一时间有能力2马赫时,苏式战机才刚刚达到这样的速度在几个月前。区域规则的概念现在使用在设计所有跨,超音速飞机。

NACA经验提供了强大的模型二战研究,战后政府实验室和NACA的继任者,美国国家航空和航天局(NASA)。

NACA也参加了第一架飞机的发展,飞向“太空边缘”,北美的X-15。NACA翼型仍在使用的现代飞机。

转型为NASA

1958年3月5日,詹姆斯·基利安,主持了总统的科学顾问委员会,写了一份备忘录给总统艾森豪威尔。题为“组织民用航天项目,”它鼓励总统制裁美国航空航天局的创建。他写道,民用航天计划应建立在“加强和重新命名”NACA,表明NACA是一个“走出联邦研究机构”有7,500名员工和3亿$美元的设施,这可能会扩大其研究计划。

美国航空航天局顾问委员会[编辑]

随着创建美国宇航局于1958年,NACA被废除,其研究中心-艾姆斯研究中心,刘易斯研究中心和兰利航空实验室-用美国军队和美国的一些元素一起新的空间和航空机构内成立海军。1967年,国会指示NASA形成航空安全咨询小组(ASAP)就安全问题和隐患的美国宇航局局长美国宇航局的航天计划。此外,还有的太空计划咨询委员会和研究与技术顾问委员会。

1977年,这些都结合起来,形成NASA咨询理事会(NAC),这是后继国家航空咨询委员会。

NASA咨询协调会

1958年NASA成立后NACA也随之解散,而其研究机构包括Ames研究中心、Lewis研究中心、兰利航空实验室等,也与美国陆军及海军等的一些单位一起并入新部门。1967年,国会指示NASA成立航太安全咨询小组(Aerospace Safety Advisory Panel,ASAP),以提供太空计划的安全性与风险的评估建议。另外还有太空计划咨询会议(Space Program Advisory Council)及研究与科技咨询会议(Research and Technology Advisory Council)等机构。1977年,这些机构全部整合为NASA咨询委员会(NASA Advisory Council,NAC),继承了NACA的功能。

NACA风洞列表

NACA的第一个风洞在1920年6月11日正式落成于兰利,这是现在许多著名的NACA与NASA风洞中的第一个。虽然这个风洞并不独特或先进,它仍让NACA的工程师与科学家们能够发展与测试最新最先进的空气动力学概念,并提升未来的风洞设计。

5ftAtmospheric wind tunnel(1920)

Variable density wind tunnel (1922)

Propeller research tunnel (1927)

11inHigh speed wind tunnel(1928)

5ftVertical wind tunnel(1929)

7x10ftAtmospheric wind tunnel(1930)

Full scale 30x60ftAtmospheric wind tunnel(1931)3

NACA主席列表

William F. Durand(斯坦福大学) (1917–1918)

John R. Freeman(consultant) (1918–1919)

Charles Doolittle Walcott(Smithsonian Institution) (1920–1927)

Joseph Sweetman Ames(Johns Hopkins University) (1927–1939)

Vannevar Bush(Carnegie Institution) (1940–1941)

Jerome C. Hunsaker(空军、麻省理工学院) (1941–1956)

James H. Doolittle(砚壳石油) (1957–1958)