Krajowy Komitet Doradczy ds. Aeronautyki -National Advisory Committee for Aeronautics

Krajowy Komitet Doradczy ds. Aeronautyki

Oficjalna pieczęć NACA, przedstawiająca Wright Flyer i pierwszy lot braci Wright w Kitty Hawk w Północnej Karolinie
Logo
Przegląd agencji
uformowany	3 marca 1915 ; 107 lat temu ( 1915-03-03 )
Rozpuszczony	1 października 1958 ; 64 lata temu ( 1958-10-01 )
Agencja zastępująca
Jurysdykcja	Rząd federalny Stanów Zjednoczonych

Narodowy Komitet Doradczy ds. Aeronautyki ( NACA ) był amerykańską agencją federalną utworzoną 3 marca 1915 r. w celu podejmowania, promowania i instytucjonalizacji badań lotniczych. 1 października 1958 r. agencja została rozwiązana, a jej majątek i personel przeniesiono do nowo utworzonej Narodowej Agencji Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej (NASA). NACA to inicjalizm, tj. wymawiane jako pojedyncze litery, a nie jako całe słowo (tak jak NASA we wczesnych latach po powstaniu).

Wśród innych postępów, badania i rozwój NACA stworzyły kanał NACA , typ wlotu powietrza stosowany w nowoczesnych zastosowaniach motoryzacyjnych, osłonę NACA i kilka serii płatów NACA , które są nadal używane w produkcji samolotów.

Podczas II wojny światowej NACA była opisywana jako „Siła stojąca za naszą dominacją powietrzną” ze względu na jej kluczową rolę w produkcji działających sprężarek do bombowców na dużych wysokościach oraz w produkcji laminarnych profili skrzydeł dla północnoamerykańskiego P-51 Mustanga . NACA pomogła również w opracowaniu reguły obszaru , która jest stosowana we wszystkich nowoczesnych samolotach naddźwiękowych , i przeprowadziła kluczowe badania ściśliwości, które umożliwiły Bell X-1 przełamanie bariery dźwięku.

Pochodzenie

Napis na ścianie jest misją NACA: „… Obowiązkiem komitetu doradczego ds. aeronautyki będzie nadzorowanie i kierowanie naukowymi badaniami problemów lotu w celu ich praktycznego rozwiązania…” Przez an Akt Kongresu zatwierdzony 3 marca 1915 r

NACA została założona 13 marca 1915 r. Przez rząd federalny poprzez umożliwienie ustawodawstwa jako środka nadzwyczajnego podczas I wojny światowej w celu promowania koordynacji przemysłu, nauki i rządu w projektach związanych z wojną. Wzorowano się na podobnych agencjach narodowych w Europie: francuskiej L'Etablissement Central de l'Aérostation Militaire w Meudon (obecnie Office National d'Etudes et de Recherches Aerospatiales ), Niemieckim Laboratorium Aerodynamicznym Uniwersytetu w Getyndze oraz rosyjskim Aerodynamiczny Instytut Koutchino (zastąpiony w 1918 roku Centralnym Instytutem Aerohydrodynamicznym (TsAGI) , który nadal istnieje). Najbardziej wpływową agencją, na której opierała się NACA, był Brytyjski Komitet Doradczy ds. Aeronautyki .

W grudniu 1912 roku prezydent William Howard Taft powołał Narodową Komisję Laboratoriów Aerodynamicznych pod przewodnictwem Roberta S. Woodwarda , prezesa Carnegie Institution of Washington . Ustawodawstwo zostało wprowadzone w obu izbach Kongresu na początku stycznia 1913 r. W celu zatwierdzenia komisji, ale kiedy przyszło do głosowania, legislacja została odrzucona.

Pierwsze spotkanie NACA w 1915 r

Charles D. Walcott , sekretarz Smithsonian Institution w latach 1907-1927, podjął ten wysiłek, aw styczniu 1915 r. senator Benjamin R. Tillman i przedstawiciel Ernest W. Roberts przedstawili identyczne rezolucje zalecające utworzenie komitetu doradczego zgodnie z zarysem Walcotta Celem komitetu było „nadzorowanie i kierowanie naukowym badaniem problemów lotu w celu ich praktycznego rozwiązania oraz określenie problemów, które powinny zostać zaatakowane eksperymentalnie, oraz omówienie ich rozwiązania i zastosowania w kwestiach praktycznych”. Zastępca sekretarza marynarki wojennej Franklin D. Roosevelt napisał, że „serdecznie [poparł] zasadę”, na której opierało się ustawodawstwo. Walcott zasugerował taktykę dodania rezolucji do ustawy o środkach marynarki wojennej.

Według jednego ze źródeł, „Ustawodawstwo umożliwiające NACA przemknęło prawie niezauważone jako jeździec dołączony do ustawy o przeznaczeniu marynarki wojennej 3 marca 1915 r.”. Komitetowi składającemu się z 12 osób, wszystkim nieopłacanym, przydzielono budżet w wysokości 5000 USD rocznie.

Prezydent Woodrow Wilson podpisał ją tego samego dnia, formalnie tworząc Komitet Doradczy ds. Aeronautyki, jak go nazwano w ustawodawstwie, ostatniego dnia 63. Kongresu .

Akt Kongresu tworzący NACA, zatwierdzony 3 marca 1915 r., Brzmi: „... Obowiązkiem komitetu doradczego ds. aeronautyki jest nadzorowanie i kierowanie naukowymi badaniami problemów lotu w celu ich praktycznego rozwiązania. ... "

Badania

Siły testowe NACA na stacji szybkich lotów w Edwards w Kalifornii. Biały samolot na pierwszym planie to Douglas Skyrocket .

29 stycznia 1920 roku prezydent Wilson mianował pioniera lotnictwa i inżyniera lotnictwa Orville'a Wrighta do zarządu NACA. Na początku lat dwudziestych przyjął nową, bardziej ambitną misję: promowanie lotnictwa wojskowego i cywilnego poprzez badania stosowane, wykraczające poza bieżące potrzeby. Badacze NACA realizowali tę misję za pośrednictwem imponującej kolekcji wewnętrznych tuneli aerodynamicznych agencji, stanowisk do testowania silników i obiektów do testów w locie. Klienci komercyjni i wojskowi mogli również korzystać z obiektów NACA na podstawie umowy.

Udogodnienia

• Langley Memorial Aeronautical Laboratory ( Hampton, Wirginia )
• Laboratorium Lotnicze Amesa ( pole Moffett )
• Laboratorium badawcze silników lotniczych ( Centrum Badawcze Lewisa )
• Jednostka testowa w locie Muroc ( Baza Sił Powietrznych Edwards )

W 1922 roku NACA zatrudniała 100 pracowników. Do 1938 r. Było ich 426. Oprócz formalnych zadań zachęcano pracowników do prowadzenia nieautoryzowanych „nielegalnych” badań, pod warunkiem, że nie były one zbyt egzotyczne. Rezultatem był długi ciąg fundamentalnych przełomów, w tym „ teoria cienkich płatów ” (lata 20.), „ osłona silnika NACA ” (lata 30.) , seria „ płatów NACA ” (lata 40. ) ). Z drugiej strony, odmowa NACA w 1941 roku, aby zwiększyć prędkość lotu w ich tunelach aerodynamicznych, cofnęła Lockheed o rok w dążeniu do rozwiązania problemu ściśliwości napotykanego podczas nurkowań z dużą prędkością wykonywanych przez Lockheed P-38 Lightning .

Inżynier dokonuje ostatecznej kalibracji modelu zamontowanego w naddźwiękowym tunelu aerodynamicznym o wymiarach 6 na 6 stóp (1,8 m × 1,8 m).

Pełnowymiarowy tunel aerodynamiczny Langley o wymiarach 30 na 60 stóp (9,1 m × 18,3 m) działał z prędkością nie większą niż 100 mil na godzinę (87 węzłów; 160 km / h), a najnowszy wówczas tunel aerodynamiczny o wymiarach 7 na 10 stóp ( Tunele o wymiarach 2,1 mx 3,0 m w Moffett mogły osiągnąć tylko 250 mil na godzinę (220 węzłów; 400 km / h). Były to prędkości, które inżynierowie Lockheed uznali za bezużyteczne dla swoich celów. Generał Henry H. Arnold podjął tę sprawę i odrzucił zastrzeżenia NACA dotyczące wyższych prędkości powietrza. NACA zbudowała kilka nowych szybkich tuneli aerodynamicznych, a prędkość 0,75 Macha (570 mil na godzinę (495 węzłów; 917 km / h)) została osiągnięta w 16-stopowym (4,9 m) tunelu aerodynamicznym Moffetta pod koniec 1942 roku.

Tunele aerodynamiczne

Pierwszy tunel aerodynamiczny NACA został oficjalnie poświęcony w Langley Memorial Aeronautical Laboratory 11 czerwca 1920 r. Był to pierwszy z wielu słynnych obecnie tuneli aerodynamicznych NACA i NASA. Chociaż ten konkretny tunel aerodynamiczny nie był wyjątkowy ani zaawansowany, umożliwił inżynierom i naukowcom NACA opracowanie i przetestowanie nowych i zaawansowanych koncepcji w dziedzinie aerodynamiki oraz ulepszenie przyszłego projektu tunelu aerodynamicznego.

1. Atmosferyczny 5-stopowy tunel aerodynamiczny (1920)
2. Tunel o zmiennej gęstości (1922)
3. Tunel badawczy śmigła (1927)
4. Szybki 11-calowy tunel aerodynamiczny (1928)
5. Pionowy 5-stopowy tunel aerodynamiczny (1929)
6. Atmosferyczny tunel aerodynamiczny o wymiarach 7 na 10 stóp (1930)
7. Pełnowymiarowy tunel o wymiarach 30 na 60 stóp (1931)

Wpływ na technologię II wojny światowej

W latach bezpośrednio poprzedzających II wojnę światową NACA była zaangażowana w rozwój kilku projektów, które odegrały kluczową rolę w działaniach wojennych. Kiedy inżynierowie dużego producenta silników mieli problemy z wyprodukowaniem sprężarek doładowujących , które pozwoliłyby Boeingowi B-17 Flying Fortress na utrzymanie mocy na dużych wysokościach, zespół inżynierów z NACA rozwiązał te problemy i stworzył standardy i metody testowania stosowane do produkcji skutecznych sprężarek doładowujących w przyszłości. Umożliwiło to użycie B-17 jako kluczowego samolotu w działaniach wojennych. Projekty i informacje uzyskane z badań NACA nad B-17 były używane w prawie każdej większej amerykańskiej elektrowni wojskowej drugiej wojny światowej. Prawie każdy samolot wykorzystywał jakąś formę wymuszonej indukcji , która opierała się na informacjach opracowanych przez NACA. Z tego powodu samoloty produkowane w USA miały znaczną przewagę mocy na wysokości powyżej 15 000 stóp, czemu nigdy nie udało się w pełni przeciwdziałać siłom Osi.

Po rozpoczęciu wojny rząd brytyjski wysłał prośbę do North American Aviation o nowy myśliwiec. Oferowane myśliwce P-40 Tomahawk zostały uznane za zbyt przestarzałe, aby mogły nadawać się na frontową linię myśliwską według standardów europejskich, dlatego w Ameryce Północnej rozpoczęto prace nad nowym samolotem. Rząd brytyjski wybrał płat myśliwca opracowany przez NACA, co umożliwiło mu znacznie lepsze osiągi niż poprzednie modele. Ten samolot stał się znany jako P-51 Mustang .

Badania naddźwiękowe

NACA XS-1 ( Bell X-1 )

Personel naukowy i inżynieryjny NACA w Ames Research Center w Mountain View w Kalifornii na krótko przed rozwiązaniem NACA i utworzeniem NASA w 1958 roku.

Chociaż Bell X-1 został zamówiony przez Siły Powietrzne i pilotowany przez pilota testowego Sił Powietrznych Chucka Yeagera , kiedy przekroczył Mach 1 NACA była oficjalnie odpowiedzialna za testowanie i rozwój samolotu. NACA przeprowadziła eksperymenty i zebrała dane, a większość badań wykorzystanych do opracowania samolotu pochodziła od inżyniera NACA, Johna Stacka , szefa działu ściśliwości NACA. Ściśliwość jest głównym problemem, ponieważ samoloty zbliżają się do prędkości 1 Macha, a badania mające na celu rozwiązanie tego problemu opierały się w dużej mierze na informacjach zebranych podczas poprzednich testów w tunelu aerodynamicznym NACA, aby pomóc Lockheedowi w P-38 Lightning.

Program X-1 po raz pierwszy pojawił się w 1944 roku, kiedy były inżynier NACA pracujący dla Bell Aircraft zwrócił się do armii o sfinansowanie naddźwiękowego samolotu testowego. Ani armia, ani Bell nie mieli żadnego doświadczenia w tej dziedzinie, więc większość badań pochodziła z działu badań ściśliwości NACA, który działał od ponad roku, zanim Bell rozpoczął projekty koncepcyjne. Dział badań nad ściśliwością miał również lata dodatkowych badań i danych, z których mógł czerpać, ponieważ jego główny inżynier był wcześniej szefem działu szybkich tuneli aerodynamicznych, który sam miał do tego czasu prawie dekadę danych z testów przy dużych prędkościach. Ze względu na znaczenie zaangażowania NACA, Stack osobiście otrzymał Collier Trophy wraz z właścicielem Bell Aircraft i pilotem testowym Chuckiem Yeagerem.

W 1951 roku inżynier NACA, Richard Whitcomb , określił regułę obszaru , która wyjaśnia przepływ transoniczny nad samolotem. Pierwsze zastosowania tej teorii miały miejsce w projekcie Convair F-102 i F11F Tiger . F-102 miał być ponaddźwiękowym myśliwcem przechwytującym, ale nie był w stanie przekroczyć prędkości dźwięku, pomimo najlepszych wysiłków inżynierów Convair. F-102 faktycznie już rozpoczął produkcję, kiedy to odkryto, więc inżynierowie NACA zostali wysłani, aby szybko rozwiązać problem. Linia produkcyjna musiała zostać zmodyfikowana, aby umożliwić modyfikację już produkowanych samolotów F-102, aby umożliwić im stosowanie zasady obszaru. (Samoloty tak zmienione były znane jako samoloty „władane obszarem”). Zmiany konstrukcyjne pozwoliły samolotowi przekroczyć Mach 1, ale tylko z niewielkim marginesem, ponieważ reszta projektu Convair nie była pod tym kątem zoptymalizowana. Ponieważ F-11F był pierwszym projektem, który uwzględnił to podczas wstępnego projektowania, był w stanie przełamać barierę dźwięku bez konieczności używania dopalacza.

Ponieważ reguła obszarowa była początkowo sklasyfikowana, uznanie Whitcomba za jego osiągnięcie zajęło kilka lat. W 1955 roku otrzymał Collier Trophy za pracę nad Tigerem i F-102.

Najważniejszym projektem wynikającym z zasady obszarowej był B-58 Hustler , który był już wówczas w fazie rozwoju. Został przeprojektowany, aby zastosować regułę obszaru, umożliwiając znacznie lepszą wydajność. Był to pierwszy amerykański bombowiec naddźwiękowy, zdolny do osiągnięcia prędkości 2 Ma w czasie, gdy radzieckie myśliwce osiągnęły tę prędkość zaledwie kilka miesięcy wcześniej. Koncepcja reguły obszaru jest obecnie stosowana przy projektowaniu wszystkich samolotów naddźwiękowych i naddźwiękowych.

Doświadczenie NACA dostarczyło potężnego modelu dla badań II wojny światowej , powojennych laboratoriów rządowych oraz następcy NACA, National Aeronautics and Space Administration (NASA).

NACA brała również udział w opracowaniu pierwszego samolotu do lotu na „kraniec kosmosu”, X-15 firmy North American . Płaty NACA są nadal używane w nowoczesnych samolotach.

Przewodniczący

NIE.	Portret	Nazwa	Termin	Prezydent służący pod
1		Bryg. Gen. George P. Scriven ( Armia Stanów Zjednoczonych )	1915–1916		Woodrow Wilson
2		William F. Durand ( Uniwersytet Stanforda )	1916–1918
3		John R. Freeman (konsultant)	1918–1919
4		Charles Doolittle Walcott ( Smithsonian Institution )	1920–1927
					Warrena G. Hardinga
					Calvina Coolidge'a
5		Joseph Sweetman Ames ( Uniwersytet Johnsa Hopkinsa )	1927–1939
					Herberta Hoovera
					Franklina D. Roosevelta
6		Vannevar Bush ( Instytut Carnegie )	1940–1941
7		Kapitan Jerome C. Hunsaker ( marynarka wojenna , MIT )	1941–1956
					Harry'ego S. Trumana
					Dwighta D. Eisenhowera
8		Generał broni James H. Doolittle ( Shell Oil Company )	1957–1958

Transformacja w NASA

Specjalny Komitet ds. Technologii Kosmicznej

Specjalny Komitet ds. Technologii Kosmicznej w 1958: Wernher von Braun ; czwarty od lewej, Hendrik Wade Bode

21 listopada 1957 roku Hugh Dryden , dyrektor NACA, powołał Specjalny Komitet ds. Technologii Kosmicznej. Komitet, zwany także Komitetem Stevera od imienia jego przewodniczącego, Guyforda Stevera , był specjalnym komitetem sterującym, który został utworzony z zadaniem koordynowania różnych oddziałów rządu federalnego, firm prywatnych, a także uniwersytetów w Stanach Zjednoczonych z celami NACA, a także wykorzystać ich wiedzę fachową w celu opracowania programu kosmicznego.

Wernher von Braun , dyrektor techniczny Agencji Rakiet Balistycznych Armii Stanów Zjednoczonych, miał przygotować rakietę Jupiter C do wystrzelenia satelity w 1956 r .

14 stycznia 1958 r. Dryden opublikował „Narodowy program badawczy technologii kosmicznej”, w którym stwierdzono:

Jest to bardzo pilne i ważne dla naszego kraju, zarówno ze względu na nasz prestiż jako narodu, jak i militarną konieczność, aby temu wyzwaniu ( Sputnik ) sprostać energiczny program badań i rozwoju na rzecz podboju kosmosu. ...

W związku z tym proponuje się, aby za badania naukowe odpowiadała krajowa agencja cywilna, ściśle współpracująca z grupami zajmującymi się badaniami stosowanymi i rozwojem wymaganymi do opracowywania przez wojsko systemów uzbrojenia. Wzór do naśladowania jest już opracowany przez NACA i służby wojskowe. ...

NACA jest w stanie, poprzez szybkie rozszerzanie i rozszerzanie swoich wysiłków, zapewnić przywództwo w technologii kosmicznej.

5 marca 1958 roku James Killian , który przewodniczył Prezydenckiemu Komitetowi Doradczemu ds. Nauki , napisał memorandum do Prezydenta Dwighta D. Eisenhowera . Zatytułowany „Organizacja Cywilnych Programów Kosmicznych” zachęcał Prezydenta do zatwierdzenia utworzenia NASA. Napisał, że cywilny program kosmiczny powinien opierać się na „wzmocnionej i przeprojektowanej” NACA, wskazując, że NACA była „działającą federalną agencją badawczą” z 7500 pracownikami i obiektami wartymi 300 milionów dolarów, które mogłyby rozszerzyć swój program badawczy „przy minimalnym opóźnienia".

Członkowie

Na spotkaniu 26 maja 1958 r. członkowie komitetu, zaczynając zgodnie z ruchem wskazówek zegara od lewej strony powyższego zdjęcia:

Bibliografia

Dalsza lektura

• Johna Henry'ego i in. Rzędy wielkości: historia NACA i NASA, 1915-1990 .
• Alex Rolanda. Badania modelowe: Krajowy Komitet Doradczy ds. Aeronautyki, 1915-1958 .
• Jamesa Hansena. Inżynier odpowiedzialny: historia Langley Aeronautical Laboratory, 1917-1958 .
• Michael H. Gorn, Rozszerzanie zakresu – badania lotów w NACA i NASA.

Linki zewnętrzne

• US Centennial of Flight Commission: National Advisory Committee for Aeronautics (NACA)
• Serwer raportów technicznych NASA zapewnia dostęp do zbioru 14 469 dokumentów NACA z 1917 roku.
• Aerospaceweb.org: Informacje o serii płatów NACA
• Nasa.gov: „From Engineering Science to Big Science” — zwycięzcy projektów badawczych NACA i NASA Collier Trophy , pod redakcją Pameli E. Mack.