Дитрих Кюхман: Ұшақтардың аэродинамикасына үлес қосқан ғалым

Кіріспе

Dietrich Küchemann CBE FRS FRAeS (11 қыркүйек 1911 – 23 ақпан 1976) – неміс аэродинамигі, жоғары жылдамдықты ұшу саласын дамытуға маңызды үлес қоскан ғалым. Өмірінің көп бөлігін Ұлыбританияда өткізіп, «Конкорд» ұшағына жасаған еңбегімен әйгілі болды.

Өмірбаян

Кюшеманн Геттинген қаласында дүниеге келді, онда Геттинген университетінде оқыды – Германиядағы ең ірі аэродинамика институтының орналасқан жері. Алғашқыда ол әкесінің досы Макс Борнның жетекшілігімен таза физика саласында зерттеу жұмыстарын жүргізуді жоспарлаған, бірақ Борн мен университет қызметкерлерінің бірнеше еврейлері нацистік режим тарапынан елден қуылғанда бұл мүмкіндікті жоғалтты. Оның орнына Кюшеманн Людвиг Прандтльмен бірге аэродинамиканы зерттеуге кірісті. 1936 жылы докторлық диссертациясын жариялады. Соғыс жақындаған кезде Кюшеманн 1938 жылы өз еркімен әскерге шақырылды және күтілгендей, Сигналдардағы жауынгерлік емес қызметке бекітілді. 1942 жылдан 1945 жылға дейін унтер-офицер шеніне ие болды, бірақ ешқандай активті қызметте болған жоқ. Осы кезеңде ол жоғары жылдамдықты ұшу, толқындық қарсылық, қанаттар теориясы және аймақтық ережеге қадамдар жасау сияқты мәселелер бойынша зерттеулерін жалғастырды. Ол кейіннен «Кюшеманн Кока-Кола бөтелкесі» деп аталған фюзеляж пішінін жобалады. Соғыстан кейін бір жыл өткен соң Кюшеманн Англияға көшіп, Фарнбородағы Корольдік авиациялық мекемесінде (RAE) жұмыс істей бастады. 1953 жылы ол және әріптесі Йоханна Вебер 1940-1945 жылдар аралығында Геттингендегі Aeronautische Versuchsanstalt (AVA) мекемесінде жүргізген жұмыстарының негізінде осы тақырып бойынша стандартты жұмысты жариялады. Кюшеманн жоғары жылдамдықты ұшу бойынша жұмысын жалғастырды және Англияда дельта қанатты әзірлеуге қатысқан топқа кірді. Ол бұл конструкцияны үстірткі жылдамдықпен тасымалдауға болатын мүмкіндік ретінде қарастырды, бірақ төмен жылдамдықта басқару туралы нақты пікірі болмады. 1950 жылдары Handley Page HP.115 сияқты бірнеше сынақ ұшақтары жасалды, олар конструкцияның әртүрлі проблемаларын зерттеуге арналды, нәтижесінде Конкордта қолданылатын жетілдірілген пішінге қол жеткізілді. Ол сондай-ақ ұшақтар үшін көтергіш корпус тұжырымдамасын (АҚШ зерттеулеріндегі ғарыш кемелерінен өзгеше) белсенді түрде қолдады, бірақ бүгінгі күнге дейін аралас қанатты ұшақтар пайдалануға енген жоқ. Осыған ұқсас зерттеулер waverider тұжырымдамасы бойынша жүргізілді. 1953 жылы Вебермен бірге британдық азаматтыққа ие болғаннан кейін, келесі жылы ол RAE-де Аға бас ғылыми қызметкер (SPSO) болып тағайындалды, 1957 жылы Бас ғылыми қызметкердің орынбасары (DCSO) және Суперсоникалық бөлімнің басшысы, ал 1966 жылы Бас ғылыми қызметкер (CSO) және бүкіл Аэродинамикалық бөлімнің басшысы болды. 1971 жылы ол әкімшілік қызметтен зейнеткерлікке шықты, бірақ әртүрлі еуропалық зерттеу бөлімдері үшін өте үлкен үстірткілді жел туннелін салуға бағытталған жұмысты жалғастырды, бірақ бұл жоба оның өмірінде аяқталған жоқ. RAE және Лондон Императорлық колледжіндегі әріптестерінің көмегімен оның «Ұшақтардың аэродинамикалық дизайны» атты кітабы қайтыс болғаннан кейін екі жыл өткен соң жарық көрді және көптеген мамандар оны қазіргі заманғы аэродинамика бойынша классикалық оқулық деп санайды. 1962 жылы ол Корольдік авиациялық қоғамның күміс медалімен марапатталды, ал 1963 жылы Корольдік қоғамның мүшесі болып сайланды.

Küchemann was born in Göttingen where he studied at its University of Göttingen, home of the largest German institute of aerodynamics. He was originally going to move on to pure physics research under Max Born, a friend of his father's, but lost this chance when Born and several other Jewish members of the University staff were expelled from the country by the Nazi regime. Instead Küchemann went on to join Ludwig Prandtl in aerodynamics research. He published his doctoral thesis in 1936. With the war looming, Küchemann volunteered for service in 1938, and as expected was given a non combatant role in Signals. He held the rank of Unteroffizier from 1942 to 1945, but he saw no active service. During this period he continued research, notably into the problems of high speed flight, wave drag, swept wing theory and initial steps on the road to the area rule, and he designed a fuselage shape later dubbed the "Küchemann Coke Bottle". One year after the war Küchemann moved to England and started work at the Royal Aircraft Establishment (RAE) at Farnborough. In 1953 he and his colleague, Johanna Weber, published the still standard work on the topic, Aerodynamics of Propulsion, based on their work at the Aeronautische Versuchsanstalt (AVA), Göttingen from 1940 to 1945. Küchemann continued his work on high speed flight, and was part of the team involved in the development of the delta wing in England. He raised the design as a possible approach for supersonic transport, but indicated that he was unclear about the low speed controllability. A series of test aircraft, such as Handley Page HP.115, were built during the 1950s to study the various problems with the design, which eventually led to the advanced ogive shape used on Concorde. He was also a tireless promoter of the lifting body concept for aircraft (as opposed to spacecraft, as in US research), although to date no blended wing body aircraft has entered service. Similar research was followed on the waverider concept. After becoming – along with Weber – a British citizen in 1953, the following year he was promoted to the Senior Principal Scientific Officer (SPSO) at the RAE, in 1957 the deputy chief scientific officer (DCSO) and head of the Supersonics Division, and finally the chief scientific officer (CSO) and head of the entire Aerodynamics Department in 1966. He retired from administrative duties in 1971, but continued work on an effort to build a very large supersonic wind tunnel for use by various European research departments, but this was not completed in his lifetime. With the help of colleagues at the RAE and Imperial College London his book The Aerodynamic Design of Aircraft was published two years after his death, and is considered by many to be the classic text on modern aerodynamics. In 1962 he was awarded the Royal Aeronautical Society's Silver Medal, and in 1963 he was elected a Fellow of the Royal Society.