Кіріспе

Ричард Трэвис Уиткомб (21 ақпан 1921 – 13 қазан 2009) – американдық әуе кеме жасау инженері. Ол аэродинамика ғылымына қосқан үлесімен ерекше көзге түсті.

Өмірбаян

Уиткомб Иллинойс штатының Эванстон қаласында дүниеге келген. Оның әкесі Бірінші дүниежүзілік соғыста аэростат пилоты болған, ол айналу динамикасына маманданған инженер-механик еді. 1932 жылы отбасы Массачусетс штатының Вустер қаласына көшіп келді, себебі оның әкесі Нортон компаниясында жұмысқа орналасты. Бала кезінен Уиткомб ұшақтарға қызығушылық танытқан; ол модельдер жасап, оларды жарыстарда ұшырып, үнемі олардың мүмкіндіктерін жақсартуға тырысқан. 1943 жылы ол Вустер политехникалық институтын авиациялық инженерия мамандығы бойынша бітірді. Ол Ұлттық кеңесшілік комитеті (NACA) және оның ізбасары НАСА басқаратын Лэнгли зерттеу орталығында жұмыс істеді.

Аймақ ережесі

Екінші дүниежүзілік соғыстан кейін NACA зерттеулері жақын дыбыстық және төмен дыбыстық ағындарға назар аударуды бастады. Қанат пен фюзеляждың біріктірілімі шамамен 0,8 Мах жылдамдығында күрт кедергінің артуын қарастырғаннан кейін, Уиткомб "бұзылыстар мен соққы толқындары тек көлденең қиманың бойлық өзгеруінің функциясы" деген қорытындыға келді, яғни қанаттардың әсерін фюзеляждың қанаттардың көлденең қимасына тең болатын белгілі бір бөлігінің ісінуі ретінде қарастыруға болады. Нақты жағдайда қанаттардан бас тарту мүмкін болмағандықтан, "ісінуді" жоюдың баламасы – қанаттардың жанындағы фюзеляждың көлденең қимасын кішірейтин болды. Бұл "ауданының қағидасы" деп аталды және ұшақтардың дыбыс жылдамдығына жақын кедергісін айтарлықтай төмендетуге мүмкіндік берді. Оның ұшақ құрылысына әсері бірден сезілді: мысалы, Convair YF-102 прототипі тегіс ұшу кезінде дыбыс жылдамдығынан асып түсе алмайтыны анықталды. Бұл фюзеляжды қайта құру арқылы түзетілді. 1954 жылы Уиткомб өзінің көрегендігі үшін Коллиер жүлдесіне ие болды. 1958 жылы Уиткомб Лэнглидің транссоникалық аэродинамика бөлімінің басшысы болып тағайындалды және ол жоспарланған үстін дыбыстық ұшақ (SST) дизайны бойынша жұмыс істей бастады. Ол ұсынылған модельдерді жасады, бірақ 1962 жылы ол шешілмейтін кедергі мәселесіне байланысты жобадан бас тартты. Басқа зерттеулерге қайта оралған ол транссоникалық кедергі мәселесіне, әсіресе қанаттардағы кедергіге қайта оралды.

Суперкритикалық аэроб

Трансоникалық фазада кедергіні азайту үшін Уиткомб қанаттың қысым таралуын өзгерту қажеттігін түсінді, осылайша жоғары бетте пайда болатын соққы толқынын кешіктіру және әлсірету қажет. Математика емес, интуицияға сүйене отырып, ол 1 метрлік хордасы бар қанат бөлімін жасады және оны Лэнглидегі жоғары жылдамдықты жел тоннелінде қайта-қайта сынады, қалаған ағынды алу үшін материалды қосып (автомобиль шпаттысымен) немесе алып тастап (керме және қағазмен) жұмыс істеді. Осылайша, трансоникалық диапазон үшін төмен кедергілі аэродинамикалық профиль жасалғанмен, Уиткомбтың басшылары әрбір ұшақ құрастырушыдан қажетті пішіндерді жобалау үшін керме мен қағазды пайдалануды күтуге болмайтынын атап өтті. Сондықтан NASA Нью-Йорк университетінің Курант институтымен келісімшарт жасады, онда математик Пол Гарабедиан және аэродинамик Энтони Джеймсон Уиткомбпен бірлесіп, суперкритикалық аэродинамикалық профильдерді жобалау үшін практикалық есептеу әдісін әзірледі. Бұл әдіс арқылы суперкритикалық қанаттар жасалып, толық өлшемді ұшақтарда сынақтан өтті: 1971 жылы Vought F 8 Crusader, ал 1973 жылы General Dynamics F 111 Aardvark Калифорниядағы NASA Ұшу зерттеу орталығында ұшты. Осы еңбегі үшін NASA Уиткомбқа 25 000 доллар сыйлық берді, ал ол 1974 жылы Ұлттық аэронавтика қауымдастығынан Райт ағайлардың естелік куәлігін алды. Бұл ерекше аэродинамикалық профиль күтпеген жерден жалпы авиацияға да көмектесті: оның сәл дөңгелек алдыңғы жиегі тоқтау алдында жоғары көтергіштік коэффициентін жасауға мүмкіндік берді, ал Уиткомб GA(W) 1 деп атаған төмен жылдамдықты аэродинамикалық профильді жариялады; қазір ол жеңіл ұшақтар мен жолсерушілерде кеңінен қолданылады. Қанаттарды зерттеуден кейін Уиткомб тағы да толық суперкритикалық ұшаққа назар бұрды және 1971 жылы 0,98 Мах жылдамдығында салыстырмалы түрде тиімді круизге жете алатын жақын дыбыс жылдамдықты тасымалдау (NST) туралы алдын ала мәліметтерді жариялады. Оның суперкритикалық қанаттары сияқты, ол жел тоннелінде дизайнды негізінен дамытты, ұсынған моделін шпатты және пышақпен қалыптастырды, қанат-корпус қиылыстарынан туындаған әр түрлі екінші соққыларды барынша азайтуға тырысты. Уиткомбтың NST ұсынысы оның концепциялық кезеңінен әрі дамытылмады.

Қанатшалар

Аэродинамиктер ондаған жылдар бойы қанат ұшындағы тосқауылдар қанат ұшындағы айналымды және осыған байланысты қарсылықты азайтатынын білген. Бірақ Уиткомб, мұндай тосқауыл ең тиімдісі қосымша тік (немесе тікке жуық) қанат түрінде болса деген қорытындыға бірінші болып келген. Ол өзінің нәтижелерін ұсынды, шамамен 5 пайыздық жақсартуды көрсетті, бірақ индустрия оны қабылдауға асықпады. Оның ұсыныстары кеңінен қолданылуға үш онжылдыққа жуық уақыт кетті; қазір олар жолаушылар ұшақтарынан бастап жолсерсерлерге дейін барлық типтегі ұшақтарда қалыпты түрде қолданылады.

Кейінгі өмірі

Трансониялық ауа ағыны бойынша революциялық зерттеулерін аяқтағаннан кейін Уиткомб бірнеше жыл бойы мүлдем басқа бір салаға – кванттық физиканың мүмкін болатын жолдарын пайдаланып, қоршаған ортадан қолдануға жарамды энергияны алу мүмкіндігіне көшті. Алайда, бұл зерттеулер ешқандай нәтиже бермеді және 1980 жылы ол Лэнглиден зейнетке шығу туралы шешімін күрт жариялады. Уиткомб қажет болғанда авиация индустриясына консультант ретінде қызметін жалғастырды. Ол 1943 жылдан бері тұрған Вирджиния штатының Хэмптон қаласындағы пәтерде өмір сүрді. Ол ешқашан үйленбеген, бірақ 25 жыл бойы NASA математигі Барбара Дёрлингпен жақын байланыста болды. Ол 2001 жылы қайтыс болды. Уиткомб 2009 жылы Вирджиния штатының Ньюпорт-Ньюс қаласында дүние салды.