Национальный консультативный комитет по аэронавтике (NACA)

Введение

Национальный консультативный комитет по аэронавтике (NACA) — федеральное агентство США, основанное 3 марта 1915 года для проведения, стимулирования и развития аэронавтических исследований. 1 октября 1958 года агентство было упразднено, а его активы и персонал переданы вновь созданному Национальному управлению по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA). NACA является акронимом, то есть произносится по буквам, а не как единое слово (как NASA в первые годы после создания). Среди прочих достижений, исследования и разработки NACA привели к созданию воздухозаборника NACA, типа воздухозаборника, используемого в современных автомобилях, кольца NACA и ряда серий профилей NACA, которые до сих пор применяются в авиастроении. Во время Второй мировой войны NACA называли «Силой, обеспечившей наше господство в воздухе» благодаря ключевой роли в создании рабочих наддувов для высотных бомбардировщиков и разработке ламинарных профилей крыла для самолета North American P-51 Mustang. NACA также внесла вклад в разработку правила площадей, применяемого во всех современных сверхзвуковых самолетах, и провела важные исследования сжимаемости, позволившие Bell X-1 преодолеть звуковой барьер.

Происхождение

НАКА была учреждена 13 марта 1915 года федеральным правительством посредством принятия соответствующего закона в качестве экстренной меры во время Первой мировой войны для стимулирования координации между промышленностью, научными кругами и правительством в проектах, связанных с войной. Она была создана по образцу аналогичных национальных учреждений в Европе: французского L'Etablissement Central de l'Aérostation Militaire в Мёдоне (ныне Office National d'Etudes et de Recherches Aerospatiales), немецкой аэродинамической лаборатории Геттингенского университета и Российского аэродинамического института в Кучино (замененного в 1918 году на Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ), который существует и по сей день). Наибольшее влияние на создание НАКА оказал Британский консультативный комитет по аэронавтике. В декабре 1912 года президент Уильям Говард Тафт назначил Национальную комиссию по аэродинамической лаборатории под председательством Роберта С. Вудварда, президента Института Карнеги в Вашингтоне. В начале января 1913 года в обе палаты Конгресса был внесен законопроект об утверждении этой комиссии, но при голосовании он был отклонен. Чарльз Д. Уолкотт, секретарь Смитсоновского института с 1907 по 1927 год, продолжил работу над этим вопросом, и в январе 1915 года сенатор Бенджамин Р. Тиллман и член Палаты представителей Эрнест В. Робертс представили идентичные резолюции, рекомендующие создание консультативного комитета в соответствии с планом Уолкотта. Целью комитета было "осуществлять надзор и направлять научное изучение проблем полета с целью их практического решения, а также определять проблемы, которые должны быть решены экспериментальным путем, и обсуждать их решение и применение к практическим вопросам". Помощник министра военно-морского флота Франклин Д. Рузвельт написал, что он "полностью поддерживает принцип", лежащий в основе этого законопроекта. Уолкотт предложил тактику включения резолюции в законопроект о военно-морских ассигнованиях. По одному из источников, "законодательство, позволяющее создать НАКА, прошло почти незамеченным в виде поправки к законопроекту о военно-морских ассигнованиях, 3 марта 1915 года". Комитет, состоявший из 12 человек, работавших на безвозмездной основе, получил бюджет в размере 5000 долларов в год. Президент Вудро Вильсон подписал его в тот же день, тем самым официально учредив Консультативный комитет по аэронавтике, как он был назван в законодательстве, в последний день работы 63-го Конгресса. В акте Конгресса об учреждении НАКА, утвержденном 3 марта 1915 года, говорится: "В обязанности консультативного комитета по аэронавтике входит осуществление надзора и направления научных исследований проблем полета с целью их практического решения".

NACA was established on March 13, 1915, by the federal government through enabling legislation as an emergency measure during World War I to promote industry, academic, and government coordination on war related projects. It was modeled on similar national agencies found in Europe: the French L'Etablissement Central de l'Aérostation Militaire in Meudon (now Office National d'Etudes et de Recherches Aerospatiales), the German Aerodynamic Laboratory of the University of Göttingen, and the Russian Aerodynamic Institute of Koutchino (replaced in 1918 with the Central Aerohydrodynamic Institute (TsAGI), which is still in existence). The most influential agency upon which the NACA was based was the British Advisory Committee for Aeronautics. In December 1912, President William Howard Taft had appointed a National Aerodynamical Laboratory Commission chaired by Robert S. Woodward, president of the Carnegie Institution of Washington. Legislation was introduced in both houses of Congress early in January 1913 to approve the commission, but when it came to a vote, the legislation was defeated. Charles D. Walcott, secretary of the Smithsonian Institution from 1907 to 1927, took up the effort, and in January 1915, Senator Benjamin R. Tillman, and Representative Ernest W. Roberts introduced identical resolutions recommending the creation of an advisory committee as outlined by Walcott. The purpose of the committee was "to supervise and direct the scientific study of the problems of flight with a view to their practical solution, and to determine the problems which should be experimentally attacked and to discuss their solution and their application to practical questions". Assistant Secretary of the Navy Franklin D. Roosevelt wrote that he "heartily [endorsed] the principle" on which the legislation was based. Walcott suggested the tactic of adding the resolution to the Naval Appropriations Bill. According to one source, "The enabling legislation for the NACA slipped through almost unnoticed as a rider attached to the Naval Appropriation Bill, on March 3, 1915." The committee of 12 people, all unpaid, were allocated a budget of $5,000 per year. President Woodrow Wilson signed it into law the same day, thus formally creating the Advisory Committee for Aeronautics, as it was called in the legislation, on the last day of the 63rd Congress. The act of Congress creating NACA, approved March 3, 1915, reads, " It shall be the duty of the advisory committee for aeronautics to supervise and direct the scientific study of the problems of flight with a view to their practical solution. "

Влияние на технологию Второй мировой войны

В годы, непосредственно предшествовавшие Второй мировой войне, NACA участвовала в разработке нескольких конструкций, которые сыграли ключевую роль в обеспечении военных действий. Когда инженеры крупного производителя двигателей столкнулись с проблемами при создании нагнетателей, позволяющих Boeing B-17 Flying Fortress сохранять мощность на большой высоте, команда инженеров NACA решила эти проблемы и разработала стандарты и методы испытаний, которые впоследствии использовались для производства эффективных нагнетателей. Это позволило использовать B-17 в качестве ключевого самолета в ходе войны. Конструкции и данные, полученные в результате исследований NACA, проведенных на B-17, были использованы практически во всех основных авиационных двигателях вооруженных сил США во время Второй мировой войны. Почти каждый самолет использовал ту или иную форму наддува, основанную на информации, разработанной NACA. Благодаря этому американские самолеты имели значительное преимущество в мощности на высоте более 15 000 футов, которое войскам Оси так и не удалось компенсировать. После начала войны британское правительство обратилось к North American Aviation с запросом на разработку нового истребителя. Предлагаемые истребители P-40 Tomahawk считались слишком устаревшими для использования в качестве передовых истребителей по европейским стандартам, поэтому North American начала разработку нового самолета. Британское правительство выбрало профиль крыла, разработанный NACA, для этого истребителя, что позволило ему значительно превзойти предыдущие модели по летным характеристикам. Этот самолет стал известен как P-51 Mustang. NACA проводила эксперименты и сбор данных, а большая часть исследований, использованных при разработке самолета, была выполнена инженером NACA Джоном Стаком, руководителем отдела сжимаемости NACA. В 1951 году инженер NACA Ричард Уиткомб сформулировал правило площадей, объясняющее трансзвуковой поток воздуха вокруг самолета. Первое применение этой теории было осуществлено в проектах Convair F-102 и F11F Tiger. F-102 предназначался для перехвата сверхзвуковых целей, но, несмотря на все усилия инженеров Convair, не смог превысить скорость звука. К моменту обнаружения этой проблемы F-102 уже начал серийное производство, поэтому инженеры NACA были направлены для оперативного решения возникшей задачи. Производственную линию пришлось модифицировать, чтобы обеспечить возможность доработки уже производимых F-102 с учетом правила площадей. (Такие модифицированные самолеты стали известны как самолеты с "оптимизированной площадью".) Внесенные изменения в конструкцию позволили самолету превысить скорость 1 Маха, хотя и незначительно, поскольку остальная конструкция Convair не была оптимизирована для этого. Поскольку F-11F стал первым самолетом, в котором это правило было учтено на этапе первоначального проектирования, ему удалось преодолеть звуковой барьер без использования форсажной камеры. Поскольку правило площадей изначально было засекречено, Уиткомбу потребовалось несколько лет, чтобы его заслуги были признаны. В 1955 году он был удостоен Collier Trophy за свою работу над Tiger и F-102. Наиболее значительным результатом применения правила площадей стал B-58 Hustler, разработка которого уже велась в то время. Он был перепроектирован с учетом этого правила, что позволило значительно улучшить его характеристики. Это был первый американский сверхзвуковой бомбардировщик, способный развивать скорость 2 Маха, в то время как советские истребители достигли этой скорости лишь несколько месяцев спустя. Концепция правила площадей в настоящее время используется при проектировании всех трансонических и сверхзвуковых самолетов. Опыт NACA послужил основой для исследований, проводившихся во время Второй мировой войны, для послевоенных государственных лабораторий и для преемника NACA – Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA). NACA также участвовала в разработке первого самолета, достигшего "границы космоса" – X-15 компании North American. Профили NACA до сих пор используются в современных самолетах.

In the years immediately preceding World War II, NACA was involved in the development of several designs that served key roles in the war effort. When engineers at a major engine manufacturer were having issues producing superchargers that would allow the Boeing B 17 Flying Fortress to maintain power at high altitude, a team of engineers from NACA solved the problems and created the standards and testing methods used to produce effective superchargers in the future. This enabled the B 17 to be used as a key aircraft in the war effort. The designs and information gained from NACA research on the B 17 were used in nearly every major U. S. military powerplant of the Second World War. Nearly every aircraft used some form of forced induction that relied on information developed by NACA. Because of this, U. S. produced aircraft had a significant power advantage above 15,000 feet, which was never fully countered by Axis forces. After the war had begun, the British government sent a request to North American Aviation for a new fighter. The offered P 40 Tomahawk fighters were considered too outdated to be a feasible front line fighter by European standards, and so North American began development of a new aircraft. The British government chose a NACA developed airfoil for the fighter, which enabled it to perform dramatically better than previous models. This aircraft became known as the P 51 Mustang. NACA ran the experiments and data collection, and the bulk of the research used to develop the aircraft came from NACA engineer John Stack, the head of NACA's compressibility division. In 1951, NACA Engineer Richard Whitcomb determined the area rule that explained transonic flow over an aircraft. The first uses of this theory were on the Convair F 102 project and the F11F Tiger. The F 102 was meant to be a supersonic interceptor, but it was unable to exceed the speed of sound, despite the best effort of Convair engineers. The F 102 had actually already begun production when this was discovered, so NACA engineers were sent to quickly solve the problem at hand. The production line had to be modified to allow the modification of F 102s already in production to allow them to use the area rule. (Aircraft so altered were known as "area ruled" aircraft.) The design changes allowed the aircraft to exceed Mach 1, but only by a small margin, as the rest of the Convair design was not optimized for this. As the F 11F was the first design to incorporate this during initial design, it was able to break the sound barrier without having to use afterburner. Because the area rule was initially classified, it took several years for Whitcomb to be recognized for his accomplishment. In 1955 he was awarded the Collier Trophy for his work on both the Tiger and the F 102. The most important design resulting from the area rule was the B 58 Hustler, which was already in development at the time. It was redesigned to take the area rule into effect, allowing greatly improved performance. This was the first US supersonic bomber, and was capable of Mach 2 at a time when Soviet fighters had only just attained that speed months earlier. The area rule concept is now used in designing all transonic and supersonic aircraft. NACA experience provided a model for World War II research, the postwar government laboratories, and NACA's successor, the National Aeronautics and Space Administration (NASA). NACA also participated in development of the first aircraft to fly to the "edge of space", North American's X 15. NACA airfoils are still used on modern aircraft.

Председатели

№ (Номер) Имя на портретеСрок пребывания в должностиПрезидент 1 Бриг. ген. Джордж П. Скривен 1915–1916 Вудро Вильсон 2 Уильям Ф. Дюран 1916–1918 3 Джон Р. Фримен 1918–1919 4 Чарльз Дулитл Уолкотт 1920–1927 Уоррен Г. ГардингКальвин Кулидж 5 Джозеф Свитман Эймс 1927–1939 Герберт ГуверФранклин Д. Рузвельт 6 Ванневар Буш 1940–1941 7 Капитан Джером Хунсакер 1941–1956 Гарри ТрумэнДуайт Эйзенхауэр 8 Генерал-лейтенант Джеймс Х. Дулиттл 1957–1958