Ричард Трэвис Уиткомб (21 февраля 1921 — 13 октября 2009) — американский авиационный инженер , внесший большой вклад в аэродинамику .
Уиткомб родился в Эванстоне, штат Иллинойс . Его отец, который был пилотом воздушного шара во время Первой мировой войны , был инженером-механиком, который специализировался на динамике вращения. В 1932 году семья переехала в Вустер, штат Массачусетс, когда его отец устроился на работу в компанию Norton .
В детстве Уиткомб был очарован самолетами; он строил модели и летал на них на соревнованиях, всегда стремясь улучшить их характеристики. Он окончил Вустерский политехнический институт в 1943 году, получив степень бакалавра наук по авиационной технике. Он работал в Исследовательском центре Лэнгли, которым управлял Национальный консультативный комитет по аэронавтике (NACA) и его преемник NASA .
После Второй мировой войны исследования NACA начали фокусироваться на околозвуковом и низко-сверхзвуковом воздушном потоке. Рассмотрев внезапное увеличение сопротивления, которое испытывает комбинация крыла и фюзеляжа на скорости около 500 миль в час (800 км/ч), Уиткомб пришел к выводу, что «возмущения и ударные волны являются просто функцией продольного изменения площади поперечного сечения» — то есть, эффект крыльев можно визуализировать как эквивалент фюзеляжа с своего рода выпуклостью в средней части, лобовая площадь которой была такой же, как у крыльев. Поскольку в реальном случае без крыльев нельзя было обойтись, альтернативой удалению «выпуклости» было бы уменьшение поперечного сечения фюзеляжа около крыльев. Это стало известно как правило площадей , которое позволило значительно снизить сопротивление , ощущаемое самолетами на скорости, близкой к скорости звука . Его влияние на конструкцию самолета было немедленным: например, было обнаружено, что прототип Convair YF-102 не способен превышать скорость звука в горизонтальном полете. Это было исправлено путем переделки фюзеляжа. За свою идею Уиткомб выиграл Collier Trophy в 1954 году . [1] [2] [3]
В 1958 году Уиткомб был назначен главой отделения трансзвуковой аэродинамики Лэнгли, и он начал работать над возможным проектом SST . Он построил предложенные модели, но к 1962 году отказался от проекта из-за неразрешимой проблемы сопротивления. Размышляя о других исследованиях, он вернулся к вопросу трансзвукового сопротивления, особенно на крыльях.
Чтобы добиться снижения сопротивления в околозвуковой фазе, Уиткомб понял, что распределение давления крыла должно быть изменено, чтобы задержать и ослабить ударную волну, создаваемую на верхней поверхности, где высокоскоростной поток замедлялся до дозвуковой скорости. Используя интуицию, а не математику, он построил двухфутовую (0,6-метровую) хордовую секцию крыла и многократно испытывал ее в высокоскоростной аэродинамической трубе Лэнгли , добавляя (с помощью автомобильной шпатлевки) или удаляя (с помощью напильника и наждачной бумаги) материал до тех пор, пока не были достигнуты желаемые потоки.
Хотя таким образом был создан аэродинамический профиль с низким сопротивлением (в околозвуковом диапазоне), начальство Уиткомба заметило, что не каждый производитель самолетов мог бы использовать напильник и наждачную бумагу для проектирования необходимых форм. Поэтому НАСА подписало контракт с Институтом Куранта в Нью-Йоркском университете , математик Пол Гарабедян и специалист по аэродинамике Энтони Джеймсон работали с Уиткомбом над разработкой практического вычислительного метода для проектирования сверхкритических [4] аэродинамических профилей — тех, которые были наиболее эффективны в околозвуковом диапазоне. Используя этот метод, сверхкритические крылья были изготовлены и испытаны на полномасштабных самолетах; в 1971 году Vought F-8 Crusader и в 1973 году General Dynamics F-111 Aardvark были подняты в воздух в Летно-исследовательском центре НАСА в Калифорнии. За его вклад НАСА наградило Уиткомба премией в размере 25 000 долларов, и он получил в 1974 году Мемориальный кубок братьев Райт от Национальной ассоциации аэронавтики.
Необычный аэродинамический профиль неожиданно помог и авиации общего назначения: его довольно тупая передняя кромка позволила ему создавать высокие коэффициенты подъемной силы до сваливания , и Уиткомб опубликовал низкоскоростной аэродинамический профиль, который он назвал GA(W)-1; [5] теперь он обычно используется в легких самолетах и планерах.
После своих исследований крыльев Уиткомб снова обратился к возможному полностью сверхкритическому самолету, и в 1971 году он опубликовал предварительные детали околозвукового транспортного средства (NST), которое, как он предсказал, могло достичь относительно эффективного крейсерского полета при 0,98 Маха . Как и в случае со своими усилиями по сверхкритическому крылу, он в основном разрабатывал конструкцию в аэродинамической трубе, формируя свою предложенную модель с помощью шпатлевки и ножа, пока различные вторичные удары, создаваемые пересечениями крыла и корпуса, не были максимально смягчены. Предложение Уиткомба по NST не продвинулось дальше стадии концепции.
Специалисты по аэродинамике десятилетиями знали, что некий барьер на законцовках крыльев может уменьшить вихри на концах крыльев, а значит, и сопротивление . Однако Уиткомб, по-видимому, был первым, кто пришел к выводу, что такой барьер будет наиболее эффективным, если он примет форму дополнительного вертикального (или почти вертикального) крыла. [6] Он предложил свои результаты, показав улучшения порядка 5 процентов, но промышленность не спешила их принимать. Потребовалось почти три десятилетия, чтобы его предложения стали обычным явлением; теперь они регулярно используются на самолетах от авиалайнеров до планеров .
После своих новаторских исследований околозвукового воздушного потока Уиткомб провел несколько лет, работая в совершенно другой области — возможном извлечении полезной энергии из окружающей среды путем использования возможных направлений квантовой физики . Однако эти исследования не принесли результата, и в 1980 году он внезапно объявил о своем решении уйти из Лэнгли. Уиткомб продолжал работать консультантом в авиационной промышленности, когда его об этом попросили. Он продолжал жить в многоквартирном доме в Хэмптоне, штат Вирджиния , где он проживал с 1943 года. Он никогда не был женат, но в течение 25 лет был близок с математиком из НАСА Барбарой Дурлинг. Она умерла в 2001 году. Уиткомб умер в Ньюпорт-Ньюсе, штат Вирджиния , в 2009 году.
