倾斜思考 ： 罗伯特 · 琼斯 ， 倾斜的翅膀 ， 美国宇航局的 AD - 1 演示者 ， 及其遗产

Bruce I. LarrimerNASA 航空书籍系列U Bruce I. Larrimer. 国会图书馆出版物编目数据拉里默 ， 布鲁斯 · I 。倾斜思考 ： 罗伯特 · T · 琼斯 ， 倾斜的翅膀 ， 美国宇航局的 AD - 1示威者及其遗产 / Bruce I. Larrimer 。页厘米包括书目参考。1. 倾斜机翼飞机 - 研究 - 美国 - 历史 - 20 世纪。 2. 研究飞机 - 美国 - 历史 - 20 世纪。3. 美国。美国国家航空航天局 - 历史 - 20 世纪。 4. 琼斯 ， 罗伯特 · T. (罗伯特 · 托马斯) ， 1910 - 1999 。一、标题。TL673. O23L37 2013 629.134 '32 -- dc232013004084美国国家航空航天局版权所有 © 2013 。本卷中表达的观点是作者的观点 ， 不一定反映美国政府或美国国家航空航天局的官方立场。本出版物可在以下网站免费下载 3IntroductionvChapter 1:美国天才 ： R. T. 琼斯的倾斜之路机翼...................................................................1Chapter 2:进化的倾斜机翼..................................................................................................41Chapter 3:AD - 1 研究的设计与制作飞机............................................................................75Chapter 4:飞行测试和评估AD - 1......................................................................................101第 5 章:超越 AD - 1 ： F - 8 斜翼研究飞机.........................................................................143Chapter 6:随后的斜翼计划和建议 183附录附录 1 ： Ames - Dryden AD - 1 OWRA 215 的物理特性附录 2 ： Ames - Dryden AD - 1 OWRA 217 的详细说明附录 3 ： Ames - Dryden AD - 1 OWRA 221 的飞行日志摘要致谢 230精选参考书目 231 关于作者 247 索引 249 4这张延时照片显示了 AD - 1 独特的斜翼可以采用的三种扫描位置。 51979 年 12 月 21 日，美国国家航空航天局 （ NASA ） AD - 1 斜翼研究飞机 （ OWRA ） 从加利福尼亚州爱德华兹空军基地 （ AFB ） 的主要跑道起飞，进行了 45 分钟的结帐飞行。这标志着世界上第一架倾斜翼飞机的飞行。这次历史性的飞行是在飞机机翼处于 “直线 ” （ 0 度角 ） 位置的情况下进行的，随后不久又以 15 度，20 度，45 度的机翼角度飞行，最后于 1981 年 4 月 24 日，以 60 度角的设计目标飞行，从而证明了具有斜翼构型的飞机的空气动力学概念。这个最初的斜翼计划从 1976 年到 1982 年，是 NASA 的艾姆斯研究中心和加利福尼亚州德莱登飞行研究中心之间的共同努力，因此产生了飞机的名称 - Ames - Dryde AD - 1 斜翼研究飞机。1在 Ames 进行了广泛的研究，风洞和计算机代码测试以及模型构建和测试项目，在 Dryde 进行了飞行模拟，飞行测试和飞行评估。斜翼的概念是在第二次世界大战期间发展起来的，而约翰 · P 的具有里程碑意义的风洞试验坎贝尔和休伯特 M.德雷克是在战争结束后进行的，战后时代的大多数航空注意力都集中在对称的前掠翼飞机的不断改进上。然而，严重的注意力再次转向 1970 年代的斜翼，导致本书中讨论的研究活动。第 1 章回顾了 NASA 空气动力学家 Robert T. 的生活琼斯和他的斜翼之路。第 2 章涵盖了广泛的风洞，模型，计算机代码和模拟测试，首先在兰利，后来在艾姆斯，以及波音公司和洛克希德公司承担的许多 NASA 行业设计合同。第 3 章回顾了 AD - 1 斜翼研究飞机的设计和制造，以及随后建议将其用作连接机翼演示器。第 4 章介绍了 AD - 1 的飞行测试和飞行评估。第五章回顾了超音速 F - 8 随动斜翼程序。最后，第 6 章回顾了随后的斜翼计划和建议。附录介绍了 AD - 1 飞机的物理特征，对其的详细描述以及其飞行研究计划的摘要飞行日志。 6倾斜思考撰写 AD - 1 的历史证明既是挑战又是乐趣。我非常感谢所有协助我的人。附录列出了那些特别有帮助的人。Bruce I. Larrimer Columbus, OH 2012 年 3 月 12 日1.从 1959 年 9 月 27 日至 1976 年 3 月 26 日，NASA Dryde 被称为 NASA 飞行研究中心。从 1976 年 3 月 26 日至 1981 年 10 月 1 日，该中心被称为 NASA 休 L 。德莱顿飞行研究中心。从 1981 年 10 月 1 日至 1994 年 3 月 1 日，该中心是 NASA Ames 的一部分，被称为 NASA Ames - Dryde 飞行研究设施。1994 年 3 月 1 日，该中心再次成为一个独立的运营实体，此后一直使用其先前的名称为 NASA Hgh L 。Dryde 飞行研究中心，更简单地称为 NASA Dryde 飞行研究中心，这是在本书中提到的。 8NACA - NASA 研究科学家罗伯特 · 琼斯 （ NASA ） 9CHAPTER 1美国天才R. T. 琼斯的斜翼之路罗伯特 · 托马斯 · RT.“琼斯于 1910 年 5 月 28 日出生在密苏里州梅肯的农业社区，并于 1999 年 8 月 11 日在加利福尼亚州的洛斯阿尔托斯山去世。在过去的 89 年中，琼斯完全实现了天才的定义，他在航空领域的一生构成了一种特别富有成效和生活良好的生活。在他的卓越发展过程中，琼斯更像 17 世纪的自学成才和广泛感兴趣的 “自然哲学家 ”，而不是受过严格教育，大学培训的 STEM （ 科学，技术，工程和数学 ） 的现代专业人员。1琼斯对航空的终生兴趣始于他的早期，当时他制造了橡胶带动力的模型飞机，并用理想模型飞机供应公司的比例图纸组装了飞机模型。在密苏里州梅肯市的农村高中，琼斯从他的数学老师 Iva Z 那里获得了对数学的兴趣。巴特勒，他引导他 “沿着指数，对数和三角的复杂路径。. "21927 年，由于查尔斯 · 林德伯格 （ Charles Lidbergh ） 的跨大西洋飞行，全国范围内对航空的兴趣增加，琼斯很容易在他的家乡梅肯 （ Maco ） 购买了《航空和航空文摘》杂志。这些出版物包含技术文章，琼斯对此进行了很好的阅读，以及国家航空咨询委员会 （ NACA，NASA 的前身 ） 的技术报告 （ TR ） 的通知，琼斯能够从政府印刷局购买，价格仅为 10 或 15 美分。关于他对航空的兴趣，琼斯指出，他一定让他的高中英语老师对他写的所有与航空有关的学科的文章感到困惑。毕业后，琼斯就读于密苏里大学学习工程学，但第一年后就离开了大学，因为该大学没有提供航空课程，而且他 “发现其他学科相当无趣。. "3一年后辍学 ， 琼斯跟随父亲的脚步 ， 父亲也在一年后辞职 ， 然后阅读法律并通过律师考试 ， 在密苏里州担任律师。 倾斜思考2实践工程师科学家的演变离开大学后，琼斯回到梅肯，为玛丽 · 迈耶飞行马戏团工作。作为零工的交换，例如为 Crtiss JN - 4 Jey 飞机加油，并修补经常损坏的织物覆盖的下翼尖，琼斯获得了免费的飞行课程 - 尽管他还需要 50 年的时间才能进行首次单人飞行并随后获得飞行员执照。1929 年，年仅 19 岁的琼斯被聘为尼古拉斯 - 比兹利飞机公司的首席工程师。在琼斯的朋友查尔斯 · 福尔告诉拉塞尔 · 尼古拉斯，琼斯 “知道关于飞机的一切。“由于 Walter Barlig 的离职，Joes 获得了这个工程职位，Walter Barlig 曾是该公司 1928 年 NB - 3 的主要设计师，这是一种低翼，单引擎，两人，开放式驾驶舱单翼飞机，简单的设计，获得了短暂的，适度的商业成功。后来，该公司聘请了来自英国的认证工程师 Thomas Kirp，他教琼斯如何进行应力计算。在生产高峰期，琼斯指出尼古拉斯 - 比兹利处于有利地位，成为美国小型飞机生产中心，每天生产一架飞机，但该公司在大萧条期间失败了，琼斯很快发现自己回到了他的家乡梅肯。在回到梅肯的这段时间里，琼斯通过阅读有关航空的书籍来继续自学，其中包括 Max M.M 的《飞机设计师流体力学基础》，他对一个人的介绍，他本人是航空领域的杰出人物，将对琼斯的生活和工作产生深远的影响。4在大萧条时期，琼斯渴望工作，与一些邻居搭便车前往华盛顿特区。到达华盛顿后，他立即拜访了当地的国会议员，后者为他获得了众议院办公楼电梯操作员的职位。琼斯利用这种受欢迎的安全性，通过学习国会图书馆的书籍和参加天主教大学 Max M 教授的空气动力学夜校来进一步研究数学。十年前，蒙克将现代科学机翼的发展引入了美国。M 于 1880 年出生于德国汉堡。他在博士的指导下学习路德维希 · 普朗特 （ Ldwig Pradtl ） 是西奥多 · 冯 · 卡尔曼 （ TheodorvoK á rm á ） 的当代人，获得了哥廷根大学的两个博士学位，并于 1920 年移居美国，加入了国家航空咨询委员会的兰利纪念航空实验室 （ 现为 NASA 兰利研究中心 ） 。在与 NACA 进行了激烈的教育之后，M 离开了该机构，在华盛顿天主教大学担任教学职位，并担任《 Aero Digest 》杂志的技术编辑。5 到达华盛顿后不久 ， 琼斯拜访了蒙克 ， 并告诉教授他读了他的 美国天才3关于飞机设计师流体动力学的书。听琼斯的话，芒克是一个活泼易怒的性格，给人留下了深刻的印象，以至于立即邀请他的年轻访客参加空气动力学课程。当琼斯谦虚地表示反对，说他没有本科学位时，蒙克挑战他定义函数的导数。当琼斯迅速这样做时，蒙克同样迅速地承认了他的课程。琼斯意识到，为了成为一名成功的工程师，他需要更多地了解数学。幸运的是，他作为国会雇员的身份，加上众议院办公楼与国会图书馆的距离，使琼斯能够轻松获得数学各个分支的作品。他读了赫尔曼 · 格拉斯曼的 Die Asdehgslehre，这是数学史上最有影响力的著作之一，由一个个人写的，他在广泛的兴趣和很大程度上自学成才的能力，非常像琼斯本人，然而，可悲的是，他一生的贡献没有得到认可。6特别是 ， 琼斯对四元数的 “时间加空间 ” 理论 （ 由标量 [时间] 元素和三个向量 [空间] 元素组成的实数的四元素倍数 ） 着迷 ， 该理论最初是由盎格鲁爱尔兰数学家威廉 · 汉密尔顿爵士得出的 ， 为量子理论的基础做出了贡献。7琼斯将这两个人的奖学金归功于他在 NACA 任职期间的帮助。此外，在国会图书馆，琼斯认识了博士Albert F.Zahm 是一位物理学家和有影响力的空气动力学研究员，他于 1901 年在天主教大学建立了美国第一个配备风洞的研究实验室，后来在华盛顿海军造船厂帮助建立了另一个实验室。当他遇到琼斯时，扎姆正在管理图书馆的航空馆藏，尽管他仍然进行了一些研究并保持了坚定的以未来为中心的心态。他追求的主题之一是高空近太空飞行的挑战，他邀请琼斯协助他。8令人印象深刻的是，他随后为琼斯提供了一个联系人，以帮助年轻的中西部人获得 NACA 的工作 - 国会议员 David