Paul Bevilaqua es ingeniero aeronáutico en Lockheed Martin en California. En 1990, inventó [1] el ventilador de elevación para el Joint Strike Fighter F-35B junto con el también ingeniero de Skunk Works , Paul Shumpert.
Paul Michael Bevilaqua | |
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Nació | |
Ocupación | Ingeniero aeronáutico |
En 2005, Bevilaqua fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ingeniería por sus contribuciones teóricas, innovaciones prácticas y una mayor utilidad operativa en aviones de despegue y aterrizaje verticales.
Vida y carrera
Paul Bevilaqua obtuvo un Doctorado en Aeronáutica y Astronáutica (tema: Estelas turbulentas ) en la Universidad de Purdue en 1973. [2] Esto parece ser concurrente [¿ según quién? ] con actividades como teniente de la Fuerza Aérea en la Base de la Fuerza Aérea Wright-Patterson (WP-AFB), donde comenzó su trabajo profesional en 1971. [3] En algún momento [ ¿cuándo? ] se convirtió en Director Adjunto del Laboratorio de Conversión de Energía en WP-AFB , dirigido por el inventor del jet Hans von Ohain . En 1975 Paul dejó la Fuerza Aérea para ser Gerente de Programas Avanzados en la Planta de Aeronaves de la Armada de Rockwell International . [3] Diez años más tarde, en 1985, fue nombrado Jefe Científico Aeronáutico en Lockheed , tratando de idear una nueva línea de negocio. [3]
Hans von Ohain inspiró a Bevilaqua a pensar como un ingeniero en lugar de un matemático [4] [5] - "en la escuela aprendí a mover las piezas y Hans me enseñó a jugar al ajedrez", [6] aunque dijo eso sobre Purdue también. [2] Ohain también le mostró a Bevilaqua "lo que realmente significan esos diagramas TS ". [3]
Mientras estaban en WP, Ohain, [7] Bevilaqua y otros investigaron (ver #Lista de artículos ) y patentaron [8] varios conceptos relacionados con el flujo, algunos de ellos multiplicadores de flujo relacionados con el despegue y el aterrizaje verticales .
Invención de LiftFan
En la década de 1980, el Cuerpo de Marines de los Estados Unidos quería un avión de despegue y aterrizaje vertical / corto (V / STOVL) con más velocidad y carga útil que el Harrier / AV-8B . [9] [10] [11]
Bevilaqua estaba trabajando para Lockheed Skunk Works en 1986, cuando DARPA y una agencia británica similar lanzaron un programa llamado ASTOVL [11] y emitieron un contrato de 9 meses para desarrollar conceptos [12] para un sigiloso avión supersónico STOVL , de acuerdo con los deseos del USMC. , pero sin los estrictos requisitos técnicos habituales. [3]
El desafío de combinar el vuelo supersónico y STOVL es que un motor lo suficientemente potente como para levantar un avión sería demasiado ancho para ser supersónico, como lo demostró el Harrier . [3] [5] Se necesitaba un motor más pequeño con mayor flujo de aire, pero parecía imposible.
Inspirado por el turboventilador de popa CJ805 -23 de General Electric [13] y el ventilador tándem Rolls-Royce , [3] [14] un sistema apropiado parecía ser un sistema de doble empuje con un vector de elevación en la parte delantera y una boquilla giratoria. en la parte posterior del motor a reacción, equilibrándose entre sí.
Para no dejar piedra sin remover, se investigaron todo tipo de opciones, [13] algunas incluso rozando lo ridículo [2] (usar un cañón para levantar, transferir energía con un rayo láser) - Los empleados de Skunk Works no son ajenos a las payasadas de dibujos animados. [15]
Con un mes restante y sin resultados, echó otro vistazo a la situación. Tres elementos estaban claros: [5]
- una turbina es la mejor forma de extraer energía de un jet
- un eje es la mejor manera de transferir ese poder hacia adelante
- un ventilador es la mejor manera de convertir la potencia en empuje o elevación
pero eso fue probado por muchos [16] y resultó insuficiente - se necesitaba algo más.
Aprovechar el aire de derivación es la forma habitual de aumentar el empuje, pero cuando el flujo de aire cae, también lo hace la presión, lo que aumenta la velocidad del motor con riesgo de falla. Este aparente defecto de repente se convirtió en un beneficio cuando se dio cuenta de que la potencia adicional del motor podría aprovecharse al encender un ventilador de elevación. [5] "Me tomó ocho meses de lluvia de ideas programar la computadora en mi cabeza y diez segundos para tener la idea". [2]
En otras palabras; transformar parte del chorro de chorro en flujo de aire vertical extrayendo energía del chorro de chorro caliente con una turbina que hace girar un eje que impulsa un ventilador apuntando hacia abajo, aumentando así el impulso y, por tanto, la sustentación, sin aumentar la resistencia . [2] La transición entre la sustentación horizontal y vertical debe controlarse con precisión, y las dos columnas de sustentación deben equilibrarse cuidadosamente para mantener el control de la aeronave.
El sistema funciona de manera similar a un turboventilador , con un ventilador de derivación adicional movido e inclinado 90 grados para mover el aire frío no quemado verticalmente en lugar de horizontalmente, [12] o un helicóptero de turbina cuyo rotor está encogido y encapsulado. Este efecto es similar a los conceptos de multiplicador de flujo anteriores investigados por Bevilaqua (ver #Lista de artículos ) y otros (aunque los métodos son diferentes), logrando una relación de sustentación / empuje de 1.5: 1 [12] donde los aviones exitosos anteriores se limitaban a 1: 1 en el mejor de los casos.
Bevilaqua no es [6] un ingeniero de propulsión y recibió ayuda de varios expertos de Lockheed en propulsión, materiales y otros campos especializados para verificar las teorías del concepto, que luego fue patentado en 1990-93. [1]
Tanto a DARPA como a la Infantería de Marina les gustó el concepto, [10] y desde allí se desarrolló a través de varios programas de defensa como CALF y JAST [11] en el Programa Joint Strike Fighter y hasta el X-35B y F-35B. Bevilaqua fue una figura clave para persuadir [10] a la Fuerza Aérea en 1992 de que el concepto de avión podría ser útil como un avión convencional sin el LiftFan . Cuando la Marina de los EE. UU. También subió a bordo, [10] la carretera estaba pavimentada para el concepto JSF de aviones similares con diferentes aplicaciones, de acuerdo con los hallazgos de JAST Concept Exploration. [11]
El desarrollo práctico y las pruebas del motor y el sistema F135 fueron realizados por Pratt & Whitney , Allison Engine Company , [17] NASA , [18] Rolls-Royce y otros.
Uno de los factores clave en la entrega de los $ 200 mil millones [3] JSF contrato para LM se dice [19] a ser cuando el X-35B despegó de 150feet de la pista, fue supersónico, y cayó verticalmente en un vuelo el 20 de julio de 2001 [20] - una actuación que solo el X-35B había hecho, y solo por el concepto LiftFan.
El equipo de JSF fue galardonado con el Collier Trophy 2001 [21] [22] por el sistema de trabajo, y Bevilaqua recibió el Paul E. Haueter Memorial Award ( American Helicopter Society ) en 2004. [23]
Lista de artículos
- Paul M. Bevilaqua "Evaluación de la hipermezcla para eyectores de aumento de empuje", Journal of Aircraft, vol. 11, núm. 6, junio de 1974, págs. 348–354
- Paul M. Bevilaqua, "Descripción analítica de la hipermezcla y prueba de una boquilla mejorada", Journal of Aircraft, vol. 13, núm. 1, enero de 1976, págs. 43–48
- Paul M. Bevilaqua, "Teoría de la superficie de elevación para eyectores que aumentan el empuje", AIAA Journal, vol. 16, núm. 5, mayo de 1978, págs. 475–581).
- Paul M. Bevilaqua y Paul S. Lykoudis "Memoria de turbulencia en estelas de autoconservación" , Journal of Fluid Mechanics, volumen 89, número 03, diciembre de 1978, págs. 589–606
- Paul M. Bevilaqua, Howard L. Toms Jr "Una prueba de comparación de la boquilla de hipermezcla".
- Paul M. Bevilaqua, John D. Lee, "Desarrollo de una boquilla para mejorar el giro de los jets supersónicos Coanda" (1980)
- Paul M. Bevilaqua Vista previa de una página del "Sistema de propulsión de ciclo dual Joint Strike Fighter" [ enlace muerto permanente ] , Journal of Propulsion and Power, 2005, vol. 21, no5, págs. 778–783
Referencias
- ^ a b Bevilaqua y col. Sistema de propulsión para un avión de despegue y aterrizaje vertical y corto Archivado 2012-02-25 en Wayback Machine , Patente de Estados Unidos 5209428. PDF del original, 1990
- ^ a b c d e Purdue Awards , sitio web de la Universidad de Purdue, consultado en diciembre de 2009. Archivado el 20 de marzo de 2012 en Wayback Machine .
- ^ a b c d e f g h Field, Karen Auguston. The man with the fan , Design News, 22 de febrero de 2004. Consultado en enero de 2010. Archivado el 8 de octubre de 2010 en Wayback Machine .
- ^ Díaz, Jesús. De la servilleta al primer avión supersónico , Gizmodo, 22 de abril de 2008. Consultado en enero de 2010. Archivado el 8 de octubre de 2012 en Wayback Machine .
- ^ a b c d Holm, Erik. Entrevista con Bevilaqua Archivado el 28 de diciembre de 2009 en Wayback Machine , recuperado del periódico Danish Engineering en diciembre de 2009.
- ^ a b Video LM [ enlace muerto permanente ]
- ^ Ohain, Hans von. Bomba de chorro o aumentador de empuje , patente de los Estados Unidos 3525474, 25 de agosto de 1970
- ^ Lista de patentes de Paul M. Bevilaqua Archivado el12 de junio de 2011en Wayback Machine , consultado en diciembre de 2009
- ^ Durtcne, Major FS AV-8B Super Harrier: Separando el mito de la realidad , Escuela de Comando y Estado Mayor de la Universidad del Cuerpo de Marines [1988]. Consultado en enero de 2010. Archivado el 19 de octubre de 2013 en Wayback Machine .
- ^ a b c d Wilson, George C. GovExec: The engine that could Archivado 2013-10-19 en Wayback Machine National Journal, 22 de enero de 2002. Consultado en enero de 2010..
- ^ a b c d Una historia del programa Joint Strike Fighter Archivado el 14 de septiembre de 2009 en la Wayback Machine , Martin-Baker. Consultado en enero de 2010
- ^ a b c Hutchinson, John. Ir verticalmente: desarrollo de un sistema de aterrizaje vertical de despegue corto. Archivado el 20 de julio de 2015 en Wayback Machine Ingenia Online (PDF) agosto de 2004. Recuperado: diciembre de 2009. Texto sin procesar Archivado el 2 de agosto de 2012 en archive.today
- ^ a b Vuelo internacional de despegue corto, financiación baja , 29 de marzo de 1995. Consultado el 19 de septiembre de 2010. Archivado el 10 de julio de 2010 en la Wayback Machine . Cita: "[pasamos] tres semanas en una habitación revisando todos los sistemas de propulsión utilizados"
- ^ Patente del Reino Unido del motor del ventilador Rolls-Royce Tandem
- ^ Cómo el Skunk Works obtuvo su nombre , sitio web de Lockheed-Martin. Consultado en enero de 2010. Archivado el 8 de marzo de 2011 en Wayback Machine .
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- ^ " -como Allison comienza las pruebas de ventilador de elevación JSF " Flight International , 21 de mayo de 1997. Consultado: 19 de septiembre de 2010. "Copia archivada" . Archivado desde el original el 2 de noviembre de 2012 . Consultado el 2 de noviembre de 2012 .CS1 maint: copia archivada como título ( enlace ) CS1 maint: bot: estado de URL original desconocido ( enlace ).
- ^ Lam, David W. " Boquilla de ventilador de elevación para JSF probada en la plataforma de elevación motorizada de Lewis de la NASA " NASA , 15 de abril de 1998. Consultado: 18 de septiembre de 2010.
- ^ PBS: Transcripción de Nova "X-planes" , recuperada en enero de 2010. Archivado el 3 de noviembre de 2013 en Wayback Machine .
- ^ Kjelgaard, Chris. From Supersonic to Hover: How the F-35 Flies , Space.com 21 de diciembre de 2007. Archivado el 31 de octubre de 2010 en Wayback Machine .
- ^ Trofeo Collier; lista de ganadores. Consultado en enero de 2010
- ^ El sistema de propulsión en Lockheed Martin Joint Strike Fighter gana el trofeo Collier. Archivado el 25 de mayo de 2011 en el comunicado de prensa de Lockheed Martin de Wayback Machine , 28 de febrero de 2003. Recuperado: enero de 2010.
- ^ " Premio Paul E. Haueter ", Sociedad Americana de helicópteros
enlaces externos
- Paul Bevilaqua: El sistema de propulsión Lift Fan impulsado por eje para el Joint Strike Fighter Presentado el 1 de mayo de 1997. DTIC.MIL Documento de Word, 5,5 MB
- F-35B sobre seguridad global