Paul Bevilaqua - Paul Bevilaqua
Paul Michael Bevilaqua | |
|---|---|
| Nascer |
11 de maio de 1945 |
| Ocupação | Engenheiro aeronáutico |
Paul Bevilaqua é engenheiro aeronáutico na Lockheed Martin, na Califórnia. Em 1990, ele inventou o ventilador de elevador para o Joint Strike Fighter F-35B junto com seu colega engenheiro da Skunk Works , Paul Shumpert.
Em 2005, Bevilaqua foi eleito membro da Academia Nacional de Engenharia por contribuições teóricas, inovações práticas e maior utilidade operacional em aeronaves de decolagem e pouso vertical.
vida e carreira
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Paul Bevilaqua obteve um Doutorado em Aeronáutica e Astronáutica (assunto: Ondas turbulentas ) na Purdue University em 1973. Isso parece ser simultâneo às atividades como Tenente da Força Aérea na Base Aérea de Wright-Patterson (WP-AFB), onde começou a se profissionalizar em 1971. Em algum momento, ele se tornou vice-diretor do Laboratório de Conversão de Energia da WP-AFB , administrado pelo inventor do jato Hans von Ohain . Em 1975, Paul deixou a Força Aérea para ser Gerente de Programas Avançados na fábrica de aeronaves da Marinha da Rockwell International . Dez anos depois, em 1985, ele foi nomeado Cientista Chefe da Aeronáutica da Lockheed , tentando criar uma nova linha de negócios.
Hans von Ohain inspirou Bevilaqua a pensar como um engenheiro ao invés de um matemático - "na escola eu aprendi como mover as peças, e Hans me ensinou a jogar xadrez", embora ele tenha dito isso sobre Purdue também. Ohain também mostrou a Bevilaqua "o que esses diagramas TS realmente significam".
Enquanto estava na WP, Ohain, Bevilaqua e outros investigaram e patentearam vários conceitos relacionados ao fluxo, alguns deles multiplicadores de fluxo relacionados à decolagem e aterrissagem vertical .
Invenção de LiftFan
Na década de 1980, o Corpo de Fuzileiros Navais dos Estados Unidos queria uma aeronave de decolagem e pouso vertical / curta (V / STOVL) com mais velocidade e carga útil do que o Harrier / AV-8B .
Bevilaqua estava trabalhando para a Lockheed Skunk Works em 1986, quando a DARPA e a agência britânica similar lançaram um programa chamado ASTOVL e emitiram um contrato de 9 meses para desenvolver conceitos para um avião STOVL supersônico furtivo , de acordo com os desejos do USMC , mas sem os estritos habituais requerimentos técnicos.
O desafio de combinar vôo supersônico e STOVL é que um motor potente o suficiente para levantar uma aeronave seria largo demais para ser supersônico, como mostrado pelo Harrier . Um motor menor com maior fluxo de ar era necessário, mas parecia impossível.
Inspirado no turbofan traseiro General Electric CJ805 -23 e no ventilador tandem Rolls-Royce , um sistema apropriado parecia ser um sistema de empuxo duplo com um vetor de elevação na frente e um bocal giratório na parte traseira para o motor a jato, contrabalançando uns aos outros.
Para não deixar pedra sobre pedra, todos os tipos de opções foram investigados, algumas até beirando o ridículo (usar um canhão para levantar, transferir energia com um feixe de laser) - os funcionários da Skunk Works não são estranhos às palhaçadas dos desenhos animados.
Com um mês restante e nenhum resultado, ele deu mais uma olhada na situação. Três elementos eram claros:
- uma turbina é a melhor maneira de extrair energia de um jato
- um eixo é a melhor maneira de transferir essa energia para a frente
- um ventilador é a melhor maneira de converter energia em impulso ou levantamento
mas isso foi tentado por muitos e considerado insuficiente - algo mais era necessário.
Explorar o ar de desvio é a maneira usual de aumentar o empuxo, mas quando o fluxo de ar cai, a pressão também diminui, o que aumenta a velocidade do motor com risco de falha. Essa aparente falha de repente se transformou em um benefício quando percebeu que a potência extra do motor poderia ser bem utilizada girando um ventilador de elevação. "Levei oito meses de brainstorming para programar o computador em minha cabeça e dez segundos para ter a ideia."
Em outras palavras; transformar parte da explosão de jato em fluxo de ar vertical, extraindo energia da explosão de jato quente com uma turbina que gira um eixo acionando um ventilador apontando para baixo, aumentando assim o impulso e, portanto, a elevação, sem aumentar o arrasto . A transição entre a sustentação horizontal e vertical precisa ser controlada com precisão e as duas colunas de levantamento precisam ser cuidadosamente equilibradas para manter o controle da aeronave.
O sistema funciona de forma semelhante a um turbofan , com um ventilador de desvio extra movido e inclinado 90 graus para mover o ar frio não queimado verticalmente em vez de horizontalmente, ou um helicóptero de turbina cujo rotor é encolhido e encerrado. Este efeito é semelhante aos conceitos de multiplicador de fluxo anteriores investigados por Bevilaqua (consulte #Lista de documentos ) e outros (embora os métodos sejam diferentes), alcançando uma razão de elevação / empuxo de 1,5: 1, onde aeronaves anteriores bem-sucedidas foram limitadas a 1: 1 no melhor.
Bevilaqua não é um engenheiro de propulsão e obteve ajuda de vários especialistas da Lockheed em propulsão, materiais e outras áreas especializadas para verificar as teorias do conceito, que foi então patenteado em 1990-93.
A DARPA e o Corpo de Fuzileiros Navais gostaram do conceito e, a partir daí, ele se desenvolveu por meio de vários programas de defesa, como CALF e JAST, no Joint Strike Fighter Program e no X-35B e no F-35B. Bevilaqua foi uma figura chave para persuadir a Força Aérea em 1992 de que a aeronave conceito poderia ser útil como uma aeronave convencional sem o LiftFan . Quando a Marinha dos Estados Unidos também embarcou, a estrada foi pavimentada para o conceito JSF de aeronaves semelhantes com diferentes aplicações, de acordo com as conclusões do JAST Concept Exploration.
O desenvolvimento prático e o teste do motor e sistema F135 foram realizados pela Pratt & Whitney , Allison Engine Company , NASA , Rolls-Royce e outros.
Um dos principais fatores na entrega do contrato JSF de $ 200B para a LM foi quando o X-35B decolou de 150 pés de pista, ficou supersônico e pousou verticalmente em um vôo em 20 de julho de 2001 - um desempenho que apenas o O X-35B tinha feito isso, e apenas por causa do conceito LiftFan.
A equipe do JSF recebeu o Troféu Collier 2001 pelo sistema de trabalho, e Bevilaqua recebeu o Prêmio Memorial Paul E. Haueter ( American Helicopter Society ) em 2004.
Lista de artigos
- Paul M. Bevilaqua "Evaluation of Hypermixing for Thrust Augmenting Ejectors," Journal of Aircraft, Vol. 11, nº 6, junho de 1974, pp. 348-354
- Paul M. Bevilaqua, "Analytic Description of Hypermixing and Test of an Improved Nozzle," Journal of Aircraft, Vol. 13, No. 1, janeiro de 1976, pp. 43-48
- Paul M. Bevilaqua, "Lifting Surface Theory for Thrust-Augmenting Ejectors," AIAA Journal, Vol. 16, No. 5, maio de 1978, pp. 475–581).
- Paul M. Bevilaqua e Paul S. Lykoudis "Turbulence memory in self-preserving wakes" , Journal of Fluid Mechanics, Volume 89, Issue 03, December 1978, pp 589-606
- Paul M. Bevilaqua, Howard L. Toms Jr "Um Teste de Comparação do Bocal de Hipermistura."
- Paul M. Bevilaqua, John D. Lee, "Desenvolvimento de um bico para melhorar o torneamento de jatos supersônicos Coanda" (1980)
- Paul M. Bevilaqua Amostra de uma página de "Joint Strike Fighter Fighter Dual-Cycle Propulsion System" , Journal of Propulsion and Power, 2005, vol. 21, no 5, pp. 778-783
Referências
links externos
- Paul Bevilaqua: O sistema de propulsão Lift Fan acionado por eixo para o Joint Strike Fighter apresentado em 1 de maio de 1997. DTIC.MIL Documento do Word, 5,5 MB
- F-35B em segurança global