Alan Arnold Griffith

Această intrare sau secțiune despre subiectul inginerilor britanici nu citează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți . Puteți îmbunătăți această intrare adăugând citări din surse de încredere în conformitate cu liniile directoare privind utilizarea surselor .

Alan Arnold Griffith ( 13 iunie 1893 - 13 octombrie 1963 ) a fost inginer britanic . Este cunoscut mai ales pentru studiile sale privind stresul și eșecul metalelor, cunoscut în special ca eșec la oboseală , și pentru că a fost unul dintre primii care a dezvoltat o bază teoretică consistentă pentru motoarele cu reacție .

Biografie

Griffith a obținut mai întâi o diplomă de licență în inginerie mecanică, urmată de un master și un doctorat de la Universitatea din Liverpool . În 1915 a fost acceptat ca stagiar la Royal Aircraft Factory , înainte de a fi agregat la Departamentul de Fizică și Instrumentare în anii următori, când compania a luat numele Royal Aircraft Establishment (RAE).

Unele dintre lucrările timpurii ale lui Griffith rămân utilizate pe scară largă astăzi. În 1917 , împreună cu Geoffrey Ingram Taylor , a propus utilizarea unei patine de săpun ca metodă de studiere a problemelor de tensiune. În această metodă, o bulă de săpun este „întinsă” între mai multe fire care reprezintă marginile obiectului care urmează a fi studiat, iar colorarea suprafeței balonului arată liniile de tensiune. Această metodă, cu alte metode similare, a fost utilizată până în anii nouăzeci , când au devenit disponibile calculatoare cu astfel de puteri pentru a permite calcularea acestor linii cu metode numerice.

Griffith este chiar mai cunoscut pentru un studiu teoretic al naturii stresului și eșecului la metale. La acea vreme, s-a acceptat în general că rezistența unui material era E / 10 , unde E reprezintă modulul elastic sau modulul lui Young pentru acel material. Cu toate acestea, se știa bine că aceste materiale au eșuat adesea la valori chiar și de 1.000 de ori mai mici decât cea astfel calculată. Griffith a constatat că există numeroase microfracturi în fiecare material și a emis ipoteza că aceste microfracturi au redus rezistența generală a materialului în sine. Acest lucru se întâmplă deoarece orice gol dintr-un material solid provoacă o concentrație a tensiunii, ceea ce duce tensiunea însăși la atingerea valorii E / 10 la înălțimea microfracturii mult mai repede decât pentru solidul în ansamblu.

Din acest studiu, Griffith și-a formulat teoria fracturii fragile, folosind conceptul de energie elastică de tensiune. Teoria sa a descris comportamentul propagării fracturilor într-un corp eliptic având în vedere energia implicată. Ecuația afirmă practic că atunci când o microfractură este capabilă să se propage suficient pentru a fractura un solid, câștigul de energie de suprafață este egal cu pierderea de energie de coeziune și este considerată principala ecuație pentru descrierea fracturii fragile. Deoarece energia de tensiune eliberată este direct proporțională cu pătratul lungimii microfracturii, numai atunci când este relativ scurtă energia necesară pentru extindere depășește energia disponibilă. Dincolo de lungimea critică a lui Griffith, fractura devine periculoasă.

Lucrarea, publicată în 1920 , a produs schimbări substanțiale în multe industrii. În acest fel, brusc, întărirea materialelor datorită proceselor precum laminarea la rece nu mai era misterioasă. Proiectanții de aeronave au înțeles imediat de ce proiectele lor nu reușesc, chiar dacă au fost construite mult mai puternic decât era necesar și au început imediat să lucreze metalele uzate pentru a elimina micro-fisurile. Rezultatul a fost o serie de proiecte deosebit de reușite în anii 1930 , cum ar fi Boeing 247 . Această cercetare a fost generalizată ulterior în anii 1950 de către GR Irwin , aplicându-l aproape tuturor materialelor, nu doar celor rigide.

În 1926 Griffith a publicat cercetări, An Aerodynamic Theory of Turbine Design . El a demonstrat că performanța slabă a turbinelor existente , a fost din cauza unui defect în proiectarea lor, care a provocat lamele să se stagneze, și a propus o aerodinamică formă de lamele care ar crește în mod semnificativ eficiența lor. Publicația a continuat să descrie un motor care utilizează un compresor axial și o turbină în două trepte, dintre care prima a dat energie compresorului, în timp ce a doua a fost o conductă de alimentare destinată să dea energie propulsorului . Acest prim proiect a fost precursorul motorului cu turbină. După publicarea studiului, Comitetul de cercetare aeronautică a finanțat un experiment la scară mică cu un compresor axial și o turbină axială, ambele într-o singură etapă. Lucrarea a fost finalizată în 1928 cu un proiect de prototip funcțional, dar din anumite motive experimentul a fost suspendat în acel moment.

În același timp, Frank Whittle și-a prezentat teza cu privire la motoarele cu turbină, folosind un compresor centrifugal și o turbină cu o singură treaptă, în care energia reziduală din gazele de eșapament a fost utilizată pentru a furniza direct energie aeronavei. Whittle și-a trimis cercetarea la Ministerul Aerian în 1930 , unde a fost transmisă lui Griffith pentru evaluare. După ce a subliniat o eroare în calculele lui Whittle, el a spus că suprafața frontală mare a compresorului o va face inadecvată pentru utilizarea aeronautică și că gazele de eșapament în sine ar oferi puțină împingere. Ministerul aerian a răspuns apoi lui Whittle spunând că nu sunt interesați de proiect. Whittle s-a simțit mortificat, dar a fost convins de Johnny Johnson să dezvolte ideea oricum. Din fericire, Whittle și-a brevetat designul în 1930 și a reușit să lanseze Power Jets în 1935 pentru a-l dezvolta.

Griffith a devenit principalul consilier științific al noului Laborator al Ministerului Aerian din South Kensington . În acele laboratoare, el a inventat o turbină cu gaz numită contracurent , care folosea un compresor cu două rotoare având direcții de rotație opuse, așezat unul în celălalt, spre deosebire de toate modelele obișnuite în care compresorul suflă aerul împotriva unui stator , în esență un fix disc cu lamă. Efectul asupra eficienței compresiei a fost semnificativ, dar la fel de semnificativ a fost efectul asupra complexității motorului. În 1931 Griffith s-a întors la RAE pentru a se ocupa de cercetarea motorului, dar abia în 1938 , când a devenit șeful Departamentului motoare, a început de fapt lucrarea la dezvoltarea unui motor cu flux axial. Flancat de Hayne Constant , a început să lucreze la proiectarea sa inițială fără contracurent, lucrând împreună cu fabrica de turbine cu aburi Metropolitan-Vickers (Metrovick).

După puțin timp, munca lui Whittle la Power Jets a început să prezinte progrese importante și Griffith a fost nevoit să-și revizuiască convingerile despre utilizarea jetului direct pentru propulsie. Dintr-o reparație rapidă a designului la începutul anilor 1940 a rezultat Metrovick F.2 , care a rulat pentru prima dată mai târziu în același an. Motorul F.2 a devenit gata pentru testele de zbor în 1943 și a avut o tracțiune de aproximativ 9.500 N. În noiembrie a fost testat modelul F.2 / 40, un motor mai mic care semăna mult cu Me 262 și care avea performanțe superioare. Cu toate acestea, motorul a fost considerat prea complex și nu a fost niciodată pus în producție.

Respingerea inițială a lui Griffith a conceptelor lui Whittle a făcut mult timp obiectul mai multor comentarii. Cu siguranță a încetinit dezvoltarea motoarelor cu reacție în Anglia timp de câțiva ani. Motivele sale au stârnit diverse curiozități și interpretări, mulți cercetători sugerând că principalul motiv a fost perfecționismul lui Griffith că nu-i plăcea micul motor urât al lui Whittle sau poate credința că designul său era inerent superior.

Griffith s -a alăturat Rolls-Royce în 1939 și a lucrat acolo până în 1960 . El a proiectat turboreactorul axial AJ.65, care a dus la dezvoltarea Rolls-Royce Avon , primul motor turboreactor axial produs vreodată de Rolls-Royce. Griffith a efectuat, de asemenea, cercetări de pionierat asupra tehnologiei de decolare și aterizare verticale, culminând cu dezvoltarea unui aparat de reglare a tracțiunii.

Portal Biografii

Portal de inginerie