導(dǎo)讀:據(jù)美國阿諾德空軍基地官網(wǎng)5月28日發(fā)布的AEDC成立75周年系列文章報道,阿諾德工程發(fā)展中心(AEDC)在1951年6月舉行落成儀式后,發(fā)動機試驗設(shè)施、氣體動力設(shè)施和推進風(fēng)洞設(shè)施三大核心試驗設(shè)施在1950年代陸續(xù)建成,其中多項設(shè)施至今仍在運行。
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位于田納西州阿諾德空軍基地的阿諾德工程發(fā)展中心最初于1951年6月舉行落成儀式。隨后,中心三大主要試驗設(shè)施繼續(xù)建設(shè),并在1950年代不同階段完成。這些設(shè)施包括發(fā)動機試驗設(shè)施(Engine Test Facility,ETF)、氣體動力設(shè)施(Gas Dynamics Facility)以及推進風(fēng)洞設(shè)施(Propulsion Wind Tunnel,PWT)。
作為三者中最早完工的設(shè)施,ETF主要用于先進飛機和導(dǎo)彈推進系統(tǒng)的發(fā)展與評估試驗,覆蓋渦噴、渦扇、沖壓發(fā)動機等吸氣式發(fā)動機。AEDC在1953年11月發(fā)布的新聞稿曾指出,ETF的核心任務(wù)是模擬各種飛機推進裝置在不同高度和飛行速度條件下的實際飛行運行狀態(tài)。
ETF的建成經(jīng)歷了約十年規(guī)劃和三年實體建設(shè)。1950年9月,美國空軍開始翻新并安裝二戰(zhàn)后從德國繳獲的巴伐利亞發(fā)動機廠(BMW)試驗設(shè)備。德國方面曾在1944年使用該發(fā)動機試驗廠測試和發(fā)展燃?xì)鉁u輪發(fā)動機。戰(zhàn)后,該設(shè)施被拆解運往美國,并在AEDC建設(shè)獲批后成為ETF的重要基礎(chǔ)。
1951年2月,ETF采購和建設(shè)經(jīng)費計劃發(fā)布,同年年底主要設(shè)備設(shè)計完成。1953年7月,經(jīng)過約三年建設(shè)后,ETF被認(rèn)為“基本完成”。同年夏季,該設(shè)施開始進行調(diào)試評估,以確認(rèn)其能否投入全面運行。
ETF的首次發(fā)動機點火發(fā)生在1953年8月。當(dāng)時,一臺通用電氣J47渦噴發(fā)動機在戶外進行開敞式儀器測試。AEDC當(dāng)時發(fā)布的新聞稿稱,J47測試用于在當(dāng)年秋季ETF校準(zhǔn)和調(diào)試測試開始前獲取發(fā)動機性能數(shù)據(jù),相關(guān)測試預(yù)計需要約兩個月完成必要工程數(shù)據(jù)采集。
1954年3月,ETF開始產(chǎn)出首批試驗數(shù)據(jù)。這標(biāo)志著AEDC主要實驗室首次進入實際試驗運行階段。同年5月3日,AEDC在ETF的T-1試驗單元完成首個噴氣發(fā)動機模擬飛行試驗,同樣使用J47渦噴發(fā)動機,初始運行實現(xiàn)約3萬英尺模擬高度和約每小時500英里速度。
到1954年12月,ETF最初的T-1、T-2、T-4以及T-5試驗臺均已投入測試。J47發(fā)動機后來被用于B-47“同溫層噴氣”轟炸機,這也使ETF早期測試與美國噴氣式轟炸機發(fā)展形成了直接聯(lián)系。
第二項重要設(shè)施是后來以馮·卡門命名的氣體動力設(shè)施。該設(shè)施由多個風(fēng)洞組成,用于獲取高速飛行器發(fā)展所需的氣動力和氣動熱力學(xué)數(shù)據(jù)。1945年12月發(fā)布的《走向新地平線》(Toward New Horizons)報告已經(jīng)強調(diào),美國需要建設(shè)用于研究噴氣推進、超聲速飛機和彈道導(dǎo)彈的研發(fā)設(shè)施。
1950年初,美國空軍、海軍、國家航空咨詢委員會、政府研究發(fā)展委員會以及航空工業(yè)代表在華盛頓舉行會議,決定在新建AEDC推進氣體動力設(shè)施建設(shè)。1951年2月,該設(shè)施與ETF的采購和建設(shè)經(jīng)費計劃同步發(fā)布。隨后,負(fù)責(zé)AEDC建設(shè)的空軍工程發(fā)展部門指示Sverdrup & Parcel公司開展氣體動力設(shè)施設(shè)計。
氣體動力設(shè)施的首次試驗于1953年9月在E-1風(fēng)洞進行。E-1是一座12英寸超聲速風(fēng)洞,也是AEDC首個全面投入運行的主要風(fēng)洞。首次試驗對象為休斯飛機公司的“獵鷹”(Falcon)空對空制導(dǎo)火箭,標(biāo)志著AEDC首次開展純發(fā)展型試驗。
此后,更多風(fēng)洞陸續(xù)建成,其中兩座于1957年完成。1958年6月,40英寸超聲速風(fēng)洞進行了首次試驗,對“雷神”(Thor)武器系統(tǒng)的鼻錐構(gòu)型進行測試。1959年10月30日,氣體動力設(shè)施被命名為馮·卡門氣體動力設(shè)施,以紀(jì)念數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家和工程師西奧多·馮·卡門(Theodore von Kármán)。
推進風(fēng)洞設(shè)施的建設(shè)同樣可追溯至二戰(zhàn)后美國對高性能噴氣飛機和火箭動力導(dǎo)彈發(fā)展的關(guān)注。該設(shè)施用于大型飛機模型的氣動與推進一體化試驗,由一座超聲速風(fēng)洞和兩座跨聲速風(fēng)洞組成。1949年的《統(tǒng)一風(fēng)洞計劃法》授權(quán)建設(shè)跨聲速和超聲速風(fēng)洞設(shè)施,并為AEDC建設(shè)撥款。
PWT規(guī)劃始于1950年1月。當(dāng)時,飛機推進工業(yè)代表與空軍研發(fā)委員會設(shè)施小組會面,認(rèn)為需要建設(shè)一座試驗段為15英尺的超聲速風(fēng)洞。隨后方案調(diào)整,試驗段擴大為16英尺截面。PWT經(jīng)費計劃于1951年3月發(fā)布。
1952年10月,AEDC在一座名為“Pee Wee”的1英尺原型風(fēng)洞中首次實現(xiàn)超聲速流動。這座小型風(fēng)洞被用來研究當(dāng)時正在設(shè)計的大型跨聲速風(fēng)洞運行問題,并成為PWT 16英尺跨聲速回路(16T)的前身。1953年6月,PWT在1英尺風(fēng)洞中完成首次試驗,對波音公司的Bomarc導(dǎo)彈0.03比例模型進行測試。
16T于1956年完成首次動力校準(zhǔn)測試,次年進行了首個涉及噴氣發(fā)動機的風(fēng)洞試驗。1957年中,空軍“阿特拉斯”(Atlas)導(dǎo)彈擬用鼻錐在16T中接受測試;早期項目還包括美國首型超聲速轟炸機B-58“盜賊”(B-58 Hustler)模型試驗。
PWT的16英尺超聲速回路(16S)在1960年代初開展首次試驗,早期任務(wù)包括降落傘展開測試和RS-70進氣道測試。1962年下半年,16S在J93發(fā)動機調(diào)試項目中完成首次推進試驗,該發(fā)動機是XB-70A的推進系統(tǒng),當(dāng)時被稱為在超聲速和高空條件下風(fēng)洞中運行過的最大渦噴發(fā)動機。
1968年,PWT又增加了4英尺跨聲速風(fēng)洞(4T),用于支持新型武器發(fā)展并驗證高速飛機安全投放外掛物的能力。4T的首次用戶試驗由空軍軍械實驗室提出,測試對象為硬結(jié)構(gòu)彈藥導(dǎo)彈模型;同年4月,該風(fēng)洞完成首次外掛物分離試驗。
報道指出,這是AEDC成立75周年歷史系列文章的第16篇。該系列將在2026年繼續(xù)發(fā)布,用以紀(jì)念阿諾德工程發(fā)展綜合體從早期發(fā)動機、風(fēng)洞和高速飛行試驗設(shè)施建設(shè)到今日持續(xù)服務(wù)航空航天測試需求的發(fā)展歷程。
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