Glidden Doman - Википедия - Glidden Doman

Glidden Doman с вертолетом Doman LZ-5 / YH-31 (1953 г.)

Glidden Doman (28 января 1921 - 6 июня 2016) был американским авиационным инженером и пионером в области вертолетов и современных ветряных турбин.[1] Он основал одну из шести первых вертолетных компаний Америки (Doman Helicopters, Inc.) после того, как внес значительный вклад в использование Сикорский вертолеты во время Вторая Мировая Война.[2] Самым выдающимся достижением Doman Helicopters было Доман ЛЗ-5 / YH-31 восьмиместный вертолет, получивший FAA аттестация 30 декабря 1955 г.[3] Уникальной особенностью этого вертолета была его бесшарнирная, но откидывающаяся на шарнире ступица несущего винта, которая значительно снизила напряжение и вибрацию лопастей и всего вертолета.[4]

Доман одним из первых передал знания о винт вертолета технология динамики для ветряных турбин.[5] В Арабское нефтяное эмбарго 1973 г. подсказал НАСА Исследовательский центр Гленна в Кливленде, штат Огайо, чтобы возглавить 7-летнюю ветроэнергетическую программу США по разработке ветряных турбин с горизонтальной осью для коммунальных предприятий.[6] Эта программа предусматривала создание Боинга MOD-2 с гибкой конструкцией ротора, задуманной Доманом, двухлопастной ветряной турбины с подвижным шарниром.[7] После НАСА проект, работая на Боинг, Гамильтон Стандарт отдел United Technologies, и Aeritalia (позже известный как Алениа ) в Италии Доман разработал большие двухлопастные ветряные турбины с подвижным шарниром, включая WTS-3, WTS-4 и Gamma 60.[7][8] После тестирования Ветряк Gamma 60 На Сардинии с 1992 по 1997 год Доман и итальянский инженер-ядерщик Сильвестро Карузо основали Gamma Ventures, Inc. для дальнейшего развития и продвижения этой технологии.[1][8] Впоследствии Gamma Ventures инвестировала в Seawind из Нидерландов и продала лицензию на коммерческое внедрение той же концепции ветряных турбин с двумя лопастями и шарнирами.[2][8]

Доман вместе с известным авиакосмическим инженером немецкого происхождения Курт Хохенемсер (партнер и доверенное лицо известного немецкого авиаконструктора и вертолетостроителя Антон Флеттнер ), утверждал, что гибкая двухлопастная конструкция ротора ветряной турбины вертолетного типа, соответствующая силам природы, больше подходит для производства электроэнергии, чем жесткие стандартные трехлопастные роторы ветряной турбины самолетного типа, которые по конструкции могут быть только построен, чтобы противостоять силам природы.[9][10][11][12]

Два вертолета Домана, переоборудованный Sikorsky R-6 (Doman LZ-1A) и один Доман ЛЗ-5 / YH-31 выставлены в Музее авиации Новой Англии в Виндзор-Локс, Коннектикут.[13]

Вертолет Doman LZ-5 / YH-31 в Музее авиации Новой Англии

Ранние годы

Глидден Суит Доман, сын Альберта Е. Домана и Рут Суит Доман, родился в Сиракузах, штат Нью-Йорк, 28 января 1921 года.[2][4][14] Живя в небольшой деревне Элбридж на севере штата Нью-Йорк, Доман происходил из семьи изобретателей и предпринимателей.[2] Его отец Альберт и дяди Льюис и Джордж Доманы первыми обеспечили электричеством Элбридж в 1890 году.[2] Старший сводный брат Домана, Карл Т. Доман, разработал двигатели Франклина с воздушным охлаждением для автомобилей Франклина и самолетов, в том числе для новаторских. Сикорский VS-300 вертолет.[14]

В подростковом возрасте Доман построил серию из шести моторизованных тележек, а в 1936 году, в возрасте 15 лет, он построил гоночный автомобиль Soapbox Derby, первый из которых имел аэродинамическую обтекаемость.[2][4][14] Он выиграл региональную гонку Soapbox Derby, проходившую в Сиракузах, и занял хорошее место в гонке национального чемпионата в Акроне, штат Огайо. (2) (4) Доман также пытался построить самолет, укомплектовав большую часть фюзеляжа, но так и не смог получить для него двигатель.[2]

В 1938 году Доман поступил в Инженерный колледж Мичиганского университета (Анн-Арбор), где он специализировался на авиационной технике.[5] Находясь в Мичигане, Доман присоединился к аэроклубу, а позже стал его президентом.[14] Другая член аэроклуба, Джоан Гамильтон, будущая невеста Домана, была единственной женщиной-членом клуба.[14] Гамильтон получила лицензию частного пилота, а позже во время Второй мировой войны ее пригласила знаменитая летчица. Джеки Кокран присоединиться к WASP (женщинам-пилотам ВВС), но она отклонила предложение.[14]

Sikorsky R-4 (14 августа 1944 г., первый в мире серийно выпускаемый крупномасштабный вертолет)

Первые занятия

Доман окончил Мичиган в июне 1942 года, всего через шесть месяцев после бомбардировки Перл-Харбора.[2] После окончания учебы он перешел на работу в подразделение авиационных двигателей Ranger компании Fairchild Aviation на Лонг-Айленде, штат Нью-Йорк.[2] У Домана был предыдущий опыт работы с двигателями, когда он работал во время летних каникул в компании Franklin Engine Company (где работал его брат Карл).[2] В Ranger Доман приобрел опыт использования тензодатчиков для анализа вибрационных нагрузок на вращающиеся части двигателей.[2]

Карл Доман, который знал Игорь Сикорский из-за использования двигателя Франклина в Сикорский VS-300, пригласил Домана на встречу Общества инженеров автомобильной промышленности в Нью-Йорке.[14] На этом мероприятии с участием Сикорского в качестве докладчика Доман заинтересовался вибрационными нагрузками в винтах вертолетов.[2] В то время вертолеты были новым и необработанным изобретением: лопасти несущего винта имели очень короткий усталостный ресурс.[2] Фактически, вскоре после того, как Доман встретил Сикорского, у Sikorsky YR-4 был перелом лезвия во время доставки в армию, что еще больше стимулировало интерес Домана.[2][14]

В августе 1943 года Доман женился на Джоан Гамильтон, и они немедленно переехали в Стэмфорд, штат Коннектикут, где он ездил на работу и обратно. Сикорский в Бриджпорте, Коннектикут.[14] Доман поместил тензодатчики по всей роторной системе Sikorsky YR-4, чтобы определить слабые места.[2][14] Затем он выяснил, где и как заменить роторную систему, чтобы продлить срок службы лезвия.[2] Вклад Домана был настолько важен, что сам Игорь Сикорский обратился в призывную комиссию Домана с просьбой оставить его в программе испытаний вместо того, чтобы отправлять его в армию или флот.[14] Доман обнаружил, что конструкция ступицы ротора была настоящей причиной поломки лопастей.[14] Во время Второй мировой войны он запускал программу по согласованию и балансировке лопастей всех вертолетов Sikorsky перед их доставкой.[14] На протяжении всей своей работы в Sikorsky Доман постоянно изучал динамику ротора.[14]

У Домана был один очень мучительный опыт в Сикорском, когда он летал инженером-испытателем на YR-4.[2][14] Пилот замедлил вертолет до очень низкой скорости, и он вошел в так называемое «состояние вихревого кольца», когда лопасти теряют подъемную силу, и вертолет начинает бесконтрольно вращаться.[2] Несчастные случаи со смертельным исходом в результате такого события приводили не раз в истории винтокрылой авиации.[2] В этом случае, однако, пилот каким-то образом заставил вертолет лететь назад, что позволило лопастям восстановить подъемную способность и предотвратить столкновение.[2] Находясь в Сикорском, Доман узнал Игорь Сикорский, и много лет спустя Доман любил повторять свою любимую цитату из Игорь Сикорский, «Бог заботится о вертолетах».[2]

Доман LZ-1A (конверсия Sikorsky R-6)

Компания Doman Helicopter

Вместе с Клинтоном Фрейзером, математиком и коллегой из Сикорский Доман покинул Сикорского после Второй мировой войны для дальнейшего развития и реализации своих идей.[2] Компания Doman-Frazier Helicopters, Inc. была основана осенью 1945 года.[14] Изначально компания располагалась в задней части юридического офиса в Нью-Йорке, но вскоре переехала в сарай в Стратфорде, штат Коннектикут, недалеко от завода Sikorsky.[14] При финансовой поддержке Воздушный корпус армии США Доман приобрел военный излишек вертолета Сикорского Р-6.[15] Доман и его команда инженеров модифицировали R-6, создав совершенно новую роторную систему, в которой использовалась уникальная втулка с карданным подвесом, которая впоследствии использовалась во всех вертолетах Doman.[2] После обширных успешных летных испытаний модифицированного Sikorsky R-6 (Doman LZ-1A) команда Домана спроектировала и построила в совместном предприятии с Кертисс-Райт Corp., совершенно новый вертолет Doman, CW-40.[2] Через пару лет за CW-40 последовал Доман ЛЗ-5 / YH-31.[2] Многие новаторские особенности этого вертолета вскоре были защищены многочисленными патентами Домана.[2] Между тем, после ухода г-на Фрейзера компания была переименована в Doman Helicopters, Inc. и переехала в Данбери, штат Коннектикут.[2] Компания Doman Helicopters продолжала свою деятельность в течение почти 20 лет, строя и испытывая несколько вертолетов, а также выполняя другие связанные с ними работы с самолетами для поддержки компании, пока она пыталась утвердиться в качестве крупного производителя вертолетов.[14] В Доман ЛЗ-5 / Вертолеты YH-31 были тщательно испытаны компанией, а также армией и флотом США.[14] Они получили сертификаты из США. FAA и от аналогичного канадского органа для продажи и коммерческого использования после прохождения строгих испытаний, необходимых для получения таких разрешений. Доман ЛЗ-5 Вертолеты / YH-31 совершили поездку по США и были хорошо приняты потенциальными клиентами, особенно в нефтяной промышленности вдоль побережья Мексиканского залива. Один даже гастролировал по Франции и Италии, выступая в Парижское авиашоу в 1960 г.[2]

Вертолеты Doman имели технический успех, но компания не смогла привлечь достаточный венчурный капитал для создания сборочной линии для массового производства.[2] Компания прекратила свою деятельность в 1969 году и вскоре после этого была юридически ликвидирована.[2]

Mod-2 (ветряная установка мощностью 2,5 МВт в Гудно-Хиллз, Вашингтон)

Ветряные турбины и карьера в других компаниях

В январе 1970 года Доман перешел на работу в Боинг Вертол - Вертолетное подразделение Boeing в Филадельфии.[14] Там он продолжил свое новаторство в области вертолетов, работая над исследованиями, финансируемыми армией США, и запатентовал дополнительные улучшения конструкции для увеличения скорости вертолета и снижения вибрации.[2] В Арабское нефтяное эмбарго 1973 г. вызвало большой интерес к ветроэнергетике в Боинг и многие другие компании.[6] Продолжая свои разработки в области вертолетов, Доман начал проводить исследования ветряных турбин.[2] Он адаптировал компьютерные модели для вертолетов для изучения ветряных турбин.[2] Затем Доман и его команда построили масштабные модели ветряных турбин, чтобы протестировать их в аэродинамической трубе, обычно используемой для вертолетов и самолетов.[2] Вскоре Доман понял сходство и ключевые различия между ветряными турбинами и вертолетами.[2] Конструкторы ветряных турбин, не имеющие опыта работы с вертолетами, могут не знать уроков, извлеченных из истории вертолетной техники, но к середине 1970-х Доман имел более 30 лет такого обучения, которое было непосредственно применимо к ветряным турбинам.[2] Боинг MOD-2 с гибкой конструкцией, задуманной Доманом, с двухлопастной ветряной турбиной с подвижным шарниром, стал флагманским достижением за 7 лет. НАСА управляемая программа ветроэнергетики для Министерство энергетики США и Министерство внутренних дел США.[6][16]

В январе 1978 года Доман вернулся в Коннектикут в качестве главного системного инженера программы ветроэнергетики. Гамильтон Стандарт отдел United Technologies.[17] Опираясь на обширные знания Домана в области динамики ротора вертолетов и ветряных турбин, United Technologies спроектировал и построил две из самых больших ветряных турбин, когда-либо построенных до того времени (например, WTS-3, WTS-4).[6] Ключевыми особенностями этих турбин, помимо их размера, были использование только двух лопастей (вместо трех, что является более распространенным) и установка лопастей на ступице качения шарнира.[2] Это было аналогично тому, как Доман использовал карданную втулку на своих вертолетах, у которых были 4-лопастные винты.[2] Одна турбина (WTS-4) была установлена ​​и успешно испытана в Медисин-Боу, Вайоминг, а другая (WTS-3) в Швеции.[4] Ветряная турбина WTS-4 удерживала мировой рекорд мощности более 20 лет.[7] На протяжении всех исследований и испытаний реальных турбин Доман быстро эволюционировал в отношении лучших концепций дизайна.[14] Однако, когда в середине 1980-х цены на нефть резко упали, United Technologies сочли рынок энергии ветра нерентабельным и остановили программу.[2]

WTS-4 (ветряная турбина мощностью 4 МВт в Медесин-Боу, Вайоминг. Эта турбина удерживала мировой рекорд по выходной мощности более 20 лет)

Правительство Италии обратило внимание на работу Домана, и в июле 1987 года, когда Доман ушел на пенсию. United Technologies, его нанял Aeritalia (итальянский производитель, позже известный как Алениа ) и переехал в Рим, чтобы возглавить итальянскую ветроэнергетическую программу.[2][7][8] В этой программе Доман применил свои последние идеи к новой машине, значительно улучшенной по сравнению с машинами WTS-4 и WTS-3, которые он разработал для установки в Вайоминге и Швеции соответственно.[4] Под руководством Домана группа итальянских инженеров разработала Ветряк Gamma 60.[2][8] В Ветряк Gamma 60 был первым в мире ветряная турбина с регулируемой скоростью с качающейся петлей.[1][8][18] Три Ветряные турбины гамма 60 были изготовлены, а один был построен и успешно испытан в период с 1992 по 1997 год на средиземноморском острове Сардиния.[2][8] Были намерения построить еще много Ветрогенераторы гамма 60, но итальянская политика и отсутствие срочности из-за относительно низких цен на нефть в 1990-х годах привели к отмене программы.[2]

В 2003 году Доман и итальянский инженер-ядерщик Сильвестро Карузо сформировали новую компанию Gamma Ventures Inc. и купили две неиспользуемые турбины, технические чертежи и права на производство для итальянского проекта Gamma 60.[1][8] В 2007 году Gamma Ventures продала турбину и права на производство голландской компании Blue H Technologies, которая адаптировала технологию морских нефтяных платформ для установки ветряных турбин на плавучие платформы в глубокой воде вдали от берега.[8] Blue H Technologies установила первую в мире плавучую морскую ветряную турбину в 2007 году в южной части Адриатического моря с двухлопастной ветряной турбиной.[19][20] После некоторых изменений в корпоративных структурах и планах права на Gamma были в конечном итоге переданы новой компании, Технология Seawind Ocean B.V., которая работает над размещением турбин с роторами типа Gamma на бетонных морских опорных конструкциях, намеревается сделать это во многих местах по всему миру.[8][21]

Настойчивый новатор

Доман оставался активным вплоть до конца своей жизни в 2016 году; Тщательно занимается бизнесом, техническими стратегиями и анализом, направленным на достижение превосходных характеристик ветряных турбин при меньших затратах, в применении своих новых роторных технологий.[8] Он также был ярым сторонником Музей авиации Новой Англии (в Виндзор-Локс, Коннектикут), где два его вертолета - переоборудованный R-6 (Doman-LZ1A) и один Доман ЛЗ-5 / YH-31 - выставлены на обозрение.[13][22]

Из шести первоначальных вертолетных компаний в США Доман скончался последним.[4] Он был одним из немногих пионеров вертолетов, которые перенесли технологию динамики ротора с вертолетов на ветряные турбины.[5]

Оффшорный ветроэнергетический проект, объявленный в феврале 2017 года, включает: Технология Seawind Ocean B.V., стремится продемонстрировать применение энергии ветра, предложенное Глидденом Доманом, Антон Флеттнер, и Курт Хохенемсер в суровых ветровых и морских условиях.[10][23][8][21] Доман работал до своих последних дней, чтобы гарантировать, что однажды ветровая электроэнергия будет производиться в больших количествах, гораздо дешевле, чем сейчас, с использованием его передовых концепций роторной технологии.[8][21]

Фотогалерея

  • Армия США - вертолет Doman LZ-5 / YH-31

  • Sikorsky R-6 Doman Преобразование

  • Гамма 60 - прототип 1,5 МВт

Патенты, выданные Патентным ведомством США

  1. Патент США 2451541 - Балансир динамический для лопастей ротора (подана 24 мая 1945 г., предоставлена ​​19 октября 1948 г.)
  2. Патент США 2550538 - Управление по курсу и дифференту для винтокрылых самолетов (подано 9 августа 1946 г., предоставлено 24 апреля 1951 г.)
  3. Патент США 2648387 - Головка ротора (подана 27 июня 1946 г., предоставлена ​​11 августа 1953 г.)
  4. Патент США 2,687,856 - Гироскопический контроль поддерживающих роторов (подана 18 июля 1946 г., предоставлена ​​31 августа 1954 г.)
  5. Патент США 2716889 - Способ определения и регулировки аэродинамического момента тангажа полноразмерного аэродинамического элемента и устройства для него (подана 25 ноября 1952 г., выдана 6 сентября 1955 г.)
  6. Патент США 2,810,443 - Головка ротора и наклонная шайба означают комбинацию (подана 18 ноября 1950 г., выдана 22 октября 1957 г.
  7. Патент США 2,827,251 - Шпангоут самолета с большими боковыми проемами (подана 2 апреля 1952 г., предоставлена ​​18 марта 1958 г.)
  8. Патент США 2,959,230 - Механический регулятор направления и дифферента для вертолетов (подана 16 августа 1951 г., предоставлена ​​8 ноября 1960 г.)
  9. Патент США 2978038 - Приводной механизм наклонной шайбы и комбинация с наклонной шайбой (подана 11 марта 1958 г., предоставлена ​​4 апреля 1961 г.)
  10. Патент США 3,007,530 – Винт вертолета голова (подана 29 июля 1958 г., предоставлена ​​7 ноября 1961 г.)
  11. Патент США 3 007 654 - Ротор и лопасть винтокрылых (подана 27 декабря 1956 г., предоставлена ​​7 ноября 1961 г.)
  12. Патент США 3082826 - Головка ротора с регулировкой общего шага (подана 2 июля 1958 г., предоставлена ​​26 марта 1963 г.)
  13. Патент США 3087690 - Ротор с двумя шарнирами ведущего вала (подана 30 января 1961 г., выдана 30 апреля 1963 г.)
  14. Патент США 4,004,757 - Гаситель колебаний ступицы винта винтокрылого аппарата и его комбинации с винтокрылым аппаратом (подана 16 октября 1975 г., выдана 25 января 1977 г.)
  15. Патент США 4073600 - Демпфирующий механизм ступицы несущего винта вертолета для резонанса земли и качки и его комбинация с несущим винтом (подана 14 июня 1976 г., выдана 14 февраля 1978 г.)
  16. Патент США 4329117 - Ветряная турбина с изоляцией помех трансмиссии (подана 22 апреля 1980 г., предоставлена ​​11 мая 1982 г.)
  17. Патент США 4353681 - Ветряк с триммером рыскания (подана 19 мая 1980 г., предоставлена ​​12 октября 1982 г.)
  18. Патент США 4515525 - Минимизация эффектов рыскания ветряных турбин (подана 8 ноября 1982 г., предоставлена ​​7 мая 1985 г.)
  19. Патент США 4695736 – Ветряная турбина с переменной скоростью (подано 18 ноября 1985 г., предоставлено 22 сентября 1987 г.)

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d де Фриз, Эйз. «Две лопасти - морская турбина Condor Wind мощностью 5 МВт». Wndpower ежемесячно. Ветроэнергетика на шельфе. Получено 7 июня, 2011.
  2. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q р s т ты v ш Икс у z аа ab ac объявление ае аф аг ах ай эй ак аль являюсь ан ао ap водный Доман, Стив (2 августа 2011 г.). "Технология ротора Glidden Doman для вертолетов и ветряных турбин - 65-летняя история". Группа EPCo.
  3. ^ Гиббон, Терри. "Доман Вертолеты, Инк.". Группа EPCo. Получено 21 февраля, 2009.
  4. ^ а б c d е ж "AHS оплакивает гибель Глида Домана, последнего пионера вертолетов". Американское вертолетное общество. AHS International. Получено 7 июня, 2016.
  5. ^ а б c Стемпиен, Алексис. "Скорбь по гибели выпускника Глидден Домана". Мичиганский университет - Michigan Engineering. Университет Мичигана. Архивировано из оригинал 13 июня 2016 г.. Получено 10 июня, 2016.
  6. ^ а б c d Боулз, Марк Д. "Аполлон аэронавтики Программа НАСА по энергоэффективности самолетов". НАСА. НАСА. Получено 7 сентября, 2012.
  7. ^ а б c d «Исследования ветровой энергии приносят плоды». НАСА. Получено 31 мая, 2006.
  8. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м Якубовский, Мартин. «История развития технологии Seawind». Технология Seawind. Технология Seawind Ocean. Получено 7 января, 2017.
  9. ^ Спера, Дэвид А. (2009). Технология ветряных турбин: фундаментальные концепции ветроэнергетики. ASME Press. С. Глава 10.
  10. ^ а б Мартин, Дуглас (21 апреля 2001 г.). «Курт Хохенемсер, один из первых конструкторов вертолетов, умер в возрасте 95 лет». Нью-Йорк Таймс. Нью-Йорк Таймс. Получено 21 апреля, 2001.
  11. ^ «Антон Флеттнер». Нью-Йорк Таймс. Некролог. 30 декабря 1961 г.
  12. ^ Хохенемсер, Курт Х. (30 сентября 2001 г.). «Письмо мистеру Ворону - племяннику Антона Флеттнера». Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  13. ^ а б Орред, Сьюзан Р. «Местный житель Гранби Глидден С. Доман станет гостем в Музее авиации Новой Англии». Хартфорд Курант. Получено 12 марта, 2013.
  14. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q р s т ты Орред, Сьюзан Р. (6 марта 2013 г.). «Местный житель Грэнби - пионер в проектировании вертолетов и ветряных турбин». Патч Грэнби. Получено 6 марта, 2013.
  15. ^ "Сикорский Р-6 Доман Конверсия (ЛЗ-1А)". Музей авиации Новой Англии. Музей авиации Новой Англии.
  16. ^ "Glidden Doman". Возобновляемая энергия Устойчивая энергия. Зеленая Энергия Экспо ЕС. Получено 19 октября, 2020.
  17. ^ "Glidden Sweet Doman". Американское вертолетное общество. Международное американское вертолетное общество. Получено 9 июня, 2013.
  18. ^ Carlin, P.W .; Laxson, A.S .; Мулджади, Э. «История и современное состояние технологии ветряных турбин с регулируемой скоростью». NREL. Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии. Получено 1 февраля, 2001.
  19. ^ Эбберт, Стефани; Дейли, Бет (15 марта 2008 г.). «Предложение может успокоить шторм над ветряной электростанцией». Boston.com. Бостонский глобус. Получено 15 марта, 2008.
  20. ^ "Blue H Technologies запускает первую в мире плавающую ветряную турбину". MarineBuzz. Получено 21 июля, 2020.
  21. ^ а б c де Фриз, Эйз (1 апреля 2020 г.). «Seawind активизирует разработку радикальной двухлопастной морской турбины». Ветроэнергетика ежемесячно. Ветроэнергетика ежемесячно. В архиве с оригинала 21 июня 2020 г.. Получено 24 июля, 2020.
  22. ^ Джексон, Пол (2016). Самолеты всего мира Джейн. Соединенное Королевство: Информационная группа Джейн.
  23. ^ «Seawind и Олав Олсен совместно реализуют демонстрационный проект мощностью 6,2 МВт». offshoreWIND.biz. 21 февраля 2017 года.

внешняя ссылка