Чарльз М. Олмстед

В этой статье есть несколько проблем. Помогите улучшить ее или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти сообщения ) В этой статье содержится список литературы , сопутствующих материалов или внешних ссылок , но ее источники остаются неясными, поскольку в ней отсутствуют встроенные цитаты .Пожалуйста, помогите улучшить эту статью, добавив более точные цитаты. ( Февраль 2024 )( Узнайте, как и когда удалить это сообщение ) Эта статья может чрезмерно полагаться на источники, слишком тесно связанные с темой , что потенциально делает статью не поддающейся проверке и нейтральной .Пожалуйста, помогите улучшить его, заменив их более подходящими ссылками на надежные, независимые источники . ( Февраль 2024 )( Узнайте, как и когда удалить это сообщение ) Вводный раздел этой статьи может оказаться слишком коротким, чтобы адекватно изложить основные положения .Пожалуйста, рассмотрите возможность расширения лида, чтобы предоставить доступный обзор всех важных аспектов статьи. ( Февраль 2024 ) ( Узнайте, как и когда удалить это сообщение )

Чарльз Морган Олмстед (19 января 1881 – 1948) был американским авиационным инженером .

Чарльз М. Олмстед получил докторскую степень по астрофизике и стал авиационным инженером в начале 20 века. Когда ему было 14 лет, он спроектировал и построил планер , одну из первых моделей, когда-либо испытанных в Соединенных Штатах. Осенью 1909 года Олмстед возглавил попытку компании Pitts начать производство самолетов в отличие от паровых тракторов, которые они производили. Он начал в 1909 году с проектирования и строительства винта с минимальными индуцированными потерями, а затем в 1910 году — прототипа самолета прочной конструкции, в отличие от сверхлегкой конструкции того времени, самолета, который имел бы внутреннюю устойчивость и эффективный обтекаемый профиль. Пропеллеры Olmsted с минимальными потерями установили множество рекордов по скороподъемности, скорости и весу, поднятому в воздух в полетах построенных Curtiss летающих лодок Edith и America в 1914 году, а также различных военных судов в 1917 и 1918 годах. Поскольку они были на 20% эффективнее стандартной конструкции, пропеллеры Olmsted с минимальными потерями также использовались на первом этапе исторических трансатлантических перелетов самолетов NC в 1919 году. Чарльза Олмстеда можно считать первым американским инженером-авиаконструктором с научной подготовкой в ​​современном смысле этого слова: тем, кто применяет математическую методологию к научному изучению воздушного потока , конструкции пропеллера и к анализу прочности и веса материалов для проектирования и строительства самолетов.

Олмстед не был первым в США, кто спроектировал, построил и управлял планером, что он сделал в возрасте 13 лет в 1894 году, но он был, вероятно, первым ребенком, который сделал это. В 1894 году Чарльз Олмстед спроектировал и построил планер, на котором в течение следующего года он совершил самый продолжительный полет на планере, когда-либо достигнутый в Америке к тому времени. Наиболее примечательно, что начиная с 1910 года Олмстед был первым, кто спроектировал и построил обтекаемый монококовый самолет, и Олмстед, безусловно, был первым, кто разработал винт с минимальными индуцированными потерями .

В 1894 и 1895 годах Чарльз Олмстед учился в Гарвардском университете . После Гарварда Олмстед учился в Геттингенском университете и Институте Вильгельма в Бонне с 1902 по 1906 год, получив докторскую степень в Бонне. В 1908 году Олмстед начал эксперименты и теоретические исследования винтов с минимальными потерями. Всего через пять лет после первого успешного полета братьев Райт Чарльз Олмстед разработал начальные уравнения, описывающие форму лопасти и шаг для достижения максимально достижимой эффективности винта самолета. В ходе первых в истории испытаний полноразмерных винтов в аэродинамической трубе в 1909 году Олмстед усовершенствовал свою конструкцию и теорию винтов.

Такое повышение эффективности имело решающее значение для успешной эксплуатации ранних трансатлантических летающих лодок, таких как America (1914) и четыре Curtiss NC (1919), все из которых использовали пропеллеры Olmsted. После окончательного тестирования 12 июля 1914 года в рамках подготовки к запланированному трансатлантическому полету Гленн Кертисс публично объявил пропеллеры Olmsted, «лучшие и самые эффективные из всех, что я когда-либо видел». Через два года после разработки уравнений пропеллера в 1908 году Olmsted сформировал синдикат с компанией Buffalo Pitts Company для разработки прототипа самолета для массового производства.

Основанная в 1851 году, компания Buffalo Pitts Company выросла в крупнейшего в мире производителя молотилок и паровых тяговых двигателей. Расположенная на канале Эри в портовой зоне Буффало, «города королевы озер», компания поставляла сельскохозяйственное оборудование во все уголки земного шара (табл. 3). Осенью 1909 года Чарльз Олмстед создал аэродинамическую лабораторию на третьем этаже здания Buffalo Pitts, где он должен был проверить свои уже разработанные математические методы для производства пропеллера с «минимальными индуцированными потерями». Главным объектом внимания Олмстеда были огромные электрические динамо-машины Ниагарского водопада, снабжавшие электроэнергией компанию Pitts Company, что позволило бы ему использовать управляемые мощные электродвигатели для создания высокоскоростного ветра для точного испытания пропеллеров и моделей самолетов в аэродинамической трубе. Весной 1910 года Олмстед возглавил попытку компании Pitts начать производство самолетов в противовес паровым тракторам, которые они производили. Он начал с проектирования и строительства прототипа самолета прочной конструкции, в отличие от сверхлегкой конструкции того времени, самолета, который имел бы внутреннюю устойчивость и эффективный обтекаемый профиль. Самолет был таким же легким и изящным, насколько паровые двигатели компании Pitts были тяжелыми и громоздкими. К сожалению, компания Buffalo Pitts опоздала с попыткой диверсификации и стала жертвой депрессии 1912–1914 годов.

Почти завершенный к 1912 году, монококовый самолет Olmsted Bird стал одним из первых настоящих цельнолитых «самолетов» научно разработанной конструкции и структуры, когда-либо построенных. Его крылья были сделаны из тонких листов хромованадиевой стали, алюминия и липовых пластин, все прочно склепанных вместе. Его фюзеляж, как и у Spruce Goose, несмотря на его название, был отлит из монококовой ламинированной березы. Тщательное тестирование веса и прочности материалов и деталей, используемых в его конструкции, сыграло первостепенную роль в его конструкции, как и тестирование в аэродинамической трубе для минимизации сопротивления и максимизации подъемной силы. Современные самолету Olmsted-Buffalo-Pitts самолеты были изготовлены из деревянных ребер и часто бамбукового каркаса, покрытого лакированной тканью по сути сверхлегкой конструкции. Даже летающие лодки Curtiss все еще имели прорезиненные тканевые крылья, чтобы поднять их тонкие деревянные корпуса лодок. Поскольку пилот самолета Олмстеда будет окружен сминаемыми ламинированными деревянными конструкциями, эти конструкции поглотят большую часть удара в случае крушения. Благодаря дополнительному включению «внутренней устойчивости» в полете, а также «вокруг сваливания» и «специального шасси» для посадки носом вперед Олмстед хотел сделать «самолетирование таким же безопасным и осуществимым, как и автомобилизм».

Прототип самолета, который Чарльз Олмстед спроектировал в 1910 году для синдиката Буффало-Питтс-Олмстед, имел откинутые назад крылья с плавно изменяемым изгибом и большим удлинением, идентичные по форме крыльям DC-3 1935 года. Он также имел убирающееся шасси с носовой частью, приподнятую хвостовую часть с большим удлинением Т-образной формы и гироскопически устойчивый двигатель воздушного охлаждения Gnome, вращающийся в направлении движения. Два вращающихся в противоположных направлениях максимально эффективных толкающих винта были установлены близко друг к другу на вершине крыльев и закрытых поверхностях крепления колеса для противодействия завихрению. Над ними и позади них имеются специальные стойки, чтобы дополнительно преобразовать оставшееся завихрение непосредственно в подъемную силу и тягу. Завихрение винта было затруднено на ходе вверх, но свободно на ходе вниз для увеличения подъемной силы при взлете.

Главным новаторским новшеством в самолете является то, что каждая деталь была тщательно проанализирована на прочность для стандартной избыточности прочности и минимального веса. Все деревянные детали имели конструкцию с полой обшивкой. Для каждой детали были сделаны чертежи и шаблоны, так что компания Buffalo Pitts Company могла немедленно приступить к сборочному производству успешного прототипа где-то в конце 1912 года. Многие из особенностей самолета Buffalo-Pitts-Olmsted включены в углеродное волокно 2008 Pipistrel Virus, победителя премии NASA 2007 и 2008 годов. Virus также использует обтекаемый фюзеляж, подвешенный под крылом, и приподнятую Т-образную хвостовую часть. Пропеллер Virus также относится к типу, запатентованному Olmsted. Общее сходство двух аппаратов, разделенных почти 100 годами во времени, весьма поразительно (см. стр. 18–19). Сегодня самолет можно увидеть в центре Udvar Hazy Смитсоновского института, но от компании Buffalo Pitts не осталось и следа. Весь комплекс, занимающий кварталы между улицами Virginia и Carolina по обе стороны Fourth Street, был сровнен с землей и превращен в школьное игровое поле. Возможно, в память о футбольном мяче Spaulding, который бы выдержал удар приземления передним колесом Olmsted Bird, если бы ему дали возможность летать, стойка ворот футбольного поля теперь отмечает место, где Bird потеряла крылья.

Olmsted-Buffalo-Pitts 1912 Monocoque Bird с крыльями из тонкого хромованадиевого стального листа, алюминиевого листа и липового ламината, а также фюзеляжем, отлитым из монокока ламинированного березового и хромованадиевого стального листа, был одним из первых настоящих «самолетов» научно разработанной конструкции и конструкции, когда-либо изготовленных. Первоначальная разработка самолета была остановлена, когда он был завершен на 90% из-за банкротства компании Buffalo Pitts летом 1912 года. Затем Чарльз Олмстед основал Физическую лабораторию CMO и продолжал производить и продавать сверхэффективные пропеллеры самостоятельно в течение еще семи лет.

Действительно, летающие лодки с винтами Olmsted дважды побили мировой рекорд грузоподъемности в 1914 году, гидроплан MacDonnell с винтом Olmsted установил рекорд военно-морского флота по подъему в 1917 году, а истребитель Le Pere показал самый быстрый полет с винтом Olmsted в 1918 году. Винты Olmsted также позволили лодкам NC летать с весом на 1500 фунтов больше, и они также сократили взлетную дистанцию ​​вдвое. Чарльз Олмстед также был первым, кто спроектировал супертранспортный аппарат WIGE (эффект крыла в земле) весной 1942 года. В результате этих усилий в конечном итоге была разработана огромная летающая лодка Говарда Хьюза , Spruce Goose , как показывают записи со встречи с Джоном Тауэрсом ((Olmsted 2020: 226–230.

За всю свою жизнь Олмстед совершил всего четыре полета на самолете с работающим двигателем.

• Кертисс NC-4
• Horten HV — конструкция летающего крыла из Германии, в которой по сути использовались толкающие воздушные винты модели Олмстеда.
• Джон Сирил Порте

• Олмстед, Гарретт. Olmsted Pusher . World War I Aero #87, ноябрь 1981 г., стр. 30–52.

Олмстед, Гарретт. ПОДРЕЗАННЫЕ КРЫЛЬЯ: Роль Чарльза Олмстеда в истории полетов . 2020. Academia.edu.

В Wikisource есть оригинальный текст, относящийся к этой статье:

Чарльз М. Олмстед

• https://www.academia.edu/41857334/CLIPPED_WINGS_Charles_Olmsteds_Role_in_the_History_of_Flight
• Патенты Google: 1019078
• Национальный музей ВВС США: высокоэффективный пропеллер Olmsted
• https://www.academia.edu/41857334/CLIPPED_WINGS_Charles_Olmsteds_Role_in_the_History_of_Flight
• Идентификаторы WorldCat: Чарльз М. Олмстед
• «Максимально эффективный пропеллер», Гарретт С. Олмстед
• Ancestry.com: Чарльз М. Олмстед
• Музей аэрокосмической техники Айры Г. Росса: Зал славы 2010 г. ^{[ постоянная неработающая ссылка ‍ ]}