| Geburt |
13. Juni 1893 London ( UK ) |
|---|---|
| Tod | 13. Oktober 1963 |
| Staatsangehörigkeit | Vereinigtes Königreich |
| Bereiche | Bruchmechanik , Luftfahrt |
| Institutionen | Royal Aircraft Establishment, dann Société Rolls-Royce |
| Diplom | Universität von Liverpool |
| Bekannt für |
Griffith-Kriterium Rolls-Royce Avon- Reaktor |
| Auszeichnungen | Silbermedaille der Royal Aeronautical Society (1955) |
Alan Arnold Griffith (13. Juni 1893 - - 13. Oktober 1963) Ist ein Englisch - Ingenieur der Nachwelt für seine meisterhafte Interpretation weitergegeben Sprödbruch und Metallermüdung in Bezug auf den elastischen Spannungen (1920). Anschließend entwickelte er als erster eine zufriedenstellende Theorie des Turboprop-Motors .
AA Griffith studierte Ingenieurwissenschaften und schloss eine Diplomarbeit in Mechanik an der Universität von Liverpool ab . Er wurde 1915 als Auszubildender in der Royal Aircraft Factory eingestellt und trat im folgenden Jahr in die Abteilung für Physik und Instrumente der Royal Aircraft Establishment (RAE) ein.
Bereits 1917 empfahl er mit GI Taylor , die elastischen Spannungsfelder mit Seifenblasen zu visualisieren : Ein Seifenfilm, der über Windungen gespannt ist und den Winkeln des zu untersuchenden Objekts folgt, nimmt Schillern an, das die Spannungsschwankungen aufzeigt. Diese Methode kann nun wie die der Photoelastik mit dem Computer simuliert werden.
Griffith ist jetzt am besten für seine Theorie auf dem bekannte Gebiet von Constraint elastisch um die Risse, und seine Anwendung auf den progressiven Cracken von Metallen. Zu der Zeit, als Griffith seine Forschung begann, wurde allgemein angenommen, dass die endgültige Spannung eines Metalls etwa E / 10 betrug, wobei E der Elastizitätsmodul desselben Metalls ist; Die Ingenieure waren sich jedoch bewusst, dass der Bruch manchmal bei einem 1000-mal geringeren Wert auftritt. Griffith entdeckte, dass das gesamte native Material Mikrorisse aufweist, und stellte die Hypothese auf, dass diese Risse unter Belastung zur Verringerung der Gesamtfestigkeit einer Probe beitragen, da (dies war der Mechanik bekannt) jede Unterbrechung in der Masse eines Teils der Sitz ist der Stresskonzentration ; und diese Konzentrationen erreichen die angenommene kritische Intensität von E / 10 an den Enden der Risse viel schneller als in der intakten Masse von Metallen.
Von dort formulierte Griffith eine theoretische Analyse des Sprödbruchs hinsichtlich der elastischen Verformungsenergie . Diese Theorie beschreibt die Ausbreitung von Rissen elliptischer Geometrie (vereinfachende Annahme, da kein Riss genau elliptisch ist) durch Postulierung der Energieerhaltung. Die Gleichung, zusammengefasst nach Griffiths Kriterium , drückt im Wesentlichen aus, dass ein Riss so weit wachsen kann, dass ein Teil ruiniert wird. und dass die Zunahme der gerissenen Oberfläche einen Teil der Verformungsenergie absorbiert. Das Versagenskriterium von Griffith entspricht dem Bruch "zerbrechlich". Da die dissipierte Verformungsenergie (nach Griffiths Berechnungen) direkt proportional zum Quadrat der Risslänge ist, kann ein kleiner Riss die Verformungsenergie durch elastische Verformung absorbieren, ohne die Risslänge irreversibel zu erhöhen. Es gibt also eine Größe des Grenzrisses, die als "Länge von Griffith" bekannt ist. Jenseits von Griffiths Länge wird der Riss gefährlich.
Dieser jetzt klassische Artikel, der 1920 veröffentlicht wurde ("Das Phänomen des Bruchs und Fließens in Festkörpern"), hatte einen enormen Einfluss und führte zu vielen Anpassungen in Fabriken und Produktionslinien: Plötzlich verlor die durch Kaltwalzen verursachte Aushärtung von Metallen alle seine Eigenschaften Geheimnis. Flugzeughersteller verstanden, warum ihre Prototypen versagten, selbst wenn sie sie über das hinaus verstärkt hatten, was damals für nützlich gehalten wurde. Bald hatten sie ihre Stücke abgerieben, um Oberflächenrisse zu beseitigen. Dies führte bereits in den 1930er Jahren zu einer Reihe von Flugzeugen mit besonders eleganten Linien, wie beispielsweise der Boeing 247 . Die Griffith-These war in den 1950er Jahren von GR Irwin (in) weit verbreitet , um sie auf fast alle Materialien anwendbar zu machen, nicht nur auf Metalle.
Im Jahr 1926 veröffentlichte Griffith einen revolutionären neuen Artikel: Eine aerodynamische Theorie des Turbinendesigns , in dem er demonstrierte, dass die schlechte Leistung bestehender Turbinen durch einen Konstruktionsfehler erklärt wurde: nämlich dass die Schaufeln periodisch " blockierten "; Basierend auf dieser Beobachtung schlug er eine Profilierung der Klingen vor, um ihre Leistung auf spektakuläre Weise zu verbessern. Der Artikel geht so weit, einen Motor zu beschreiben, der auf einem Axialkompressor und einer zweistufigen Turbine basiert , wobei die erste Stufe den Kompressor speist, während die zweite auf einen Ansaugkolben wirkt, der für ein Treibmittel vorgesehen ist. Man kann in diesem primitiven Design einen Vorläufer des Turboprop-Motors sehen . Nachdem das Aeronautical Research Committee diesen Artikel gelesen hatte, beschloss es, ein Modellexperiment mit einem einstufigen Axialkompressor und einer einstufigen Axialturbine zu subventionieren. Die Herstellung sowie der Bau eines speziellen Prüfstands wurden 1928 abgeschlossen, und auf diese Weise konnte die RAE verschiedene Schemata von Turboprop-Motoren testen.
Gleichzeitig schrieb Frank Whittle seine Diplomarbeit über Turbinentriebwerke unter Verwendung eines Radialkompressors und einer einstufigen Axialturbine, wobei die Abgase verwendet wurden, um das Flugzeug durch Reaktion anzutreiben . Whittle schickte 1930 einen seiner Artikel an das Luftfahrtministerium , der Griffith zur Überprüfung vorgelegt wurde. Nachdem Griffith einen Fehler in Whittles Berechnungen festgestellt hatte, gab er an, dass das hohe Hauptdrehmoment des Kompressors ihn für Flugzeuge ungeeignet machte und dass die Abgase der Rauchgase keinen ausreichenden Reaktionseffekt zeigten . Das Luftfahrtministerium ließ Whittle daher wissen, dass sie nicht an seinem Projekt interessiert waren. Whittle war am Boden zerstört, aber RAF-Freunde überredeten ihn, seine Idee weiterzuverfolgen. Als glückliche Vorsichtsmaßnahme hatte Whittle 1930 seine Idee patentiert, die es ihm ermöglichte , 1935 seine Firma Power Jets zu gründen .
Griffith wurde der wichtigste wissenschaftliche Berater des neu geschaffenen Labors des Luftfahrtministeriums in South Kensington . Dort entwickelte er die Gegenstrom-Benzinturbine , bei der zwei gegenüberliegende Kompressorscheibenpaare ineinander verschachtelt waren. Dieses Diagramm widersprach der üblichen Konfiguration, bei der die Kompressoren die Luft gegen einen Stator drücken , dh im Wesentlichen gegen eine feste Kompressorscheibe. Wenn dies zu einem signifikanten Kompressionsgewinn führte, wurde die Komplexität des Motors unerschwinglich. Im Jahr 1931 kehrte Griffith an den RAE Motorenforschung zu übernehmen, aber er mußte bis 1938 warten , um schließlich verantwortlich für die übernehmen Motorabteilung und die Entwicklung von Axial - Flow - Motoren beginnen. Mit dem Beitritt von Hayne Constant zum Team begannen sie in Zusammenarbeit mit den Fabriken von Metropolitan-Vickers (Metrovick) mit der Arbeit an Griffiths ursprünglichem Nicht-Gegenstrom-Motor .
Whittles Jet-Prototypen für Power Jets gingen jedoch schnell voran, und bald musste Griffith die praktische Möglichkeit eines Jet-Antriebs durch Direktjet erkennen. Eine Notfalländerung der Pläne Anfang 1940 führte zum Metrovick F.2 , der Ende des Jahres seinen Testflug abschloss. Der F.2 mit einem Schub von 950 kgf war 1943 testbereit und wurde im November als Ersatzmotor für einen Gloster Meteor , den F.2 / 40, eingesetzt. Der Motor von Whittle produzierte einen Reaktor, der dem Jumo 004 des deutschen Messerschmitt Me 262 sehr ähnlich war , mit überlegener Leistung. Aufgrund ihrer Komplexität verzichteten sie jedoch auf die Massenproduktion.
Griffiths Verachtung für die Idee von Whittle war seitdem Gegenstand vieler Tinte, wobei einige Autoren dies als Ausdruck des Direktors des RAE-Perfektionismus betrachteten, andere als Stolz. Sicherlich hat Griffith die Entwicklung des Triebwerks in England um einige Jahre verzögert.
Er trat 1939 in die Rolls-Royce Company ein und arbeitete dort bis zu seiner Pensionierung inJuli 1960. Er entwarf die AJ.65 axiale turbojet , die den Einbau Avon Motor , Rolls-Royce erste kommerzielle Jet - Flugzeugen. Dann interessierte er sich für das Konzept des " Double-Flow-Turbojets " ( in England Bypass genannt ) und spielte eine entscheidende Rolle beim Bau des Rolls-Royce RB.80 Conway . Griffith leitete schließlich Pionierarbeit in der vertikalen Starttechnologie (VTA) und gipfelte in der Konstruktion des Rolls-Royce-Schubmessgeräts .
Griffith war die meiste Zeit seiner Karriere für Projekte im Zusammenhang mit militärischen Angelegenheiten tätig und veröffentlichte nur sehr wenig. Aber er wurde von der wissenschaftlichen Gemeinschaft einstimmig anerkannt: Mitglied der Royal Society im Jahr 1941, Commander des British Empire im Jahr 1948 und Silbermedaille der Royal Aeronautical Society im Jahr 1955.
