麻省理工學(xué)院 | 麻省理工學(xué)院燃?xì)廨啓C(jī)實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備向未來噴射
指南者留學(xué)
2023-02-02 20:15:04
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<p>1941年,美國國家科學(xué)院(National Academy of Sciences)任命了一個(gè)委員會來評估燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)在航空領(lǐng)域的應(yīng)用。燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)利用燃料燃燒過程中釋放的熱量來產(chǎn)生推進(jìn)推力。這群杰出人士得出結(jié)論,由于現(xiàn)有材料的溫度限制,燃?xì)廨啓C(jī)在推動飛機(jī)方面沒有太大的前景。</p>
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<p>然而,“委員會所不知道的是,第一個(gè)噴氣式發(fā)動機(jī)已經(jīng)在1940年在德國成功運(yùn)行:Junkers Jumo,”麻省理工學(xué)院燃?xì)廨啓C(jī)實(shí)驗(yàn)室(GTL)主任、T.A.威爾遜航空航天教授Zoltán Spakovszky教授說。盡管委員會已經(jīng)正確地確定了溫度限制,“德國工程師和設(shè)計(jì)師重新定義了這個(gè)問題,并引入了渦輪冷卻。”他解釋道。</p>
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<p>Junkers Jumo是世界上第一臺渦輪噴氣發(fā)動機(jī),在二戰(zhàn)期間投入使用,而弗蘭克·惠特爾爵士(Sir Frank Whittle)則在英國領(lǐng)導(dǎo)了渦輪噴氣發(fā)動機(jī)的發(fā)展。由于美國在發(fā)展渦輪噴氣發(fā)動機(jī)方面落后于德國和英國,Jerome C. Hunsaker教授有了在麻省理工學(xué)院建立一個(gè)專門研究燃?xì)鉁u輪推進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室的愿景。Hunsaker本身就是一位航空先驅(qū),也是國家航空咨詢委員會的成員,他從美國六個(gè)行業(yè)和美國海軍那里籌集了資金和支持,開始了這項(xiàng)事業(yè)。</p>
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<p>1947年10月7日,GTL在愛德華·斯托里·泰勒(Edward Story Taylor)教授的領(lǐng)導(dǎo)下正式成立,當(dāng)時(shí)美國所有主要航空和飛機(jī)公司都出席了開幕式。在75年的歷程中,GTL(現(xiàn)在位于航空航天系)一直處于應(yīng)用研究的前沿。斯帕科夫斯基說,該公司將繼續(xù)通過提供“推進(jìn)系統(tǒng)與新飛機(jī)概念和跨學(xué)科高影響力合作項(xiàng)目集成的新視角”來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。</p>
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<p>為了描述實(shí)驗(yàn)室的工作,前GTL主任、h·n·斯萊特航空航天學(xué)教授愛德華·格雷策(Edward Greitzer)教授引用了新加坡前總理李光耀的話說,他說的不是“完善已知的”,而是探索未知的。“這就是我們在GTL一直在努力做的事情,”格雷策說。“我們盡最大努力從戰(zhàn)略上思考我們能做的事情,這些事情不僅在智力上有趣,而且還會產(chǎn)生影響。”</p>
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<p>Spakovszky說,GTL“仍然非常強(qiáng)大,正在應(yīng)對新的和不同的挑戰(zhàn)。”“如今,我們不僅致力于推進(jìn)系統(tǒng)、噴氣發(fā)動機(jī)和發(fā)電廠,還致力于將噴氣發(fā)動機(jī)集成到飛機(jī)上,以及航空電氣化等前瞻性挑戰(zhàn)。”</p>
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<p>Greitzer指出,在早期,項(xiàng)目專注于一個(gè)學(xué)科,解決一個(gè)特定的問題,但今天的GTL工作在“更大范圍和規(guī)模的問題上,跨越學(xué)科,有時(shí)跨越組織。”例如,一個(gè)關(guān)于節(jié)油飛機(jī)概念設(shè)計(jì)的項(xiàng)目在NASA設(shè)施的一個(gè)大型風(fēng)洞中進(jìn)行了測試。</p>
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<p>斯帕科夫斯基補(bǔ)充說,同樣重要的是實(shí)驗(yàn)室對工業(yè)的關(guān)注。忠實(shí)于它的根源,GTL繼續(xù)致力于“不只是寫進(jìn)論文里,然后束之高閣的項(xiàng)目;他們實(shí)際上起到了推動作用,開始在工業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行真正的應(yīng)用。”用于固碳的超高壓比壓縮機(jī)和用于減少燃料消耗的超短航空發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道是GTL致力于的許多不同行業(yè)項(xiàng)目的例子。</p>
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<p><span class="h1"><strong>培養(yǎng)卓越、激情和協(xié)作</strong></span></p>
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<p>在過去的四分之三個(gè)世紀(jì)里,有近500名學(xué)生把GTL稱為他們的學(xué)術(shù)家。Borislav“Bobby”Sirakov是01屆SM, 04屆博士,他說,除了學(xué)術(shù)嚴(yán)謹(jǐn),學(xué)生們還掌握了技術(shù)溝通技巧。他說,“在GTL培養(yǎng)的用簡單的語言總結(jié)和解釋復(fù)雜主題的能力,在我的職業(yè)生涯中幫助很大。”</p>
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<p>Andras Kiss ' 13, SM ' 15,博士' 21,從他大二的課程16開始在GTL工作,直到他完成航空航天工程博士學(xué)位。“當(dāng)你寫報(bào)告或做演示時(shí),Zolti或Ed會說的第一件事就是‘用簡單的語言回答海爾邁爾問題(一系列關(guān)于風(fēng)險(xiǎn)、成本等問題),’Kiss笑著說,“這一切都是為了把你的工作精煉成非常平易近人、清晰的語言,這樣你就能確切地知道你在做什么。否則就很容易躲在細(xì)節(jié)后面。”</p>
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<p>基斯對GTL有許多美好的回憶,包括他花了18個(gè)月的時(shí)間為渦扇發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)電氣和燃油系統(tǒng),并使其順利工作。他回憶道:“第一次看到引擎啟動,真的很激動。”</p>
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<p>Phil Mullan SM ' 59, ME ' 62, ScD ' 64,在GTL工作期間在麻省理工學(xué)院主修機(jī)械工程,喜歡學(xué)術(shù)的嚴(yán)謹(jǐn)性。穆蘭說:“實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境讓我感到非常振奮,因?yàn)槠渌芯恐矶际欠浅B斆鞯娜恕?amp;rdquo;“他們來自不同的背景,有很多好想法可以分享,而且總是愿意提供幫助。”他還記得自己很期待上午和下午在圖書館喝咖啡的休息時(shí)間。</p>
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<p>根據(jù)Spakovszky的說法,那些突破所謂傳統(tǒng)智慧界限的想法是GTL的一個(gè)重要區(qū)別。在這方面有兩項(xiàng)研究計(jì)劃,一項(xiàng)是微型發(fā)動機(jī),一種襯衫紐扣大小的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī),使用計(jì)算機(jī)芯片制造,用于便攜式動力;另一項(xiàng)是靜音飛機(jī)計(jì)劃,專注于概念設(shè)計(jì)一種飛機(jī),其噪音在機(jī)場邊界外是難以察覺的。</p>
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<p>這種方法在實(shí)驗(yàn)室早期的挑戰(zhàn)中也很明顯,比如為德拉瓦爾風(fēng)洞和空氣系統(tǒng)找到原始的驅(qū)動系統(tǒng)。不要與MIT AeroAstro的萊特兄弟風(fēng)洞混淆,可重構(gòu)的De Laval風(fēng)洞位于31號樓內(nèi),為各種測試設(shè)施提供空氣。斯帕科夫斯基說:“后勤方面的挑戰(zhàn)是如何用馬達(dá)來驅(qū)動壓縮機(jī)。”原來,“大比目魚號”(USS Halibut)是一艘“加托”級潛艇,1945年在新罕布什爾州退役。艾迪·泰勒1947年從潛艇里買了馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng)放在這里。我們一直使用該設(shè)備,直到幾年前(2017年)進(jìn)行了翻新,現(xiàn)在有了一個(gè)新的電動機(jī)來驅(qū)動De Laval空氣系統(tǒng)。”</p>
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<p>據(jù)格雷策說,自從他1977年(從普惠公司)加入GTL以來,一直有令人愉快的技術(shù)驚喜。其中之一就是靜音飛機(jī)倡議。格雷策說:“我的期望是我們要在性能上進(jìn)行權(quán)衡——燃油消耗與噪音。”“但我們發(fā)現(xiàn),如果你考慮開放飛機(jī)的設(shè)計(jì),你就不必做出這些妥協(xié),你可以減少噪音,提高燃油燃燒性能。”</p>
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<p><span class="h1"><strong>歡慶輝煌的未來</strong></span></p>
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<p>泰勒在1947年為實(shí)驗(yàn)室揭幕的歡迎辭中說:“似乎沒有必要強(qiáng)調(diào)燃?xì)廨啓C(jī)作為原動力的重要性日益增長。”在演講中,他還將GTL稱為“專門為研究燃?xì)廨啓C(jī)中遇到的問題而設(shè)計(jì)的新實(shí)驗(yàn)室”。</p>
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<p>2022年10月7日,75年后的今天,Spakovszky向來自世界各地的140多名校友、行業(yè)成員和學(xué)術(shù)名人發(fā)表了講話,他們回到校園,慶祝GTL的歷史性里程碑。穆蘭——帶著他的孫子,普拉特和惠特尼公司的工程師——西拉科夫和基斯都是出席的實(shí)驗(yàn)室校友。</p>
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<p>“與75年前相比,現(xiàn)在的挑戰(zhàn)有所不同,但我們進(jìn)行研究的方式和合作的方式?jīng)]有改變。今天,我們正在研究航空電氣化,并使用氫等新燃料。”斯帕科夫斯基說。“最重要的是,我們的名字沒有改變,我們?nèi)匀皇侨細(xì)廨啓C(jī)實(shí)驗(yàn)室,但我們所做的不僅僅是燃?xì)廨啓C(jī),還涉及該領(lǐng)域的不同方面。”</p>
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<p>該實(shí)驗(yàn)室令人振奮的環(huán)境和對燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)的熱情在慶?;顒又械玫搅顺浞值恼故?,與會者很高興地與老朋友和導(dǎo)師見面,并在參觀GTL翻新的設(shè)施時(shí)回憶起過去,了解更多最新的研究,甚至還參觀了展出的容克Jumo 004發(fā)動機(jī),這是該領(lǐng)域歷史的象征。</p>
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<p>雖然2022年是GTL歷史上的一個(gè)重要里程碑,但Sirakov相信,GTL實(shí)驗(yàn)室將永遠(yuǎn)走在進(jìn)步的前沿。</p>
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<p>他說:“我很高興看到這么多新的測試平臺和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目正在進(jìn)行。”“我為實(shí)驗(yàn)室的悠久歷史、對該領(lǐng)域的眾多貢獻(xiàn),以及所有航空航天領(lǐng)導(dǎo)人出席(發(fā)射)的強(qiáng)大開端感到自豪。值得注意的是,經(jīng)過這么多年,麻省理工學(xué)院GTL實(shí)驗(yàn)室仍然與航空、太空和汽車(研究)領(lǐng)域以及電氣化和清潔能源等所有令人興奮的新領(lǐng)域密切相關(guān)。”</p>
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<p>格雷策表示同意。“75周年慶典的感覺是,燃?xì)廨啓C(jī)實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)特殊的地方,它是獨(dú)特的,它是不同的,”格雷策說。“我們將繼續(xù)探索之旅,去了解未知。”</p>
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<p>注:本文由院校官方新聞直譯,僅供參考,不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點(diǎn)。</p>
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