| Fødsel |
13. juni 1893 London ( UK ) |
|---|---|
| Død | 13. oktober 1963 |
| Nationalitet | UK |
| Områder | brudmekanik , luftfart |
| Institutioner | Royal Aircraft Establishment, derefter Société Rolls-Royce |
| Eksamensbevis | University of Liverpool |
| Berømt for |
Griffith Criterion Rolls-Royce Avon Reactor |
| Priser | Royal Aeronautical Society sølvmedalje (1955) |
Alan Arnold Griffith (13. juni 1893 - 13. oktober 1963) er en engelsk ingeniør videregivet til eftertiden for sin mesterlige fortolkning af skørbrud og metaludmattelse med hensyn til elastiske belastninger (1920). Efterfølgende var han den første til at udvikle en tilfredsstillende teori om turbopropmotoren .
AA Griffith studerede teknik og afsluttede en afhandling i mekanik ved University of Liverpool . Rekrutteret i 1915 på Royal Aircraft Factory som trainee, sluttede han sig til Physics and Instrument Department det følgende år på Royal Aircraft Establishment (RAE).
Så tidligt som i 1917 anbefalede han med GI Taylor at visualisere de elastiske stressfelter ved hjælp af sæbebobler : en film af sæbe, der strækkes over sving efter vinklerne på objektet, der skal undersøges, tager iridescens, som afslører variationerne i spændinger. Denne metode, ligesom dem inden for fotoelastiskimetri, kan nu simuleres af computeren.
Griffith er nu bedst kendt for sin teori på området for tvang elastik omkring revner, og dens anvendelse på den gradvise revnedannelse af metaller. På det tidspunkt, hvor Griffith begyndte sin forskning, blev det generelt anset, at den ultimative belastning af et metal var omkring E / 10, hvor E er Youngs modul af det samme metal; men ingeniørerne var godt klar over, at bruddet undertiden sker med en værdi 1000 gange mindre. Griffith opdagede, at der er mikrobrud i alt naturligt materiale, og antog, at disse revner under belastning bidrager til at sænke den samlede styrke af en prøve, fordi (dette var velkendt for mekanikerne) ethvert åbent arbejde i massen af en del er sædet af stresskoncentration ; og disse koncentrationer når den skønnede kritiske intensitet af E / 10 ved enderne af revnerne meget hurtigere end i den intakte masse af metaller.
Derfra formulerede Griffith en teoretisk analyse af skør brud med hensyn til elastisk belastningsenergi . Denne teori beskriver udbredelsen af revner i elliptisk geometri (forenkling af antagelsen, da ingen revner er nøjagtigt elliptiske) ved at postulere bevarelsen af energi. Ligningen, opsummeret af Griffiths kriterium , udtrykker dybest set, at en revne kan vokse til det punkt, hvor en del ødelægges; og at stigningen i den revnede overflade absorberer en del af belastningsenergien. Den manglende kriterium af Griffith svarer til den nævnte pause "skrøbelig". Da den spredte spændingsenergi er (ifølge Griffiths beregninger) direkte proportional med kvadratet af revnelængden, kan en lille revne stadig absorbere spændingsenergien ved at deformere elastisk uden at revne længden uopretteligt. Der eksisterer således en størrelse på grænseknæk, kendt som "Griffiths længde". Ud over Griffiths længde bliver revnen farlig.
Denne nu klassiske artikel, der blev offentliggjort i 1920 ("Fænomenet brud og strøm i faste stoffer"), havde en enorm indflydelse og resulterede i mange tilpasninger i fabrikker og produktionslinjer: pludselig mistede hærdningen af metaller forårsaget af koldvalsning alle sine mysterium. Luftfartsproducenter forstod, hvorfor deres prototyper mislykkedes, selv når de havde forstærket dem ud over det, der blev anset for nyttigt dengang; snart fik de slibet deres stykker for at udrydde overfladesprækker. Allerede i 1930'erne resulterede dette i en række fly med særligt elegante linjer, såsom Boeing 247 . Griffith-afhandlingen var udbredt i 1950'erne af GR Irwin (in) for at gøre den anvendelig til næsten alle materialer, ikke kun metaller.
I 1926 offentliggjorde Griffith en revolutionerende ny artikel: An Aerodynamic Theory of Turbine Design ., Hvor han demonstrerede, at de eksisterende vindmøllers dårlige ydeevne blev forklaret med en designfejl: nemlig at bladene " stoppede " med jævne mellemrum; Baseret på denne observation foreslog han en profilering af bladene, der skulle forbedre deres ydeevne på en spektakulær måde. Artiklen går så langt som at beskrive en motor baseret på en aksial kompressor og en to-trins turbine, hvor det første trin fodrer kompressoren, mens den anden virker på et grundstempel beregnet til et drivmiddel. Man kan se i dette primitive design en forløber for turbopropmotoren . Efter at have læst denne artikel besluttede Aeronautical Research Committee at subsidiere et modelforsøg med en enkelt-trins aksial kompressor og en enkelt-trins aksial turbine. Fremstillingen såvel som opførelsen af en dedikeret testbænk blev afsluttet i 1928, og så RAE var i stand til at teste forskellige ordninger af turbopropmotorer.
Samtidig skrev Frank Whittle sin afhandling om turbinemotorer ved hjælp af en centrifugalkompressor og en en-trins aksialturbine, hvor udstødningsgasserne blev brugt til at drive flyet ved reaktion . Whittle sendte en af sine artikler til Air Ministry i 1930, som blev sendt til Griffith til gennemgang. Efter at have bemærket en fejl i Whittles beregninger, indikerede Griffith, at kompressorens høje mastermoment gjorde det uegnet til fly, og at røggassens udstødning ikke gav tilstrækkelig reaktionseffekt . Luftministeriet lod derfor Whittle vide, at de ikke var interesserede i hans projekt. Whittle blev ødelagt, men RAF-venner overtalte ham til at forfølge sin idé. Som en glad sikkerhedsforanstaltning havde Whittle patenteret sin idé i 1930, som gjorde det muligt for ham at starte sit firma, Power Jets , i 1935.
Griffith blev den vigtigste videnskabelige rådgiver for det nyoprettede Air Ministry-laboratorium i South Kensington . Der udviklede han kontraflow- benzin- turbinen , der brugte to par modstående kompressorskiver, der var indlejret i den anden. Dette diagram gik imod den sædvanlige konfiguration, hvor kompressorerne presser luften mod en stator , det vil sige i det væsentlige en fast kompressordisk. Hvis dette resulterede i en betydelig gevinst i kompression, blev kompleksiteten af motoren uoverkommelig. I 1931 Griffith tilbage til RAE at overtage motor forskning, men han måtte vente til 1938 for endelig at tage ansvaret for Engine Department , og begynde udviklingen af aksiale motorer. Da Hayne Constant kom ind i teamet , begyndte de at arbejde på Griffiths originale motor uden kontrastrøm i partnerskab med Metropolitan-Vickers (Metrovick) fabrikker .
Whittles jetprototyper til Power Jets skred dog hurtigt, og snart måtte Griffith erkende den praktiske mulighed for jetfremdrivning med direkte jet. En nødændring i planerne i begyndelsen af 1940 resulterede i Metrovick F.2 , som afsluttede sin testflyvning i slutningen af året. F.2, med et skub på 950 kgf , var klar til test i 1943 og blev brugt som erstatningsmotor på en Gloster Meteor , F.2 / 40, i november. Whittles motor producerede en reaktor, der ligner Jumo 004 fra den tyske Messerschmitt Me 262 med overlegen ydeevne. Imidlertid fik dens kompleksitet dem til at give afkald på dens masseproduktion.
Griffiths foragt for Whittles idé har været genstand for meget blæk siden, hvor nogle forfattere betragter det som et udtryk for direktøren for RAEs perfektionisme, andre som stolthed. Bestemt forsinkede Griffith udviklingen af jetmotoren i England i et par år.
Han sluttede sig til Rolls-Royce Company i 1939 og arbejdede der indtil sin pensionering iJuli 1960. Han designede AJ.65 aksial turbojet , som monterede Avon-motoren , Rolls-Royces første kommercielle jetfly. Derefter blev han interesseret i begrebet " dobbeltstrøms turbojet " (kaldet bypass i England) og spillede en afgørende rolle i konstruktionen af Rolls-Royce RB.80 Conway . Griffith førte til sidst banebrydende arbejde inden for Vertical Takeoff Technology (VTA), der kulminerede i opførelsen af Rolls-Royce Thrust Measuring Rig .
Griffith blev ansat det meste af sin karriere på projekter, der involverede militære anliggender, meget lidt. Men han blev enstemmigt anerkendt af det videnskabelige samfund: stipendiat fra Royal Society i 1941, øverstbefalende for det britiske imperium i 1948 og sølvmedalje fra Royal Aeronautical Society i 1955.
