Войти
Артур Роберт Кантровиц (20 октября 1913 г. - 29 ноября 2008 г.) был Американский ученый, инженер и педагог.
Кантровиц вырос в Бронксе и окончил среднюю школу ДеВитта Клинтона.. Он получил степень бакалавра, магистра и в 1947 году докторскую степень. Степень по физике от Колумбийского университета.
Кантровиц родился в Нью-Йорке на 28 октября 1913 г. Его мать была художником по костюмам, а отец руководил клиникой в Бронксе. В детстве Артур построил электрокардиограф из старых радиодеталей, работая со своим братом Адрианом (который впоследствии провел первую трансплантацию сердца в Соединенных Штатах. Штаты.)
Во время учебы в аспирантуре Колумбийского университета Кантровиц начал работать физиком в 1936 году в Национальном консультативном комитете по аэронавтике (NACA). будет продолжаться десять лет. Во время получения докторской степени Кантровиц находился под руководством Эдварда Теллера. В течение следующих десяти лет он продолжал преподавать в Корнельском университете, а позже в 1955 году основал исследовательскую лабораторию Avco-Everett (AERL) в Эверетте, штат Массачусетс. Он разработал ударные трубки, которые были способны производить чрезвычайно горячие газы, необходимые для имитации возвращения в атмосферу с орбитальных скоростей, тем самым решая критическую проблему нагрева при возвращении носового конуса и ускоряя разработку восстанавливаемых космических аппаратов. Он был директором, главным исполнительным директором и председателем AERL до 1978 года, когда он стал профессором Дартмутского колледжа. С 1956 по 1978 год он также был вице-президентом и директором Avco Corporation.
Междисциплинарные исследования Кантровица в области механики жидкости и газа. динамика привела к вкладу в область магнитогидродинамики и к разработке высокоэффективных и мощных лазеров. Он первым предложил систему лазерной силовой установки для вывода на орбиту объемных полезных нагрузок с использованием энергии наземных лазеров для увеличения скорости истечения и, таким образом, уменьшения отношения массы топлива к полезной нагрузке. Его концепции лазерной тяги были опубликованы в 1988 году.
Его ранние исследования включали сверхзвуковые диффузоры и сверхзвуковые компрессоры в начале 40-х годов, которые с тех пор применялись к реактивным двигателям. Он изобрел вариометр полной энергии в 1939 году, используемый в парящих самолетах, и является соавтором ранней схемы магнитно-удерживаемого ядерного синтеза, патентная заявка 1941 года. он изобрел технологию создания сверхзвукового источника молекулярных пучков [1] ; Впоследствии это было использовано химиками в исследованиях, которые привели к получению двух Нобелевских премий.
. В 1960-х и 1970-х годах он руководил проектированием и разработкой в AERL первого внутриаортального баллонного насоса. Баллонный насос - это временное сердечное вспомогательное устройство, которое использовалось во всем мире тремя миллионами человек. Устройство было использовано на его собственном больном сердце.
Еще одним вкладом в науку стал эксперимент с потоком в точке застоя, в котором процессы начального взаимодействия свежей текущей крови с искусственной поверхностью можно непосредственно визуализировать под мощным микроскопом. Этот метод стал важным методом экспериментального изучения этого жизненно важного взаимодействия и привел к появлению множества протезов кровообращения, в том числе искусственного сердца.
Кантровиц, как сторонник отделения науки и техники от политических или идеологических проблем, впервые предложил в 1967 году создать Институт научных суждений, обычно называемый Научным судом, для оценки состояния знание научных споров, имеющих важное значение для государственной политики. Он далее развивал Научный суд в качестве председателя его целевой группы в Консультативной группе президента Форда по ожидаемым достижениям в области науки и технологий, 1975–1976.
Согласно Джерри Пурнелле : «Мы могли разработать все это [т.е. крупномасштабное коммерческое освоение космоса] в 60-х и 70-х годах, но мы пошли другим путем. Артур Кантровиц пытался убедить Кеннеди люди считают, что лучший путь к Луне - это развитие пилотируемого доступа в космос, пилотируемая космическая станция фон Брауна и логический путь на Луну, который оставит развитые космические ресурсы. Это не сработало, потому что поддержка Луны Джонсоном Миссия зависела от траты денег на Юге: настоящей целью была реиндустриализация Юга. Сама миссия на Луну была трюком ».
Кантровиц известен разработкой теоретическая концепция жидкостных штуцеров при сверхзвуковых и почти сверхзвуковых скоростях на входе. Эта концепция стала известна как предел Кантровица.
Предел Кантровица имеет множество применений в газовой динамике. из входного потока для реактивных двигателей и ракет, как при работе на высоких дозвуковых, так и сверхзвуковых скоростях.
Два примера объяснят влияние предела Кантровица на сопло. Для обоих случаев массовый расход = скорость на входе, умноженная на площадь, умноженная на плотность.
Рассмотрим сопло, подключенное к источнику вакуума. Когда степень сжатия достигает примерно 2, поток через сопло приближается к местной скорости звука, и поток становится заторможенным потоком. При дальнейшем уменьшении абсолютного давления вакуума скорость потока не увеличивается. Это предел Кантровица, который ограничивает массовый расход, потому что скорость ограничена скоростью звука, а площадь, входное давление и плотность фиксированы. Этот предел очень сильно влияет на реактивные двигатели самолетов: как только скорость входящего потока достигает 1 Маха, массовый расход ограничивается, независимо от того, сколько всасывания создает двигатель.
Затем рассмотрим сопло, подключенное к источнику сжатого воздуха. При соотношении давлений около 2 поток перекрывается и не может превышать скорость звука. Но плотность и результирующий массовый расход можно увеличить, увеличив давление на входе. Чем больше давление, тем больше плотность и больше массовый расход. Таким образом, хотя Кантровиц ограничивает максимальную скорость газа, он не применяет никаких фиксированных ограничений к массовому расходу.
В недавно появившемся варианте высокоскоростного транспорта для скоростных перевозок между густонаселенными парами городов на расстоянии около 1000 миль (1600 км) друг от друга, Hyperloop, предел Кантровица является фундаментальным критерием проектирования. Попытка провести высокоскоростную пассажирскую капсулу через трубу очень низкого давления прямо противоречит пределу потока жидкости Кантровица. Исторически решениями для работы в пределах лимита были «идти быстро» и «идти медленно». Основное нововведение в предложении Hyperloop представляет собой новый третий подход, позволяющий оставаться ниже предела Кантровица при одновременном движении с высокими дозвуковыми скоростями: добавление переднего входного компрессора для активного переноса воздуха высокого давления от передней части к задней части высокой -скоростной транспортной капсулы и, таким образом, обхода большей части воздуха, что привело бы к динамическому удару от перекрытого потока. Поток в меньшем канале через капсулу также подчиняется пределу Кантровица, это устраняется увеличением давления и плотности для достижения требуемого массового расхода. В конструкции Hyperloop alpha 2013 года воздухозаборный насос также снабжен системой подвески с низким коэффициентом трения на воздушном подшипнике для движения со скоростью более 700 миль в час (1100 км / ч).
Кантровиц был сотрудником Американской академии искусств и наук, Американской ассоциации развития науки, Американского астронавтического общества, Американского института аэронавтики и Астронавтика (почетный), Американское физическое общество, Американский институт медицинской и биологической инженерии, член Национальной инженерной академии и Национальной академии наук и Международной академии астронавтики. В 1953–1954 годах он имел стипендии Фулбрайта и Гуггенхайма в Кембриджском и Манчестерском университетах.
Кантровиц был почетным попечителем Университета Рочестера, пожизненным почетным членом Совета управляющих Техниона и почетным профессором Технологического института Хуачжун, Ухань, Китай. Кантровиц также входил в совет консультантов Foresight Institute, организации, занимающейся подготовкой к нанотехнологиям.
Кантровиц владел 21 патентом и написал или соавтор более 200 научных и профессиональных работ и статьи. Он также является соавтором «Основ газовой динамики», 1958, Princeton Univ. Нажмите.
Кантровиц умер в возрасте 95 лет, 29 ноября 2008 года, при посещении родственников в Нью-Йорке. Накануне он перенес сердечный приступ.
Лучшее оружие диктатуры - секретность, но лучшим оружием демократии должно быть оружие открытости. —Нильс Бор
