Frank Walker Caldwell (1889-1974) fue un destacado ingeniero y diseñador de hélices estadounidense. Como ingeniero jefe de hélices del gobierno de los Estados Unidos (1917-1928), fue pionero en ingeniería de hélices e instalaciones y técnicas de prueba de hélices. Trabajando en Hamilton Standard Propeller Corporation, ganaron el Trofeo Collier de 1933 por su trabajo en la hélice de paso controlable. [1] Después de 25 años de servicio, se jubiló en 1955 como director de la División de Investigación de United Aircraft Corporation . [3]
Caldwell nació en Lookout Mountain, Tennessee , de Frank Hollis Caldwell y Mary Ellis Nellie Walker. [2] Su padre fue presidente de Cahill Iron Works y alcalde de Chattanooga. [4] Asistió a la Escuela Preparatoria Tome en el noreste de Maryland y a la Universidad de Virginia. [4] [5] En 1912, se graduó en el Instituto de Tecnología de Massachusetts con una licenciatura en ingeniería mecánica . [3] Mientras estaban en el MIT, Caldwell y su compañero de estudios Hans Frank Lehmann diseñaron un planeador ganador del concurso. [4] En ese momento, el MIT no ofrecía cursos de aeronáutica , sin embargo, trabajando con Hans Lehmann, Caldwell tituló su tesis de posgrado "Investigación de hélices aéreas". [4] [5] Después de graduarse, trabajó como capataz e ingeniero de procesos en Curtiss Airplane and Motor Company en Buffalo, Nueva York . En 1916, Caldwell viajó para investigar la delaminación de las hélices de los aviones del ejército en Columbus, Nuevo México , cerca de la frontera con México. Al darse cuenta de que las hélices pegadas en Nueva York se deslaminaban con el calor del suroeste, desarrolló un nuevo pegamento que mejoraba la confiabilidad de las hélices. [5]
Durante la Primera Guerra Mundial , Caldwell se convirtió en el ingeniero jefe del Departamento de Investigación de Hélices de la Sección de Diseño de Aviones, Sección de Aviación del Cuerpo de Señales con base en McCook Field (1918-1927). [6] Mientras estuvo en McCook and Wright Field (1926-1938), fue responsable de todo el desarrollo de hélices de aviones. [3] En Ohio, Caldwell diseñó la prueba de giro montando la hélice en cuestión en un soporte fijo para medir el empuje, la resistencia, la velocidad, la eficiencia y la resistencia estructural. [3] El diseño de hélices de posguerra pasó de madera a metal y de paso fijo a paso variable. Caldwell impulsó el desarrollo de la hélice a palas individuales desmontables unidas a un eje central que permitía, en tierra, el ajuste de las palas antes del vuelo para satisfacer los objetivos de rendimiento: [3] paso fino para un mejor ascenso o paso grueso para mejorar el rendimiento de crucero. [7] El avión transatlántico en solitario de Charles A. Lindbergh de 1927, el Spirit of St. Louis, utilizó una hélice de paso ajustable únicamente desde tierra fabricada por Standard Steel Propeller Company . [3]
En 1929, Caldwell pasó del Servicio Aéreo del Ejército de EE. UU. a Hamilton Standard Propeller Corporation, donde desarrolló aún más la hélice de paso controlable . La hélice de paso controlable o de paso variable unió los principales avances aeronáuticos de reducción de la resistencia aerodinámica y aumento de la potencia del motor. [3] [8] En 1933, el avión más moderno del mundo, el Modelo 247 de Boeing operado por United Air Lines, luchaba por alcanzar los 6000 pies. Después de agregar la hélice hidráulica de paso controlable de dos posiciones de Hamilton Standard desarrollada por Caldwell, el Modelo 247 entró en servicio transcontinental sobre las Montañas Rocosas. [4] El principal competidor del Boeing Modelo 247, el Douglas DC-2 , también utilizó la hélice de paso controlable de Caldwell. [3]
En 1933, el Trofeo Collier fue otorgado a "Hamilton Standard Aircraft Propeller Co, con especial crédito a Frank W Caldwell, ingeniero jefe, por el desarrollo de una hélice de paso controlable". [9]
En junio de 1934, el presidente Franklin D. Roosevelt felicitó a Caldwell en la Oficina Oval por su diseño de hélice hidráulica de paso controlable de dos posiciones que ganó el Trofeo Collier de 1933 por el mayor logro del año en la aviación estadounidense. [3] [10]
Caldwell y Hamilton Standard inventaron la hélice con cambio automático de paso. La hélice hidromática de velocidad constante utiliza energía hidráulica (normalmente aceite de motor) para cambiar el paso mientras mantiene constante la velocidad de la hélice. [7] Este diseño incluía la capacidad de agilizar (emplumar) la pala de la hélice, reduciendo la resistencia de las hélices en motores averiados. [3] [11] Casi todos los aviones de las Fuerzas Aéreas del Ejército de los Estados Unidos en la Segunda Guerra Mundial utilizaron hélices hidromáticas de velocidad constante. [3] La hélice de velocidad constante era conocida popularmente como la "cambio de marchas del aire". [12] [13] [14] Caldwell y Ernest G. McCauley poseen tres patentes conjuntas para innovaciones en hélices. [6] En 1990, la hélice hidromática, expuesta en el Museo del Aire de las Esclusas de Windsor de Nueva Inglaterra , fue declarada Monumento Histórico Internacional de Ingeniería Mecánica por la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos. [11] [6]
Antes de la hélice de paso controlable hidráulicamente de Caldwell ; [Wallace Rupert Turnbull] un canadiense que trabaja en Gran Bretaña y unos ingenieros alemanes se centraron en un sistema mecánico para cambiar el paso de la hélice. El diseño hidráulico de Caldwell, completamente desarrollado en 1938, se utilizó en la mayoría de los aviones de la Segunda Guerra Mundial. [11] Hamilton Standard produjo 500.000 hélices de paso controlable hidráulicamente para la Segunda Guerra Mundial. [13] [15]
El Instituto de Ciencias Aeronáuticas, precursor del Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica (AIAA), otorgó a Caldwell el premio Sylvanus Albert Reed de 1935 . Este premio anual reconoce "Investigaciones experimentales o teóricas que tengan una influencia beneficiosa en el desarrollo de la aeronáutica práctica". [16] Además, el Instituto concedió a Caldwell una beca honoraria en 1946. [3]
Caldwell se casó con Gertrude Sweigert Heisel (1896-1977) el 28 de septiembre de 1918; su hijo Walter Hollis Caldwell (1924-2003) nació en Dayton, Ohio . [2] Más tarde se casó con Majorie Snodgrass (1897-1976), su hijo Frank Walker Allen Caldwell (1934-1962) nació en West Hartford, Connecticut . [2]
Caldwell murió el 23 de diciembre de 1974, a los 85 años. [3] [5]
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