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 la ingeniería de hélices y en las instalaciones y técnicas de prueba de hélices. Trabajando en Hamilton Standard Propeller Corporation, ganaron el Trofeo Collier en 1933 por su trabajo en la hélice de paso variable. [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 , hijo 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 Tome Preparatory School en el noreste de Maryland y a la Universidad de Virginia. [4] [5] En 1912, se graduó del Instituto Tecnológico de Massachusetts con una licenciatura en Ciencias en ingeniería mecánica . [3] Mientras estaba 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 , pero trabajando con Hans Lehmann, Caldwell tituló su tesis de posgrado "Investigación de hélices de aire". [4] [5] Después de graduarse, trabajó como capataz e ingeniero de procesos en Curtiss Aeroplane and Motor Company en Buffalo, Nueva York . En 1916, Caldwell viajó a Columbus, Nuevo México , cerca de la frontera con México, para investigar la deslaminación de las hélices de los aviones del ejército . 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 fiabilidad 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 y Wright Field (1926-1938) fue responsable de todo el desarrollo de hélices de aeronaves. [3] En Ohio, Caldwell diseñó la prueba de remolino 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 la madera al metal y del paso fijo al paso variable. Caldwell impulsó el desarrollo de la hélice hasta palas desmontables individuales unidas a un eje central que permitía, en tierra, el ajuste previo al vuelo de las palas para satisfacer los objetivos de rendimiento: [3] paso fino para un mejor ascenso o paso grueso para un mejor 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 solo en tierra fabricada por Standard Steel Propeller Company . [3]
En 1929, Caldwell pasó del US Army Air Service a la Hamilton Standard Propeller Corporation, donde siguió desarrollando 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 añadir 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 reconocimiento 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 de paso controlable hidráulica de dos posiciones que ganó el Trofeo Collier de 1933 al 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 (enderezarse) 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 "palanca de cambios del aire". [12] [13] [14] Caldwell y Ernest G. McCauley poseen tres patentes conjuntas de innovaciones en hélices. [6] En 1990, la hélice hidromática, en exhibición en el Museo Aéreo de Nueva Inglaterra de Windsor Locks , fue declarada Monumento Histórico Internacional de Ingeniería Mecánica por la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos. [11] [6]
Antes de la hélice de paso controlable hidráulica de Caldwell , [Wallace Rupert Turnbull], un canadiense que trabajaba en Gran Bretaña, y los ingenieros alemanes se centraron en el 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 hidráulicas 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 han tenido una influencia beneficiosa en el desarrollo de la aeronáutica práctica". [16] Además, el Instituto otorgó 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 la edad de 85 años. [3] [5]
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