ريتشارد تي. ويتكومب

بعد الحرب العالمية الثانية ، بدأ بحث اللجنة الاستشارية الوطنية للملاحة الجوية (NACA) بالتركيز على تدفق الهواء القريب من سرعة الصوت والسرعات فوق الصوتية المنخفضة. بعد دراسة الزيادة المفاجئة في مقاومة الهواء التي يتعرض لها هيكل الطائرة المتصل بجناح عند سرعة تقارب 800 كيلومتر في الساعة ، خلص ويتكومب إلى أن "الاضطرابات والموجات الصدمية هي ببساطة دالة للتغير الطولي في مساحة المقطع العرضي" - أي أن تأثير الأجنحة يمكن تصوره على أنه مكافئ لهيكل طائرة ذي انتفاخ في المنتصف، تكون مساحته الأمامية مساوية لمساحة الأجنحة. ولأن الأجنحة لا يمكن الاستغناء عنها في الواقع، كان البديل لإزالة هذا "الانتفاخ" هو تقليل مساحة المقطع العرضي لهيكل الطائرة بالقرب من الأجنحة. عُرف هذا بقاعدة المساحة ، والتي سمحت بتقليل كبير في مقاومة الهواء التي تتعرض لها الطائرات عند سرعات قريبة من سرعة الصوت . كان تأثيرها على تصميم الطائرات فوريًا: فقد تبيّن، على سبيل المثال، أن النموذج الأولي لطائرة كونفير YF-102 غير قادر على تجاوز سرعة الصوت في الطيران الأفقي. وتم تدارك هذا الأمر بإعادة تصميم هيكل الطائرة. وبفضل رؤيته الثاقبة، فاز ويتكومب بجائزة كولير عام 1954. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}  

في عام 1958، عُيّن ويتكومب رئيسًا لفرع الديناميكا الهوائية فوق الصوتية في لانغلي، وبدأ العمل على تصميم محتمل لطائرة أسرع من الصوت . بنى نماذج مقترحة، لكنه تخلى عن المشروع بحلول عام 1962 بسبب مشكلة السحب المستعصية. وبعد بحثه عن مجالات بحثية أخرى، عاد إلى مسألة السحب فوق الصوتي، وخاصةً على الأجنحة.

لتحقيق مقاومة أقل في المرحلة الانتقالية الصوتية، أدرك ويتكومب ضرورة تعديل توزيع الضغط على الجناح لتأخير وإضعاف الموجة الصدمية المتولدة على السطح العلوي حيث يتباطأ التدفق عالي السرعة إلى سرعة دون صوتية. وباستخدام الحدس بدلاً من الرياضيات، قام ببناء مقطع جناح بطول قدمين (0.6 متر) واختبره مراراً وتكراراً في نفق لانغلي الهوائي عالي السرعة ، مضيفاً (باستخدام معجون هياكل السيارات) أو مزيلاً (باستخدام مبرد وورق صنفرة) مواد حتى تم تحقيق التدفقات المطلوبة.

على الرغم من إنتاج جناح منخفض المقاومة (في نطاق السرعات فوق الصوتية)، لاحظ رؤساء ويتكومب أنه لا يُتوقع من جميع مصنعي الطائرات استخدام المبرد وورق الصنفرة لتصميم الأشكال المطلوبة. لذلك، وقّعت ناسا عقدًا مع معهد كورانت في جامعة نيويورك ، حيث عمل عالم الرياضيات بول غارابيديان وعالم الديناميكا الهوائية أنتوني جيمسون مع ويتكومب لتطوير طريقة حسابية عملية لتصميم أجنحة فوق الحرجة ^{[ 4 ]} - وهي الأجنحة الأكثر كفاءة في نطاق السرعات فوق الصوتية. باستخدام هذه الطريقة، تم تصنيع أجنحة فوق الحرجة وإثبات كفاءتها على طائرات كاملة الحجم؛ ففي عام 1971، حلّقت طائرة فوغت إف-8 كروسيدر ، وفي عام 1973، حلّقت طائرة جنرال دايناميكس إف-111 آردفارك ، في مركز أبحاث الطيران التابع لناسا في كاليفورنيا. تقديرًا لمساهمته، منحت ناسا ويتكومب جائزة قدرها 25,000 دولار، وحصل على كأس رايت براذرز التذكاري لعام 1974 من الرابطة الوطنية للملاحة الجوية.

وقد ساعد شكل الجناح غير العادي الطيران العام بشكل غير متوقع أيضًا: فقد سمحت حافته الأمامية غير الحادة بتوليد معاملات رفع عالية قبل التوقف ، ونشر ويتكومب جناحًا منخفض السرعة أطلق عليه اسم GA(W)-1؛ ^{[ 5 ]} وهو يستخدم الآن بشكل روتيني في الطائرات الخفيفة والطائرات الشراعية.

بعد أبحاثه حول الأجنحة، عاد ويتكومب إلى دراسة إمكانية تصميم طائرة فائقة السرعة، وفي عام ١٩٧١ نشر تفاصيل أولية لطائرة نقل قريبة من سرعة الصوت ، توقع أن تتمكن من تحقيق سرعة طيران فعالة نسبيًا تبلغ ٠.٩٨ ماخ . وكما هو الحال مع جهوده السابقة في مجال الأجنحة فائقة السرعة، فقد طور التصميم بشكل كبير في نفق الرياح، حيث قام بتشكيل النموذج المقترح باستخدام المعجون والسكين حتى تم تخفيف الصدمات الثانوية الناتجة عن تقاطع الجناح مع جسم الطائرة قدر الإمكان. لم يتجاوز اقتراح ويتكومب لطائرة النقل القريبة من سرعة الصوت مرحلة التصميم المفاهيمي.

كان علماء الديناميكا الهوائية يعلمون منذ عقود أن نوعًا من الحواجز عند أطراف الأجنحة يمكن أن يقلل من الدوامات عند هذه الأطراف، وبالتالي من مقاومة الهواء . ومع ذلك، يبدو أن ويتكومب كان أول من استنتج أن هذا الحاجز سيكون أكثر فعالية إذا اتخذ شكل جناح رأسي إضافي (أو شبه رأسي). ^{[ 6 ]} وقد عرض نتائجه، التي أظهرت تحسينات بنسبة 5% تقريبًا، لكن الصناعة كانت بطيئة في تبنيها. استغرق الأمر ما يقرب من ثلاثة عقود حتى أصبحت مقترحاته شائعة الاستخدام؛ وهي تُستخدم الآن بشكل روتيني في الطائرات، من الطائرات التجارية إلى الطائرات الشراعية .