نفق ذو كثافة متغيرة

في عام ١٩٢٠، استقدمت اللجنة الاستشارية الوطنية للملاحة الجوية ماكس مونك ، مهندس الطيران الألماني وطالب لودفيج براندتل في جامعة غوتنغن ، للعمل لديها في أمريكا. بعد انتهاء الحرب العالمية الأولى ، احتاج مونك إلى أمرين رئاسيين للعمل في اللجنة، ويُقال إنه واجه صعوبة في التأقلم مع هيكلها التنظيمي، الذي لم يكن محددًا بدقة كما هو الحال في ألمانيا. ^{[ ٦ ]} ومع ذلك، فقد اقترح تصميمه الثوري لنفق الكثافة المتغيرة في العام نفسه. ^{[ ٢ ]}

صُمم خزان الضغط الفولاذي الكبير لنفق الرياح ذي الكثافة المتغيرة (VDT) ليتحمل ضغط تشغيل يصل إلى 20 ضغطًا جويًا، وقد شُيّد بواسطة شركة نيوبورت نيوز لبناء السفن والأحواض الجافة في نيوبورت نيوز، بولاية فرجينيا . ^{[ 3 ]} بلغ طول الخزان 10.5 متر (34.5 قدمًا) وقطره 4.6 متر (15 قدمًا) . وبلغ سمك جدار الخزان 54 ملم ( 2 + 1/8 بوصة ) . استُخدم في بناء الخزان 77.3 طنًا من الفولاذ. بلغ قطر قسم الاختبار 1.5 متر (5 أقدام) ليُطابق نفق الرياح رقم 1 التابع للجنة الاستشارية الوطنية للملاحة الجوية (NACA)، وهو نفق ذو دائرة مفتوحة يعمل عند الضغط الجوي. يتميز نفق الرياح ذو الكثافة المتغيرة بتصميم دائرة مغلقة مع تدفق عودة حلقي لتقليل حجم الخزان. ^{[ 7 ]} يمكن لمروحة تعمل بمحرك بقوة 250 حصانًا أن تُنتج سرعة هواء تصل إلى 82 كيلومترًا في الساعة (51 ميلًا في الساعة) . ^{[ 8 ]}          

خلال حريق اندلع عام ١٩٢٧، دُمّر قسم الاختبار الخشبي الداخلي لأنفاق الرياح (VDT)، وأُعيد بناؤه بتصميم ذي فتحة مفتوحة، قبل أن تستدعي بعض التعقيدات إعادة بنائه مرة أخرى بتصميم ذي فتحة مغلقة. عاد جهاز VDT إلى الخدمة عام ١٩٣٠، واستمر في مساعدة فريق لانغلي في قياس الخصائص الديناميكية الهوائية للأجنحة حتى اعتُبر متقادمًا في أربعينيات القرن العشرين، وحُوِّل إلى خزان ضغط لأنفاق رياح أخرى. أُخرج جهاز VDT من الخدمة عام ١٩٧٨، وأُعلن معلمًا تاريخيًا وطنيًا عام ١٩٨٥ نظرًا لتأثيره التاريخي في وضع الأساس لبداية رحلات الفضاء. ^{[ ٨ ]}

استُخدم النفق لأغراض البحث لأكثر من عشرين عامًا، حتى أربعينيات القرن العشرين. وكان نفق الرياح ذو الكثافة المتغيرة (VDT) يُستخدم بشكل أساسي لاختبار أشكال الأجنحة، إذ كان تصميم الأجنحة من أهم التحديات في بدايات علم الطيران. ^{[ 3 ]} والجدير بالذكر أن نفق الرياح ذو الكثافة المتغيرة أنتج بيانات لـ 78 شكلًا كلاسيكيًا للأجنحة، نُشرت عام 1933 في تقرير "خصائص 78 مقطعًا متشابهًا للأجنحة من اختبارات في نفق الرياح ذي الكثافة المتغيرة"، وهو التقرير الفني رقم 460 الصادر عن اللجنة الاستشارية الوطنية للملاحة الجوية (NACA). ^{[ 1 ] [ 9 ]} استُخدمت هذه البيانات في تصميم طائرات أمريكية خلال الحرب العالمية الثانية، مثل دوغلاس دي سي-3 ، وبوينغ بي-17 فلاينغ فورتريس ، ولوكهيد بي-38 لايتنينغ . إضافةً إلى ذلك، ساهم نفق الرياح ذو الكثافة المتغيرة في اختبار تصاميم الأجنحة الرقيقة والأجنحة منخفضة السحب، والتي استُخدمت في تصميم طائرة بي-51 موستانج ، مما أدى إلى خفض السحب بنحو الثلثين. ^{[ 3 ]}

في 3 أكتوبر 1985، اعترفت إدارة المتنزهات الوطنية الأمريكية بنفق الكثافة المتغيرة كمعلم تاريخي وطني. وأشار الترشيح إلى أن النفق كان مسؤولاً عن تأسيس "اللجنة الاستشارية الوطنية للملاحة الجوية (NACA) كمنظمة بحثية ذات كفاءة تقنية... [إحياء] أبحاث الديناميكا الهوائية الأمريكية التي أدت مع مرور الوقت إلى أفضل الطائرات في العالم." ^{[ 10 ]} تم هدم المبنى الذي كان يقع فيه النفق في الأصل عام 2014؛ ويُعرض النفق الآن في حدائق لانغلي. ^{[ 11 ] [ 10 ]}