已故的伟大工程师:弗兰克·惠特尔:喷气机时代的创始人

如果你想在一群工程历史学家中发起争论，可以提出这样的观点:喷气推进飞行的时代是弗兰克•惠特尔爵士(Sir Frank Whittle)的伟大遗产。有些人会直接提出质疑，说他不是第一个“发明”喷气发动机的人，因为在惠特尔之前，法国工程师马克西姆·纪尧姆(Maxime Guillaume)在该领域就有开创性的工作。也有人会说，喷气发动机的诞生可以明确地追溯到1930年1月16日，当时惠特尔提交了他的第一项专利，展示了一个为单边离心压缩机供气的两级轴向压气机。

然而，更多的将讨论德国工程师汉斯·冯·奥安(Hans von Ohain)通过设计第一辆汽车对该学科的贡献操作喷气发动机。惠特尔的传记作者们纷纷声称，他们截然不同的观点是事件的唯一真实版本，而BBC相当蹩脚地将惠特尔描述为“一位对喷气发动机的发明做出重大贡献的皇家空军军官”。他进入大英百科全书无条件地把惠特尔称为“发明家”。不管你支持哪支队伍，也许最明智的中立立场来自邓肯·坎贝尔-史密斯，他娴熟地写了一篇文章《喷气人:弗兰克·惠特尔的成功与失败他说:“试图讲述飞机起源的故事而不让惠特尔担任中心角色……无异于排练哈姆雷特没有王子”。

弗兰克·惠特尔1907年6月1日出生于英国中部工业城市考文垂，这座城市以制表、自行车、摩托车和机床制造而闻名。作为摩西·惠特尔和萨拉·加里克的长子，年轻的弗兰克在工程环境中长大。他的父亲拥有一个机械工程车间，他的儿子在那里帮忙，在车床和单缸燃气发动机上工作。但是商业上的经济压力意味着弗兰克在米尔弗顿学校的教育——在那里他被认为是懒惰和叛逆的——成为了太多的经济负担，两年后他被迫离开。发现自己花更多的时间在父亲的车间里制作飞机模型，他的教育变得非正式，包括去当地的图书馆阅读工程、涡轮机和飞行理论。15岁时，惠特尔决定成为一名飞行员，并申请加入皇家空军。

他的第一次申请失败了，理由是他太小了，连“学徒”都算不上，而他的第二次申请——在身高增加了3英寸之后——因为不明原因被拒绝了，而且没有机会上诉。1923年9月，他以“364365男孩惠特尔，F”的名字开始了为期三年的训练，成为英国皇家空军克兰威尔空军第4学徒联队第1中队的一名飞机机械师。1926年，由于他作为学徒的出色表现，他被授予皇家空军学院(也在克兰韦尔)的学员资格，接受军官和飞行员的培训。在这里，他以浮夸的特技飞行而闻名，他的飞行日志中有关于过度自信的红色警告。由于在阿姆斯特朗·惠特沃斯·西斯金飞机上危险飞行，他被取消了期末飞行比赛的资格。

作为一名军校生，惠特尔写了一篇论文飞机设计的未来发展——他在书中指出，为了实现长距离和高速，飞机需要在空气阻力较低的较高高度飞行。为了证明对现有螺旋桨发动机的不断改进不太可能使这种飞行成为常规，论文继续描述了现在被称为机动喷气式飞机的东西，在这种飞机中，活塞发动机向燃烧室提供压缩空气，燃烧室的排气直接用于推力。这个想法并不新鲜，但惠特尔的灵光一现是，随着高度的增加，较低的外部空气密度将提高设计的效率:“我得出了一个大致的结论，即如果要将非常高的速度与远程飞行结合起来，就必须在非常高的高度飞行，这时较低的空气密度将大大降低阻力与速度的比例。”当进一步的计算表明它的重量与推力相同的传统发动机相同时，这种喷气式发动机就被放弃了。将注意力转向涡轮技术，惠特尔写了一篇关于涡轮喷气发动机设计的论文，该论文在英国皇家空军(RAF)中四处流传，最后落到了英国皇家飞机制造厂(Royal Aircraft制造厂)压气机和涡轮专家a·a·格里菲斯(a a Griffith)的办公桌上，后者认为这是“不切实际的”。

一个国家打现代战争的能力和它的技术能力一样好

尽管遇到了挫折，惠特尔还是继续申请了一项专利，并于1930年1月获得批准。随着英国航空委员会的总统宣布没有必要保密，这份报告于1931年出版。根据弗兰克·惠特尔的官方网站:“除其他机构外，伦敦的德国贸易委员会(German Trade Commission)购买了这本书。然后将它作为技术期刊分发给德国航空部、航空发动机和机体制造商，最重要的是分发给研究机构”。1934年1月，由于惠特尔无力支付延长专利所需的5英镑(空军部拒绝了他的资助请求)，该专利失效了。与此同时，德国感激地将涡轮喷气发动机加入了其航空推进替代技术的观察名单中。

1934年，惠特尔潜逃到剑桥大学攻读机械科学学位，在那里他收到了一封信，这封信将使涡轮喷气发动机免于在英国被遗忘。这封信的作者是克兰韦尔的前学员和密友罗尔夫·达德利·威廉姆斯，他在信中建议筹集私人资本来开发发动机。在另一位朋友科林伍德·廷林(Colingwood Tinling)和投资银行家福尔克和合伙人(Falk and Partners)的帮助下，Power Jets公司成立了。在完成了一年的学业后，惠特尔利用在剑桥的时间进行“研究生研究”。英国皇家空军把他列入了特殊任务名单，以便让他继续研究自己的发动机。它被称为WU(“惠特尔单元”)，1937年4月12日在拉格比的英国汤普森-休斯顿工厂首次成功运行。但该项目被拖延、缺乏资金和技术问题困扰了多年。

随着战争的迫近和动力喷气机的财务混乱，压力对惠特尔造成了影响。作者约翰·戈利(John Golley)飞机和安德鲁·纳胡姆(Andrew Nahum)弗兰克·惠特尔)详细描述了这位工程师如何为了每天工作16个小时，养成了每天抽三包烟的习惯，并在白天服用安非他命来保持清醒，晚上用安眠药来抵消。惠特尔对苯丙胺上瘾，脾气变得“暴躁”。但经过与航空部的长期谈判，该项目在1940年得到了保证。到1941年4月，它已经准备好进行测试，并于1941年5月15日进行了首次飞行。到10月，美国已经听说了这个项目，并要求参与其中。到1944年，惠特尔(现在是一名队长)目睹了动力喷气机经历了充满敌意的国有化过程，成为官方名称的动力喷气机(研究与开发)。第二次世界大战结束后不久，他因精疲力竭而住院，并从公司辞职，该公司与RAE的燃气轮机部门合并，在范堡罗成立了国家燃气轮机机构(NGTE)。

在美国的一次巡回演讲中，惠特尔再次晕倒。1948年8月，他因健康原因从英国皇家空军退役，并获得空军准将军衔。他以飞机燃气轮机技术顾问的身份加入了BOAC，并在接下来的几年里四处旅行，考察了美国、加拿大、非洲、亚洲和中东的喷气式发动机发展。他离开了BOAC去写自传，《喷气机:拓荒者的故事》．同年，他被授予皇家艺术学会阿尔伯特奖章。他后来在壳牌和布里斯托航空发动机公司工作，之后移民到美国，在美国海军学院担任海军航空研究教授。

住在美国的时候。惠特尔经常和他以前的竞争对手汉斯·冯·奥安(Hans von Ohain)一起巡回演讲，后者承认惠特尔在喷气式发动机的故事中扮演了重要角色，他说:“如果希特勒或戈林听说英国有人能驾驶小型实验飞机以500英里每小时的速度飞行，而且这种飞机正在研发中，很可能第二次世界大战就不会发生了。”空军准将弗兰克·惠特尔爵士，OM, KBE, CB, FRS, Hon FRAeS于1996年8月9日在马里兰州哥伦比亚的家中死于肺癌，享年89岁。

1945年，惠特尔在为《工程师》杂志撰写的一篇文章中回顾了他发明的第一台喷气推进燃气轮机