噴氣式發動機的創始人-弗蘭克 惠特爾

2021-01-09 騰訊網

簡介

弗蘭克·惠特爾爵士Frank Whittle(1907-1996)英國航空工程師、發明家、噴氣推進技術先驅。1907年6月1日生於考文垂。1923年加入英國皇家空軍,入克蘭威爾空軍學院學習。1928年首次發表關於燃氣渦輪和噴氣反作用飛機的論文,提出噴氣熱力學的基本公式。1930年取得渦輪噴氣發動機設計的專利。1937~1944年擔任英國噴氣動力有限公司的總工程師。惠特爾研製的單轉子渦輪噴氣發動機於1937年 4月12日首次運轉成功。1941年5月安裝惠特爾設計的W-1發動機的格羅斯特公司E-28/39 飛機試飛成功。英國第二次世界大戰後期和戰後使用的「流星」和「吸血鬼」等噴氣戰鬥機,都是在這種飛機的基礎上研製的。50年代初又先後研製成世界上第一種渦輪螺旋槳旅客機「子爵」號和第一架渦輪噴氣客機「彗星」號,使英國的航空噴氣推進技術一度居世界領先地位。1948年惠特爾被授予空軍準將軍銜和爵士勳位

生平

弗蘭克·惠特爾,噴氣式發動機的創始人。噴氣式發動機的產生,給世界航空工業帶來了一場革命。由於它採用了全新的工作原理,可為飛機提供遠遠超過其前輩——活塞式發動機的強大動力,而且它還摒棄了前者所「難以割捨」的痼疾――螺旋槳,因而大幅度提高了飛機的性能。 如今,噴氣技術已經得到了越來越廣泛的應用,不論是軍用還是民用飛機,甚至某些航模也採用小型脈衝噴氣發動機作為自己的動力裝置。然而,當英國人弗蘭克.惠特爾爵士將這隻「醜小鴨」剛剛帶到世界上來時,卻頗費了一番周折。

早期生活

1907年,惠特爾出生於英國考文垂。在他15歲時,他即立志要加入英國皇家空軍。他於1923年1月,他通過了空軍入學考試,並於當年9月起,開始了為期3年的飛機機械師培訓課程。

發明噴氣發動機

1926年,他開始在林肯郡的英國皇家空軍克倫威爾學院(Royal Air Force College Cranwell)進行飛行員培訓。學院要求每一位學生在畢業前,完成一篇設計論文,而惠特爾決定寫的課題是「飛機設計的未來發展」(英語: Future Developments in Aircraft Design),特別是在高海拔以超過500英裡每小時的速度飛行。他認為,依照當時的螺旋槳飛機作漸進式改進是不可能達到這樣的要求的,他提出了一種使用電動機的方案,使用常規的往復活塞式內燃機來提供壓縮的空氣,而燃燒產生的高溫高壓氣體則產生推力,這種方案即今日所稱的熱噴射引擎。惠特爾不是第一個提出這種想法的人,他想要表明的是,這種設計特別適合於高海拔而空氣稀薄的地區。

自1928年畢業後,他繼續進行熱噴射引擎的研究,並提出了一種新的飛機發動機概念。他希望使用渦輪來取往復活塞式內燃機。首先吸入空氣,然後將空氣壓縮並燃燒,最後將高速氣體噴出用以驅動飛機,而另一部分氣體可通過渦輪機來驅動壓縮機。這種設計就是後來所稱的渦輪噴氣發動機。在1930年,他獲得了這種發動機的專利,不過空軍部門並不感興趣。

1932年,惠特爾前往英國皇家空軍亨洛基地(RAF Henlow)學習,1934年,他進入劍橋大學彼得學院,並於1936年以優異的成績畢業。

在1935年時,前英國皇家空軍軍官Rolf Dudley-Williams和James Collingwood Tinling得知了惠特爾的噴氣發動機專利,和他進行接觸並幫助融資,並希望他繼續噴氣發動機的研究工作。之後他們找到了數名投資者,並於1936年1月成立了名為Power Jets的公司,而惠特爾仍然是一個全職的英國皇家空軍軍官,他當時的頭銜是「榮譽首席工程師和技術顧問」(英語:Honorary Chief Engineer and Technical Consultant)。

飛機開發

1937年4月,他進行了發動機的第一次測試工作。1938年3月,測試結果已經相當令人滿意。在二戰爆發後,英國皇家空軍開始建造噴氣式飛機,這一工程進展迅速,1940年12月14日,飛機進行了第一次滑跑試驗。

1941年4月11日,名為Gloster E.28/39的試驗飛機成功進行了試飛。這架飛機使用 Whittle Supercharger Type W.1發動機,以煤油為燃料,推力達到3.8千牛。英國皇家空軍的試飛員進行了17分鐘的測試飛行,飛機的最高速度達到每小時545公裡。在數天的測試後,飛機的時速達到了600公裡每小時。

1942年,弗蘭克·惠特爾前往美國,為通用電氣的噴氣發動機項目提供技術支持,參與了P-59戰鬥機的研發。之後,他回到英國,為勞斯萊斯公司工作。

晚年

惠特爾於1948年退休,後來成為了一名顧問。在1976年,他移居到美國,作為一名教授在美國海軍學院工作。

1996年8月9日,惠特爾在家中因肺癌而逝世。

個人榮譽

1948年,英國政府公開承認了惠特爾的貢獻,授予他勳章和獎金,並封他為爵士,晉升準將。

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