Frank Whittle
Whittle jatkoi moottorisuihkuperiaatteen työstämistä opinnäytetyönsä jälkeen, mutta hylkäsi sen lopulta, kun lisälaskelmat osoittivat, että se painaisi yhtä paljon kuin saman työntövoiman omaava tavanomainen moottori. Ongelmaa pohtiessaan hän ajatteli: ”Miksei mäntämoottorin voisi korvata turbiinilla?”. Sen sijaan, että mäntämoottori tuottaisi paineilmaa polttimelle, turbiinia voitaisiin käyttää poistamaan pakokaasusta osa tehosta ja käyttämään samanlaista kompressoria kuin ahtimissa käytetään. Jäljelle jäävä pakokaasun työntövoima antaisi lentokoneelle voiman.
Lentäjäupseeri Whittle liittyi 27. elokuuta 1928 Hornchurchin 111. laivueeseen, joka lensi Siskin III:lla. Hänen jatkuva maineensa matalalentämisestä ja taitolennoista aiheutti julkisen valituksen, joka melkein johti hänen sotaoikeuteen joutumiseensa. Vuoden sisällä hänet lähetettiin Witteringin Central Flying Schooliin lentokouluttajakurssille. Hänestä tuli suosittu ja lahjakas lennonopettaja, ja hänet valittiin yhdeksi osallistujista kilpailussa, jossa valittiin joukkue, joka esitti ”hullun lentämisen” rutiinin vuoden 1930 kuninkaallisten ilmavoimien lentonäytöksessä RAF Hendonissa. Hän tuhosi kaksi lentokonetta harjoituksissa sattuneissa onnettomuuksissa, mutta säilyi kummallakin kerralla vahingoittumattomana. Toisen vaaratilanteen jälkeen raivostunut lentoluutnantti Harold W. Raeburn sanoi raivoissaan: ”Miksi ette ottaisi kaikkia pirun lentokoneitani, tekisi niistä kasaa keskelle lentopaikkaa ja sytyttäisi niitä tuleen – se on nopeampaa!”
Whittle esitteli moottorikonseptiaan ympäri lentotukikohtaa, jossa se herätti lentävä upseeri Pat Johnsonin, entisen patenttitarkastajan, huomion. Johnson puolestaan vei konseptin tukikohdan komentavalle upseerille. Tämä pani liikkeelle tapahtumaketjun, joka melkein johti siihen, että moottoreita alettiin valmistaa paljon aikaisemmin kuin todellisuudessa tapahtui.
Aiemmin, heinäkuussa 1926, A. A. Griffith oli julkaissut artikkelin kompressoreista ja turbiineista, joita hän oli tutkinut kuninkaallisessa lentokonelaitoksessa (RAE). Hän osoitti, että tällaiset mallit olivat tähän asti lentäneet ”jumissa” ja että antamalla kompressorin siivekkeille aerofiilin muotoinen poikkileikkaus niiden hyötysuhdetta voitaisiin parantaa huomattavasti. Asiakirjassa kuvailtiin edelleen, miten tällaisten kompressorien ja turbiinien lisääntynyt hyötysuhde mahdollistaisi suihkumoottorin valmistamisen, vaikka hän piti ajatusta epäkäytännöllisenä ja ehdotti sen sijaan voiman käyttämistä potkuriturbiinina. Tuohon aikaan useimmat ahtimet käyttivät keskipakokompressoria, joten kiinnostus paperia kohtaan oli vähäistä.
Komentajansa rohkaisemana Whittle lähetti loppuvuodesta 1929 konseptinsa ilmailuministeriölle nähdäkseen, kiinnostaisiko se sitä. Koska heillä oli vain vähän tietoa aiheesta, he kääntyivät ainoan muun aiheesta kirjoittaneen henkilön puoleen ja toimittivat paperin Griffithille. Griffith näyttää olleen vakuuttunut siitä, että Whittlen ”yksinkertaisella” suunnitelmalla ei koskaan voitaisi saavuttaa sellaista hyötysuhdetta, jota käytännön moottorissa tarvittaisiin. Huomautettuaan eräässä Whittlen laskelmassa olleesta virheestä hän jatkoi kommentoimalla, että keskipakoisrakenne olisi liian suuri lentokonekäyttöön ja että suihkun käyttäminen suoraan voimanlähteenä olisi melko tehotonta. RAF palautti huomautuksensa Whittlelle ja viittasi suunnitteluun ”epäkäytännöllisenä”.
Pat Johnson oli edelleen vakuuttunut idean pätevyydestä ja antoi Whittlen patentoida idean tammikuussa 1930. Koska RAF ei ollut kiinnostunut konseptista, se ei julistanut sitä salaiseksi, mikä tarkoitti sitä, että Whittle pystyi säilyttämään oikeudet ideaan, joka muuten olisi ollut heidän omaisuuttaan. Johnson järjesti tapaamisen British Thomson-Houstonin (BTH) kanssa, jonka turbiinien pääinsinööri näytti olevan samaa mieltä perusideasta. BTH ei kuitenkaan halunnut käyttää 60 000 puntaa, jotka sen kehittäminen olisi maksanut, eikä tämä mahdollinen varhaisen menestyksen harjaantuminen edennyt pidemmälle.
Tammikuussa 1930 Whittle ylennettiin lento-upseeriksi. Coventryssa 24. toukokuuta 1930 Whittle avioitui morsiamensa Dorothy Mary Leen kanssa, jonka kanssa hän sai myöhemmin kaksi poikaa, Davidin ja Ianin. Vuonna 1931 hänet lähetettiin Felixstowessa sijaitsevaan Marine Aircraft Experimental Establishmentiin aseupseeriksi ja vesilentokoneiden koelentäjäksi, jossa hän jatkoi ideansa levittämistä. Tämä komennus tuli yllätyksenä, sillä hän ei ollut koskaan aiemmin lentänyt vesilentokonetta, mutta hän kuitenkin kasvatti mainettaan lentäjänä lentämällä noin 20 erityyppistä kelluketta, lentovenettä ja amfibiaa. Jokaisen upseerin, jolla oli vakinainen toimeksianto, odotettiin käyvän erikoiskurssin, ja Whittle osallistui upseerien insinöörikurssille RAF Henlow’ssa Bedfordshiressä vuonna 1932. Hän sai kokeissa kaikista aineista 98 prosentin yhteispistemäärän ja suoritti kurssin 18 kuukaudessa tavanomaisemman kahden vuoden sijasta.
Hänen suoriutumisensa kurssilla oli niin poikkeuksellista, että vuonna 1934 hän sai luvan suorittaa kaksivuotisen insinöörikurssin Peterhousen, Cambridgen yliopiston vanhimman kollegion, jäsenenä, ja hän valmistui vuonna 1936 ensimmäisellä arvosanalla mekaanisten tieteiden tripossa. Helmikuussa 1934 hänet oli ylennetty lentoluutnantiksi.
Power Jets Ltd Muokkaa
Whittle oli edelleen Cambridgessä, mutta hänellä ei ollut varaa maksaa suihkumoottoripatenttinsa viiden punnan uusimismaksua, kun se erääntyi maksettavaksi tammikuussa 1935, ja koska ilmatilaministeriö kieltäytyi maksamasta sitä, patentin annettiin raueta. Pian tämän jälkeen, toukokuussa, hän sai postia Rolf Dudley-Williamsilta, joka oli ollut hänen kanssaan Cranwellissa 1920-luvulla ja Felixstowessa vuonna 1930. Williams järjesti tapaamisen Whittlen itsensä ja toisen jo eläkkeelle jääneen RAF:n sotilaan, James Collingwood Tinlingin, kanssa. Molemmat ehdottivat kumppanuutta, jonka avulla he voisivat toimia Whittlen puolesta julkisen rahoituksen hankkimiseksi, jotta kehitystyö voisi edetä.
Sopimus kantoi pian hedelmää, ja vuonna 1935 Tinlingin isän välityksellä Whittle esiteltiin tunnetulle riippumattomalle konsultoivalle ilmailuinsinöörille Mogens L. Bramsonille. Bramson oli aluksi epäileväinen, mutta tutkittuaan Whittlen ajatuksia hänestä tuli innokas kannattaja. Bramson esitteli Whittlen ja hänen kaksi kumppaniaan investointipankki O.T. Falk & Partnersille, jossa keskusteltiin Lancelot Law Whyten ja toisinaan Sir Maurice Bonham-Carterin kanssa. Yritys oli kiinnostunut kehittämään spekulatiivisia hankkeita, joihin perinteiset pankit eivät koskeneet. Whyte oli vaikuttunut 28-vuotiaasta Whittlesta ja hänen suunnitelmastaan, kun he tapasivat 11. syyskuuta 1935:
Vaikutuksen, jonka hän teki, oli musertava, en ole koskaan ollut niin nopeasti vakuuttunut tai ollut niin iloinen huomatessani, että omat korkeimmat vaatimukset täyttyvät… Tämä oli neroutta, ei lahjakkuutta. Whittle ilmaisi ajatuksensa erinomaisen ytimekkäästi: ”Mäntämoottorit ovat ehtyneet. Niissä on satoja osia, jotka nykivät edestakaisin, eikä niitä voi tehdä tehokkaammiksi ilman, että niistä tulee liian monimutkaisia. Tulevaisuuden moottorin on tuotettava 2 000 hv yhdellä liikkuvalla osalla: pyörivällä turbiinilla ja kompressorilla.
– Lancelot Law Whyte
O.T. Falk & Partners kuitenkin täsmensi, että he sijoittaisivat Whittlen moottoriin vain, jos heillä olisi riippumaton todistus siitä, että se on toteutettavissa. He rahoittivat Bramsonin laatiman riippumattoman insinööritarkastuksen (historiallinen ”Bramson Report”), joka julkaistiin marraskuussa 1935. Se oli myönteinen, ja Falk suostui rahoittamaan Whittlea. Näin suihkumoottorista oli vihdoin tulossa todellisuutta.
Tammikuun 27. päivänä 1936 päämiehet allekirjoittivat ”neljän osapuolen sopimuksen”, jolla perustettiin ”Power Jets Ltd”, joka rekisteröitiin maaliskuussa 1936. Osapuolet olivat O.T. Falk & Partners, ilmaministeriö, Whittle ja yhdessä Williams ja Tinling. Falkia Power Jetsin hallituksessa edustivat Whyte puheenjohtajana ja Bonham-Carter johtajana (Bramson toimi varajäsenenä). Whittle, Williams ja Tinling säilyttivät 49 prosentin osuuden yhtiöstä vastineeksi siitä, että Falk ja kumppanit sijoittivat 2 000 puntaa ja saivat option 18 000 punnan lisäosuuteen 18 kuukauden kuluessa. Koska Whittle oli edelleen täysipäiväinen RAF:n upseeri ja opiskeli Cambridgessa, hänelle annettiin arvonimi ”kunniapuheenjohtaja ja tekninen konsultti”. Koska hän tarvitsi erikoisluvan työskennelläkseen RAF:n ulkopuolella, hänet kirjattiin erikoisluetteloon, ja hän sai työskennellä suunnittelun parissa, kunhan hänen työaikansa oli enintään kuusi tuntia viikossa. Hän sai kuitenkin jatkaa vuoden ajan Cambridgessä tekemässä jatkotutkintoa, jolloin hänellä oli aikaa työskennellä suihkuturbiinin parissa.
Ilmailuministeriö ei edelleenkään nähnyt ponnisteluilla olevan välitöntä arvoa (sitä pidettiin pitkän tähtäimen tutkimuksena), ja koska Power Jetsillä ei ollut omia tuotantolaitoksia, se teki sopimuksen höyryturbiinien kehittämiseen erikoistuneen British Thomson-Houstonin (British Thomson-Houston, jäljempänä ’BTH’) kanssa koemoottorilaitoksen rakentamisesta BTH:n tehtaalle Rugbyyn, Warwickshireen. Työt etenivät nopeasti, ja vuoden 1936 loppuun mennessä prototyypin yksityiskohtainen suunnittelu oli saatu valmiiksi, ja sen osat olivat hyvällä mallilla valmistumassa, ja kaikki tämä alkuperäisen 2 000 punnan budjetin puitteissa. Vuoteen 1936 mennessä myös Saksassa oli kuitenkin aloitettu suihkumoottoreiden kehittäminen (Herbert A. Wagner Junkersilla ja Hans von Ohain Heinkelillä), ja vaikka heilläkin oli vaikeuksia voittaa konservatiivisuus, Saksan ilmailuministeriö (Reichsluftfahrtministerium) suhtautui asiaan myönteisemmin kuin brittiläinen kollegansa.
Taloudelliset vaikeudetEdit
Tammikuussa yhtiön perustamisvaiheessa Lontoon Imperial Collegen rehtori ja ilmailualan tutkimuskomitean (ARC) puheenjohtaja Henry Tizard oli pyytänyt ilmailuministeriön tieteellisestä tutkimuksesta vastaavaa johtajaa laatimaan kirjallisen selvityksen suunnittelusta. Raportti toimitettiin jälleen kerran Griffithille kommentoitavaksi, mutta se saatiin takaisin vasta maaliskuussa 1937, jolloin Whittlen suunnitelma oli jo pitkällä. Griffith oli jo aloittanut oman turbiinimoottorisuunnitelmansa rakentamisen, ja ehkä välttääkseen omien ponnistelujensa tahraamisen hän palautti hieman myönteisemmän arvostelun. Hän suhtautui kuitenkin edelleen erittäin kriittisesti joihinkin ominaisuuksiin, erityisesti suihkuvoiman käyttöön. ARC:n moottoreiden alakomitea tutki Griffithin raportin ja päätti rahoittaa sen sijaan hänen työtään.
Tämän hämmästyttävän virallisen välinpitämättömyyden osoituksen vuoksi Falk ja kumppanit ilmoittivat, etteivät ne voisi myöntää rahoitusta yli 5 000 puntaa. Ryhmä kuitenkin jatkoi työtään, ja Power Jets WU (Whittle Unit) -moottori toimi onnistuneesti 12. huhtikuuta 1937. Tizard totesi, että se oli ”huomattavasti edellä” kaikkia muita näkemiään edistyksellisiä moottoreita, ja onnistui kiinnostamaan ilmailuministeriötä niin paljon, että se rahoitti kehitystyötä 5 000 punnan sopimuksella lentokelpoisen version kehittämiseksi. Rahat saatiin kuitenkin vasta vuoden kuluttua, mikä viivästytti kehitystä huomattavasti.
Heinäkuussa, kun Whittlen oleskelu Cambridgessä oli päättynyt, hänet vapautettiin työskentelemään kokopäiväisesti moottorin parissa. Falk antoi yritykselle 8. heinäkuuta 250 punnan hätälainan, ja 15. heinäkuuta he sopivat löytävänsä 4 000-14 000 punnan lisärahoituksen. Rahaa ei koskaan saatu, ja Falkin osakkeet palautettiin Williamsille, Tinlingille ja Whittlelle 1. marraskuuta. Falk järjesti kuitenkin toisen 3 000 punnan lainan, ja työt jatkuivat. Whittle ylennettiin laivueenjohtajaksi joulukuussa.
Testaus jatkui W.U:lla, jolla oli hälyttävä taipumus karata käsistä. Työn vaarallisuuden vuoksi kehitys siirrettiin suurelta osin Rugbysta BTH:n kevyessä käytössä olevaan Ladywoodin valimoon läheiseen Lutterworthiin Leicestershireen vuonna 1938, jossa W.U. ajettiin onnistuneesti saman vuoden maaliskuussa. BTH oli päättänyt sijoittaa tammikuussa 2 500 puntaa omia varojaan, ja maaliskuussa 1938 ilmaministeriön varat saapuivat vihdoin. Tämä osoittautui ristiriitaiseksi siunaukseksi – yritykseen sovellettiin nyt virallisia salaisuuksia koskevaa lakia (Official Secrets Act), mikä vaikeutti äärimmäisen paljon yksityisen lisäpääoman keräämistä.
>
Nämä viivytykset ja rahoituksen puute hidastivat projektia. Saksassa Hans von Ohain oli aloittanut prototyypin työstämisen vuonna 1935, ja tässä vaiheessa hän oli jo ohittanut prototyyppivaiheen ja rakensi maailman ensimmäistä lentokelpoista suihkukonetta, Heinkel HeS 3:a. Ei ole epäilystäkään siitä, etteivätkö Whittlen ponnistelut olisi olleet samalla tasolla tai jopa edistyneempiä, jos ilmatilaministeriö olisi osoittanut suurempaa kiinnostusta suunnitteluun. Kun sota syttyi syyskuussa 1939, Power Jetsin palkkalistoilla oli vain 10 työntekijää, ja Griffithin toiminta RAE:ssä ja Metropolitan-Vickersissä oli yhtä pientä.
Jatkuvan kehittelyn ja moottorin kanssa ilmenneiden ongelmien aiheuttama stressi vei Whittlen veronsa.
Vastuu, joka lepää harteillani, on todellakin hyvin raskas. … joko annamme uuden tehokkaan aseen kuninkaallisten ilmavoimien käsiin, tai jos emme saa tuloksia aikaan ajoissa, olemme ehkä herättäneet turhaan toiveita ja aiheuttaneet toimia, jotka saattavat riistää kuninkaallisilta ilmavoimilta satoja lentokoneita, joita ne kipeästi tarvitsevat. … Minulla on paljon väkeä ympärilläni. He kaikki työskentelevät kuin orjat, niin paljon, että vaarana on fyysisen ja henkisen väsymyksen aiheuttamat virheet.”
Hänen tupakointinsa lisääntyi kolmeen askiaskiin päivässä, ja hän kärsi erilaisista stressiin liittyvistä vaivoista, kuten usein esiintyvistä kovista päänsäryistä, ruoansulatushäiriöistä, unettomuudesta, ahdistuneisuudesta, ekseemasta ja sydämen sydämentykytyksestä, samalla kun hänen painonsa putosi yhdeksään kiveen (126 paunaa/57 kg). Pitääkseen kiinni 16-tuntisista työpäivistään hän nuuski bentsedriiniä päivisin ja otti sitten yöllä rauhoittavia lääkkeitä ja unilääkkeitä, jotka tasoittivat vaikutuksia ja mahdollistivat unen saamisen. Hän myönsi myöhemmin tulleensa riippuvaiseksi bentsedriinistä. Tänä aikana hänestä tuli ärtyisä ja hänelle kehittyi ”räjähdysherkkä” luonne.
Muuttuva onniEdit
Kesäkuussa 1939 Power Jetsillä oli hädin tuskin varaa pitää valot päällä, kun ilmatilaministeriön henkilökunta vieraili jälleen kerran. Tällä kertaa Whittle pystyi käyttämään W.U:ta suurella teholla 20 minuuttia ilman mitään vaikeuksia. Yksi ryhmän jäsenistä oli tieteellisen tutkimuksen johtaja David Randall Pye, joka lähti esittelystä täysin vakuuttuneena hankkeen tärkeydestä. Ministeriö suostui ostamaan W.U.:n ja sitten lainaamaan sen takaisin, panostamalla käteistä, ja teki tilauksen lentokelpoisesta versiosta moottorista.
Whittle oli jo tutkinut ongelmaa muuttaa massiivinen W.U. lentokelpoiseksi rakenteeksi, jonka tavoitteita hän luonnehti hyvin optimistisiksi, jotta se kykenisi antamaan tehoa pienelle lentokoneelle, joka painoi 2 000 paunaa ja jonka staattinen työntövoima oli 1 389 paunaa. Uuden sopimuksen myötä aloitettiin tosissaan työ ”Whittle Supercharger Tyyppi W.1:llä”
. Siinä oli käänteisvirtausrakenne; kompressorista tuleva ilma johdettiin taaksepäin polttokammioihin, sitten takaisin moottorin etuosaan ja lopuksi takaisin turbiiniin. Tämä rakenne lyhensi moottorin pituutta sekä kompressorin ja turbiinin yhdistävän vetoakselin pituutta, mikä vähensi painoa.
Tammikuussa 1940 ministeriö teki Gloster Aircraft Companyn kanssa sopimuksen yksinkertaisesta lentokoneesta, Gloster E.28/39:stä, jonka tarkoituksena oli nimenomaan W.1:n lentotestaus. He tekivät myös toisen moottorisopimuksen, tällä kertaa suuremmasta moottorista, josta kehittyi muuten samanlainen W.2. Helmikuussa aloitettiin kolmannen mallin, W.1A:n, työstäminen, joka oli W.1:n kokoinen mutta käytti W.2:n mekaanista rakennetta. W.1A:n avulla voitiin testata W.2:n mekaanista perusrakennetta E.28/39:ssä. Power Jets käytti toukokuussa 1940 jonkin verran aikaa myös W.2Y:n suunnitteluun, joka oli samankaltainen malli, jossa oli ”suoraan läpi menevä” ilmavirtaus, mikä johti pidempään moottoriin ja, mikä tärkeämpää, pidempään vetoakseliin, mutta jonka rakenne oli hieman yksinkertaisempi. Vetoakselin painon vähentämiseksi mahdollisimman paljon W.2Y:ssä käytettiin halkaisijaltaan suurta, ohutseinäistä akselia, joka oli melkein yhtä suuri kuin turbiinikiekko ja joka oli ”kaulittu” molemmista päistä, joissa se liittyi turbiiniin ja kompressoriin.
Huhtikuussa ilmailuministeriö teki sopimukset W.2:n tuotantolinjoista, joiden kapasiteetti oli 3 000 moottoria kuukaudessa vuonna 1942, ja pyysi BTH:tä, Vauxhallia ja Rover Companya liittymään mukaan. Sopimukseen ryhtyi kuitenkin lopulta vain Rover. Kesäkuussa Whittle sai ylennyksen siipikomentajaksi.
RoverEdit
Työskentely jatkui sillä välin W.U.-moottorin parissa, joka kokeiltiin lopulta yhdeksän kertaa uudelleen, jotta testejä hallinneet palamisongelmat saataisiin ratkaistua. Lokakuun 9. päivänä W.U. ajettiin jälleen kerran, tällä kertaa varustettuna Lubbock- eli ”Shell”-sumutuspolttimilla. Palamisongelmat lakkasivat olemasta esteenä moottorin kehittämiselle, vaikka uusien polttokammioiden kaikkia ominaisuuksia alettiin kehittää intensiivisesti.
Tässä vaiheessa oli selvää, että Glosterin ensimmäinen lentokoneen runko olisi valmis kauan ennen kuin Rover voisi toimittaa moottorin. Whittle ei halunnut odottaa, vaan kokosi moottorin varaosista ja loi W.1X-moottorin (”X” tarkoittaa ”kokeellinen”), joka toimi ensimmäisen kerran 14. joulukuuta 1940. Joulukuun 10. päivänä Whittle sai hermoromahduksen ja jätti työnsä kuukaudeksi. Pian tämän jälkeen Power Jets teki Yhdysvaltojen patenttihakemuksen ”Aircraft propulsion system and power unit”
W1X-moottori käytti E.28/39:ää rullaustesteissä 7. huhtikuuta 1941 Gloucesterin tehtaan läheisyydessä, jossa se nousi ilmaan kahdeksi tai kolmeksi lyhyeksi, useiden satojen metrien pituiseksi hyppyreissuksi noin kuuden jalan korkeudessa maasta.
Viimeinen versio W.1:n moottorin käytöstä. 850 lbf:n (3,8 kN) työntövoimalla käyntiin 12. huhtikuuta 1941, ja 15. toukokuuta W.1:n moottorilla varustettu E.28/39 nousi ilmaan Cranwellista kello 19.40. Se lensi 17 minuuttia ja saavutti maksiminopeudeksi noin 340 mph (545 km/h). Lennon päätteeksi Pat Johnson, joka oli kannustanut Whittlea niin pitkään, sanoi hänelle: ”Frank, se lentää”. Whittle vastasi: ”No, sitä vartenhan se oli hemmetin hyvin suunniteltu, eikö niin?”
Päivien kuluessa kone saavutti 600 km/h (370 mph) nopeuden 25 000 jalan (7600 m) korkeudessa, mikä ylitti aikalaisten Spitfirejen suorituskyvyn. Suunnittelun menestys oli nyt ilmeinen; ensimmäinen esimerkki puhtaasti kokeellisesta ja täysin uudesta moottorisuunnittelusta päihitti jo nyt yhden maailman parhaista mäntämoottoreista, moottorin, jolla oli takanaan viiden vuoden kehitystyö ja tuotanto sekä vuosikymmenien insinöörityö. Lähes jokainen moottorivalmistaja Isossa-Britanniassa aloitti sen jälkeen omat törmäyspyrkimyksensä saadakseen Power Jetsin kiinni.
Vuonna 1941 Rover perusti Whittlen tiimille uuden laboratorion sekä tuotantolinjan käyttämättömälle Barnoldswickin tehtaalleen, mutta vuoden 1941 lopulla oli ilmeistä, että Power Jetsin ja Roverin välinen järjestely ei ollut toimiva. Whittle oli turhautunut Roverin kyvyttömyyteen toimittaa tuotantokelpoisia osia sekä Roverin insinöörien ylivoimaiseen asenteeseen, ja hän puhui ongelmista yhä avoimemmin. Rover päätti perustaa salaa rinnakkaisen työn omien insinööriensä kanssa Waterloo Millissä, läheisessä Clitheroessa. Siellä Adrian Lombard ryhtyi kehittämään W.2B-moottoria Roverin omaksi tuotantokelpoiseksi suunnitelmaksi luopumalla Whittlen käänteisen virtauksen polttokammioista ja kehittämällä sen sijaan pidemmän mutta yksinkertaisemman suoran läpivirtauksen moottorin. Ilmailuministeriö kannusti tätä ja antoi Whittlen mallille nimen ”B.23”, ja Roverin mallin nimeksi tuli ”B.26”.
Kaikkien mallien työstäminen jatkui talvella 1941-42. Ensimmäinen W.1A valmistui pian sen jälkeen, ja 2. maaliskuuta 1942 toinen E.28/39 saavutti tällä moottorilla 430 mph (690 km/h) 15 000 jalan (4 600 m) korkeudessa. Seuraavassa kuussa aloitettiin parannetun W.2B:n työstäminen uudella nimellä ”W2/500”. Huhtikuussa Whittle sai tietää Roverin rinnakkaisista ponnisteluista, mikä aiheutti tyytymättömyyttä ja suuren kriisin ohjelmassa. Työt kuitenkin jatkuivat, ja syyskuussa ensimmäinen W2/500 kävi ensimmäistä kertaa, ja se tuotti samana päivänä täyden suunnitellun 7,8 kN:n työntövoiman. Työt aloitettiin edelleen parannetun W2/700:n parissa.
Rolls-RoyceEdit
Aiemmin, tammikuussa 1940, Whittle oli tavannut Rolls-Roycen tohtori Stanley Hookerin, joka puolestaan esitteli Whittlen Rolls-Roycen hallituksen jäsenelle ja Derbyn tehtaan johtajalle Ernest Hivesille (myöhemmin Lord Hives). Hooker vastasi Rolls-Roycen Derbyn ahtimien osastosta ja oli nestedynamiikan asiantuntija. Hän oli jo aiemmin lisännyt Merlin-mäntämoottorin tehoa parantamalla sen ahtimia. Tällainen erikoisala sopi luonnollisesti suihkumoottoreiden aerotermodynamiikkaan, jossa ilmavirran optimointi kompressorissa, polttokammioissa, turbiinissa ja suihkuputkessa on olennaisen tärkeää. Hives suostui toimittamaan keskeisiä osia hankkeen tueksi. Rolls-Royce rakensi myös kompressorin testauslaitteiston, joka auttoi Whittlea ratkaisemaan W.2-moottorin aaltoiluongelmat (epävakaa ilmavirtaus kompressorissa). Vuoden 1942 alussa Whittle teki Rolls-Roycen kanssa sopimuksen kuudesta moottorista, jotka tunnettiin nimellä WR.1 ja jotka olivat identtisiä olemassa olevan W.1:n kanssa.
Kun Rolls-Royce tuli mukaan, Ray Dorey, yhtiön Hucknallin lentokentällä Nottinghamin pohjoispuolella sijaitsevan lentokeskuksen johtaja, asennutti Whittlen moottorin Vickers Wellington -pommikoneen perään. Asennuksen suoritti Vickers Weybridgessä. Lentävä koealusta mahdollistaa testauksen lennon aikana ilman, että lentokone on riippuvainen kokeilemattoman moottorin käyttövoimasta ja turvallisuudesta.
Roverin ja Power Jetsin väliset ongelmat tulivat ”julkiseksi salaisuudeksi”, ja loppuvuodesta 1942 Roverin Spencer Wilks tapasi Hivesin ja Hookerin ”Swan and Royal” -pubissa Clitheroessa, lähellä Barnoldswickin tehdasta. Lentokonetuotantoministeriön kanssa sovitulla tavalla he vaihtoivat Barnoldswickin suihkutehtaan Rolls-Roycen Nottinghamissa sijaitsevaan säiliömoottoritehtaaseen ja sinetöivät sopimuksen kädenpuristuksella. Virallinen luovutus tapahtui 1. tammikuuta 1943, vaikka W.2B-sopimus oli allekirjoitettu jo joulukuussa. Rolls-Royce sulki pian sen jälkeen Roverin salaisen rinnakkaistehtaan Clitheroessa, mutta jatkoi kuitenkin siellä alkanutta W.2B/26:n kehitystyötä.
Testausta ja tuotannon käynnistämistä nopeutettiin välittömästi. Joulukuussa 1942 Rover oli testannut W.2B:tä yhteensä 37 tuntia, mutta seuraavan kuukauden aikana Rolls-Royce testasi sitä 390 tuntia. W.2B läpäisi ensimmäisen 100 tunnin testinsä täydellä teholla 1 600 lbf (7,1 kN) 7. toukokuuta 1943. Meteorin prototyypin runko oli jo valmis, ja se nousi ilmaan 12. kesäkuuta 1943. Moottorin tuotantoversiot alkoivat valmistua lokakuussa, ja ne tunnettiin ensin nimellä W.2B/23, sitten RB.23 (Rolls-Barnoldswick) ja lopulta nimellä Rolls-Royce Welland. Barnoldswick oli liian pieni täysimittaiseen tuotantoon, ja se muuttui Hookerin johdolla takaisin puhtaaksi tutkimuslaitokseksi, kun taas Newcastle-under-Lymeen perustettiin uusi tehdas. Roverin W.2B/26, nimellä Rolls-Royce Derwent, avasi uuden tuotantolinjan ja korvasi pian Wellandin, jolloin Barnoldswickin tuotantolinjat voitiin sulkea loppuvuodesta 1944.
Huolimatta omassa ohjelmassaan tapahtuneista pitkistä viivästyksistä Luftwaffe ehti yhdeksän kuukautta ennen brittiläisiä ponnisteluja ilmaan. Korkean lämpötilan terässeoksia varten tarvittavan koboltin puute merkitsi sitä, että saksalaiset mallit olivat aina vaarassa ylikuumentua ja vahingoittaa turbiinejaan. Dr. Anselm Franzin suunnitteleman Junkers Jumo 004:n, joka oli Messerschmitt Me 262:n voimanlähteenä, heikkolaatuisesta metalliseoksesta valmistetut tuotantoversiot kestivät tyypillisesti vain 10-25 tuntia (kokeneen lentäjän kanssa pidempään) ennen kuin ne paloivat loppuun; jos sitä kiihdytettiin liian nopeasti, kompressori jumiutui ja teho katosi välittömästi, ja toisinaan se räjähti heti ensimmäisellä käynnistyskerralla. Yli 200 saksalaista lentäjää sai surmansa koulutuksen aikana. Me 262 pystyi kuitenkin lentämään paljon nopeammin kuin liittoutuneiden koneet ja sillä oli erittäin tehokas tulivoima. Vaikka Me 262:t otettiin käyttöön vasta sodan loppuvaiheessa, ne ampuivat alas vähintään 542 liittoutuneiden konetta, ja eräässä liittoutuneiden pommitushyökkäyksessä ne pudottivat 32 Boeing B-17 Flying Fortressin 36 koneesta. Whittlen mallit olivat yksinkertaisempia, ja niissä oli keskipakokompressorit monimutkaisempien aksiaalisten mallien sijasta. Jälkimmäiset mallit, joissa oli useita vaiheita pyöriviä siipiä, ja jokainen vaihe lisäsi painetta, olivat potentiaalisesti tehokkaampia, mutta niiden kehittäminen oli paljon vaikeampaa. Yhdistyneen kuningaskunnan malleissa käytettiin myös parempia materiaaleja, kuten turbiinien siipien Nimonic-seoksia. Varhaiset brittiläiset suihkumoottorit kestivät 150 tuntia peruskorjausten välillä, ja niiden teho-painosuhde ja polttoaineen ominaiskulutus olivat saksalaisiin malleihin verrattuna paremmat. Toisen maailmansodan loppuun mennessä muut brittiläiset moottoriyhtiöt kehittivät Whittlen malliin perustuvia suihkumalleja, kuten de Havilland Goblin- ja Ghost-moottoreita. Aksiaalikompressoreiden edut ja niiden korkeammat painesuhteet yksinkertaisempiin keskipakokompressoreihin verrattuna johtivat kuitenkin siihen, että 1940-luvun lopulla siirryttiin aksiaalikompressoreihin, joista esimerkkeinä ovat Rolls-Roycen Avon-sarja, Armstrong Siddeley Sapphire, Bristol Olympus ja muut.
Jatkokehitys Muokkaa
W.2:n suunnittelun edetessä sujuvasti Whittle lähetettiin vuoden 1942 puolivälissä Bostoniin Massachusettsiin auttamaan General Electricin suihkumoottoriohjelmassa. GE, joka oli USA:n turboahtimien päätoimittaja, soveltui hyvin suihkukoneiden tuotannon nopeaan käynnistämiseen. W.2B-mallin ja Bell Aircraftin yksinkertaisen rungon yhdistelmä lensi syksyllä 1942 Bell XP-59A Airacomet -mallina, kuusi kuukautta ennen brittiläisen Meteorin lentoa.
Whittlen kehitystyö Power Jetsissä jatkui, ja W.2/700-malliin asennettiin myöhemmin jälkipoltto (brittiläisen terminologian mukaan jälkilämmitys) sekä kokeellinen vesiruiskutus moottorin jäähdyttämiseksi ja suurempien tehojen mahdollistamiseksi ilman, että turbiineja olisi pitänyt sulattaa. Whittle kiinnitti huomiota myös aksiaalivirtausmoottorityyppiin (suoravirtausmoottori), jota Griffith ajoi, ja suunnitteli L.R.1-moottorin. Muihin kehityskohteisiin kuului puhaltimien käyttö suuremman massavirran aikaansaamiseksi joko moottorin etuosassa, kuten nykyaikaisessa turbofanissa, tai moottorin takaosassa, mikä on paljon harvinaisempaa, mutta jonkin verran yksinkertaisempaa.
Whittlen työ oli aiheuttanut pienen vallankumouksen Ison-Britannian moottorinvalmistusteollisuudessa, ja jo ennen kuin E.28/39-lentokone lensi lentoon, suurin osa yhtiöistä oli perustanut omia tutkimustoimia. Vuonna 1939 Metropolitan-Vickers perusti projektin kehittääkseen aksiaalivirtaussuunnitelmaa turboprop-moottoriksi, mutta myöhemmin se kehitti mallin uudelleen puhtaaksi suihkumoottoriksi, joka tunnettiin nimellä Metrovick F.2. Rolls-Royce oli jo kopioinut W.1:n ja valmistanut matalaluokitellun WR.1:n, mutta keskeytti myöhemmin työnsä tämän projektin parissa, kun se oli ottanut vastuulleen Roverin työt. Vuonna 1941 de Havilland aloitti suihkuhävittäjähankkeen, Spider Crabin (myöhemmin Vampire), ja sen voimanlähteenä oli oma moottori, Frank Halfordin Goblin (Halford H.1). Armstrong Siddeley kehitti myös monimutkaisemman aksiaalivirtaussuunnittelun Heppner-nimisen insinöörin kanssa, ASX:n, mutta käänsi Vickersin ajattelutavan päinvastaiseksi ja muutti sen myöhemmin turboprop-moottoriksi, Pythoniksi. Bristol Aeroplane Company ehdotti suihku- ja mäntämoottoreiden yhdistämistä, mutta luopui ajatuksesta ja keskittyi sen sijaan potkuriturbiineihin.
Kansallistaminen Muokkaa
Huhtikuussa 1943 Winston Churchillille pidetyssä E.28/39:n esittelytilaisuudessa Whittle ehdotti lentokonetuotannosta vastaavalle ministerille Stafford Crippsille, että kaikki suihkukoneiden kehitystyö kansallistettaisiin. Hän huomautti, että yritystä olivat rahoittaneet yksityiset sijoittajat, jotka auttoivat moottorin menestyksekkäässä kehittämisessä, mutta sitten tuotantosopimukset menivät muille yrityksille. Kansallistaminen oli ainoa tapa maksaa velat takaisin ja varmistaa oikeudenmukainen kauppa kaikille, ja hän oli valmis luopumaan Power Jet -yhtiön osakkeista tämän toteuttamiseksi. Lokakuussa Cripps kertoi Whittlelle päättäneensä, että parempi ratkaisu olisi kansallistaa vain Power Jets. Whittle uskoi, että hän oli käynnistänyt tämän päätöksen, mutta Cripps oli jo miettinyt, miten olisi parasta ylläpitää menestyksekästä suihkukoneohjelmaa ja toimia vastuullisesti valtion huomattavien taloudellisten investointien suhteen, kun hän samalla halusi perustaa tutkimuskeskuksen, joka voisi hyödyntää Power Jetsin kykyjä, ja hän oli tullut siihen tulokseen, että kansalliset intressit vaativat valtion omistaman laitoksen perustamista. Joulukuun 1. päivänä Cripps ilmoitti Power Jetsin johtajille, että valtiovarainministeriö ei maksaisi yrityksestä enempää kuin 100 000 puntaa.
Tammikuussa 1944 Whittle nimitettiin CBE:ksi uudenvuoden kunniamaininnassa. Tuolloin hän oli jo ryhmän kapteeni, kun hänet oli ylennetty siipikomentajasta heinäkuussa 1943. Myöhemmin samassa kuussa lisäneuvottelujen jälkeen ministeriö teki Power Jetsistä toisen 135 500 punnan tarjouksen, joka hyväksyttiin vastahakoisesti ministeriön kieltäydyttyä sovittelusta asiassa. Koska Whittle oli jo tarjoutunut luopumaan osakkeistaan, hän ei saisi mitään, kun taas Williams ja Tinling saivat kumpikin lähes 46 800 puntaa osakkeistaan, ja käteistä tai palveluita maksaneet sijoittajat saivat kolminkertaisen tuoton alkuperäiseen sijoitukseensa verrattuna. Whittle tapasi Crippsin vastustaakseen henkilökohtaisesti kansallistamispyrkimyksiä ja niiden käsittelyä, mutta tuloksetta. Lopullisista ehdoista sovittiin 28. maaliskuuta, ja Power Jetsistä tuli virallisesti Power Jets (Research and Development) Ltd, jonka puheenjohtajana toimi Roxbee Cox, teknisen osaston johtajana Constant of RAE ja teknisenä pääneuvonantajana Whittle. Ministeriö lähetti 5. huhtikuuta 1944 Whittlelle vain 10 000 punnan korvauksen hänen osakkeistaan.
Maaliskuun lopusta lähtien Whittle vietti kuusi kuukautta sairaalassa toipuen hermostuneesta uupumuksesta, ja hän erosi Power Jets (T&K) Ltd:stä tammikuussa 1946. Heinäkuussa yritys fuusioitiin RAE:n kaasuturbiiniosaston kanssa Farnborough’ssa toimivaksi National Gas Turbine Establishmentiksi (NGTE), ja 16 Power Jetsin insinööriä erosi Whittlen esimerkkiä seuraten.