Frank Whittle
Whittle werkte na zijn proefschrift verder aan het principe van de motorstraalmotor, maar gaf het uiteindelijk op toen uit verdere berekeningen bleek dat hij evenveel zou wegen als een conventionele motor met dezelfde stuwkracht. Nadenkend over het probleem dacht hij: “Waarom geen turbine in plaats van de zuigermotor?” In plaats van een zuigermotor te gebruiken om de samengeperste lucht voor de brander te leveren, zou een turbine kunnen worden gebruikt om wat kracht uit de uitlaat te halen en een soortgelijke compressor aan te drijven als die voor superchargers worden gebruikt. De resterende uitlaatstuwkracht zou het vliegtuig aandrijven.
Op 27 augustus 1928 trad Pilot Officer Whittle toe tot No. 111 Squadron, Hornchurch, vliegend met Siskin III’s. Zijn voortdurende reputatie voor laag vliegen en aerobatics lokte een publieke klacht uit die bijna leidde tot zijn krijgsraad. Binnen een jaar werd hij overgeplaatst naar de Central Flying School, in Wittering, voor een opleiding tot vlieginstructeur. Hij werd een populaire en begaafde instructeur en werd geselecteerd als een van de deelnemers aan een wedstrijd om een team te selecteren voor de “crazy flying” routine tijdens de Royal Air Force Air Display van 1930 op RAF Hendon. Hij vernietigde twee vliegtuigen bij ongelukken tijdens de repetities, maar bleef bij beide gelegenheden ongedeerd. Na het tweede incident zei een woedende Flight Lieutenant Harold W. Raeburn woedend: “Waarom neem je niet al mijn vliegtuigen, maak er een hoop van in het midden van het vliegveld en steek ze in brand – dat is sneller!”
Whittle liet zijn motorconcept op de basis zien, waar het de aandacht trok van Flying Officer Pat Johnson, voorheen een octrooionderzoeker. Johnson, op zijn beurt, nam het concept mee naar de commandant van de basis. Dit zette een keten van gebeurtenissen in gang die er bijna toe leidde dat de motoren veel eerder werden geproduceerd dan in werkelijkheid gebeurde.
Eerder, in juli 1926, had A. A. Griffith een artikel gepubliceerd over compressoren en turbines, die hij had bestudeerd aan de Royal Aircraft Establishment (RAE). Hij toonde aan dat dergelijke ontwerpen tot dan toe “vastgelopen” hadden gevlogen, en dat door de compressorbladen een aërosolvormige doorsnede te geven hun rendement drastisch kon worden verbeterd. In het document werd verder beschreven hoe de verhoogde efficiëntie van dit soort compressoren en turbines de productie van een straalmotor mogelijk zou maken, hoewel hij van mening was dat dit idee onpraktisch was, en in plaats daarvan stelde hij voor de kracht als een turboprop te gebruiken. In die tijd gebruikten de meeste superchargers een centrifugale compressor, zodat er weinig belangstelling voor was.
Aangespoord door zijn commandant, stuurde Whittle eind 1929 zijn concept naar het Air Ministry om te zien of het voor hen interessant zou zijn. Met weinig kennis van het onderwerp wendden zij zich tot de enige andere persoon die over het onderwerp had geschreven en gaven het document door aan Griffith. Griffith lijkt ervan overtuigd te zijn geweest dat Whittle’s “eenvoudige” ontwerp nooit het soort rendement zou kunnen bereiken dat nodig is voor een praktische motor. Nadat hij op een fout in een van Whittle’s berekeningen had gewezen, merkte hij verder op dat het centrifugale ontwerp te groot zou zijn voor gebruik in vliegtuigen en dat het gebruik van de straal rechtstreeks voor de aandrijving nogal inefficiënt zou zijn. De RAF stuurde zijn commentaar terug naar Whittle, en noemde het ontwerp “onuitvoerbaar”.
Pat Johnson bleef overtuigd van de geldigheid van het idee, en liet Whittle in januari 1930 het idee patenteren. Omdat de RAF niet geïnteresseerd was in het concept verklaarden zij het niet geheim, wat betekende dat Whittle de rechten op het idee kon behouden, die anders hun eigendom zouden zijn geweest. Johnson regelde een ontmoeting met British Thomson-Houston (BTH), wiens hoofdingenieur-turbine het met het basisidee eens leek te zijn. BTH wilde echter niet de 60.000 pond uitgeven die het zou kosten om het te ontwikkelen, en deze potentiële boreling met vroeg succes ging niet verder.
In januari 1930 werd Whittle bevorderd tot Flying Officer. In Coventry trouwde Whittle op 24 mei 1930 met zijn verloofde, Dorothy Mary Lee, met wie hij later twee zonen kreeg, David en Ian. In 1931 werd hij overgeplaatst naar de Marine Aircraft Experimental Establishment in Felixstowe als bewapeningsofficier en testpiloot van watervliegtuigen, waar hij bekendheid bleef geven aan zijn idee. Deze aanstelling kwam als een verrassing, want hij had nog nooit met een watervliegtuig gevlogen, maar hij vergrootte niettemin zijn reputatie als piloot door met zo’n 20 verschillende soorten drijfvliegtuigen, vliegboten en amfibieën te vliegen. Van elke officier met een vaste aanstelling werd verwacht dat hij een specialisatiecursus volgde en als gevolg daarvan volgde Whittle in 1932 de Officers’ Engineering Course op RAF Henlow, Bedfordshire. Hij behaalde een totaal van 98% in alle vakken in zijn examens, en voltooide de cursus in 18 maanden in plaats van de meer normale twee jaar.
Zijn prestaties in de cursus waren zo uitzonderlijk dat hij in 1934 toestemming kreeg om een tweejarige ingenieurscursus te volgen als lid van Peterhouse, het oudste college van de Universiteit van Cambridge, en hij studeerde in 1936 af met een Eerste in de Mechanische Wetenschappen Tripos. In februari 1934 werd hij bevorderd tot Flight Lieutenant.
Power Jets LtdEdit
Terwijl hij in Cambridge was, kon Whittle zich de 5 pond voor de verlenging van zijn straalmotorpatent in januari 1935 niet veroorloven, en omdat het Air Ministry weigerde te betalen, kwam het patent te vervallen. Kort daarna, in mei, ontving hij post van Rolf Dudley-Williams, die in de jaren twintig bij hem in Cranwell en in 1930 in Felixstowe had gewerkt. Williams regelde een ontmoeting met Whittle, hemzelf, en een andere toen gepensioneerde RAF militair, James Collingwood Tinling. De twee stelden een partnerschap voor dat hen in staat stelde namens Whittle op te treden om overheidsfinanciering te verzamelen zodat de ontwikkeling kon doorgaan.
De overeenkomst wierp al snel vruchten af en in 1935 werd Whittle, via Tinling’s vader, voorgesteld aan Mogens L. Bramson, een bekende onafhankelijke raadgevende luchtvaartingenieur. Bramson was aanvankelijk sceptisch maar na het bestuderen van Whittle’s ideeën werd hij een enthousiaste supporter. Bramson introduceerde Whittle en zijn twee compagnons bij de investeringsbank O.T. Falk & Partners, waar besprekingen plaatsvonden met Lancelot Law Whyte en af en toe Sir Maurice Bonham-Carter. De firma had belangstelling voor de ontwikkeling van speculatieve projecten waar de conventionele banken niet aan zouden komen. Whyte was onder de indruk van de 28-jarige Whittle en zijn ontwerp toen ze elkaar ontmoetten op 11 september 1935:
De indruk die hij maakte was overweldigend, ik ben nog nooit zo snel overtuigd geweest, of zo blij om te merken dat aan iemands hoogste normen werd voldaan… Dit was geniaal, geen talent. Whittle verwoordde zijn idee met voortreffelijke bondigheid: ‘Zuigerverdichtende motoren zijn uitgeput. Ze hebben honderden onderdelen die heen en weer rukken, en ze kunnen niet krachtiger worden gemaakt zonder te ingewikkeld te worden. De motor van de toekomst moet 2000 pk leveren met één bewegend onderdeel: een draaiende turbine en compressor.’
– Lancelot Law Whyte
Hoewel O.T. Falk & Partners specificeerden dat zij alleen in Whittle’s motor zouden investeren als zij onafhankelijke verificatie hadden dat het haalbaar was. Zij financierden een onafhankelijk technisch onderzoek van Bramson (het historische “Bramson Report”), dat in november 1935 werd uitgebracht. Het was gunstig en Falk stemde er toen mee in Whittle te financieren. Daarmee was de straalmotor eindelijk op weg om werkelijkheid te worden.
Op 27 januari 1936 ondertekenden de opdrachtgevers de “Four Party Agreement”, waarbij “Power Jets Ltd” werd opgericht, die in maart 1936 werd opgericht. De partijen waren O.T. Falk & Partners, het luchtministerie, Whittle en, samen, Williams en Tinling. Falk werd in de raad van bestuur van Power Jets vertegenwoordigd door Whyte als voorzitter en Bonham-Carter als directeur (met Bramson als plaatsvervanger). Whittle, Williams en Tinling behielden een aandeel van 49% in de onderneming in ruil voor de inbreng van 2.000 pond door Falk en Partners, met de optie van nog eens 18.000 pond binnen 18 maanden. Omdat Whittle nog steeds een fulltime RAF officier was en momenteel op Cambridge zat, kreeg hij de titel “Honorary Chief Engineer and Technical Consultant”. Omdat hij speciale toestemming nodig had om buiten de RAF te werken, werd hij op de “Special Duty List” geplaatst en mocht hij aan het ontwerp werken zolang het maar niet meer dan zes uur per week was. Hij mocht echter wel een jaar op Cambridge blijven om postdoctoraal werk te doen, wat hem de tijd gaf om aan de turbojet te werken.
Het Air Ministry zag nog steeds weinig onmiddellijk nut in de inspanning (ze beschouwden het als lange afstandsonderzoek), en omdat het zelf geen productiefaciliteiten had, sloot Power Jets een overeenkomst met stoomturbinespecialisten British Thomson-Houston (BTH) om een experimentele motorfabriek te bouwen in een BTH-fabriek in Rugby, Warwickshire. Het werk vorderde snel en tegen het eind van het jaar 1936 was het detailontwerp van het prototype klaar en waren de onderdelen voor het prototype goed op weg om te worden voltooid, en dat alles binnen het oorspronkelijke budget van £2.000. Tegen 1936 was Duitsland echter ook begonnen met het werken aan straalmotoren (Herbert A. Wagner bij Junkers en Hans von Ohain bij Heinkel) en, hoewel ook zij moeite hadden om het conservatisme te overwinnen, was het Duitse Ministerie van Luchtvaart (Reichsluftfahrtministerium) meer ondersteunend dan hun Britse tegenhanger.
Financiële moeilijkhedenEdit
Eerder, in januari, bij de oprichting van het bedrijf, had Henry Tizard, de rector van het Imperial College London en voorzitter van het Aeronautical Research Committee (ARC), de directeur van wetenschappelijk onderzoek van het Air Ministry gevraagd een rapport over het ontwerp op te stellen. Het rapport werd opnieuw voor commentaar aan Griffith voorgelegd, maar hij ontving het pas in maart 1937 terug, toen het ontwerp van Whittle al ver gevorderd was. Griffith was al begonnen met de bouw van zijn eigen turbinemotorontwerp en, misschien om zijn eigen inspanningen niet te bezoedelen, stuurde hij een iets positievere beoordeling terug. Hij bleef echter zeer kritisch over sommige kenmerken, met name het gebruik van straalaandrijving. Het Engine Sub-Committee van ARC bestudeerde Griffith’s rapport en besloot in plaats daarvan zijn inspanning te financieren.
Gezien deze verbazingwekkende vertoning van officiële onverschilligheid, lieten Falk en Partners weten dat zij niet meer dan £5,000 konden financieren. Desondanks ging het team door en de Power Jets WU (Whittle Unit) motor draaide met succes op 12 april 1937. Tizard verklaarde dat de motor “ver vooruit” was op alle andere geavanceerde motoren die hij had gezien, en hij slaagde erin het Ministerie van Luchtvaart voldoende te interesseren om de ontwikkeling te financieren met een contract voor 5.000 pond om een vliegwaardige versie te ontwikkelen. Het duurde echter een jaar voordat de fondsen beschikbaar werden gesteld, waardoor de ontwikkeling grote vertraging opliep.
In juli, toen Whittle’s verblijf in Cambridge voorbij was, werd hij vrijgelaten om full-time aan de motor te werken. Op 8 juli gaf Falk het bedrijf een noodlening van £250, en op de 15e kwamen ze overeen om £4.000 tot £14.000 aan extra financiering te vinden. Het geld kwam nooit aan en Falk’s aandelen werden op 1 november teruggegeven aan Williams, Tinling en Whittle, die in gebreke bleven. Niettemin regelde Falk nog een lening van £3,000, en het werk ging door. Whittle werd in december bevorderd tot Squadron Leader.
Het testen ging door met de W.U., die een alarmerende neiging vertoonde om uit de hand te lopen. Vanwege de gevaarlijke aard van het werk dat werd uitgevoerd, werd de ontwikkeling grotendeels verplaatst van Rugby naar BTH’s licht gebruikte Ladywood gieterij in het nabijgelegen Lutterworth in Leicestershire in 1938, waar er een succesvolle run was van de W.U. in maart van dat jaar. BTH had in januari besloten om zelf 2500 pond in te leggen en in maart 1938 kwamen eindelijk de fondsen van het Ministerie van Luchtvaart. Dit bleek een gemengde zegen te zijn – het bedrijf viel nu onder de Official Secrets Act, wat het uiterst moeilijk maakte om meer privékapitaal te verzamelen.
Deze vertragingen en het gebrek aan financiering vertraagden het project. In Duitsland was Hans von Ohain in 1935 begonnen aan een prototype, en tegen die tijd was hij het prototype-stadium voorbij en bouwde hij het eerste vliegbare straalvliegtuig ter wereld, de Heinkel HeS 3. Er bestaat weinig twijfel over dat Whittle’s inspanningen op hetzelfde niveau of zelfs verder gevorderd zouden zijn geweest als het Air Ministry meer belangstelling voor het ontwerp had getoond. Toen de oorlog in september 1939 uitbrak, had Power Jets slechts 10 mensen in dienst en de activiteiten van Griffith bij de RAE en Metropolitan-Vickers waren al even klein.
De stress van de voortdurende af en aan ontwikkeling en problemen met de motor eisten een zware tol van Whittle.
De verantwoordelijkheid die op mijn schouders rust is inderdaad zeer zwaar. … ofwel geven we een krachtig nieuw wapen in handen van de Royal Air Force of, als we er niet in slagen op tijd resultaten te boeken, hebben we ten onrechte verwachtingen gewekt en ervoor gezorgd dat maatregelen werden genomen die de Royal Air Force honderden vliegtuigen kunnen ontnemen die zij zo hard nodig heeft. … Ik heb een goede menigte om me heen. Ze werken allemaal als slaven, zozeer zelfs dat het risico bestaat dat er fouten worden gemaakt door fysieke en mentale vermoeidheid.
Hij rookte steeds meer tot drie pakjes per dag en leed aan diverse stressgerelateerde kwalen, zoals frequente zware hoofdpijn, indigestie, slapeloosheid, angsten, eczeem en hartkloppingen, terwijl zijn gewicht daalde tot 9 stone (126 lb / 57 kg). Om zijn 16-urige werkdagen vol te houden, snoof hij overdag benzedrine en nam hij ’s nachts tranquillizers en slaappillen om de effecten te compenseren en hem in staat te stellen te slapen. Hij gaf later toe dat hij verslaafd was geraakt aan benzedrine. Gedurende deze periode werd hij prikkelbaar en ontwikkelde een “explosief” humeur.
Veranderende fortuinenEdit
In juni 1939 kon Power Jets het zich nauwelijks veroorloven om het licht aan te houden toen er opnieuw een bezoek werd gebracht door personeel van het Air Ministry. Deze keer was Whittle in staat de W.U. gedurende 20 minuten op hoog vermogen te laten draaien zonder enige moeite. Een van de leden van het team was de directeur van wetenschappelijk onderzoek, David Randall Pye, die na de demonstratie volkomen overtuigd was van het belang van het project. Het Ministerie ging akkoord met de aankoop van de W.U. en leende hem vervolgens weer uit, gaf een injectie in contanten, en plaatste een order voor een vliegwaardige versie van de motor.
Whittle had het probleem al bestudeerd om de massieve W.U. om te zetten in een vliegwaardig ontwerp, met wat hij beschreef als zeer optimistische doelen, om een klein vliegtuig van 2.000 lb aan te drijven met een statische stuwkracht van 1.389 lb. Met het nieuwe contract begon men serieus te werken aan de “Whittle Supercharger Type W.1”. Het ontwerp was gebaseerd op een omgekeerde stroming; lucht van de compressor werd naar achteren in de verbrandingskamers geleid, dan terug naar de voorkant van de motor, en tenslotte weer omgekeerd in de turbine. Dit ontwerp verminderde de lengte van de motor, en de lengte van de aandrijfas die de compressor en de turbine verbond, waardoor het gewicht werd verminderd.
In januari 1940 plaatste het ministerie een contract met de Gloster Aircraft Company voor een eenvoudig toestel, speciaal om de W.1 te testen, de Gloster E.28/39. Het ministerie plaatste ook een tweede motorcontract, dit keer voor een groter ontwerp dat zich ontwikkelde tot de verder gelijkende W.2. In februari begon men te werken aan een derde ontwerp, de W.1A, die even groot was als de W.1 maar de mechanische lay-out van de W.2 gebruikte. De W.1A stelde hen in staat om het basis mechanische ontwerp van de W.2 te testen in de E.28/39. Power Jets besteedde in mei 1940 ook enige tijd aan het ontwerpen van de W.2Y, een soortgelijk ontwerp met een “straight-through” luchtstroom die resulteerde in een langere motor en, wat nog belangrijker was, een langere aandrijfas maar met een iets eenvoudiger layout. Om het gewicht van de aandrijfas zoveel mogelijk te beperken, gebruikte de W.2Y een grote diameter, dunwandige, as bijna zo groot als de turbineschijf, “necked down” aan beide uiteinden waar deze in verbinding stond met de turbine en de compressor.
In april gaf het Air Ministry contracten uit voor W.2 productielijnen met een capaciteit tot 3.000 motoren per maand in 1942, waarbij BTH, Vauxhall en de Rover Company werden gevraagd mee te doen. Het contract werd uiteindelijk echter alleen door Rover aangenomen. In juni kreeg Whittle een promotie tot Wing Commander.
RoverEdit
Ondertussen ging het werk door met de W.U., die uiteindelijk negen revisies onderging in een poging de verbrandingsproblemen op te lossen die de testen hadden beheerst. Op 9 oktober draaide de W.U. weer, dit keer uitgerust met Lubbock of “Shell” verstuiver-verbrandingskamers. Verbrandingsproblemen waren niet langer een belemmering voor de ontwikkeling van de motor, hoewel intensief werd gewerkt aan alle kenmerken van de nieuwe verbrandingskamers.
Hiermee was het duidelijk dat Gloster’s eerste casco klaar zou zijn lang voordat Rover een motor kon leveren. Whittle wilde niet wachten en knutselde een motor in elkaar uit reserve onderdelen en creëerde de W.1X (“X” staat voor “experimenteel”) die voor het eerst draaide op 14 december 1940. Op 10 december kreeg Whittle een zenuwinzinking, en verliet zijn werk voor een maand. Kort daarna werd door Power Jets een Amerikaans octrooi aangevraagd voor een “Aircraft propulsion system and power unit”
De W1X motor dreef de E.28/39 aan voor taxitests op 7 april 1941 in de buurt van de fabriek in Gloucester, waar hij de lucht in ging voor twee of drie korte hops van enkele honderden meters op ongeveer zes voet van de grond.
De definitieve W.1 van 850 lbf (3,8 kN) stuwkracht liep op 12 april 1941, en op 15 mei steeg de W.1-aangedreven E.28/39 op van Cranwell om 19:40 uur, vloog 17 minuten en bereikte een maximumsnelheid van ongeveer 340 mph (545 km/u). Aan het eind van de vlucht zei Pat Johnson, die Whittle zo lang had aangemoedigd, tegen hem: “Frank, het vliegt.” Whittle antwoordde: “Nou, dat is waar het verdomd goed voor ontworpen was, is het niet?”
Binnen enkele dagen haalde het vliegtuig 600 km/u op 7.600 m, waarmee het de prestaties van de hedendaagse Spitfires overtrof. Het succes van het ontwerp was nu duidelijk; het eerste exemplaar van wat een zuiver experimenteel en geheel nieuw motorontwerp was, presteerde al beter dan een van de beste zuigermotoren ter wereld, een motor die vijf jaar ontwikkeling en productie achter de rug had, en tientallen jaren van engineering. Bijna elk motorbedrijf in Groot-Brittannië begon toen met zijn eigen crashpogingen om de Power Jets in te halen.
In 1941 zette Rover een nieuw laboratorium op voor Whittle’s team samen met een productielijn in hun ongebruikte Barnoldswick fabriek, maar tegen het einde van 1941 was het duidelijk dat de regeling tussen Power Jets en Rover niet werkte. Whittle was gefrustreerd door het onvermogen van Rover om onderdelen van productiekwaliteit te leveren, alsook door hun houding van technische superioriteit, en hij werd steeds openhartiger over de problemen. Rover besloot in het geheim een parallel project op te zetten met hun eigen ingenieurs in Waterloo Mill, in het nabijgelegen Clitheroe. Hier begon Adrian Lombard met de ontwikkeling van de W.2B tot Rover’s eigen productie-kwaliteitsontwerp, waarbij hij afzag van Whittle’s “reverse-flow” verbrandingskamers en in plaats daarvan een langere maar eenvoudiger “straight-through” motor ontwikkelde. Dit werd aangemoedigd door het Ministerie van Luchtvaart, die Whittle’s ontwerp de naam “B.23” gaf, en dat van Rover werd de “B.26”.
Het werk aan alle ontwerpen ging door gedurende de winter van 1941-42. De eerste W.1A werd kort daarna voltooid, en op 2 maart 1942 bereikte de tweede E.28/39 430 mph (690 km/u) op 15.000 voet (4.600 m) op deze motor. De volgende maand begon het werk aan een verbeterde W.2B onder de nieuwe naam, “W2/500”. In april vernam Whittle van de parallelle inspanning van Rover, waardoor onvrede ontstond en een grote crisis in het programma. Het werk ging echter door en in september draaide de eerste W2/500 voor het eerst, die dezelfde dag nog zijn volledige ontwerpstuwkracht van 7,8 kN (1.750 lbf) produceerde. Het werk aan een verdere verbetering, de W2/700.
Rolls-RoyceEdit
Eerder, in januari 1940, had Whittle Dr Stanley Hooker van Rolls-Royce ontmoet, die op zijn beurt Whittle voorstelde aan Rolls-Royce bestuurslid en manager van hun fabriek in Derby, Ernest Hives (later Lord Hives). Hooker had de leiding over de superchargerafdeling bij Rolls-Royce Derby en was een specialist in vloeistofdynamica. Hij had het vermogen van de Merlin-zuigermotor al opgevoerd door de supercharger te verbeteren. Een dergelijke specialiteit was natuurlijk geschikt voor de aero-thermodynamica van straalmotoren, waarbij de optimalisering van de luchtstroming in compressor, verbrandingskamers, turbine en straalbuis van fundamenteel belang is. Hives stemde ermee in belangrijke onderdelen te leveren om het project te helpen. Ook bouwde Rolls-Royce een compressor-testopstelling die Whittle hielp bij het oplossen van de surging-problemen (onstabiele luchtstroming in de compressor) bij de W.2 motor. Begin 1942 contracteerde Whittle Rolls-Royce voor zes motoren, bekend als de WR.1, identiek aan de bestaande W.1.
Toen Rolls-Royce betrokken raakte, liet Ray Dorey, de manager van het Flight Centre van het bedrijf op Hucknall Airfield aan de noordkant van Nottingham, een Whittle-motor installeren in de achterkant van een Vickers Wellington bommenwerper. De installatie werd gedaan door Vickers in Weybridge. Een vliegend testbed maakt het mogelijk testen tijdens de vlucht uit te voeren zonder dat het vliegtuig voor zijn eigen voortstuwing en veiligheid afhankelijk is van een onbeproefde motor.
De problemen tussen Rover en Power Jets werden een “publiek geheim” en eind 1942 ontmoette Spencer Wilks van Rover Hives en Hooker in de “Swan and Royal” pub, in Clitheroe, vlakbij de Barnoldswick fabriek. Op afspraak met het Ministerie van Vliegtuigproductie ruilden zij de straalmotorenfabriek in Barnoldswick voor de fabriek van Rolls-Royce voor tankmotoren in Nottingham, en bezegelden de deal met een handdruk. De officiële overdracht vond plaats op 1 januari 1943, hoewel het W.2B contract al in december was getekend. Rolls-Royce sloot Rover’s geheime parallelle fabriek in Clitheroe kort daarna; ze gingen echter door met de ontwikkeling van de W.2B/26 die daar was begonnen.
Het testen en opvoeren van de productie werd onmiddellijk versneld. In december 1942 had Rover de W.2B getest voor een totaal van 37 uur, maar binnen de volgende maand testte Rolls-Royce hem voor 390 uur. De W.2B slaagde op 7 mei 1943 voor zijn eerste test van 100 uur op volle kracht van 1.600 lbf (7,1 kN). Het prototype van de Meteor was al klaar en ging op 12 juni 1943 de lucht in. Productieversies van de motor begonnen in oktober van de band te rollen, eerst bekend als de W.2B/23, daarna als de RB.23 (voor “Rolls-Barnoldswick”) en werden uiteindelijk bekend als de Rolls-Royce Welland. Barnoldswick was te klein voor grootschalige productie en werd onder leiding van Hooker weer een zuivere onderzoeksfaciliteit, terwijl in Newcastle-under-Lyme een nieuwe fabriek werd opgezet. Rover’s W.2B/26, als de Rolls-Royce Derwent, opende de nieuwe lijn en verving spoedig de Welland, waardoor de productielijnen in Barnoldswick eind 1944 konden worden gesloten.
Ondanks grote vertragingen in hun eigen programma, versloeg de Luftwaffe de Britse inspanningen in de lucht met negen maanden. Een gebrek aan kobalt voor hoge temperatuur staallegeringen betekende dat de Duitse ontwerpen altijd het risico liepen van oververhitting en beschadiging van hun turbines. De productieversies van de Junkers Jumo 004, ontworpen door Dr. Anselm Franz, die de Messerschmitt Me 262 aandreef, gingen meestal maar 10-25 uur mee (langer met een ervaren piloot) voordat ze doorbrandden; als ze te snel werden opgevoerd, sloeg de compressor af en ging het vermogen onmiddellijk verloren; soms explodeerde het toestel bij hun eerste opstart. Meer dan 200 Duitse piloten werden gedood tijdens de opleiding. Niettemin kon de Me 262 veel sneller vliegen dan geallieerde vliegtuigen en had zeer effectieve vuurkracht. Hoewel de Me 262’s laat in de oorlog werden geïntroduceerd schoten ze 542 of meer geallieerde vliegtuigen neer en in één geallieerde bombardement werden 32 van de 36 Boeing B-17 Flying Fortresses neergehaald. Whittle’s ontwerpen waren eenvoudiger, met centrifugale compressoren in plaats van de meer gecompliceerde axiale ontwerpen. Deze laatste, met verschillende trappen van draaiende schoepen, waarbij elke trap de druk opvoerde, waren potentieel efficiënter, maar veel moeilijker te ontwikkelen. De Britse ontwerpen hadden ook betere materialen, zoals de Nimonic-legeringen voor turbinebladen. De eerste Britse straalmotoren draaiden 150 uur tussen revisies en hadden een betere vermogen-gewichtsverhouding en een beter specifiek brandstofverbruik in vergelijking met de Duitse ontwerpen. Tegen het einde van de Tweede Wereldoorlog werkten andere Britse motorbedrijven aan straalontwerpen op basis van het Whittle-patroon, zoals de de Havilland Goblin- en Ghost-motoren. De voordelen van axiale stromingscompressoren met hun hogere drukverhoudingen in vergelijking met eenvoudigere centrifugale ontwerpen leidden echter tot een overgang naar axiale compressoren in de late jaren 1940, belichaamd door de Rolls-Royce Avon-serie, Armstrong Siddeley Sapphire, Bristol Olympus, en anderen.
Voortgezette ontwikkelingEdit
Toen het ontwerp van de W.2 vlot verliep, werd Whittle medio 1942 naar Boston, Massachusetts gestuurd om te helpen bij het straalmotorprogramma van General Electric. GE, de belangrijkste leverancier van turboladers in de V.S., was zeer geschikt om snel met de productie van straalvliegtuigen te beginnen. Een combinatie van het W.2B ontwerp en een eenvoudig casco van Bell Aircraft vloog in de herfst van 1942 als de Bell XP-59A Airacomet, zes maanden voor de vlucht van de Britse Meteor.
Whittle’s ontwikkelingen bij Power Jets gingen door, de W.2/700 werd later uitgerust met een naverbrander (“reheat” in Britse terminologie), evenals experimentele waterinjectie om de motor te koelen en hogere vermogensinstellingen mogelijk te maken zonder de turbine te laten smelten. Whittle richtte zijn aandacht ook op het type axiale stroming (rechtdoor) motor zoals voorgestaan door Griffith, en ontwierp de L.R.1. Andere ontwikkelingen waren het gebruik van ventilatoren om een grotere massastroom te verkrijgen, hetzij aan de voorkant van de motor zoals in een moderne turbofan of aan de achterkant, wat veel minder gebruikelijk is maar wel iets eenvoudiger.
Whittle’s werk had een kleine revolutie teweeggebracht binnen de Britse motorfabricage-industrie en nog voordat de E.28/39 vloog, hadden de meeste bedrijven hun eigen onderzoeksinspanningen opgezet. In 1939 startte Metropolitan-Vickers een project voor de ontwikkeling van een axiale stroming als turboprop, maar later werd het ontwerp omgebouwd tot een zuivere straalmotor, bekend als de Metrovick F.2. Rolls-Royce had de W.1 al gekopieerd om de WR.1 met lage rating te produceren, maar stopte later met het werk aan dit project nadat het de inspanningen van Rover had overgenomen. In 1941 startte de Havilland een straaljagerproject, de Spider Crab – later Vampire genoemd – samen met hun eigen motor om het aan te drijven, Frank Halford’s Goblin (Halford H.1). Armstrong Siddeley ontwikkelde ook een complexer axiaal-stroom ontwerp met een ingenieur genaamd Heppner, de ASX, maar veranderde de denkwijze van Vickers en veranderde het later in een turboprop in plaats daarvan, de Python. De Bristol Aeroplane Company stelde voor om straalmotoren en zuigermotoren te combineren, maar liet het idee varen en concentreerde zich in plaats daarvan op propellorturbines.
NationalisatieEdit
Tijdens een demonstratie van de E.28/39 aan Winston Churchill in april 1943, stelde Whittle aan Stafford Cripps, minister van vliegtuigbouw, voor om alle straalmotorontwikkeling te nationaliseren. Hij wees erop dat het bedrijf was gefinancierd door particuliere investeerders die hadden geholpen bij de succesvolle ontwikkeling van de motor, maar de productiecontracten naar andere bedrijven hadden zien gaan. Nationalisatie was de enige manier om die schulden terug te betalen en een eerlijke deal voor iedereen te garanderen, en hij was bereid zijn aandelen in Power Jets op te geven om dit mogelijk te maken. In oktober vertelde Cripps aan Whittle dat hij besloot dat een betere oplossing zou zijn om Power Jets alleen te nationaliseren. Whittle geloofde dat hij deze beslissing had uitgelokt, maar Cripps had al nagedacht over de beste manier om een succesvol straalvliegtuigprogramma in stand te houden en verantwoordelijk te handelen met betrekking tot de aanzienlijke financiële investering van de staat, terwijl hij tegelijkertijd een onderzoekscentrum wilde oprichten dat gebruik kon maken van de talenten van Power Jets, en hij was tot de conclusie gekomen dat het nationaal belang de oprichting van een overheidsinstelling eiste. Op 1 december adviseerde Cripps de directeuren van Power Jets dat de schatkist niet meer dan £100.000 voor het bedrijf zou betalen.
In januari 1944 werd Whittle benoemd tot CBE in de New Year Honours. Tegen die tijd was hij Group Captain, nadat hij in juli 1943 was bevorderd van Wing Commander. Later die maand na verdere onderhandelingen deed het Ministerie nog een bod van £135,500 voor Power Jets, dat met tegenzin werd geaccepteerd nadat het Ministerie arbitrage over de zaak weigerde. Aangezien Whittle reeds had aangeboden zijn aandelen in te leveren zou hij helemaal niets ontvangen, terwijl Williams en Tinling elk bijna 46.800 pond voor hun aandelen ontvingen, en investeerders van contanten of diensten een drievoudig rendement op hun oorspronkelijke investering hadden. Whittle had een ontmoeting met Cripps om persoonlijk bezwaar te maken tegen de nationalisatiepogingen en de manier waarop ze werden aangepakt, maar het mocht niet baten. De definitieve voorwaarden werden op 28 maart overeengekomen, en Power Jets werd officieel Power Jets (Research and Development) Ltd, met Roxbee Cox als voorzitter, Constant of RAE hoofd van de Engineering Division, en Whittle als Chief Technical Advisor. Op 5 april 1944 stuurde het Ministerie Whittle een beloning van slechts £10.000 voor zijn aandelen.
Vanaf eind maart verbleef Whittle zes maanden in het ziekenhuis om te herstellen van zenuwuitputting, en nam in januari 1946 ontslag bij Power Jets (R and D) Ltd. In juli werd het bedrijf samengevoegd met de gasturbinedivisie van de RAE tot de National Gas Turbine Establishment (NGTE) in Farnborough, en 16 ingenieurs van Power Jets namen, in navolging van Whittle, eveneens ontslag.