Frank Whittle
Whittle kontynuował pracę nad zasadą działania silnika odrzutowego po zakończeniu pracy dyplomowej, ale ostatecznie porzucił ją, gdy dalsze obliczenia wykazały, że ważyłby on tyle, co konwencjonalny silnik o tym samym ciągu. Zastanawiając się nad tym problemem, pomyślał: „Dlaczego nie zastąpić silnika tłokowego turbiną?”. Zamiast używać silnika tłokowego do dostarczania sprężonego powietrza do palnika, turbina mogłaby być użyta do wydobycia części mocy ze spalin i napędzania sprężarki podobnej do tych używanych w doładowarkach. Pozostała część ciągu wylotowego napędzałaby samolot.
W dniu 27 sierpnia 1928 r. pilot Whittle dołączył do 111 Dywizjonu w Hornchurch, latając na Siskin III. Jego reputacja jako lotnika wykonującego niskie loty i akrobacje wywołała publiczną skargę, która nieomal doprowadziła do postawienia go przed sądem wojennym. W ciągu roku został wysłany do Central Flying School w Wittering na kurs instruktora latania. Stał się popularnym i utalentowanym instruktorem i został wybrany jako jeden z uczestników konkursu na zespół, który miał wykonać „szalone latanie” podczas pokazu Royal Air Force Air Display w 1930 r. w RAF Hendon. Podczas prób zniszczył dwa samoloty w wypadkach, ale w obu przypadkach wyszedł z nich bez szwanku. Po drugim wypadku rozwścieczony Flight Lieutenant Harold W. Raeburn powiedział wściekle: „Dlaczego nie weźmiesz wszystkich moich cholernych samolotów, nie zrobisz z nich sterty na środku lotniska i nie podpalisz ich – tak będzie szybciej!”
Whittle pokazał swoją koncepcję silnika w bazie, gdzie przyciągnęła ona uwagę Flying Officer Pata Johnsona, wcześniej badającego patenty. Johnson z kolei zabrał koncepcję do dowódcy bazy. To uruchomiło łańcuch wydarzeń, który niemal doprowadził do wyprodukowania silników znacznie wcześniej, niż to miało miejsce w rzeczywistości.
Wcześniej, w lipcu 1926 roku, A. A. Griffith opublikował pracę na temat sprężarek i turbin, które badał w Royal Aircraft Establishment (RAE). Wykazał w nim, że dotychczasowe konstrukcje tego typu latały „w zastoju”, a nadanie łopatkom sprężarki przekroju w kształcie spirali aerodynamicznej pozwoliło radykalnie poprawić ich sprawność. W dalszej części artykułu opisał, jak zwiększona wydajność tego typu sprężarek i turbin pozwoliłaby na wyprodukowanie silnika odrzutowego, choć uznał ten pomysł za niepraktyczny i zamiast tego zasugerował wykorzystanie mocy jako turbośmigła. W tamtych czasach większość doładowaczy wykorzystywała sprężarkę odśrodkową, więc zainteresowanie papierem było ograniczone.
Zachęcony przez swojego dowódcę, pod koniec 1929 roku Whittle wysłał swoją koncepcję do Ministerstwa Lotnictwa, aby sprawdzić, czy byłaby ona dla nich interesująca. Mając niewielką wiedzę na ten temat, zwrócili się do jedynej osoby, która pisała na ten temat i przekazali pracę Griffithowi. Wydaje się, że Griffith był przekonany, że „prosty” projekt Whittle’a nigdy nie osiągnie wydajności potrzebnej dla praktycznego silnika. Wskazawszy na błąd w jednym z obliczeń Whittle’a, stwierdził, że konstrukcja odśrodkowa byłaby zbyt duża dla samolotów, a bezpośrednie wykorzystanie strumienia do napędu byłoby raczej nieefektywne. RAF zwrócił Whittle’owi jego uwagę, określając projekt jako „niewykonalny”.
Pat Johnson pozostał przekonany o słuszności pomysłu i opatentował go w styczniu 1930 roku. Ponieważ RAF nie był zainteresowany tą koncepcją, nie uznał jej za tajną, co oznaczało, że Whittle mógł zachować prawa do pomysłu, który w przeciwnym razie stałby się ich własnością. Johnson zaaranżował spotkanie z British Thomson-Houston (BTH), którego główny inżynier od turbin wydawał się zgadzać z podstawową ideą. Jednak BTH nie chciało wydać 60 000 funtów, które kosztowałoby jej opracowanie, i ten potencjalny pędzel z wczesnym sukcesem nie poszedł dalej.
W styczniu 1930 roku Whittle został awansowany na Flying Officer. W Coventry, 24 maja 1930 roku, Whittle poślubił swoją narzeczoną, Dorothy Mary Lee, z którą miał później dwóch synów, Davida i Iana. W 1931 r. został oddelegowany do Marine Aircraft Experimental Establishment w Felixstowe jako oficer uzbrojenia i pilot doświadczalny samolotów morskich, gdzie nadal propagował swoją ideę. Stanowisko to było dla niego zaskoczeniem, gdyż nigdy wcześniej nie latał na wodnosamolotach, ale mimo to zwiększył swoją reputację pilota, pilotując około 20 różnych typów pływaków, łodzi latających i amfibii. W związku z tym Whittle w 1932 r. uczestniczył w kursie inżynieryjnym dla oficerów w RAF Henlow, Bedfordshire. Uzyskał 98% z wszystkich przedmiotów na egzaminach, kończąc kurs w 18 miesięcy zamiast normalnych dwóch lat.
Jego wyniki na kursie były tak wyjątkowe, że w 1934 r. pozwolono mu podjąć dwuletni kurs inżynieryjny jako członkowi Peterhouse, najstarszego college’u Uniwersytetu Cambridge, który ukończył w 1936 r. z pierwszym wynikiem w Mechanical Sciences Tripos. W lutym 1934 r. został awansowany do stopnia Flight Lieutenant.
Power Jets LtdEdit
Jeszcze w Cambridge Whittle nie mógł sobie pozwolić na opłatę w wysokości 5 funtów za odnowienie patentu na silnik odrzutowy, gdy stała się ona wymagalna w styczniu 1935 r., a ponieważ Ministerstwo Lotnictwa odmówiło jej uiszczenia, pozwolono na wygaśnięcie patentu. Wkrótce potem, w maju, otrzymał pocztę od Rolfa Dudleya-Williamsa, który był z nim w Cranwell w latach dwudziestych i w Felixstowe w 1930 roku. Williams zaaranżował spotkanie z Whittle’em, nim samym oraz innym emerytowanym pracownikiem RAF-u, Jamesem Collingwoodem Tinlingiem. Obaj zaproponowali partnerstwo, które pozwoliło im działać w imieniu Whittle’a w celu pozyskania finansowania publicznego, aby rozwój mógł ruszyć do przodu.
Umowa wkrótce przyniosła owoce, a w 1935 roku, za pośrednictwem ojca Tinlinga, Whittle został przedstawiony Mogensowi L. Bramsonowi, znanemu niezależnemu inżynierowi aeronautycznemu. Bramson był początkowo sceptyczny, ale po przestudiowaniu pomysłów Whittle’a stał się ich entuzjastycznym zwolennikiem. Bramson wprowadził Whittle’a i jego dwóch współpracowników do banku inwestycyjnego O.T. Falk & Partners, gdzie odbyły się rozmowy z Lancelotem Law Whyte’em i okazjonalnie z Sir Maurice’em Bonham-Carterem. Firma była zainteresowana rozwijaniem projektów spekulacyjnych, których konwencjonalne banki by nie tknęły. Whyte był pod wrażeniem 28-letniego Whittle’a i jego projektu, gdy spotkali się 11 września 1935 roku:
Wrażenie, jakie wywarł, było przytłaczające, nigdy nie byłem tak szybko przekonany, ani tak szczęśliwy, aby znaleźć spełnienie najwyższych standardów… To był geniusz, a nie talent. Whittle wyraził swój pomysł z niezwykłą zwięzłością: „Silniki tłokowe są wyczerpane. Mają setki części szarpiących się w tę i z powrotem, a nie można zwiększyć ich mocy bez nadmiernego skomplikowania. Silnik przyszłości musi wytwarzać 2000 KM z jednej ruchomej części: wirującej turbiny i sprężarki”.
– Lancelot Law Whyte
Jednakże partnerzy O.T. Falk & określili, że zainwestowaliby w silnik Whittle’a tylko wtedy, gdyby mieli niezależną weryfikację, że jest on wykonalny. Sfinansowali niezależny przegląd inżynieryjny Bramsona (historyczny „Raport Bramsona”), który został wydany w listopadzie 1935 roku. Był on pozytywny i Falk zgodził się sfinansować Whittle’a. Dzięki temu silnik odrzutowy był wreszcie na dobrej drodze, aby stać się rzeczywistością.
W dniu 27 stycznia 1936 r. zleceniodawcy podpisali „Four Party Agreement”, tworząc „Power Jets Ltd”, która została zarejestrowana w marcu 1936 roku. Stronami byli O.T. Falk & Partners, Ministerstwo Lotnictwa, Whittle oraz, razem, Williams i Tinling. Falk był reprezentowany w zarządzie Power Jets przez Whyte’a jako prezesa i Bonham-Cartera jako dyrektora (z Bramsonem działającym jako zastępca). Whittle, Williams i Tinling zachowali 49% udziałów w spółce w zamian za wniesienie przez Falka i Wspólników 2 000 funtów z opcją dalszych 18 000 funtów w ciągu 18 miesięcy. Ponieważ Whittle był nadal pełnoetatowym oficerem RAF-u, a obecnie studiował w Cambridge, nadano mu tytuł „Honorowego Głównego Inżyniera i Konsultanta Technicznego”. Potrzebując specjalnego pozwolenia na pracę poza RAF-em, został umieszczony na liście Special Duty List i pozwolono mu pracować nad projektem, pod warunkiem, że nie będzie to więcej niż sześć godzin tygodniowo. Pozwolono mu jednak kontynuować przez rok studia podyplomowe w Cambridge, co dało mu czas na pracę nad turboodrzutem.
Ministerstwo Lotnictwa nie widziało w tym przedsięwzięciu bezpośredniej wartości (uważało je za badania dalekiego zasięgu), a ponieważ nie posiadało własnych zakładów produkcyjnych, Power Jets zawarło umowę ze specjalistami w dziedzinie turbin parowych, firmą British Thomson-Houston (BTH), na budowę eksperymentalnego silnika w fabryce BTH w Rugby, Warwickshire. Prace postępowały szybko i do końca 1936 roku projekt prototypu został ukończony, a części do niego były na dobrej drodze do skompletowania, wszystko w ramach pierwotnego budżetu 2 000 funtów. Jednakże w 1936 roku Niemcy również rozpoczęli prace nad silnikami odrzutowymi (Herbert A. Wagner w firmie Junkers i Hans von Ohain w firmie Heinkel) i chociaż oni również mieli trudności z przezwyciężeniem konserwatyzmu, niemieckie Ministerstwo Lotnictwa (Reichsluftfahrtministerium) było bardziej przychylne niż ich brytyjski odpowiednik.
Trudności finansoweEdit
Wcześniej, w styczniu, kiedy utworzono spółkę, Henry Tizard, rektor Imperial College London i przewodniczący Komitetu Badań Aeronautycznych (ARC), zwrócił się do Dyrektora Badań Naukowych Ministerstwa Lotnictwa z prośbą o sporządzenie raportu na temat projektu. Raport został ponownie przekazany Griffithowi do skomentowania, ale nie otrzymał go z powrotem aż do marca 1937, kiedy to projekt Whittle’a był już bardzo zaawansowany. Griffith rozpoczął już budowę własnej konstrukcji silnika turbinowego i, być może, aby nie skazić własnych wysiłków, odesłał nieco bardziej pozytywną recenzję. Pozostał jednak bardzo krytyczny wobec niektórych cech, zwłaszcza zastosowania ciągu odrzutowego. Silnik Podkomitet ARC studiował raport Griffitha, i postanowił sfinansować jego wysiłki zamiast.
Given ten zdumiewający pokaz oficjalnej obojętności, Falk i Partnerzy dał zawiadomienie, że nie może zapewnić finansowania poza £ 5,000. Mimo to zespół parł naprzód, a silnik Power Jets WU (Whittle Unit) został pomyślnie uruchomiony 12 kwietnia 1937 roku. Tizard powiedział, że „wyprzedza on o krok” wszystkie inne zaawansowane silniki, które widział, i udało mu się zainteresować Ministerstwo Lotnictwa na tyle, by sfinansowało prace rozwojowe, podpisując kontrakt na 5 000 funtów na opracowanie wersji nadającej się do lotu. Minął jednak rok, zanim fundusze zostały udostępnione, co znacznie opóźniło prace rozwojowe.
W lipcu, kiedy zakończył się pobyt Whittle’a w Cambridge, został on zwolniony, aby pracować nad silnikiem w pełnym wymiarze godzin. 8 lipca Falk udzielił firmie awaryjnej pożyczki w wysokości 250 funtów, a 15 lipca zgodzono się znaleźć od 4 do 14 tysięcy funtów dodatkowego finansowania. Pieniądze nigdy nie dotarły, a 1 listopada udziały Falka zostały zwrócone Williamsowi, Tinlingowi i Whittle’owi, którzy nie wywiązali się z umowy. Mimo to Falk załatwił kolejną pożyczkę w wysokości 3000 funtów, a prace kontynuowano. Whittle został w grudniu awansowany na dowódcę eskadry.
Testy kontynuowano z W.U., który wykazywał niepokojącą tendencję do wymykania się spod kontroli. Ze względu na niebezpieczny charakter wykonywanej pracy, prace rozwojowe zostały przeniesione w dużej mierze z Rugby do lekko używanej odlewni BTH Ladywood w pobliskim Lutterworth w Leicestershire w 1938 r., gdzie w marcu tego samego roku odbył się udany start W.U.. BTH zdecydowało się włożyć 2.500 funtów własnych w styczniu, a w marcu 1938 roku dotarły w końcu fundusze z Ministerstwa Lotnictwa. Okazało się to mieszanym błogosławieństwem – firma podlegała teraz ustawie o tajemnicach państwowych, co bardzo utrudniało gromadzenie kolejnych prywatnych kapitałów.
Te opóźnienia i brak funduszy spowolniły projekt. W Niemczech Hans von Ohain rozpoczął prace nad prototypem w 1935 r., a w tym czasie przeszedł już fazę prototypu i budował pierwszy na świecie latający samolot odrzutowy, Heinkel HeS 3. Nie ma wątpliwości, że wysiłki Whittle’a byłyby na tym samym poziomie lub nawet bardziej zaawansowane, gdyby Ministerstwo Lotnictwa bardziej zainteresowało się projektem. Gdy we wrześniu 1939 wybuchła wojna, Power Jets zatrudniało zaledwie 10 osób, a działalność Griffitha w RAE i Metropolitan-Vickers była podobnie niewielka.
Stres związany z ciągłym rozwojem projektu i problemami z silnikiem poważnie obciążył Whittle’a.
Odpowiedzialność spoczywająca na moich barkach jest naprawdę bardzo ciężka. … albo oddamy w ręce Królewskich Sił Powietrznych nową potężną broń, albo, jeśli nie uda nam się osiągnąć naszych wyników na czas, być może fałszywie rozbudzimy nadzieje i spowodujemy podjęcie działań, które mogą pozbawić Królewskie Siły Powietrzne setek samolotów, których bardzo potrzebują. … Mam wokół siebie niezły tłum. Wszyscy pracują jak niewolnicy, do tego stopnia, że istnieje ryzyko popełnienia błędów przez zmęczenie fizyczne i psychiczne.
Jego palenie wzrosło do trzech paczek dziennie i cierpiał na różne dolegliwości związane ze stresem, takie jak częste silne bóle głowy, niestrawność, bezsenność, niepokój, egzema i palpitacje serca, podczas gdy jego waga spadła do dziewięciu kamieni (126 lb / 57 kg). Aby wytrzymać 16-godzinny dzień pracy, zażywał w ciągu dnia benzedrynę, a w nocy leki uspokajające i nasenne, które niwelowały jej działanie i pozwalały mu zasnąć. Przyznał później, że uzależnił się od benzedryny. W tym okresie stał się drażliwy i rozwinął „wybuchowy” temperament.
Zmiana losuEdit
Do czerwca 1939 roku Power Jets ledwo mógł sobie pozwolić na utrzymanie światła, kiedy kolejną wizytę złożyli pracownicy Ministerstwa Lotnictwa. Tym razem Whittle był w stanie uruchomić W.U. na dużej mocy przez 20 minut bez żadnych trudności. Jednym z członków zespołu był dyrektor ds. badań naukowych David Randall Pye, który wyszedł z demonstracji całkowicie przekonany o znaczeniu projektu. Ministerstwo zgodziło się kupić W.U., a następnie pożyczyć go z powrotem, zapewniając sobie zastrzyk gotówki, i złożyło zamówienie na wersję silnika nadającą się do lotu.
Whittle już wcześniej badał problem przekształcenia masywnego W.U. w konstrukcję nadającą się do lotu, z celami, które określił jako bardzo optymistyczne, aby zasilić mały samolot ważący 2000 funtów o ciągu statycznym 1389 funtów. Charakteryzowała się ona konstrukcją o odwróconym przepływie; powietrze ze sprężarki było kierowane do tyłu do komór spalania, następnie z powrotem w kierunku przodu silnika, a na końcu ponownie zawracane do turbiny. Dzięki tej konstrukcji zredukowano długość silnika oraz długość wału napędowego łączącego sprężarkę i turbinę, co pozwoliło na zmniejszenie masy.
W styczniu 1940 r. ministerstwo zawarło z Gloster Aircraft Company kontrakt na prosty samolot, Gloster E.28/39, przeznaczony specjalnie do testowania W.1. Złożono także zamówienie na drugi silnik, tym razem na większą konstrukcję, z której powstał podobny W.2. W lutym rozpoczęto prace nad trzecim projektem, W.1A, który był wielkości W.1, ale wykorzystywał układ mechaniczny W.2. W.1A pozwolił na przetestowanie w locie podstawowej konstrukcji mechanicznej W.2 w samolocie E.28/39. W maju 1940 roku Power Jets poświęciło również trochę czasu na opracowanie W.2Y, podobnej konstrukcji z „przelotowym” przepływem powietrza, co spowodowało zastosowanie dłuższego silnika i, co ważniejsze, dłuższego wału napędowego, ale o nieco prostszym układzie. Aby maksymalnie zredukować masę wału napędowego, w W.2Y zastosowano cienkościenny wał o dużej średnicy, prawie tak duży jak tarcza turbiny, „zwężający się” na obu końcach, gdzie łączył się z turbiną i sprężarką.
W kwietniu Ministerstwo Lotnictwa ogłosiło przetargi na linie produkcyjne W.2 o wydajności do 3000 silników miesięcznie w 1942 r., prosząc BTH, Vauxhall i Rover Company o przyłączenie się. Ostatecznie jednak kontrakt został przyjęty tylko przez Rovera. W czerwcu Whittle otrzymał awans na dowódcę skrzydła.
RoverEdit
W międzyczasie kontynuowano prace nad W.U., który ostatecznie przeszedł dziewięć przebudów, próbując rozwiązać problemy ze spalaniem, które zdominowały testy. W dniu 9 października W.U. uruchomiono ponownie, tym razem z komorami spalania Lubbock lub „Shell” z palnikiem atomizującym. Problemy ze spalaniem przestały być przeszkodą w rozwoju silnika, chociaż rozpoczęto intensywne prace nad wszystkimi cechami nowych komór spalania.
W tym momencie stało się jasne, że pierwszy płatowiec Glostera będzie gotowy na długo przed tym, jak Rover będzie mógł dostarczyć silnik. Nie chcąc czekać, Whittle zmontował silnik z części zamiennych, tworząc W.1X („X” oznaczało „eksperymentalny”), który po raz pierwszy wystartował 14 grudnia 1940. W dniu 10 grudnia Whittle doznał załamania nerwowego i na miesiąc porzucił pracę. Wkrótce potem firma Power Jets złożyła wniosek o patent amerykański na „System napędowy samolotu i jednostkę napędową”
Silnik W1X napędzał samolot E.28/39 podczas prób kołowania 7 kwietnia 1941 roku w pobliżu fabryki w Gloucester, gdzie wzbił się w powietrze na dwie lub trzy krótkie skoki na odległość kilkuset metrów na wysokości około sześciu stóp od ziemi.
Decyzyjny silnik W.1 o ciągu 850 lbf (3,8 kN) wystartował 12 kwietnia 1941 r., a 15 maja E.28/39 napędzany W.1 wystartował z Cranwell o 19:40, leciał przez 17 minut i osiągnął maksymalną prędkość około 340 mph (545 km/h). Pod koniec lotu Pat Johnson, który tak długo zachęcał Whittle’a, powiedział do niego: „Frank, to leci”. Whittle odpowiedział: „Cóż, do tego właśnie został cholernie dobrze zaprojektowany, prawda?”
W ciągu kilku dni samolot osiągał prędkość 370 mph (600 km/h) na wysokości 25 000 stóp (7 600 m), przewyższając osiągi współczesnych Spitfire’ów. Sukces projektu był oczywisty; pierwszy przykład czysto eksperymentalnego i całkowicie nowego projektu silnika już przewyższał jeden z najlepszych silników tłokowych na świecie, silnik, który miał za sobą pięć lat rozwoju i produkcji oraz dziesięciolecia pracy inżynierskiej. Niemal każda brytyjska firma produkująca silniki podjęła wtedy własne wysiłki, by dogonić Power Jets.
W 1941 r. firma Rover założyła nowe laboratorium dla zespołu Whittle’a wraz z linią produkcyjną w nieużywanej fabryce w Barnoldswick, ale pod koniec 1941 r. stało się jasne, że porozumienie między Power Jets a Roverem nie działa. Whittle był sfrustrowany niezdolnością Rovera do dostarczania części o jakości produkcyjnej, a także postawą wyższości inżynierskiej i coraz głośniej mówił o problemach. Firma Rover postanowiła potajemnie podjąć równoległe działania z własnymi inżynierami w Waterloo Mill, w pobliskim Clitheroe. Adrian Lombard rozpoczął tam pracę nad rozwojem W.2B, aby stworzyć własną konstrukcję Rovera o jakości produkcyjnej, rezygnując z komory spalania Whittle’a z „odwrotnym przepływem” i opracowując zamiast tego dłuższy, ale prostszy silnik o prostym przepływie. Zostało to poparte przez Ministerstwo Lotnictwa, które nadało projektowi Whittle’a nazwę „B.23”, a projekt Rovera stał się „B.26”.
Prace nad wszystkimi projektami trwały przez zimę 1941-42. Wkrótce potem ukończono pierwszy W.1A, a 2 marca 1942 r. drugi E.28/39 osiągnął na tym silniku prędkość 430 mph (690 km/h) na wysokości 15 000 stóp (4 600 m). W następnym miesiącu rozpoczęto prace nad ulepszonym W.2B pod nową nazwą „W2/500”. W kwietniu Whittle dowiedział się o równoległych pracach Rovera, co wywołało niezadowolenie i spowodowało poważny kryzys w programie. Prace jednak kontynuowano i we wrześniu pierwszy W2/500 uruchomił się po raz pierwszy, generując tego samego dnia pełny ciąg projektowy 1750 funtów (7,8 kN). Rozpoczęto prace nad kolejnym ulepszeniem, W2/700.
Rolls-RoyceEdit
Wcześniej, w styczniu 1940, Whittle spotkał dr Stanleya Hookera z Rolls-Royce’a, który z kolei przedstawił Whittle’a członkowi zarządu Rolls-Royce’a i kierownikowi ich fabryki w Derby, Ernestowi Hivesowi (późniejszemu lordowi Hivesowi). Hooker był odpowiedzialny za dział doładowania w Rolls-Royce Derby i był specjalistą w dziedzinie dynamiki płynów. Już wcześniej zwiększył moc silnika tłokowego Merlin poprzez udoskonalenie jego turbosprężarki. Taka specjalizacja w naturalny sposób pasowała do aero-termodynamiki silników odrzutowych, w których optymalizacja przepływu powietrza w sprężarce, komorach spalania, turbinie i rurze strumieniowej ma fundamentalne znaczenie. Firma Hives zgodziła się dostarczyć kluczowe części, aby pomóc w realizacji projektu. Rolls-Royce zbudował także stanowisko do testowania sprężarki, które pomogło Whittle’owi rozwiązać problemy z przepełnieniem (niestabilny przepływ powietrza w sprężarce) w silniku W.2. Na początku 1942 roku Whittle zakontraktował w Rolls-Royce’ie sześć silników, znanych jako WR.1, identycznych z istniejącymi W.1.
Gdy Rolls-Royce zaangażował się w projekt, Ray Dorey, kierownik firmowego Centrum Lotów na lotnisku Hucknall w północnej części Nottingham, zlecił zainstalowanie silnika Whittle’a w tylnej części bombowca Vickers Wellington. Instalacja została wykonana przez firmę Vickers w Weybridge. Latający poligon doświadczalny umożliwia przeprowadzanie testów w locie, bez uzależniania samolotu od niesprawdzonego silnika w zakresie jego napędu i bezpieczeństwa.
Problemy między Roverem a Power Jets stały się „publiczną tajemnicą” i pod koniec 1942 roku Spencer Wilks z Rovera spotkał się z Hivesem i Hookerem w pubie „Swan and Royal” w Clitheroe, w pobliżu fabryki w Barnoldswick. Na mocy porozumienia z Ministerstwem Produkcji Samolotów zamienili oni fabrykę odrzutowców w Barnoldswick na fabrykę silników czołgowych Rolls-Royce’a w Nottingham, przypieczętowując transakcję uściskiem dłoni. Oficjalne przekazanie miało miejsce 1 stycznia 1943 r., choć kontrakt na W.2B podpisano już w grudniu. Rolls-Royce wkrótce potem zamknął tajną, równoległą fabrykę Rovera w Clitheroe; kontynuował jednak rozpoczęte tam prace rozwojowe nad W.2B/26.
Natychmiast przyspieszono testy i zwiększanie produkcji. W grudniu 1942 roku Rover testował W.2B przez 37 godzin, ale już w następnym miesiącu Rolls-Royce testował go przez 390 godzin. Pierwszy 100-godzinny test z pełną mocą 1600 lbf (7,1 kN) W.2B przeszedł 7 maja 1943 roku. Prototypowy płatowiec Meteora był już gotowy i wzbił się w powietrze 12 czerwca 1943. Wersje produkcyjne silnika zaczęły zjeżdżać z taśmy produkcyjnej w październiku, najpierw pod nazwą W.2B/23, potem RB.23 (od Rolls-Barnoldswick), a ostatecznie stały się znane jako Rolls-Royce Welland. Barnoldswick okazało się zbyt małe dla produkcji na pełną skalę i pod kierownictwem Hookera przekształciło się z powrotem w ośrodek czysto badawczy, podczas gdy nowa fabryka powstała w Newcastle-under-Lyme. Rover’s W.2B/26, jako Rolls-Royce Derwent, otworzył nową linię i wkrótce zastąpił Wellanda, pozwalając na zamknięcie linii produkcyjnych w Barnoldswick pod koniec 1944 r.
Pomimo dużych opóźnień we własnym programie, Luftwaffe pokonała brytyjskie wysiłki w powietrzu o dziewięć miesięcy. Brak kobaltu do wysokotemperaturowych stopów stali oznaczał, że niemieckie konstrukcje zawsze były narażone na przegrzanie i uszkodzenie turbin. Junkers Jumo 004, zaprojektowany przez dr Anselma Franza, który napędzał Messerschmitta Me 262, wytrzymywał zwykle tylko 10-25 godzin (dłużej z doświadczonym pilotem) zanim się przepalił; jeśli zbyt szybko przyspieszono, sprężarka zatrzymywała się i natychmiast tracono moc, a czasami wybuchał przy pierwszym uruchomieniu. Podczas szkolenia zginęło ponad 200 niemieckich pilotów. Mimo to, Me 262 mógł latać znacznie szybciej niż samoloty alianckie i miał bardzo skuteczną siłę ognia. Mimo że Me 262 zostały wprowadzone do służby pod koniec wojny, zestrzeliły 542 lub więcej alianckich samolotów, a w jednym z alianckich nalotów bombowych zestrzeliły 32 z 36 Boeingów B-17 Flying Fortresses. Konstrukcje Whittle’a były bardziej podstawowe, ze sprężarkami odśrodkowymi zamiast bardziej skomplikowanych konstrukcji osiowych. Te ostatnie, posiadające kilka stopni obracających się łopatek, z których każda zwiększała ciśnienie, były potencjalnie bardziej wydajne, ale ich opracowanie było znacznie trudniejsze. Brytyjskie konstrukcje dysponowały również lepszymi materiałami, takimi jak stopy Nimonic do produkcji łopatek turbin. Wczesne brytyjskie silniki odrzutowe mogły pracować przez 150 godzin między remontami i miały lepszy stosunek mocy do masy i jednostkowe zużycie paliwa w porównaniu z konstrukcjami niemieckimi. Do końca II wojny światowej inne brytyjskie firmy produkujące silniki pracowały nad konstrukcjami odrzutowymi opartymi na modelu Whittle’a, takimi jak silniki de Havilland Goblin i Ghost. Jednak zalety sprężarek o przepływie osiowym i ich wyższe współczynniki ciśnienia w porównaniu z prostszymi konstrukcjami odśrodkowymi doprowadziły do przejścia na sprężarki osiowe w późnych latach 40-tych, czego przykładem jest seria Rolls-Royce Avon, Armstrong Siddeley Sapphire, Bristol Olympus i inne.
Dalszy rozwójEdit
Podczas gdy projekt W.2 przebiegał bez zakłóceń, Whittle został wysłany do Bostonu w stanie Massachusetts w połowie 1942 r., aby pomóc w programie odrzutowców General Electric. GE, główny dostawca turbosprężarek w USA, był dobrze przystosowany do szybkiego rozpoczęcia produkcji odrzutowców. Połączenie konstrukcji W.2B z prostym płatowcem firmy Bell Aircraft zostało wprowadzone do produkcji jesienią 1942 roku jako Bell XP-59A Airacomet, sześć miesięcy przed lotem brytyjskiego Meteora.
Rozwój Whittle’a w Power Jets był kontynuowany, W.2/700 został później wyposażony w dopalacz („reheat” w terminologii brytyjskiej), a także eksperymentalny wtrysk wody w celu chłodzenia silnika i umożliwienia wyższych ustawień mocy bez topienia turbiny. Whittle zwrócił także uwagę na typ silnika o przepływie osiowym (straight-through), którego orędownikiem był Griffith, projektując L.R.1. Inne rozwiązania obejmowały zastosowanie wentylatorów w celu zapewnienia większego przepływu masy, albo z przodu silnika, jak w nowoczesnych turbowentylatorach, albo z tyłu, co jest znacznie mniej powszechne, ale nieco prostsze.
Praca Whittle’a spowodowała małą rewolucję w brytyjskim przemyśle produkcji silników i jeszcze przed lotem E.28/39 większość firm podjęła własne prace badawcze. W 1939 r. firma Metropolitan-Vickers rozpoczęła projekt mający na celu opracowanie silnika o przepływie osiowym jako turbośmigłowego, ale później przeprojektowała go na czysty odrzutowiec znany jako Metrovick F.2. Rolls-Royce już wcześniej skopiował W.1 i wyprodukował niskoprofilowy WR.1, ale później przerwał prace nad tym projektem po przejęciu prac Rovera. W 1941 roku de Havilland rozpoczął projekt myśliwca odrzutowego, Spider Crab – później nazwanego Vampire – wraz z własnym silnikiem do jego napędu, Frank Halford’s Goblin (Halford H.1). Armstrong Siddeley wraz z inżynierem Heppnerem opracowali bardziej skomplikowany projekt silnika o przepływie osiowym – ASX, ale odwrócili myślenie Vickersa i później zmodyfikowali go w turbośmigłowy Python. Firma Bristol Aeroplane Company zaproponowała połączenie silników odrzutowych i tłokowych, ale porzuciła ten pomysł i skoncentrowała się na turbinach śmigłowych.
NacjonalizacjaEdit
Podczas demonstracji E.28/39 Winstonowi Churchillowi w kwietniu 1943 r. Whittle zaproponował Staffordowi Crippsowi, ministrowi ds. produkcji samolotów, nacjonalizację całego rozwoju silników odrzutowych. Zwrócił uwagę, że firma została sfinansowana przez prywatnych inwestorów, którzy pomogli w pomyślnym opracowaniu silnika, ale kontrakty na produkcję trafiły do innych firm. Nacjonalizacja była jedynym sposobem na spłacenie tych długów i zapewnienie sprawiedliwych warunków dla wszystkich, a on sam był gotów oddać swoje udziały w Power Jets, aby tak się stało. W październiku Cripps powiedział Whittle’owi, że jego zdaniem lepszym rozwiązaniem byłoby znacjonalizowanie tylko Power Jets. Whittle uważał, że to on spowodował tę decyzję, ale Cripps już wcześniej zastanawiał się, jak najlepiej utrzymać udany program odrzutowy i postępować odpowiedzialnie w odniesieniu do znacznych inwestycji finansowych państwa, a jednocześnie chciał stworzyć ośrodek badawczy, który mógłby wykorzystać talenty Power Jets, i doszedł do wniosku, że interesy narodowe wymagają utworzenia placówki będącej własnością rządu. W dniu 1 grudnia Cripps poinformował dyrektorów Power Jets, że Skarb Państwa nie zapłaci za firmę więcej niż 100 000 funtów.
W styczniu 1944 roku Whittle został mianowany CBE w New Year Honours. W tym czasie był już kapitanem Grupy, awansowanym z dowódcy skrzydła w lipcu 1943 roku. Jeszcze w tym samym miesiącu, po dalszych negocjacjach, Ministerstwo złożyło kolejną ofertę w wysokości 135 500 funtów za Power Jets, która została niechętnie przyjęta po tym, jak Ministerstwo odmówiło arbitrażu w tej sprawie. Ponieważ Whittle zaoferował już zrzeczenie się swoich udziałów, nie otrzymał nic, podczas gdy Williams i Tinling otrzymali po prawie 46.800 funtów za swoje akcje, a inwestorzy w gotówce lub usługach otrzymali trzykrotny zwrot z pierwotnej inwestycji. Whittle spotkał się z Crippsem, aby osobiście wyrazić sprzeciw wobec wysiłków nacjonalizacyjnych i sposobu, w jaki były one prowadzone, ale bezskutecznie. Ostateczne warunki uzgodniono 28 marca, a Power Jets oficjalnie stało się Power Jets (Research and Development) Ltd., z Roxbee Coxem jako prezesem, Constantem RAE jako szefem działu inżynierii, a Whittle jako głównym doradcą technicznym. W dniu 5 kwietnia 1944 r. Ministerstwo przysłało Whittle’owi nagrodę w wysokości zaledwie 10 000 funtów za jego udziały.
Od końca marca Whittle spędził sześć miesięcy w szpitalu, lecząc się z wyczerpania nerwowego, a w styczniu 1946 roku zrezygnował z pracy w Power Jets (R and D) Ltd. W lipcu firma została połączona z działem turbin gazowych RAE, tworząc National Gas Turbine Establishment (NGTE) w Farnborough, a 16 inżynierów Power Jets, idąc za przykładem Whittle’a, również zrezygnowało.
.