Фрэнк Уиттл

Фрэнк Уиттл (англ. Frank Whittle; 1 июня 1907, Ковентри, графство Уорикшир, Англия — 9 августа 1996, Колумбия, штат Мэриленд, США) — британский инженер, изобретатель и пилот. Пионер реактивной авиации, независимо от немецкого инженера Ханса фон Охайна разработавший и запатентовавший конструкцию турбореактивного двигателя (ТРД). Создатель первого британского реактивного самолёта — Gloster E.28/39, совершившего полёт 15 мая 1941 года. Внёс основополагающий вклад в развитие газотурбинных двигателей, которые впоследствии стали основой мировой реактивной авиации.

Биография

Ранние годы и образование

Фрэнк Уиттл родился в семье механика и изобретателя Мозеса Уиттла. С детства проявлял интерес к технике, особенно к авиации. В 1923 году поступил в Королевские военно-воздушные силы Великобритании (RAF) в качестве ученика механика. В 1926 году был направлен на обучение в лётную школу, где получил квалификацию пилота. В 1928 году, будучи курсантом Королевского колледжа ВВС в Крэнвелле, написал дипломную работу, в которой впервые сформулировал идею создания самолёта, движимого реактивным двигателем, работающим на газовой турбине.

Изобретение реактивного двигателя

В 1930 году Уиттл зарегистрировал первый патент на турбореактивный двигатель. Его конструкция предусматривала использование осевого компрессора, камеры сгорания, турбины и реактивного сопла. Однако Министерство авиации Великобритании не проявило интереса к разработке, сочтя её технически сложной и дорогостоящей. Уиттл продолжил работу самостоятельно, используя личные сбережения и поддержку нескольких частных инвесторов.

В 1935 году, при финансовой поддержке банкиров Л. С. Брауна и Дж. Т. У. Тинга, была основана компания Power Jets Ltd., которая занялась практической реализацией проекта. В 1937 году был построен первый экспериментальный двигатель W.1, который успешно работал на стенде. Двигатель развивал тягу около 500 кгс (4,9 кН).

Разработка и испытания

В 1939 году, после начала Второй мировой войны, британское правительство осознало перспективность реактивной авиации и заключило контракт с Power Jets на разработку двигателя для истребителя. В 1941 году был создан двигатель W.1A, который был установлен на экспериментальный самолёт Gloster E.28/39. Первый полёт состоялся 15 мая 1941 года под управлением пилота-испытателя Джерри Сэйера. Самолёт достиг скорости около 600 км/ч, что было значительно выше показателей поршневых истребителей того времени.

В 1943 году последовал заказ на серийный истребитель Gloster Meteor, оснащённый двигателями W.2B. Первый полёт Meteor совершил 5 марта 1943 года, а в 1944 году самолёт поступил на вооружение Королевских ВВС. Gloster Meteor стал первым британским реактивным истребителем и одним из первых в мире, принятых на вооружение.

Послевоенные годы и эмиграция

После войны Уиттл столкнулся с бюрократическими и финансовыми трудностями. В 1946 году компания Power Jets была национализирована, а её разработки переданы государственным предприятиям. Уиттл ушёл в отставку из ВВС в 1948 году в звании коммодора авиации. В том же году он был посвящён в рыцари королём Георгом VI.

В 1950-х годах Уиттл работал консультантом в нефтяной и авиационной промышленности, но не смог добиться коммерческого успеха. В 1976 году он эмигрировал в США, где преподавал в Военно-морской академии США в Аннаполисе (штат Мэриленд). Умер 9 августа 1996 года в возрасте 89 лет.

Конструкция и принцип работы

Основные элементы

Двигатель Уиттля, как и современные ТРД, состоит из следующих основных узлов:

• Воздухозаборник — направляет поток воздуха в компрессор.
• Компрессор — осевой или центробежный, сжимает воздух до высокого давления.
• Камера сгорания — в ней сжигается топливо (керосин), образуя горячий газ.
• Турбина — приводится во вращение потоком газа, вращает компрессор.
• Реактивное сопло — ускоряет выходящий газ, создавая реактивную тягу.

Отличия от современных двигателей

Ранние двигатели Уиттля (W.1, W.2) использовали центробежный компрессор, который был проще в изготовлении, но менее эффективен, чем осевые компрессоры, применяемые в более поздних разработках. КПД первых двигателей составлял около 15–20%, что было значительно ниже современных показателей (до 40–45%). Тем не менее, они обеспечивали достаточную тягу для полёта.

Значение и наследие

Влияние на авиацию

Изобретение Уиттля произвело революцию в авиации. Реактивные двигатели позволили:

• Достичь скоростей, превышающих скорость звука (сверхзвуковой полёт).
• Создать высотные самолёты, способные летать на высоте более 15 км.
• Увеличить грузоподъёмность и дальность полёта.
• Разработать пассажирские реактивные лайнеры (например, «Ту-104», «Боинг-707»).

Признание

Уиттль получил множество наград, включая:

• Орден Британской империи (1944).
• Рыцарское звание (1948).
• Медаль Румфорда (1949).
• Премия Чарльза Старка Дрейпера (1991).

В его честь названы:

• Улицы и площади в нескольких городах Великобритании.
• Научно-исследовательский центр ВВС Великобритании (Whittle Laboratory).
• Астероид 4422 Уиттл.

Критика и споры

Вопрос о приоритете изобретения реактивного двигателя остаётся дискуссионным. Немецкий инженер Ханс фон Охайн, работавший независимо, запатентовал свой двигатель в 1936 году, а первый полёт его самолёта Heinkel He 178 состоялся 27 августа 1939 года — почти на два года раньше британского E.28/39. Однако Уиттль зарегистрировал патент в 1930 году, что даёт ему формальное преимущество. В историографии принято считать, что оба изобретателя работали параллельно, и их вклад в развитие реактивной авиации равноценен.

Интересные факты

• Уиттль был страстным пилотом и лично участвовал в испытаниях своих двигателей, хотя официально не управлял реактивными самолётами.
• В 1941 году, после успешного испытания E.28/39, Уиттль был приглашён в США для передачи опыта, что ускорило разработку американского реактивного истребителя P-80 Shooting Star.
• В 1948 году британское правительство выплатило Уиттлю компенсацию в размере 100 000 фунтов стерлингов за использование его патентов (что эквивалентно примерно 3,5 млн фунтов в ценах 2020 года).
• Несмотря на изобретение, Уиттль не разбогател: большая часть его доходов ушла на покрытие долгов и судебные издержки.

Источники

• Whittle, Frank. Jet: The Story of a Pioneer. — Frederick Muller, 1953.
• Golley, John. Whittle: The True Story. — Airlife Publishing, 1996.
• Nahum, Andrew. Frank Whittle: Invention of the Jet. — Icon Books, 2004.
• Constant, Edward W. The Origins of the Turbojet Revolution. — Johns Hopkins University Press, 1980.
• Статья «Frank Whittle» в Encyclopædia Britannica (онлайн-версия, 2023).