劉菁
在人類發(fā)明史上,有些重要時(shí)刻,不僅改變了歷史進(jìn)程,更改變了我們的生活方式。
比如,1876年的一天,亞歷山大·格拉漢姆·貝爾對(duì)著他發(fā)明的機(jī)器大喊:“華生,趕快過來吧!有麻煩呢!”電話誕生了;1825年的一天,喬治·史蒂芬森啟動(dòng)了他的新蒸汽機(jī)車,現(xiàn)代鐵路誕生了。
在第二次世界大戰(zhàn)期間,一個(gè)快黑透的傍晚,也誕生了一個(gè)這樣的歷史性時(shí)刻:一位來自考文垂的英國(guó)皇家空軍年輕軍官12年的努力終于有了結(jié)果,他的寶貝噴氣式飛機(jī)原型機(jī)“先鋒 ”以迅雷不及掩耳之勢(shì)飛上了天空。
弗蘭克·惠特爾(Frank Whittle)是英國(guó)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)之父。他懷揣著王牌飛行員的夢(mèng)想,通過自己的執(zhí)著和努力,從一個(gè)毫無背景的工人之子,成為了一名偉大的工程師。即使面對(duì)巨大的挑戰(zhàn)與不公,他也從未放棄,最終將航空業(yè)從“螺旋槳時(shí)代”帶進(jìn)了“噴氣時(shí)代”。
今天,人們每年乘坐噴氣式客機(jī)在全球進(jìn)行超過40億次的旅行,我們都是這位謙虛的天才的受益者。他那天與航空業(yè)的對(duì)決,改變了世界。
“問題”飛行員
在英格蘭南部的考文垂市,豎立著一座弗蘭克·惠特爾的巨大銅像。這里是弗蘭克的家鄉(xiāng),這里的水土養(yǎng)育了弗蘭克,其深厚的制造業(yè)根基也深深嵌在了弗蘭克的基因里。
1907年6月1日,弗蘭克出生于考文垂市郊的一個(gè)工人家庭。他的父親摩西在一家大型工具廠工作。從趴在父親膝蓋上玩耍開始,弗蘭克就對(duì)材料和冶金充滿了好奇。材料和冶金是考文垂的傳統(tǒng)工業(yè),也是弗蘭克后來發(fā)明的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的靈魂要素。
弗蘭克雖然家境貧寒,但有一個(gè)充滿愛的家庭和一顆渴求知識(shí)的心。小弗蘭克在機(jī)械工程師父親的影響下,從小就癡迷于各類機(jī)器,特別是同時(shí)具有力量與美感的飛機(jī)。他喜歡觀看飛機(jī)的制造過程,觀察飛機(jī)是如何飛行的。第一次世界大戰(zhàn)中王牌飛行員的風(fēng)采,在小小少年心底種下了一顆飛行的種子。
上中學(xué)時(shí),因父親生意失敗,弗蘭克全家遷至利明頓。由于家里無力負(fù)擔(dān)學(xué)費(fèi),弗蘭克無奈輟學(xué),在父親的工作室?guī)兔?,也因此學(xué)到了很多實(shí)用的工程技能。只要一有空閑時(shí)間,他就泡在圖書館,如饑似渴地閱讀天文學(xué)、工程學(xué)、飛行理論等相關(guān)書籍。
15歲一到,他就迫不及待地去應(yīng)征英國(guó)皇家空軍。然而,由于他個(gè)頭矮小,身高只有5英尺(約1.52米),而且身體相當(dāng)瘦弱,因而接連應(yīng)征兩次都被拒絕(這正是英國(guó)航空業(yè)所犯的一系列失誤中的第一個(gè))。但他沒有氣餒,為了強(qiáng)健體格,弗蘭克制訂了一個(gè)訓(xùn)練計(jì)劃,設(shè)計(jì)了特殊飲食,終于在第三次通過了體檢。
1923年9月,弗蘭克進(jìn)入英國(guó)皇家空軍的訓(xùn)練學(xué)校擔(dān)任飛機(jī)學(xué)員,接受為期三年的飛機(jī)機(jī)械師培訓(xùn)。作為一名學(xué)員,他沒有資格學(xué)習(xí)飛行,這讓他有點(diǎn)心灰意冷。所幸他制作飛機(jī)模型的才華給一位高級(jí)軍官留下了深刻印象,這名軍官推薦弗蘭克參加英國(guó)皇家空軍學(xué)院的軍官培訓(xùn)。當(dāng)一些高級(jí)軍官擔(dān)心年輕的弗蘭克沒有運(yùn)動(dòng)天賦時(shí),這位“伯樂”對(duì)他們說:你們發(fā)掘的是一個(gè)“數(shù)學(xué)天才”。
弗蘭克如愿進(jìn)入了皇家空軍學(xué)院,成為了他夢(mèng)寐以求的飛行員。在此期間,他被公認(rèn)為是真正有才華的飛行員,獲得了特技飛行的聲望;但同時(shí)也是一個(gè)“問題”飛行員,他總想去嘗試那些不應(yīng)該或者不被允許做的事,比如記錄數(shù)百個(gè)最高速度的飛行數(shù)據(jù),將飛機(jī)螺旋槳速度開到極限……
弗蘭克希望他的飛機(jī)能飛得更快更高,但嘈雜的螺旋槳飛機(jī)讓他感到絕望。他很快意識(shí)到,若想要讓飛機(jī)飛得更快,必須讓他們飛得更高,因?yàn)楦呖湛諝飧”?,阻力更小。但螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)無法獲得足夠的速度和高度,因此必須被一種新型的推進(jìn)系統(tǒng)所替代。
1928年,年僅21歲的弗蘭克寫了一篇雄心勃勃的論文《飛機(jī)設(shè)計(jì)的未來發(fā)展》。在這篇論文中,他首次展望了噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的雛形:使用活塞發(fā)動(dòng)機(jī)把空氣壓縮進(jìn)一個(gè)特別設(shè)計(jì)的燃燒室,再向燃燒室內(nèi)噴入霧化燃油與空氣混合,點(diǎn)燃后讓燃?xì)飧咚傧蚝髧娚洚a(chǎn)生推力,弗蘭克預(yù)測(cè)這種發(fā)動(dòng)機(jī)能讓飛機(jī)在高空以804公里的時(shí)速飛行。這一想法在當(dāng)時(shí)大大超出了人們的想象力,被許多人視為天方夜譚。
1929年,弗蘭克將他的想法發(fā)送給英國(guó)皇家空軍,然而英國(guó)皇家空軍對(duì)這個(gè)話題知之甚少,轉(zhuǎn)而將信件遞給了唯一一個(gè)寫過相關(guān)論文的人——英國(guó)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)“大拿”格里菲斯。弗蘭克相信,只要能獲得格里菲斯的支持和資金,他的藍(lán)圖就有希望成為現(xiàn)實(shí)。但是這位高級(jí)工程師毫不留情地否定了他的想法。英國(guó)皇家空軍轉(zhuǎn)述格里菲斯的話說,這一設(shè)計(jì)是不切實(shí)際的,如果沒有能夠承受燃燒帶來的巨大壓力和高溫的高強(qiáng)度金屬,發(fā)動(dòng)機(jī)可能會(huì)被熔化,“未來也許有可能,但絕不是現(xiàn)在?!?/p>
事后證實(shí),拒絕提供資源讓弗蘭克制造原型發(fā)動(dòng)機(jī)是英國(guó)皇家空軍犯下的又一個(gè)錯(cuò)誤,它直接導(dǎo)致英國(guó)第一臺(tái)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的誕生延遲了數(shù)年,也差點(diǎn)葬送了弗蘭克的研發(fā)生涯。
黃昏的首飛
錯(cuò)誤仍在不斷地發(fā)生。一年后,弗蘭克為他的噴氣機(jī)創(chuàng)意申請(qǐng)了專利。但英國(guó)政府拒絕對(duì)其保密,理由是它不夠重要。
他們的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手德國(guó)人可沒這么天真,他們很早就對(duì)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生了濃厚的興趣,并且愿意下血本投入。希特勒下令將噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)作為軍事研究的最高優(yōu)先項(xiàng)目,他們駐倫敦大使館的工作人員直接去了知識(shí)產(chǎn)權(quán)局,把所有的細(xì)節(jié)都搶了過來。二戰(zhàn)結(jié)束后,在德國(guó)各地的研究實(shí)驗(yàn)室里,都能找到弗蘭克的專利副本。
1934年,弗蘭克被派往劍橋大學(xué)學(xué)習(xí)機(jī)械科學(xué)。學(xué)習(xí)期間他沒有放棄研究噴氣式飛機(jī)的計(jì)劃。弗蘭克晚年回憶這段歲月時(shí)說:“我非常想獲得一等榮譽(yù),所以我必須玩命工作,因?yàn)槲壹纫O(shè)計(jì)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),又要準(zhǔn)備期末考試。”
這是一件非常困難的事情,然而弗蘭克做到了,他在兩年內(nèi)完成了三年的學(xué)位課程,并以第一名的成績(jī)畢業(yè),獲得了空軍準(zhǔn)將軍銜。
同時(shí),他終于等來了自己的第一個(gè)機(jī)會(huì)。1935年,兩名皇家空軍前軍官幫助弗蘭克融資,成立了動(dòng)力噴氣有限公司,幫助他制造了世界上第一臺(tái)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。
1937年春天,弗蘭克終于準(zhǔn)備好了。他進(jìn)行了第一次噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的全面測(cè)試,不幸的是,這次試驗(yàn)失敗了——燃燒室燃料過多,發(fā)動(dòng)機(jī)失控了。
更糟糕的是,弗蘭克的努力很可能完全白費(fèi),因?yàn)榈聡?guó)人取得了巨大進(jìn)步。1939年8月27日,德國(guó)工程師奧海因的第一架噴氣式飛機(jī)原型機(jī)——Heinkel178進(jìn)行了首次試飛,盡管只飛行了6分種,因?yàn)榈聡?guó)人也沒有找到能夠耐高溫的高強(qiáng)度金屬材料。
接下來一個(gè)月,希特勒入侵了波蘭,并將歐洲卷入了戰(zhàn)爭(zhēng)。英國(guó)政府如夢(mèng)方醒,這才想起來與弗蘭克簽訂制造一臺(tái)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的合同,準(zhǔn)備在格羅斯特飛機(jī)公司E28/39戰(zhàn)斗機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)。弗蘭克得到了政府的資金支持,還有一支由英國(guó)最優(yōu)秀工程師組成的科研隊(duì)伍。制造商也開始研發(fā)能耐超高溫的新型金屬材料,經(jīng)過不懈努力和實(shí)驗(yàn),他們終于找到了一種非常強(qiáng)大的金屬——鎳鉻鋼和鎳鉻合金。
1941年5月15日黃昏時(shí)分,在最保密的條件下,一架被稱為“先鋒”的噴氣式飛機(jī)E28/39從克蘭威爾機(jī)場(chǎng)起飛。17分鐘后,飛機(jī)降落了,弗蘭克的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)成功了,沒有任何過熱的跡象。
被稱為“全球最偉大試飛員”的埃里克·溫克爾·布朗是見證這一歷史時(shí)刻的少數(shù)人之一。他回憶道:“它沒有螺旋槳,而且發(fā)出特別的嗚嗚聲。我相當(dāng)驚訝,不知道那是什么,因?yàn)樵谖业穆殬I(yè)生涯中,從來沒有聽到過噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的聲音。”
如果將現(xiàn)代飛行的歷史分為兩個(gè)階段,第一個(gè)階段開始于1903年萊特兄弟的首次飛行;那么第二個(gè)階段便開始于1941年5月15日英國(guó)林肯郡的這個(gè)黃昏。
然而,此時(shí)距離1928年弗蘭克提出噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)概念已經(jīng)過去了12年,這是關(guān)系到英國(guó)在二次大戰(zhàn)中能否掌握空中優(yōu)勢(shì)的黃金時(shí)間。而弗蘭克也在持續(xù)壓力下透支了健康,他在1940年患上了神經(jīng)衰弱。
工人階級(jí)的工程師
隨后的幾年是一個(gè)天才被遲鈍的官僚和狡猾的商人不斷打擊的故事。弗蘭克被譽(yù)為民族英雄,但同時(shí),資金緊張的英國(guó)政府把他的技術(shù)交給了美國(guó)人。
1944年4月,他一手創(chuàng)辦的動(dòng)力噴氣有限公司被強(qiáng)制國(guó)有化,弗蘭克無償放棄了股份。他當(dāng)時(shí)持有公司大約四分之一的股份,價(jià)值47000英鎊,這是一筆巨款,當(dāng)時(shí)一個(gè)工人一年的收入才200英鎊?!八f作為一名現(xiàn)役軍官,他不應(yīng)該從戰(zhàn)爭(zhēng)中獲利?!奔o(jì)錄片《惠特爾——噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的先驅(qū)》的制作人尼古拉斯·瓊斯說。
1946年,動(dòng)力噴氣公司又被并入范堡羅國(guó)家燃?xì)鉁u輪研究院,基本上成為羅羅專屬的研究機(jī)構(gòu)。這些不公平的待遇加重了弗蘭克的病情,他憤而辭去了公司董事會(huì)職務(wù)。
1948年,英國(guó)政府終于公開承認(rèn)弗蘭克所做出的卓越貢獻(xiàn),授予他爵士頭銜,并發(fā)給他10萬英鎊作為獎(jiǎng)勵(lì),但他將大部分獎(jiǎng)金都分給了工人。不久,弗蘭克以英國(guó)皇家空軍準(zhǔn)將的身份退役,在英國(guó)海外航空公司擔(dān)任顧問,并幫助英國(guó)在20世紀(jì)四五十年代成為航空科學(xué)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。
1976年,弗蘭克移居美國(guó),擔(dān)任美國(guó)海軍學(xué)院航空航天工程系的客座教授,把后半生的大部分時(shí)間都用在了傳授噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的相關(guān)知識(shí)上,并和同樣移居美國(guó)的奧海因成為了好友。20世紀(jì)30年代,弗蘭克和奧海因在互不認(rèn)識(shí)的情況下,各自研制出了噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),給世界航空工業(yè)帶來了一場(chǎng)革命。
一開始,弗蘭克認(rèn)為奧海因抄襲了他的設(shè)計(jì),后來兩人一起到了美國(guó),在萊特帕特森空軍基地一起工作,并成為了好朋友。在這里,弗蘭克在仔細(xì)研究后認(rèn)可了奧海因的獨(dú)立研發(fā)成果,之后,兩人經(jīng)常一同出席會(huì)議進(jìn)行學(xué)術(shù)探討,建立了深厚的情誼。1992年,兩人同時(shí)被美國(guó)工程科學(xué)院授予最高工程獎(jiǎng)——德拉佩獎(jiǎng),該獎(jiǎng)是表彰工程技術(shù)成就的最高獎(jiǎng)項(xiàng),被譽(yù)為“技術(shù)諾貝爾獎(jiǎng)”。
1986年,英國(guó)女王授予弗蘭克榮譽(yù)勛章,這是女王對(duì)天才的個(gè)人嘉獎(jiǎng)。1996年8月9日,弗蘭克因肺癌逝世。
2002年英國(guó)廣播公司進(jìn)行的一次調(diào)查顯示,弗蘭克在史上最偉大的100位英國(guó)人中排名第42位。但有很多人認(rèn)為,弗蘭克在英國(guó)受到了不公平的待遇,他的歷史地位還是被低估了。時(shí)至今日,英國(guó)的許多科學(xué)機(jī)構(gòu)將他視為噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)化的貢獻(xiàn)者,而非崇高的創(chuàng)造者。他們認(rèn)為,先起飛的是奧海因,而不是弗蘭克。但其實(shí),兩人都是航空界的天才,幾乎在同一時(shí)期各自獨(dú)立發(fā)明了噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。簡(jiǎn)單說,弗蘭克是第一個(gè)設(shè)計(jì)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的人,而奧海因是第一個(gè)讓噴氣式飛機(jī)飛起來的人。
尼古拉斯認(rèn)為,英國(guó)應(yīng)該對(duì)此感到羞愧。在他看來,在20世紀(jì)最有影響力的英國(guó)人中,弗蘭克僅次于英國(guó)傳奇首相丘吉爾。
更難得的是,弗蘭克可以、也應(yīng)該成為一個(gè)富翁,但他從來沒有靠發(fā)明發(fā)過財(cái)?!霸?jīng)有人對(duì)我說,弗蘭克家族一定是英國(guó)最富有的家族,但他從來沒有得到過皇室的支持?!蹦峁爬拐f。
弗蘭克的兒子說,他從未忘記自己的出身,即使成為高級(jí)軍官,但他內(nèi)心深處始終認(rèn)為自己是一個(gè)工人階級(jí)的工程師。
多虧了這位工人階級(jí)的工程師,世界縮小了。噴氣式飛機(jī)這個(gè)偉大的發(fā)明,大大降低了人們的飛行成本,徹底改變了人類的飛行方式。因?yàn)樗絹碓蕉嗟娜四茇?fù)擔(dān)得起去世界各地旅行的費(fèi)用。