縮小地球的天才

劉菁

在人類發(fā)明史上，有些重要時刻，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·貝爾對著他發(fā)明的機器大喊：“華生，趕快過來吧！有麻煩呢！”電話誕生了;1825年的一天，喬治·史蒂芬森啟動了他的新蒸汽機車，現(xiàn)代鐵路誕生了。

在第二次世界大戰(zhàn)期間，一個快黑透的傍晚，也誕生了一個這樣的歷史性時刻：一位來自考文垂的英國皇家空軍年輕軍官12年的努力終于有了結(jié)果，他的寶貝噴氣式飛機原型機“先鋒 ”以迅雷不及掩耳之勢飛上了天空。

弗蘭克·惠特爾（Frank Whittle）是英國噴氣發(fā)動機之父。他懷揣著王牌飛行員的夢想，通過自己的執(zhí)著和努力，從一個毫無背景的工人之子，成為了一名偉大的工程師。即使面對巨大的挑戰(zhàn)與不公，他也從未放棄，最終將航空業(yè)從“螺旋槳時代”帶進(jìn)了“噴氣時代”。

今天，人們每年乘坐噴氣式客機在全球進(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)動機的靈魂要素。

弗蘭克雖然家境貧寒，但有一個充滿愛的家庭和一顆渴求知識的心。小弗蘭克在機械工程師父親的影響下，從小就癡迷于各類機器，特別是同時具有力量與美感的飛機。他喜歡觀看飛機的制造過程，觀察飛機是如何飛行的。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，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，弗蘭克無奈輟學(xué)，在父親的工作室?guī)兔Γ惨虼藢W(xué)到了很多實用的工程技能。只要一有空閑時間，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)征英國皇家空軍。然而，由于他個頭矮小，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（這正是英國航空業(yè)所犯的一系列失誤中的第一個）。但他沒有氣餒，為了強健體格，弗蘭克制訂了一個訓(xùn)練計劃，設(shè)計了特殊飲食，終于在第三次通過了體檢。

1923年9月，弗蘭克進(jìn)入英國皇家空軍的訓(xùn)練學(xué)校擔(dān)任飛機學(xué)員，接受為期三年的飛機機械師培訓(xùn)。作為一名學(xué)員，他沒有資格學(xué)習(xí)飛行，這讓他有點心灰意冷。所幸他制作飛機模型的才華給一位高級軍官留下了深刻印象，這名軍官推薦弗蘭克參加英國皇家空軍學(xué)院的軍官培訓(xùn)。當(dāng)一些高級軍官擔(dān)心年輕的弗蘭克沒有運動天賦時，這位“伯樂”對他們說：你們發(fā)掘的是一個“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;但同時也是一個“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)百個最高速度的飛行數(shù)據(jù)，將飛機螺旋槳速度開到極限……

弗蘭克希望他的飛機能飛得更快更高，但嘈雜的螺旋槳飛機讓他感到絕望。他很快意識到，若想要讓飛機飛得更快，必須讓他們飛得更高，因為高空空氣更稀薄，阻力更小。但螺旋槳發(fā)動機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《飛機設(shè)計的未來發(fā)展》。在這篇論文中，他首次展望了噴氣發(fā)動機的雛形：使用活塞發(fā)動機把空氣壓縮進(jìn)一個特別設(shè)計的燃燒室，再向燃燒室內(nèi)噴入霧化燃油與空氣混合，點燃后讓燃?xì)飧咚傧蚝髧娚洚a(chǎn)生推力，弗蘭克預(yù)測這種發(fā)動機能讓飛機在高空以804公里的時速飛行。這一想法在當(dāng)時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)送給英國皇家空軍，然而英國皇家空軍對這個話題知之甚少，轉(zhuǎn)而將信件遞給了唯一一個寫過相關(guān)論文的人——英國渦輪發(fā)動機“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。但是這位高級工程師毫不留情地否定了他的想法。英國皇家空軍轉(zhuǎn)述格里菲斯的話說，這一設(shè)計是不切實際的，如果沒有能夠承受燃燒帶來的巨大壓力和高溫的高強度金屬，發(fā)動機可能會被熔化，“未來也許有可能，但絕不是現(xiàn)在?！?/p>

事后證實，拒絕提供資源讓弗蘭克制造原型發(fā)動機是英國皇家空軍犯下的又一個錯誤，它直接導(dǎo)致英國第一臺噴氣發(fā)動機的誕生延遲了數(shù)年，也差點葬送了弗蘭克的研發(fā)生涯。

黃昏的首飛

錯誤仍在不斷地發(fā)生。一年后，弗蘭克為他的噴氣機創(chuàng)意申請了專利。但英國政府拒絕對其保密，理由是它不夠重要。

他們的競爭對手德國人可沒這么天真，他們很早就對噴氣發(fā)動機產(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)動機作為軍事研究的最高優(yōu)先項目，他們駐倫敦大使館的工作人員直接去了知識產(chǎn)權(quán)局，把所有的細(xì)節(jié)都搶了過來。二戰(zhàn)結(jié)束后，在德國各地的研究實驗室里，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)機械科學(xué)。學(xué)習(xí)期間他沒有放棄研究噴氣式飛機的計劃。弗蘭克晚年回憶這段歲月時說：“我非常想獲得一等榮譽，所以我必須玩命工作，因為我既要設(shè)計噴氣發(fā)動機，又要準(zhǔn)備期末考試?！?/p>

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，并以第一名的成績畢業(yè)，獲得了空軍準(zhǔn)將軍銜。

同時，他終于等來了自己的第一個機會。1935年，兩名皇家空軍前軍官幫助弗蘭克融資，成立了動力噴氣有限公司，幫助他制造了世界上第一臺噴氣發(fā)動機。

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)動機的全面測試，不幸的是，這次試驗失敗了——燃燒室燃料過多，發(fā)動機失控了。

更糟糕的是，弗蘭克的努力很可能完全白費，因為德國人取得了巨大進(jìn)步。1939年8月27日，德國工程師奧海因的第一架噴氣式飛機原型機——Heinkel178進(jìn)行了首次試飛，盡管只飛行了6分種，因為德國人也沒有找到能夠耐高溫的高強度金屬材料。

接下來一個月，希特勒入侵了波蘭，并將歐洲卷入了戰(zhàn)爭。英國政府如夢方醒，這才想起來與弗蘭克簽訂制造一臺噴氣發(fā)動機的合同，準(zhǔn)備在格羅斯特飛機公司E28/39戰(zhàn)斗機上進(jìn)行試驗。弗蘭克得到了政府的資金支持，還有一支由英國最優(yōu)秀工程師組成的科研隊伍。制造商也開始研發(fā)能耐超高溫的新型金屬材料，經(jīng)過不懈努力和實驗，他們終于找到了一種非常強大的金屬——鎳鉻鋼和鎳鉻合金。

1941年5月15日黃昏時分，在最保密的條件下，一架被稱為“先鋒”的噴氣式飛機E28/39從克蘭威爾機場起飛。17分鐘后，飛機降落了，弗蘭克的噴氣發(fā)動機成功了，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，因為在我的職業(yè)生涯中，從來沒有聽到過噴氣發(fā)動機的聲音?！?/p>

如果將現(xiàn)代飛行的歷史分為兩個階段，第一個階段開始于1903年萊特兄弟的首次飛行;那么第二個階段便開始于1941年5月15日英國林肯郡的這個黃昏。

然而，此時距離1928年弗蘭克提出噴氣發(fā)動機概念已經(jīng)過去了12年，這是關(guān)系到英國在二次大戰(zhàn)中能否掌握空中優(yōu)勢的黃金時間。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。

工人階級的工程師

隨后的幾年是一個天才被遲鈍的官僚和狡猾的商人不斷打擊的故事。弗蘭克被譽為民族英雄，但同時，資金緊張的英國政府把他的技術(shù)交給了美國人。

1944年4月，他一手創(chuàng)辦的動力噴氣有限公司被強制國有化，弗蘭克無償放棄了股份。他當(dāng)時持有公司大約四分之一的股份，價值47000英鎊，這是一筆巨款，當(dāng)時一個工人一年的收入才200英鎊?！八f作為一名現(xiàn)役軍官，他不應(yīng)該從戰(zhàn)爭中獲利?！奔o(jì)錄片《惠特爾——噴氣式發(fā)動機的先驅(qū)》的制作人尼古拉斯·瓊斯說。

1946年，動力噴氣公司又被并入范堡羅國家燃?xì)鉁u輪研究院，基本上成為羅羅專屬的研究機構(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職務(wù)。

1948年，英國政府終于公開承認(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10萬英鎊作為獎勵，但他將大部分獎金都分給了工人。不久，弗蘭克以英國皇家空軍準(zhǔn)將的身份退役，在英國海外航空公司擔(dān)任顧問，并幫助英國在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，擔(dān)任美國海軍學(xué)院航空航天工程系的客座教授，把后半生的大部分時間都用在了傳授噴氣發(fā)動機的相關(guān)知識上，并和同樣移居美國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)識的情況下，各自研制出了噴氣發(fā)動機，給世界航空工業(yè)帶來了一場革命。

一開始，弗蘭克認(rèn)為奧海因抄襲了他的設(shè)計，后來兩人一起到了美國，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)可了奧海因的獨立研發(fā)成果，之后，兩人經(jīng)常一同出席會議進(jìn)行學(xué)術(shù)探討，建立了深厚的情誼。1992年，兩人同時被美國工程科學(xué)院授予最高工程獎——德拉佩獎，該獎是表彰工程技術(shù)成就的最高獎項，被譽為“技術(shù)諾貝爾獎”。

1986年，英國女王授予弗蘭克榮譽勛章，這是女王對天才的個人嘉獎。1996年8月9日，弗蘭克因肺癌逝世。

2002年英國廣播公司進(jìn)行的一次調(diào)查顯示，弗蘭克在史上最偉大的100位英國人中排名第42位。但有很多人認(rèn)為，弗蘭克在英國受到了不公平的待遇，他的歷史地位還是被低估了。時至今日，英國的許多科學(xué)機構(gòu)將他視為噴氣發(fā)動機進(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，兩人都是航空界的天才，幾乎在同一時期各自獨立發(fā)明了噴氣發(fā)動機。簡單說，弗蘭克是第一個設(shè)計噴氣發(fā)動機的人，而奧海因是第一個讓噴氣式飛機飛起來的人。

尼古拉斯認(rèn)為，英國應(yīng)該對此感到羞愧。在他看來，在20世紀(jì)最有影響力的英國人中，弗蘭克僅次于英國傳奇首相丘吉爾。

更難得的是，弗蘭克可以、也應(yīng)該成為一個富翁，但他從來沒有靠發(fā)明發(fā)過財。“曾經(jīng)有人對我說，弗蘭克家族一定是英國最富有的家族，但他從來沒有得到過皇室的支持。”尼古拉斯說。

弗蘭克的兒子說，他從未忘記自己的出身，即使成為高級軍官，但他內(nèi)心深處始終認(rèn)為自己是一個工人階級的工程師。

多虧了這位工人階級的工程師，世界縮小了。噴氣式飛機這個偉大的發(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。因為他，越來越多的人能負(fù)擔(dān)得起去世界各地旅行的費用。