缩小地球的天才

刘菁

在人类发明史上，有些重要时刻，不仅改变了历史进程，更改变了我们的生活方式。

比如，1876年的一天，亚历山大·格拉汉姆·贝尔对着他发明的机器大喊：“华生，赶快过来吧！有麻烦呢！”电话诞生了;1825年的一天，乔治·史蒂芬森启动了他的新蒸汽机车，现代铁路诞生了。

在第二次世界大战期间，一个快黑透的傍晚，也诞生了一个这样的历史性时刻：一位来自考文垂的英国皇家空军年轻军官12年的努力终于有了结果，他的宝贝喷气式飞机原型机“先锋 ”以迅雷不及掩耳之势飞上了天空。

弗兰克·惠特尔（Frank Whittle）是英国喷气发动机之父。他怀揣着王牌飞行员的梦想，通过自己的执着和努力，从一个毫无背景的工人之子，成为了一名伟大的工程师。即使面对巨大的挑战与不公，他也从未放弃，最终将航空业从“螺旋桨时代”带进了“喷气时代”。

今天，人们每年乘坐喷气式客机在全球进行超过40亿次的旅行，我们都是这位谦虚的天才的受益者。他那天与航空业的对决，改变了世界。

“问题”飞行员

在英格兰南部的考文垂市，竖立着一座弗兰克·惠特尔的巨大铜像。这里是弗兰克的家乡，这里的水土养育了弗兰克，其深厚的制造业根基也深深嵌在了弗兰克的基因里。

1907年6月1日，弗兰克出生于考文垂市郊的一个工人家庭。他的父亲摩西在一家大型工具厂工作。从趴在父亲膝盖上玩耍开始，弗兰克就对材料和冶金充满了好奇。材料和冶金是考文垂的传统工业，也是弗兰克后来发明的喷气发动机的灵魂要素。

弗兰克虽然家境贫寒，但有一个充满爱的家庭和一颗渴求知识的心。小弗兰克在机械工程师父亲的影响下，从小就痴迷于各类机器，特别是同时具有力量与美感的飞机。他喜欢观看飞机的制造过程，观察飞机是如何飞行的。第一次世界大战中王牌飞行员的风采，在小小少年心底种下了一颗飞行的种子。

上中学时，因父亲生意失败，弗兰克全家遷至利明顿。由于家里无力负担学费，弗兰克无奈辍学，在父亲的工作室帮忙，也因此学到了很多实用的工程技能。只要一有空闲时间，他就泡在图书馆，如饥似渴地阅读天文学、工程学、飞行理论等相关书籍。

15岁一到，他就迫不及待地去应征英国皇家空军。然而，由于他个头矮小，身高只有5英尺（约1.52米），而且身体相当瘦弱，因而接连应征两次都被拒绝（这正是英国航空业所犯的一系列失误中的第一个）。但他没有气馁，为了强健体格，弗兰克制订了一个训练计划，设计了特殊饮食，终于在第三次通过了体检。

1923年9月，弗兰克进入英国皇家空军的训练学校担任飞机学员，接受为期三年的飞机机械师培训。作为一名学员，他没有资格学习飞行，这让他有点心灰意冷。所幸他制作飞机模型的才华给一位高级军官留下了深刻印象，这名军官推荐弗兰克参加英国皇家空军学院的军官培训。当一些高级军官担心年轻的弗兰克没有运动天赋时，这位“伯乐”对他们说：你们发掘的是一个“数学天才”。

弗兰克如愿进入了皇家空军学院，成为了他梦寐以求的飞行员。在此期间，他被公认为是真正有才华的飞行员，获得了特技飞行的声望;但同时也是一个“问题”飞行员，他总想去尝试那些不应该或者不被允许做的事，比如记录数百个最高速度的飞行数据，将飞机螺旋桨速度开到极限……

弗兰克希望他的飞机能飞得更快更高，但嘈杂的螺旋桨飞机让他感到绝望。他很快意识到，若想要让飞机飞得更快，必须让他们飞得更高，因为高空空气更稀薄，阻力更小。但螺旋桨发动机无法获得足够的速度和高度，因此必须被一种新型的推进系统所替代。

1928年，年仅21岁的弗兰克写了一篇雄心勃勃的论文《飞机设计的未来发展》。在这篇论文中，他首次展望了喷气发动机的雏形：使用活塞发动机把空气压缩进一个特别设计的燃烧室，再向燃烧室内喷入雾化燃油与空气混合，点燃后让燃气高速向后喷射产生推力，弗兰克预测这种发动机能让飞机在高空以804公里的时速飞行。这一想法在当时大大超出了人们的想象力，被许多人视为天方夜谭。

1929年，弗兰克将他的想法发送给英国皇家空军，然而英国皇家空军对这个话题知之甚少，转而将信件递给了唯一一个写过相关论文的人——英国涡轮发动机“大拿”格里菲斯。弗兰克相信，只要能获得格里菲斯的支持和资金，他的蓝图就有希望成为现实。但是这位高级工程师毫不留情地否定了他的想法。英国皇家空军转述格里菲斯的话说，这一设计是不切实际的，如果没有能够承受燃烧带来的巨大压力和高温的高强度金属，发动机可能会被熔化，“未来也许有可能，但绝不是现在。”

事后证实，拒绝提供资源让弗兰克制造原型发动机是英国皇家空军犯下的又一个错误，它直接导致英国第一台喷气发动机的诞生延迟了数年，也差点葬送了弗兰克的研发生涯。

黄昏的首飞

错误仍在不断地发生。一年后，弗兰克为他的喷气机创意申请了专利。但英国政府拒绝对其保密，理由是它不够重要。

他们的竞争对手德国人可没这么天真，他们很早就对喷气发动机产生了浓厚的兴趣，并且愿意下血本投入。希特勒下令将喷气发动机作为军事研究的最高优先项目，他们驻伦敦大使馆的工作人员直接去了知识产权局，把所有的细节都抢了过来。二战结束后，在德国各地的研究实验室里，都能找到弗兰克的专利副本。

1934年，弗兰克被派往剑桥大学学习机械科学。学习期间他没有放弃研究喷气式飞机的计划。弗兰克晚年回忆这段岁月时说：“我非常想获得一等荣誉，所以我必须玩命工作，因为我既要设计喷气发动机，又要准备期末考试。”

这是一件非常困难的事情，然而弗兰克做到了，他在两年内完成了三年的学位课程，并以第一名的成绩毕业，获得了空军准将军衔。

同时，他终于等来了自己的第一个机会。1935年，两名皇家空军前军官帮助弗兰克融资，成立了动力喷气有限公司，帮助他制造了世界上第一台喷气发动机。

1937年春天，弗兰克终于准备好了。他进行了第一次喷气发动机的全面测试，不幸的是，这次试验失败了——燃烧室燃料过多，发动机失控了。

更糟糕的是，弗兰克的努力很可能完全白费，因为德国人取得了巨大进步。1939年8月27日，德国工程师奥海因的第一架喷气式飞机原型机——Heinkel178进行了首次试飞，尽管只飞行了6分种，因为德国人也没有找到能够耐高温的高强度金属材料。

接下来一个月，希特勒入侵了波兰，并将欧洲卷入了战争。英国政府如梦方醒，这才想起来与弗兰克签订制造一台喷气发动机的合同，准备在格罗斯特飞机公司E28/39战斗机上进行试验。弗兰克得到了政府的资金支持，还有一支由英国最优秀工程师组成的科研队伍。制造商也开始研发能耐超高温的新型金属材料，经过不懈努力和实验，他们终于找到了一种非常强大的金属——镍铬钢和镍铬合金。

1941年5月15日黄昏时分，在最保密的条件下，一架被称为“先锋”的喷气式飞机E28/39从克兰威尔机场起飞。17分钟后，飞机降落了，弗兰克的喷气发动机成功了，没有任何过热的迹象。

被称为“全球最伟大试飞员”的埃里克·温克尔·布朗是见证这一历史时刻的少数人之一。他回忆道：“它没有螺旋桨，而且发出特别的呜呜声。我相当惊讶，不知道那是什么，因为在我的职业生涯中，从来没有听到过喷气发动机的声音。”

如果将现代飞行的历史分为两个阶段，第一个阶段开始于1903年莱特兄弟的首次飞行;那么第二个阶段便开始于1941年5月15日英国林肯郡的这个黄昏。

然而，此时距离1928年弗兰克提出喷气发动机概念已经过去了12年，这是关系到英国在二次大战中能否掌握空中优势的黄金时间。而弗兰克也在持续压力下透支了健康，他在1940年患上了神经衰弱。

工人阶级的工程师

随后的几年是一个天才被迟钝的官僚和狡猾的商人不断打击的故事。弗兰克被誉为民族英雄，但同时，资金紧张的英国政府把他的技术交给了美国人。

1944年4月，他一手创办的动力喷气有限公司被强制国有化，弗兰克无偿放弃了股份。他当时持有公司大约四分之一的股份，价值47000英镑，这是一笔巨款，当时一个工人一年的收入才200英镑。“他说作为一名现役军官，他不应该从战争中获利。”纪录片《惠特尔——喷气式发动机的先驱》的制作人尼古拉斯·琼斯说。

1946年，动力喷气公司又被并入范堡罗国家燃气涡轮研究院，基本上成为罗罗专属的研究机构。这些不公平的待遇加重了弗兰克的病情，他愤而辞去了公司董事会职务。

1948年，英国政府终于公开承认弗兰克所做出的卓越贡献，授予他爵士头衔，并发给他10万英镑作为奖励，但他将大部分奖金都分给了工人。不久，弗兰克以英国皇家空军准将的身份退役，在英国海外航空公司担任顾问，并帮助英国在20世纪四五十年代成为航空科学领域的领导者。

1976年，弗兰克移居美国，担任美国海军学院航空航天工程系的客座教授，把后半生的大部分时间都用在了传授喷气发动机的相关知识上，并和同样移居美国的奥海因成为了好友。20世纪30年代，弗兰克和奥海因在互不认识的情况下，各自研制出了喷气发动机，给世界航空工业带来了一场革命。

一开始，弗兰克认为奥海因抄袭了他的设计，后来两人一起到了美国，在莱特帕特森空军基地一起工作，并成为了好朋友。在这里，弗兰克在仔细研究后认可了奥海因的独立研发成果，之后，两人经常一同出席会议进行学术探讨，建立了深厚的情谊。1992年，兩人同时被美国工程科学院授予最高工程奖——德拉佩奖，该奖是表彰工程技术成就的最高奖项，被誉为“技术诺贝尔奖”。

1986年，英国女王授予弗兰克荣誉勋章，这是女王对天才的个人嘉奖。1996年8月9日，弗兰克因肺癌逝世。

2002年英国广播公司进行的一次调查显示，弗兰克在史上最伟大的100位英国人中排名第42位。但有很多人认为，弗兰克在英国受到了不公平的待遇，他的历史地位还是被低估了。时至今日，英国的许多科学机构将他视为喷气发动机进化的贡献者，而非崇高的创造者。他们认为，先起飞的是奥海因，而不是弗兰克。但其实，两人都是航空界的天才，几乎在同一时期各自独立发明了喷气发动机。简单说，弗兰克是第一个设计喷气发动机的人，而奥海因是第一个让喷气式飞机飞起来的人。

尼古拉斯认为，英国应该对此感到羞愧。在他看来，在20世纪最有影响力的英国人中，弗兰克仅次于英国传奇首相丘吉尔。

更难得的是，弗兰克可以、也应该成为一个富翁，但他从来没有靠发明发过财。“曾经有人对我说，弗兰克家族一定是英国最富有的家族，但他从来没有得到过皇室的支持。”尼古拉斯说。

弗兰克的儿子说，他从未忘记自己的出身，即使成为高级军官，但他内心深处始终认为自己是一个工人阶级的工程师。

多亏了这位工人阶级的工程师，世界缩小了。喷气式飞机这个伟大的发明，大大降低了人们的飞行成本，彻底改变了人类的飞行方式。因为他，越来越多的人能负担得起去世界各地旅行的费用。