AVIÓN A REACCIÓN: Primer vuelo de prueba

Tal día como ayer, domingo, 14 de Mayo, festividad de San Matías, décimo novena semana del año 2.023, hace 82 años (miércoles, 1.941), el avión a reacción del ingeniero y militar británico Frank Whittle (1.907 - 1.996), un Gloster E28/39 (caza experimental británico), efectúa su primer vuelo de prueba, en la Estación “Royal Air Force Cranwell” (Condado de  Lincolnshire, al Este de Inglaterra), pilotado por Jerry Sayer (Colchester, Essex, Inglaterra, 1.905 - Mar del Norte, 1.942 - Jefe de pruebas de “The Gloster Aircraft Company”), volando, con el motor de prueba de vuelo experimental W.1, durante 17 minutos, a velocidades superiores a cualquier caza de pistón y hélice británico en servicio…hecho que supone un antes y un después en la manera de entender la aviación.

Los campesinos de los alrededores del campo de aviación, les dan el nombre de “jet” (“chorro”) a ese, extraordinario, avión que surca el cielo a una velocidad vertiginosa… Nota:  el nombre de “jet” se ha quedado y se utiliza para designar a los aviones a reacción, que cada vez, alcanza más velocidad: Mach 1, Mach 2, Mach 3 (el número de Mach es el resultado de dividir la velocidad del avión por la velocidad del sonido).

Las instalaciones de ITP Aero en Whetstone (Leicestershire, Reino Unido) son testimonio de la creación del primer motor a reacción, desarrollado por Frank Whittle.
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Notas biográficas de Frank Whittle
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Frank nace el sábado, 1 de Junio de 1.907 en Newcombe Road, Coventry, Warwickshire (hoy West Midlands), Gran Bretaña. Es el hijo mayor de Moses Whittle (1.882 - 1.965) y Sarah Alice Garlick (1.882 - 1.977). Cuatro años después (1.911) nace su hermano Albert.

Gracias a su padre, ingeniero e inventor, desarrolla un gran interés por la ciencia y la tecnología.

En la escuela, sus maestros piensan que es algo vago, sin saber que pasa una cantidad considerable de su tiempo estudiando en la biblioteca local, donde nace su entusiasmo por volar…

Cursa estudios, con una beca, en el Leamington College y en la Universidad de Cambridge.

“Mi padre era un hombre muy inteligente. Ya desde pequeño ayudaba a mi abuelo en su taller, que era mecánico, así que heredó de él la pasión por la tecnología. Además, era muy estudioso, de hecho, en la Universidad, en lugar de jugar al fútbol como la mayoría, pasaba mucho tiempo en la biblioteca” (Ian Whittle, hijo de Frank).

Decidido a convertirse en piloto, a los 15 años, pasa los exámenes para unirse a la Fuerza Aérea Británica (R.A.F.), con excelentes calificaciones. Pero no supera las pruebas físicas, al ser excesivamente bajo y delgado… Lejos de conformarse, inicia un completo programa de entrenamiento, para mejorar esas carencias, y se presenta de nuevo, 6 meses después… y vuelve a ser rechazado… Pero Frank no es de los que se dan por vencido con facilidad, y se presenta de nuevo a las pruebas de la RAF, pero con un nombre falso: supera las pruebas físicas y es admitido como aprendiz de mecánico. Sus habilidades en el diseño y fabricación de maquetas de aviones, así como en matemáticas, atraen la atención de sus superiores, quienes lo recomiendan para ser oficial de la RAF, lo que permite a Frank cumplir su sueño:  pilotar un avión… Destaca en su entrenamiento y consigue volar, por primera, vez sólo 13 horas y media de experiencia… destaca como un gran piloto, aunque es demasiado propenso a las acrobacias y pasadas bajas…

En el año 1.926 ingresa en la Escuela de las Fuerzas Aéreas británicas en Cranwell como cadete. Estudia en la Escuela de Capacitación Técnica No. 2 para unirse al Escuadrón No. 1 de Aprendices de Aeronaves Cranwell. Frank, sobrevive a un fallo en el motor en vuelo y a la pérdida total de un avión que choca contra un árbol en un vuelo con niebla…

Para graduarse como oficial, Frank escribe una tesis que titula “Future Developments in Aircraft Design” (1.928), en la que habla sobre el vuelo a grandes altitudes y alta velocidad (superior a los 800 km/h) y para ello propone el uso de un motor reactor; un motor de pistón con hélice, que comprime el aire que es quemado en una cámara de combustión con combustible, y finalmente es expulsado a través de un cono de salida en la cola… Frank desarrolla el concepto del turbohélice con una primitiva postcombustión, demostrando que a gran altitud, por la pérdida de densidad del aire, es necesario comprimir el aire para mantener el rendimiento de los motores…
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Si bien se gradua con 21 años. con mención especial y por su magnífica tesis… también es amonestado, en más de una ocasión, por volar de forma temeraria… Tras graduarse como Oficial, continúa con los estudios que ha postulado en su tesis, llegando a la conclusión de que el motor de pistón es excesivamente pesado y complejo para generar el aire a comprimir en la cámara de combustión, por lo que decide aplicar el principio de los compresores mecánicos, utilizando parte del aire de los gases de escape (principio de los turbo) para mover un compresor para el aire de admisión al motor…

En 1.929, Frank expone su proyecto al Ministerio del Aire, pero éste lo rechaza, al considerarlo “poco práctico”, por lo que decide patentar el proyecto… y lo hace el 16 de Enero de 1.930, en Londres (Gran Bretaña) para su tecnología sobre la utilización de propulsión a chorro para el arranque de los motores. Ha nacido el termoreactor… a la espera de que sea de interés por parte de alguna compañía de aviación y poder vender la patente…

En Agosto de 1.932 es destinado al Curso de Ingeniería para oficiales en Henlow, donde completa el curso de 24 meses, en sólo 18 meses.

En Julio de 1.934, después de ser ascendido a Teniente de vuelo, es asignado al Escuadrón Aéreo de la Universidad de Cambridge. 

Frank continúa su carrera profesional en la RAF, y en 1.934, su patente, caduca (al no poder pagar las 5 Libras esterlinas de la renovaciòn, y negarse la RAF a hacerlo…). Pero curiosamente, ese mismo año, consigue atraer la atención de un grupo de inversores, quienes convencen al Ministerio del Aire para que se involucre en el proyecto, formándose la compañía privada “Power Jets Ltd” (27 Enero 1.936 - que inicia Frank, junto a dos militares, retirados de la RAF: Rolf Dudley-Williams, 1.908 - 1.987, y James Collingwood Burdett Tinling, 1.900 - 1.983), en la que, oficialmente, empieza el verdadero desarrollo de la turbina, mediante un "Acuerdo de cuatro partes", sancionado por el Ministerio del Aire, entre Whittle, Williams, Tinling y la firma de inversión “Falk & Partners”. 

Debido a que Frank es un oficial en servicio en la “Royal Air Force”, el Ministerio del Aire, asigna su 25 por ciento de participación en “Power Jet”, a la Corona… y sólo le concede el derecho a actuar como ingeniero jefe honorario y a trabajar fuera de servicio… pero no más de 6 horas por semana. Con muy poco capital, sin empleados, sin instalaciones y con un concepto aún no probado… es muy sorprendente… que Frank haya logrado lo que hizo… pero pagando un alto precio: su salud.

A pesar de la financiación limitada, se crea en 1.937 un prototipo. El primer motor se prueba en un pequeño taller, situado en la localidad de Rugby. “Power Jets” hace pedidos a la Empresa BT-H (“British Thompson-Houston”, con experiencia en el suministro de turbinas y compresores industriales) para que proporcione dibujos de diseño de un motor experimental basado en los requisitos que Frank ha establecido. 

Frank rechaza el primer diseño de BT-H y luego les dá un diseño preliminar, que tiene como resultado, el 12 de Marzo de 1.937, la primera puesta en marcha del motor autosuficiente… probándolo a máxima potencia en una habitación, con Frank y su equipo a escasos metros del motor en funcionamiento, con la simple protección de unas gafas y unos cascos para los oídos…

Mientras, en Alemania, los ingenieros  Herbert A. Wagner (1.900 - 1.982) y Hans Von Ohain (1.911 - 1.998) trabajan para dotar a las empresas “Junkers” y “Heinkel” respectivamente, del primer motor a reacción (no olvidemos que la patente de Whittle expiró en 1.935).

Los dos años siguientes están plagados de dificultades: Frank no logra encontrar los fondos necesarios; el Ministerio del Aire amenaza con rescindir la asignación de servicio especial de Frank (porque el progreso es muy lento); BT-H desaloja a los “Power Jets” de las instalaciones que están usando, pero les proporciona espacio en una fundición abandonada; cada prueba de motor revela algún nuevo problema mecánico o aerodinámico. 

Frank asume que BT-H, cuyo negocio principal son las turbinas, saben cómo diseñarlas, pero las pruebas muestran que la eficiencia de la turbina del avión es baja… y, con una nueva aerodinámica que diseña él, se resuelve el problema.

El Ministerio del Aire proporciona lentamente suficientes fondos para que el 30 de Junio de 1.939, “Power Jets” demuestre a David Randall Pye (1.886 - 1.960), Director de Investigación Científica del Ministerio, que su nuevo motor… funciona durante 20 minutos y alcanza hasta el 94 por ciento de la velocidad de diseño. 

David Randall Pye (1.886 - 1.960)

El Ministerio acuerda hacerse cargo de los costos de las piezas para el motor experimental y otorgó a Power Jets un contrato para un motor de prueba de vuelo que fue subcontratado a BT-H. El ministerio también contrató a Gloster Aircraft para un avión experimental, el E.28/29. Cuando estalló la guerra,

Si bien las dificultades económicas están a punto de acabar con el proyecto, en 1.939 el Ministerio del Aire vé en el motor de Frank un potencial de futuro importantísimo, por lo que accede a continuar financiando el proyecto.

En Enero de 1.940, el Ministerio del Aire firma un contrato con “Gloster Aircraft Company” para probar la efectividad del diseño de Frank, quien está trabajando con el motor para adaptarlo al avión “Gloster E28/39”.

A fines de 1.940, antes de que vuele el “E28/29”, el Ministerio del Aire decide tener el W.2, un motor superior, de empuje, desarrollado y producido para propulsar un avión de combate bimotor, el “F9/40 Meteor”. El Ministerio nombra a “Rover Company” para producir el motor y Rover (que no tiene experiencia en el desarrollo o la fabricación de motores de aviones) decide diseñar su propio motor, en lugar de utilizar el diseño de Frank… y después, se niega a aceptar el consejo técnico de Whittle para corregir los problemas del nuevo motor. 

En Octubre de 1.941, el Cuerpo Aéreo del Ejército de EE.UU. entrega un motor W.lx, los dibujos W.2b y un equipo de tres de “Power Jets Ltd.” a “General Electric Company”. Un equipo de “Power Jets” y el motor son llevados a Washington, para permitir que “General Electric” lo examine y comience su construcción. Los estadounidenses trabajan con rapidez y su “XP-59A Airacomet” ya está en el aire en Octubre de 1.942 (poco antes del “British Meteor”, que entra en funcionamiento en 1.944). Este es el comienzo del desarrollo de turborreactores en los Estados Unidos. El motor a reacción resulta ser un éxito y la nueva tecnología es acogida con entusiasmo.

En Diciembre de 1.942, el programa de producción está tan retrasado, que el nuevo Ministerio de producción de aviones transfiere el programa de producción a “Rolls Royce”, que, con una estrecha cooperación con el equipo de Frank… la prueba de tipo de 100 horas del W.2, se completa solo 5 meses y en Junio de 1943, el nuevo caza “Gloster Meteor” realiza su primer vuelo…

La vinculación de Whittle con la lista de funciones especiales de “Power Jets”, continúa hasta 1.946, con la responsabilidad del diseño del W.2b (el Rolls Royce "Welland"), el W.2/500 y el W.2/700 ("Padres" de los Rolls Royce Derwent y Nene).

En Abril de 1.944, “Power Jets” es nacionalizada y en Abril de 1.946 se fusiona con la sección de turbinas de gas para aviones del “Royal Aircraft Establishment” para formar el “National Gas Turbine Establishment”, cuya única función se limita a realizar investigaciones y ayudar a la industria aeronáutica. En palabras de Frank, la Empresa que él ha cofundado y fomentado “fue asfixiada hasta la muerte por el Gobierno”. 

Esto pone fin a las actividades de Frank en el diseño y desarrollo de motores. Después de renunciar a la Dirección de “Power Jets", es nombrado Asesor del Ministerio de Abastecimiento y se retira en 1.948, del Servicio Activo de la RAF, con el rango de Comodoro Aéreo. Es nombrado Caballero por el rey Jorge VI y, finalmente, en Mayo de 1.948, recibe 100.000 libras por recomendación de la Comisión Real de Recompensas a los Inventores.

Es contratado por la desaparecida “B.O.A.C.”, período en el que escribe su biografía… Tras abandonar la “B.O.A.C.”, trabaja para la “Shell” durante varios años, desarrollando un tipo de taladradora revolucionaria…

Cambia su residencia a Estados Unidos, donde continúa su carrera como profesor en la Academia Naval de Annapolis, asesorando, dando conferencias y escribiendo su libro “Jet: la historia de un pionero”. 

En 1.976 se establece en Estados Unidos, trabajando como ingeniero aeronáutico en la Academia Naval en Columbia (Maryland).

A la edad de 70 años (1.977), Frank Whittle todavía confunde a los ingenieros más jóvenes, que son aptos para resolver sus problemas aerodinámicos en computadoras multimillonarias, al obtener rápidamente resultados útiles en el reverso de un sobre usando su regla de cálculo de 5 pulgadas. Cierra su carrera en el puesto de profesor investigador en la Academia Naval de los Estados Unidos. Su libro de texto sobre aerodinámica de turbinas de gas se publica en 1.981.

Frank fallece, en Columbia (Maryland), a causa de un cáncer de pulmón, el 8 de Agosto de 1.996, a la edad de 89 años.

Colofón
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Frank Whittle fué un hombre adelantado a su tiempo, y el motor de turbina como tal, no lo conoceríamos de no ser por su talento y valor, y el de su equipo, pioneros de una tecnología que revolucionó para siempre la aviación.

Además de su título de Caballero, el trabajo de Frank Whittle ha sido reconocido con premios y medallas de 8 países diferentes, 11 doctorados honorarios y membresía honoraria en más de 20 sociedades profesionales o científicas. Fue elegido por sus pares como asociado extranjero de la Academia Nacional de Ingeniería en 1.979, y en 1.991 compartió con Hans von Ohain el “Premio Charles Stark Draper”, de la Academia.

“Cuando era pequeño, mi padre, que también era piloto, me hablaba mucho sobre aviones. Me enseñó a hacer aviones de papel cuando tenía seis años y ahora yo se lo enseño a mis nietos. Supongo que las anécdotas sobre las experiencias de vuelo que él me contaba hicieron que me lo planteara cuando todavía iba a la escuela” (Ian Whittle, hijo de Frank).

En 2.002, Frank Whittle ocupó el puesto 42 en la encuesta de la BBC de los 100 británicos más importantes.