프랭크 휘틀
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1. 개요
프랭크 휘틀(Sir Frank Whittle)은 영국의 공군 장교이자 엔지니어로서, 현대 제트 엔진의 개발에 기여한 인물이다. 그는 1920년대 후반부터 터보제트 엔진의 개념을 연구하여, 1930년 특허를 출원했지만, 초기에는 공군과 관련 기관의 지원을 받지 못했다. 1930년대 중반, 휘틀은 파트너십을 통해 파워 제츠(Power Jets Ltd)를 설립하여 제트 엔진 개발을 시작했으나, 재정적 어려움에 직면했다. 제2차 세계 대전 중, 그는 롤스로이스와의 협력을 통해 제트 엔진 개발을 가속화했으며, 글로스터 E.28/39 실험기의 비행 성공을 이끌었다. 전후, 휘틀은 제트 엔진 개발의 국유화에 반대하며 회사를 떠났고, 이후 항공 기술 고문, 엔지니어 등으로 활동했다. 그는 다양한 상을 수상했으며, 1996년 사망했다. 그의 업적은 현대 항공 기술 발전에 큰 영향을 미쳤으며, 영국과 미국을 비롯한 여러 곳에서 기념되고 있다.
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| 프랭크 휘틀 - [인물]에 관한 문서 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
 | |
| 출생일 | 1907년 6월 1일 |
| 출생지 | 워릭셔 주코번트리 |
| 사망일 | 1996년 8월 8일 |
| 사망지 | 메릴랜드 주컬럼비아 |
| 안장지 | 크랜웰 |
| 소속 | 영국 |
| 군 종류 | 영국 공군 |
| 복무 기간 | 1923년–1948년 |
| 최종 계급 | 항공 준장 |
| 참전 | 제2차 세계 대전 |
| 수상 | 메리트 훈장 대영 제국 훈장 2등급 바스 훈장 3등급 미국 공로 훈장 럼퍼드 메달 루이 E. 레비 메달 왕립 학회 펠로우 왕립 항공 학회 명예 회원 찰스 스타크 드레이퍼 상 필립 공 메달 |
| 배우자 | 도로시 리 (1930년 결혼, 1976년 이혼) 헤이즐 홀 (1976년 결혼) |
| 이후 활동 | 영국해외항공(BOAC) 기술 고문, 쉘 엔지니어, 브리스톨 항공 엔진 엔지니어, 미국 해군사관학교 NAVAIR 교수 |
| 학력 | |
| 모교 | 피터하우스, 케임브리지 대학교 |
| 경력 | |
| 직업 | 공학자, 군인, 발명가 |
| 서명 | |
 | |
2. 어린 시절
프랭크 휘틀은 1907년 6월 1일 영국 코번트리 얼스던 뉴컴 로드의 계단식 집에서 모세 휘틀과 사라 앨리스 갈릭의 장남으로 태어났다.[79]
1923년 1월, 프랭크 휘틀은 RAF 입학 시험에 높은 점수로 합격하여 버킹엄셔의 RAF 핼턴에 항공 견습생으로 보고했다. 그러나 키가 5피트(약 152cm)에 불과하고 가슴 둘레도 작아 신체 검사에 불합격했다.[82][8] 핼턴의 체력 훈련 교관이 고안한 훈련과 식단으로 체격을 키우려 노력했지만, 6개월 후 재검사에서도 탈락했다.[79]
휘틀은 논문 작업 후에도 모터제트 원리에 대한 연구를 계속했지만, 추가 계산에서 동일한 추력을 가진 기존 엔진만큼 무게가 나갈 것이라는 사실이 밝혀졌을 때 결국 이를 포기했다. 그는 문제를 숙고하면서 "왜 피스톤 엔진을 터빈으로 대체하지 않는가?"라고 생각했다. 버너에 압축 공기를 공급하기 위해 피스톤 엔진을 사용하는 대신 터빈을 사용하여 배기 가스에서 일부 동력을 추출하고 슈퍼차저에 사용되는 것과 유사한 압축기를 구동할 수 있다. 나머지 배기 추력은 항공기에 동력을 공급할 것이다.[85]
Milverton School을 거쳐 중등 학교에 장학금을 받았으나, 아버지의 사업이 어려워지면서 학업을 계속하기 어려웠다.[81] 그는 아버지의 작업장에서 실용적인 엔지니어링 기술을 배우고, 도서관에서 천문학, 공학, 터빈 및 비행 이론에 대해 공부했다.[81] 15세에 조종사가 되기로 결심하고 RAF에 지원했다.[82]
3. 영국 공군에 입대
휘틀은 가명으로 재지원하여 RAF 크랜웰 2 기술 교육 학교 후보로 신체검사를 통과, 1923년 9월에 364365번 항공기 정비사로서 3년 훈련을 시작했다.[83] 견습생 시절 엄격한 규율을 싫어했지만, 모형 항공기에 대한 관심을 유지하며 모형 항공기 협회에 가입했다.[7]
1926년, 휘틀은 영국 공군 대학 크랜웰의 장교 훈련에 추천받았다. 1928년에는 21세의 나이로 졸업, 7월에 비행 장교로 임관했다.[9] 그는 학급에서 2위를 차지했고, "평균 이상" 조종사로 묘사되었다.[82] 그러나 그의 비행 일지에는 과신에 대한 경고가 많았고, 위험한 비행으로 인해 비행 대회에서 실격되기도 했다.[84][7]
4. 터보제트 엔진 개발
1929년 말 휘틀은 지휘관의 격려를 받아 자신의 개념을 공군부에 보내 그들이 관심을 가질 만한지 알아보았다. 주제에 대한 지식이 거의 없는 상태에서 그들은 그 주제에 대해 글을 쓰고 A. A. 그리피스에게 그 논문을 전달한 유일한 다른 사람에게 눈을 돌렸다. 그리피스는 휘틀의 "단순한" 디자인이 실제 엔진에 필요한 종류의 효율성을 결코 달성할 수 없다고 확신한 것 같다. 휘틀의 계산 중 하나의 오류를 지적한 후 그는 원심 설계가 항공기에서 사용하기에는 너무 크며 제트를 직접 동력으로 사용하는 것은 오히려 비효율적이라고 언급했다. RAF는 설계가 "실용 불가능"하다고 언급하면서 휘틀에게 자신의 의견을 반환했다.[82]
프랭크 휘틀은 논문 작업 이후에도 모터제트 원리에 대한 연구를 계속했지만, 추가 계산 결과 동등한 추력을 가진 기존 엔진과 무게가 같다는 것을 알게 되면서 결국 이 연구를 포기했다. 이 문제를 곰곰이 생각하며 그는 "왜 피스톤 엔진 대신 터빈을 사용하지 않는가?"라고 생각했다. 연소기에 압축 공기를 공급하기 위해 피스톤 엔진으로 구동되는 압축기를 사용하는 대신, 터빈을 사용하여 배기 가스에서 일부 동력을 추출하고 터보차저와 유사하게 압축기를 구동할 수 있었다. 나머지 배기 추력은 항공기에 동력을 공급할 것이다.[10]
1928년 8월 27일, 조종사 휘틀은 제111비행대대 (호른처치)에 합류하여 시스킨 III를 조종했다.
지휘관의 격려를 받은 휘틀은 1929년 말에 자신의 개념을 공군부에 보내 관심을 가질지 확인했다. 휘틀은 공군부의 초대를 받아 공군부 과학 산업 연구부(DSIR)의 한 장교와 그리피스(당시 항공 연구 위원회 위원)를 만났다.[12] 이후 휘틀은 그리피스로부터 편지를 받았는데, 그는 휘틀의 "단순한" 설계가 실용적인 엔진에 필요한 효율성을 달성할 수 없다는 의견을 밝혔다. 그리피스는 휘틀의 계산 중 오류를 지적한 후 원심 설계를 항공기 사용에 너무 클 것이며, 동력으로 제트를 직접 사용하는 것은 다소 비효율적일 것이라고 언급했다. 그리피스는 현재 재료로는 높은 온도를 달성할 수 없다는 이유로 이 설계를 "실용적이지 않다"고 불렀다.[8][12] 그리피스는 "내연 터빈은 거의 확실히 성공적인 엔진으로 개발될 것이지만, 이를 위해서는 압축기와 터빈의 성능이 모두 크게 향상되어야 합니다. 그러나 귀하의 계획을 조사한 것은 정말 흥미로웠으며, 부대에서 제출된 제안은 항상 환영받는다는 것을 확신합니다."라고 말했다.[12]
휘틀은 자신의 개념의 한계를 지적하는 보고서를 받았다. 이 보고서는 "내연 터빈은 운 좋은 발명가의 혁신적인 설계로 실용화되지 않을 것입니다. 증기 터빈 엔지니어와 야금학자...는 터빈의 미래 개발이 달려 있는 사람들입니다"[12] 휘틀은 이 반응이 우울했다고 기록했다.[12]
팻 존슨은 이 아이디어의 타당성을 확신했고, 1930년 1월 휘틀의 특허[13]를 받았다. 공군은 이 개념에 관심이 없었기 때문에 이를 기밀로 선언하지 않았고, 이는 휘틀이 아이디어에 대한 권리를 유지할 수 있다는 것을 의미했다. 그렇지 않았다면 그들의 재산이 되었을 것이다. 존슨은 영국 톰슨-휴스턴(BTH)과 회의를 주선했고, 그들의 수석 터빈 엔지니어는 기본 아이디어에 동의하는 것처럼 보였다. 그러나 BTH는 개발에 6만 파운드를 투자하고 싶어 하지 않았고, 이러한 초기 성공의 가능성은 더 이상 진행되지 않았다.[8]
1930년 1월, 휘틀은 비행 중위로 진급했다.[14]
4. 1. 파워 제트 주식회사 (Power Jets Ltd)
1935년 1월, 프랭크 휘틀은 제트 엔진 특허 갱신 비용 5파운드를 감당할 수 없어 특허가 만료되도록 했다.[82][86] 얼마 후, 전 동료였던 로프 더들리-윌리엄스와 제임스 콜링우드 틴링이 개발을 위한 파트너십을 제안했다.[8][2] 휘틀은 자신의 아이디어를 개선하여 특허를 받을 수 있다고 생각하며, 극도로 가벼운 무게와 낮은 대기 밀도에서도 작동한다는 장점을 강조했다.[18]
1936년 1월 27일, 휘틀, 윌리엄스, 틴링, O.T. 팔크 & 파트너스, 공군성이 "4자 협약"에 서명하여 파워 제츠를 설립했다.[77] 이 회사는 1936년 3월에 설립되었다. O.T. 팔크 & 파트너스는 2,000파운드를 투자하고 18개월 이내에 18,000파운드를 추가 투자할 수 있는 옵션을 받는 대가로 회사 지분의 49%를 보유했다.[24] 휘틀은 "명예 수석 엔지니어 및 기술 컨설턴트"라는 직함을 받았으며, 주당 6시간 이내로 설계 작업을 할 수 있었다.[24][25]
4. 2. 재정적 어려움
1936년 초, 헨리 티저드(런던 임페리얼 칼리지 총장이자 항공 연구 위원회(ARC) 의장)는 항공부에 설계 검토를 요청했지만, 긍정적인 평가를 받지 못했다.[77] 1937년, 파워 제츠는 자금 부족으로 어려움을 겪었다.[77] 이러한 상황은 프로젝트의 진행을 더디게 만들었다.
독일에서 한스 폰 오하인이 1935년 특허를 신청하고, 1939년에는 세계 최초의 제트기인 하인켈 He 178이 하인켈 HeS 3로 구동되어 비행했다.[24]
1939년 6월 30일, 파워 제츠는 항공부 직원의 방문을 받았고, 휘틀은 파워 제츠 WU(Whittle Unit, 또는 W.U.) 엔진 시연에 성공했다.[24] 20분 동안 16,000rpm으로 문제없이 작동하는 모습을 보여주었다. 이 시연으로 인해 팀 구성원 중 한 명인 과학 연구 책임자 David Randall Pye는 프로젝트의 중요성을 확신하게 되었다. 그 결과, 항공부는 WU를 구매하고, 비행 가능한 엔진 버전( 파워 제츠 W.1 및 파워 제츠 W.2)을 주문하기로 합의했다.
5. 제2차 세계 대전 중의 개발
1939년 제2차 세계 대전 발발 이후, 제트 엔진 개발은 더욱 중요해졌다. 파워 제츠는 W.1, W.2 엔진을 개발하고, 글로스터 항공기 회사와 협력하여 글로스터 E.28/39 실험기를 제작했다. 1941년 5월 15일, W.1 엔진을 장착한 E.28/39가 최초로 비행에 성공했다.[8][37]
로버사와의 협력은 기술적, 경영적 갈등으로 인해 어려움을 겪었다. 특히, W.1을 3배로 스케일업한 실전형 W.2의 개발을 둘러싸고, 휘틀은 후에 랜드로버 개발 주임으로 알려진 Maurice Wilks영어 등, 로버의 기술진과 날카롭게 대립했다.
이에 분노한 휘틀은, 롤스로이스의 항공기 엔진 부문 책임자인 Ernest Walter Hives, 1st Baron Hives영어와, 동사에서 왕복 엔진의 기계식 과급기 전문가였던 스탠리 후커에게 접촉하여, 부품 조달 약속을 받아냈다.
1943년, 로버의 제트 엔진 개발 부서는 롤스로이스에 인수되었고, 롤스로이스는 W.2B 엔진 개발을 가속화했다. 롤스로이스는 시스루 모델을 이용하여 기류를 개선하여, 롤스로이스 웰랜드를 개발, 1944년에 연합군 측 최초의 제트 전투기 글로스터 미티어를 진군시켰다.
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5. 1. 롤스로이스와의 협력
1940년 초, 프랭크 휘틀은 롤스로이스의 스탠리 후커 박사를 만났고, 후커는 휘틀을 롤스로이스 이사회 임원이자 더비 공장 관리자인 어니스트 하이브스(후에 하이브스 남작)에게 소개했다. 후커는 롤스로이스 더비 공장의 과급기 부서를 담당하고 있었으며 유체 역학 전문가로서 롤스로이스 멀린 피스톤 엔진의 과급기 개선을 통해 출력을 향상시킨 경험이 있었다. 하이브스는 프로젝트 지원을 위해 핵심 부품 공급에 동의했고, 롤스로이스는 휘틀이 W.2 엔진의 서징 문제(압축기의 불안정한 공기 흐름)를 해결하는 데 도움이 되는 압축기 시험 설비를 제작했다.1942년 12월, 휘틀은 항공기 생산부의 최고 경영자인 공군 참모총장 윌프리드 프리먼과 연구 개발 책임자인 공군 원수 프랜시스 리넬과 회의를 가졌다. 휘틀에 따르면, "그는 반홀드스윅과 클리더로를 롤스로이스 경영진에 넘기기로 확실히 결정했음을 분명히 했다."[39] 로버의 스펜서 윌크스는 반홀드스윅 공장 근처 클리더로의 "스완 앤 로열" 펍에서 하이브스와 후커를 만났고, 항공기 생산부와 협의하여[39] 반홀드스윅의 제트 공장을 롤스로이스의 롤스로이스 메테오 전차 엔진 공장과 교환했다. 시험 및 생산 가동이 즉시 가속화되었고, 휘틀 엔진에 대한 로버의 감독 엔지니어 애드리안 롬바드는 롤스로이스로 이적하여 같은 역할을 수행했다. 1943년 1월까지 롤스로이스는 400시간의 가동 시간을 달성했는데, 이는 전 달 로버의 10배였다. 1943년 5월, W.2B는 7,100 N의 추력으로 첫 100시간 개발 시험을 통과했다.
롤스로이스의 참여와 함께, 허크널 비행장의 회사 비행 센터 관리자인 레이 도레이는 비커스 웰링턴 폭격기 후방에 휘틀 W.2B 엔진을 설치했다.[40] 이 설치는 비커스에서 웨이브리지에서 이루어졌다.[41]
6. 전후 활동 및 국유화
1944년 1월, 프랭크 휘틀은 1944년 신년 서훈에서 대영 제국 훈장 사령관으로 임명되었다.[47] 1943년 7월에 연대장에서 단장으로 진급했다.[48] 1944년 4월 5일, 국방부는 휘틀에게 그의 주식에 대한 보상으로 10,000 파운드만 지급했다.[24]
그는 제트엔진 개발의 국유화를 제안했지만, 받아들여지지 않았고, 결국 Power Jets는 국유화되어 Power Jets (Research and Development) Ltd가 되었다.[24] 휘틀은 국유화 과정과 그 처리 방식에 대해 개인적으로 반대하여 크립스를 만났지만 소용이 없었다.[24]
1946년, 휘틀은 회사를 사직했다. 그해 7월에는 이 회사가 RAE의 가스터빈 부서와 합병되어 국립 가스터빈 연구소(NGTE)가 판보로에 설립되었고, 휘틀의 예를 따라 16명의 Power Jets 엔지니어들도 사임했다.[50]
휘틀은 1946년, 미국 공로 훈장 사령관이 되었으며, 1947년에는 바스 훈장 동반 기사로 임명되었다. 1948년 5월 휘틀은 제트 엔진에 대한 그의 업적을 인정받아 발명가 상에 대한 왕립 위원회로부터 사례금 10만 파운드를 받았고, 두 달 후 대영 제국 훈장의 기사 사령관이 되었다.[8][51]
1948년 8월 26일 건강상의 이유로 공군에서 퇴역했으며, 준장 계급으로 퇴역했다.[8][52]
이후 영국 해외 항공 공사(BOAC)에 항공기 가스터빈 기술 고문으로 합류하여 미국, 캐나다, 아프리카, 아시아 및 중동에서 제트 엔진 개발을 검토했다.[60] 1952년 BOAC를 떠난후, 로열 더치 쉘(Shell)의 기계 공학 전문가 직책을 수락하여 새로운 유형의 자가 동력 드릴을 개발했다.[60] 1957년 쉘을 떠나 브리스톨 항공기 회사(Bristol Aeroplane Company)에서 일했다.[60]
1976년, 미국으로 이주하여 미국 해군사관학교 (메릴랜드주 아나폴리스)의 NAVAIR 연구교수 자리를 수락했다.[87]
1978년에는 Hans von Ohain을 다시 만나, 좋은 친구가 되었고 종종 미국을 여행하며 함께 이야기를 나눴다.[88]
7. 이후의 삶과 죽음
1976년, 휘틀은 Dorothy와 이혼하고 미국인 Hazel S. Hall ("Tommie")과 결혼하여 미국으로 이주했다. 이후 미국 해군사관학교의 NAVAIR 연구교수직을 수락했다.[87] 1978년부터 1979년까지는 파트타임으로 일하면서 ''Gas Turbine aero-thermodynamics: with special reference to air propulsion''이라는 교과서를 집필하여 1981년에 출판했다.[82]
1978년, 라이트-패터슨 공군 기지에서 한스 폰 오하인을 다시 만났다. 휘틀은 처음에 폰 오하인의 엔진 개발이 자신의 특허를 바탕으로 이루어졌다고 생각했지만, 결국 폰 오하인의 작업이 독립적이었다는 것을 인정하고[88] 두 사람은 좋은 친구가 되어 함께 강연을 하기도 했다.
1986년, 공로 훈장을 받았으며,[8] 1991년에는 폰 오하인과 함께 찰스 스타크 드레이퍼 상을 수상했다.
휘틀은 1996년 8월 9일 메릴랜드주 컬럼비아에서 폐암으로 사망했다.[3]
8. 유산 및 기념
프랭크 휘틀의 업적은 항공 기술 발전에 지대한 영향을 미쳤으며, 현대 항공기의 표준 동력원인 제트 엔진의 아버지로 불린다.[74] 그는 제트 엔진의 효율을 개선하고자 노력했으며, 터보팬 엔진 개발의 초기 아이디어를 제시하기도 했다. 그의 연구는 영국 엔진 제조 산업에 큰 영향을 미쳤으며, 여러 회사들이 자체적인 제트 엔진 개발에 착수하는 계기가 되었다.
영국과 미국 등 여러 곳에 그의 업적을 기리는 기념물과 시설이 세워졌다. 코벤트리에는 그의 이름을 딴 휘틀 아치와 동상이 있으며, 러터워스에는 그의 흉상이 세워져 있다. 코벤트리 대학교는 그의 이름을 딴 건물을 가지고 있으며, 미들랜드 항공 박물관의 주요 격납고는 '시르 프랭크 휘틀 제트 유산 센터'라고 불린다. 롤스로이스와 케임브리지 대학교 등 여러 기관과 시설에 그의 이름이 붙여졌다.
그가 태어난 얼스돈, 코벤트리의 뉴콤 로드에 있는 집과, 그가 항공기 착륙을 보고 영감을 얻었던 허얼살 커먼에는 기념 명판이 설치되어 있다.[4] 러그비에는 그의 업적을 기리는 청동 조각상이 설치되어 있으며,[66][67] 케임브리지 대학교의 피터하우스와 케임브리지 대학교 공학부에는 각각 휘틀 빌딩과 휘틀 연구소가 있다.[68][69] 햄프셔에 있는 파보로 비행장에는 글로스터 E28/39 휘틀의 실물 크기 모형이 세워져 있다.
영국 왕립 공학원에서는 국가 복지에 기여한 엔지니어에게 프랭크 휘틀 경 메달을 수여한다.[70] 더비에는 프랭크 휘틀 로드와 프랭크 휘틀 웨이라는 두 개의 도로가 그의 롤스로이스에서의 업적을 기리기 위해 명명되었다. 번햄의 휘틀 파크웨이, 크랜포드의 휘틀 로드, 올덤의 쇼에 있는 휘틀 드라이브 등 여러 도로와 시설물이 그의 이름을 따서 명명되었다.
로열 메일의 러그비 근처 코튼 하우스에 있는 경영 대학의 바/레스토랑은 ''휘틀 바''로 명명되었으며, 웨스트민스터 사원의 영국 공군 예배당에는 그의 업적을 기리는 기념석이 놓여 있다. 그의 훈장, 메달, 상은 런던의 영국 왕립 공학원에 전시되어 있다.
그는 또한 여러 상을 받았는데, 랭퍼드 메달(1950년), 앨버트 메달(1952년), 프랭클린 메달(1956년), 제임스 와트 국제 메달(1977년), 찰스 스타크 드레이퍼상(1991년)등을 수상했다.
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Verbal evidence from Flight Test Engineer W R (Bill) Grose who operated the Whittle engine in the Wellington and had previously been involved in ground test running of the Whittle engine at either Lutterworth or Rugby
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The King breaks ground on Cambridge's New Whittle Laboratory
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その後ブリティッシュ・トムソン・ヒューストン社はメトロポリタン＝ヴィッカースに吸収合併され、社内競作の形になっていた
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Hans Joachim Pabst von Ohain
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The 100 greatest Britons: lots of pop, not so much circumstance
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Whittle's biography on the RAF history website p. 1
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Details from the Sir Frank Whittle Jet Heritage Centre display at the [[Midland Air Museum]]
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Details from the Sir Frank Whittle Jet Heritage Centre display at the [[Midland Air Museum]]
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Sir Frank Whittle
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The Daily Telegraph
1996-08-10
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Details from the Sir Frank Whittle Jet Heritage Centre display at the [[Midland Air Museum]]
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문서
Details from the Sir Frank Whittle Jet Heritage Centre display at the [[Midland Air Museum]]
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Gentlemen, I give you the Whittle engine
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Eminent Petreans
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Peterhouse Cambridge
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Sir Frank Whittle – After the RAF
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Verbatim transcript of a two-day conference, An Encounter Between the Jet Engine Inventors, held at Wright-Patterson Air Base 3–4 May 1978
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2008-07-19
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