长文注意
来源: https://goo.gl/EhwQMV
译者一样是ACUMV 蟹总
此文为节录译文
原著Not much of an engineer 为Sir Stanley George Hooker的回忆录
Google图书网址https://goo.gl/qh6y6G
括号内为译者注释
有加 * 为搬文的人，也就是我的补充
我已经替原文做了错字修正，并且调整一些行文用句让我看得更轻松，如果有哪里觉得语
意不顺可以提出来我改改。
主要节录内容为史丹利在RR参与Merlin增压器改进的故事
从P31开始
显然，增压器的效率由组成它的部件的效率决定——转子（从曲轴取动力的部分）和扩散
器（叶轮）——要取得最高的整体效果，转子的最高效率和扩散器的最高效率必须配合。
我在进行数学分析后惊奇的发现，这样令人愉快的配合没有在Merlin增压器上出现，转
子和扩散器都需要被改进。我甚至算出改进后的增压器效率可以从现在的65%提高到75%，
但是这是真的吗？ 伟大的劳斯莱斯公司怎么会没注意到这一点？
在接下来几周内我对计算结果检查了一遍又一遍，对增压器的空气动力已经非常熟悉了，
我在这个推算里面找不到任何瑕疵。 所以我提起勇气去说服A.G.Elliott(*Albert G.
Elliott)的秘书把这份报告打出来。 我走进Elliott的办公室把报告交给他的时候毫无自
信可言。 他漫不经心的看了一遍，说道：这个看起来很有趣，我会给Ellor一份复写件。
http://imgur.com/UwHoCgp *
A.G.Elliott https://goo.gl/zhjdnj 人物介绍*
之后我发现 Ellor 是增压器专家，大概 10 年(*实际上是1912)前从 RAE 来劳斯莱斯。
他负责了著名的R系发动机的增压器，这些发动机装在Mitchell设计的S6和S6B上赢得了施
耐德杯大奖赛。
我回到办公室想着接下来会发生什么，之后又过了好多天，在某天晚上我下班正要走出办
公室的时候，门突然打开了，大人物 Ellor 走了进来。他手上拿着我的报告，我整个人
紧张了起来。
“这是你写的吗？”他忽然问到。我承认这是我写的，他笑起来说：“干得好，从现在
开始你负责增压器发展。 ”
P32
Doug Nelson 告诉我说 Merlin III 的增压器，就是目前装在飓风和喷火战斗机上的那些
发动机增压器，自从 1934 年最初设计以来从未做过任何修改。
P44-46
回到 1938 年（这段译文前面在叙述 1971 年的事），我很快熟悉 Merlin 增压器和化油
器的构造，这台发动机设计来安装喷火和飓风战斗机，它的长度被尽可能的压缩，以配合
飞机的前后平衡。因为增压器放在发动机后面，所以在设计上需要非常认真的对待，此
外通往叶轮的进气道看起来压扁了，在我看来是一种非常奇怪的形状。
我尝试计算出空气在到达叶轮之前流经这个进气道时产生的压力损失，结果看起来很糟。
因为增压器的功能就是用来压缩空气，很明显的在进气道有压力损失是糟糕的事。
我希望能确定这个压力损失的量级，在咨询了我的新职员们之后，我们去找 Albert
Rigg ，他是个大男孩，住在在实验工厂的一角，他的周围堆满了工具。 Albert是个非常
有技巧的工匠，专长金属板加工。 在信封背面随意画的任何东西，他都可以用金属板做
出来。 他不仅可以把金属敲薄，还能用一个锤子把金属板在某些地方搞的更厚。 （额我
不确定这是怎么搞出来的，也许只是夸张的形容）
我们告诉他希望能把增压器之前的厚铸造铝进气道切开，还希望他能用薄金属片做一个替
换的进气道，让空气能直接流进增压器而不经过化油器或者在进气道里面转弯。 当然，
这个东西仅限于测试用，如此我们就能用实验确定发动机安装的标准进气道让气压付出了
多少代价。 零件很快就做好了，接着我们开始测试这个增压器。 效果看起来非常好，让
我眼前一亮：增压器提供了更高的压力和更大的空气流量，这样现有化油器和进气道带来
的损失就可以计算出来。
但是发动机必须有化油器，这一点我们没法修改。 也必须有一个进气道，将空气从化油
器引到增压器入口，这个部分可以重做形状来减少压力损失。 所以我们回去找Albert，
编绘了一个新的形状让他做，这比他原来的工作困难很多。 这个进气道的原则是空气流
速保持的越低越好，要这样就要把进气道的截面保持尽可能的大，最后空气就能顺着平滑
的曲线流入增压器入口。 同时发动机的整长不能改变，以确保Merlin仍然可以毫无问题
的装进飓风和喷火。
Albert 的这个进气道对标准的 Merlin 设计是一个巨大的改善，再加上对转子和分散器
的改进带来的改善预期，我对增压器的整体性能提升很有信心。
在这个阶段我还不知道这对 Merlin 发动机的输出功率有多大影响，或者对那两种战斗机
的性能有何影响，在劳斯莱斯公司里我也找不到谁能告诉我。 简单地说，这个问题从没
有人研究过。改变整个增压器的设计，所有的制图、实验制造、测试以及对生产的干扰，
这值得吗？。对这么大的事情做判断远超出我的经验范围。 幸运的是，在这个阶段，我
觉得这事情根本不需要由我来提出。 我把增压器当做我的个人玩具对待，对效率的提升
沾沾自喜。 之后应该做什么则是其他人的事。
正是在这个阶段 HS （ Hives Ernest ，全书对他的名字都用 HS 简写， RR 航空发动机
部的负责人，后来担任董事长）插手了。 一天下午，当我坐在办公室里面时他走进来坐
在另一张椅子上。 我的桌子上放了一个Merlin增压器转子，他拿起这个转子说到：“我
看过了你做的报告，我对把轮叶做窄的提案很有兴趣，这会减少一些内应力”。
因为转子的转速大约 28000 转 / 分，把轮叶宽度减掉 2/3 会相当程度的减少内应力。
HS继续说到：“对于进气道，我也喜欢这个样子，所以我们决定把它做完并进行完整测
试”
（关于这里使用的 Merlin 发动机，为早期型号，但是具体不详， Hooker 写到增压器转
速为 28000rpm ，在书的附录中写道传动比为 9.29:1 ，发动机转速 3020rpm ，增压转
速为 28055rpm 。 在发动机手册和其他书籍中我没找到9.29的传动比，一开始我认为是
单纯的回忆错误，但是目前看来更为可能的是留在RR公司做测试的发动机而非量产型号，
因此具有特别的传动比）
之后事情开始进展。Rubbra和Lovesey来找我确认新的转子和分散器尺寸，以及进气道形
状。 Merlin发动机设计办公室为进入流程，给修改过的发动机最终制图。 最后Merlin
45诞生了，它用于喷火战斗机，当然还有用于飓风和其他很多飞机的Merlin XX。 我实现
了不可能的事，我修改了伟大的Henry Royce本人设计的劳斯莱斯发动机！
（虽然之前说控制发动机长度，但是因为 2 速变速系统， Merlin XX 还是变长了，忙于
生产的 Supermarine 没空修改喷火的前机身，于是飓风反而先使用了 1 级 2 速的
Merlin XX ，而喷火的 2 速发动机要继续等很久）
P48-49
结合理论和实验的最终答案： Merlin 每分钟吸入的每一磅燃料 / 空气混合气可以生成
10.5 马力的内部功率。 这个数字与发动机转速无关，也与增压器产生的进气压无关。
在理论方面，我推算出了一个公式，它可以准确的算出发动机在任何情况下吸入的混合气
重量，不论在地面还是空中。现在，用各种公式武装起来的我们，至少能推算出Merlin在
任何特定飞行状态下的功率输出。
在这之前，我们用 RAE 传来的公式来计算发动机功率，这个公式本身是经验性质的，很
值得怀疑。 这些公式高估了实际功率，并导致喷火设计师Mitchell和飓风设计师Camm之
间的长期争论。 两位设计师都声称从他们飞机的实际速度来计算，劳斯莱斯发动机的功
率没有达到指标。 这两架飞机在2万英尺高度的速度都低于预期20-30英里/时，因为战争
迫在眉睫，这件事情被严格保密。 幸运的是，德国人的发动机功率计算和我们一样糟糕
，他们的飞机也比计算和公开的资料飞的更慢。
（关于以上这点我无法考证）
美国人干事情还是一如既往（的土豪），他们决定在俄亥俄州的莱特机场建造一个特殊的
实验台，在这里发动机可以在地面进行高空条件类比测试，这样他们就能实际检测发动机
的高空动力输出。 以今天的标准来看，这是一个巨大的设施，它带有冷冻设施来降低空
气温度，还有巨大的排气设施来降低空气压力并带走发动机废气。
比起美国人建造的巨大设置，我们只有一些简单的公式来让我们坐在桌子面前计算
Merlin 的功率。直到战争后期，一台Merlin送到莱特机场进行了实际测试，测试得到的
功率和我们几年前算出的功率完全吻合。从那时起，我们多了一句格言；“笔比扳手更强
大”。 （The pen is mightier than The Spanner）
（在战争后期仍然要把发动机送往美国测试，大致可认为英国从头到尾都没有地面高空类
比台，只能做一般地面功率测试，这就带来了新的问题，其他国家的情况如何？ 比如苏
联和德国，以及日本，很穷的日本尤其值得怀疑。 这些国家发动机的高空功率到底是算
出来的还是有测试台进行了实际测试？ 现在我没有资料可考证。 ）
P52-53
我对增压器和进气道作出的最初修改已经在 1940 年的生产线上实际使用了，喷火用的
Merlin 45 发动机，飓风、蚊式和兰开斯特用的 Merlin XX 发动机。 临界高度（原文
用词为full-throttle height ）从Merlin III的1万6千英尺提高到了 Merlin 45的1万9
千英尺。 我深知现在的增压器已经达到了发展的极限。 任何进一步的改善都远为困难，
而且收益很小，不太可能为此继续修改生产。 接下来该怎么办？
在这个关键时刻， Lovesey 和我被航空部召集去伦敦开会。 我们被告知维克斯的总设计
师Rex Pierson，设计了一个密封舱，安装在威灵顿轰炸机的机头，可供飞行员和投弹手
使用。 这个方案是给密封舱加压，这样飞机就能在超过3万英尺的超高空飞行，同时乘员
在密封舱内的大气压只相当于1万英尺的水准。 这是最早的加压座舱之一。
威灵顿轰炸机的标准发动机是布里斯托的 Hercules 。 为了增强Hercules的动力来让威
灵顿飞到3万英尺，布里斯托决定安装一个废气涡轮增压，跟那些美国飞机使用的差不多
。
这个高空威灵顿专案被认为有足够的重要性，需要让劳斯莱斯提供一种保险措施——一台
涡轮增压的 Merlin 。 这个提议并不像听起来那么直截了当。 在哈克诺Huckall*（地名
），Ray Dorey和Harry Pearson的已经做了大量工作，让喷火和飓风的Merlin发动机废气
通过非常短的排气管向后方排出，这带来的喷气推力大概相当于额外 150 马力的效果。
如果安装废气驱动的涡轮增压器会失去这个效果，我们不想让这种状况发生。于是我提出
，为了提供必须的动力，我们要做的应该是将临界高度从1万6千英尺提高到3万英尺，为
了达成这一点，需要两个增压器在发动机后面串联在一起，由现有的传动轴驱动。
这有一个明显的障碍。因为空气被压缩的更多，温度会上升到非常高，爆震这个老妖怪又
会把它的脑袋伸出来。 此外，发动机功率公式表明这么高的进气温度会实际上减少发动
机动力。 解决方式很明显，我们有一台液冷发动机，所以可以增加一级液冷的“中冷器
”在两机增压器后面，这可以把进入气缸前的混合气温度降低到100摄氏度。 计算表明这
些手段可以将Merlin在3万英尺的功率增加一倍，从500马力加强到1000马力。 现在的任
务是决定两个增压器的尺寸。
这时候我脑袋里灵光一闪。 劳斯莱斯Vulture发动机有24气缸而且比Merlin大很多，因为
这么大的排量和尺寸，它能在3万英尺输出1000 马力。 因为发动机的功率大致由它消耗
的空气和燃料量来决定，明显的Vulture增压器有足够的性能作为2级Merlin的第一级增压
。 这就不需要额外的设计了。
现在是时候在增压器测试台上展示这两个独立零件的优势了。 我们在一头安装了Vulture
的增压器，另一头安装了Merlin的增压器，一根长管道将Vulture的出气口和Merlin的进
气口连载一起， 这样我们就能进行串联测试，并且测量他们合在一起的性能。 测试结果
是如此之好，没有必要进行进一步的计算和测试了。 我们去找Rubbra并且让发动机设计
办公室开始设计将两个增压器合并成一个单独的紧凑部件，以便安装于Merlin后方。
（最后投产的并非这两个临时部件，至少第二级增压的尺寸和最初的 1 级增压不同）
P55
俗话说路遥知马力，发动机上了天才知道结果。 虽然我们预计了3万英尺的功率，还是只
有在天上飞过了才能得到真正的答案。在合适的收尾后，两台发动机装到了威灵顿上，第
一次试飞在哈克诺进行。
那天 HS 找人通知我，我到了他的办公室，他问到：“你说 2 级 Merlin 的临界高度是
多少来着？ ”
我紧张的回答：“我算出来是 3 万英尺，大概”
（此时进气压是 +9lb ，后来战斗机用型号进气压越来越高，临界高度就降低了很多）
他给我一张纸，上面写着 29750 英尺。 他说：“我刚从Dorey那里拿到威灵顿第一次试
飞的结果”。 他从不沉溺于赞扬，但是明显很高兴。
在第二天的早会上，他提到新的 Merlin 60 发动机，然后说了一句我们从未料到的话：
“如果我们把这台发动机装到喷火上回发生什么？ ”
Dorey 回答到：“我不知道，但是我们很快就会知道，我马上开始安装试试”
这是个挺麻烦的事，因为发动机比以前长 9 英寸，飞机的整个机鼻，以及发动机支架和
控制系统都要重新设计。 一个新的4叶螺旋桨用来把动力转化为推力。 机翼下方安装了
一个额外的散热器，用来供中冷器的冷却液降温，同时也有助于平衡前方的额外重量。
但是这件事以双倍的效率完成了，1941年第一架用Merlin 61的喷火在哈克诺试飞了，它
冲到了超过4万英尺的高度。
P60
发动机的最大巡航转速为 2650 转 / 分。 在早期，飞行员们倾向于在所有远距离飞行中
都使用这个转速，即使在那些只需要更低转速就可达成的速度和高度时也一样。 他们让
油门半开，这样做实际在浪费汽油。如果发动机转速从3000降低到2000时，摩擦损失的功
率可以降低一半以上，因为损失率和转速的平方成正比，驱动增压器所消耗的动力也可以
降低一半。 反过来讲，将油门全开，并利用变矩螺旋桨把转速降到尽可能低才能获得最
大航程性能。 因此我写了一个简单准则：在巡航中“用低转速和高进气压”。 皇家空军
印刷了几千张大明信片，上面写着“降低转速提高增压，你有足够汽油回家”。
座舱内有一根单独的发动机控制杆，用于控制汽油 / 空气比例。 这根控制杆控制范围的
的一头写着“富油”，另一头写着“贫油”。 这是因为在起飞动力下额外的汽油会灌入
发动机来降低混合气温度，从而避免爆震，在较低动力下混合比例则接近理想混合比，这
时叫做“贫油”。
HS 讨厌这根杆子，他说“如果你杀进空战，你会选择什么？ 富油还是贫油”。 飞行员
当然会选择富油，然后当空战结束，就忘了将控制杆拉回贫油，很多人因此燃料耗尽。
所以在后来的发动机型号上这根控制杆被去掉了，混合比控制整合到油门中，这样能自动
保证正确的混合比。
P62
现在让我补充一点，德国人用的缸内燃油喷射系统让他们付出了很大代价。 当汽油在增
压器之前喷射，就像Merlin这样，可以降低空气温度25度C。这个降温效果能增强
增压器的性能，从而增加功率，最终增加飞机的速度，尤其是在高空环境下。
Merlin 部分到此为止， Hooker 在 1942 年末被调去做喷射引擎。
正文结束
很长 但是应该比直接去翻回忆录轻松 内容也相当有趣味 希望大家喜欢