長文注意
來源: https://goo.gl/EhwQMV
譯者一樣是ACUMV 蟹總
此文為節錄譯文
原著Not much of an engineer 為Sir Stanley George Hooker的回憶錄
Google圖書網址https://goo.gl/qh6y6G
括弧內為譯者注釋
有加 * 為搬文的人，也就是我的補充
我已經替原文做了錯字修正，並且調整一些行文用句讓我看得更輕鬆，如果有哪裡覺得語
意不順可以提出來我改改。
主要節錄內容為史丹利在RR參與Merlin增壓器改進的故事
從P31開始
顯然，增壓器的效率由組成它的部件的效率決定——轉子（從曲軸取動力的部分）和擴散
器（葉輪）——要取得最高的整體效果，轉子的最高效率和擴散器的最高效率必須配合。
我在進行數學分析後驚奇的發現，這樣令人愉快的配合沒有在Merlin增壓器上出現，轉
子和擴散器都需要被改進。我甚至算出改進後的增壓器效率可以從現在的65%提高到75%，
但是這是真的嗎？ 偉大的勞斯萊斯公司怎麼會沒注意到這一點？
在接下來幾周內我對計算結果檢查了一遍又一遍，對增壓器的空氣動力已經非常熟悉了，
我在這個推算裡面找不到任何瑕疵。 所以我提起勇氣去說服A.G.Elliott(*Albert G.
Elliott)的秘書把這份報告打出來。 我走進Elliott的辦公室把報告交給他的時候毫無自
信可言。 他漫不經心的看了一遍，說道：這個看起來很有趣，我會給Ellor一份複寫件。
*
A.G.Elliott https://goo.gl/zhjdnj 人物介紹*
之後我發現 Ellor 是增壓器專家，大概 10 年(*實際上是1912)前從 RAE 來勞斯萊斯。
他負責了著名的R系發動機的增壓器，這些發動機裝在Mitchell設計的S6和S6B上贏得了施
耐德杯大獎賽。
我回到辦公室想著接下來會發生什麼，之後又過了好多天，在某天晚上我下班正要走出辦
公室的時候，門突然打開了，大人物 Ellor 走了進來。他手上拿著我的報告，我整個人
緊張了起來。
「這是你寫的嗎？」他忽然問到。我承認這是我寫的，他笑起來說：「幹得好，從現在
開始你負責增壓器發展。 」
P32
Doug Nelson 告訴我說 Merlin III 的增壓器，就是目前裝在颶風和噴火戰鬥機上的那些
發動機增壓器，自從 1934 年最初設計以來從未做過任何修改。
P44-46
回到 1938 年（這段譯文前面在敘述 1971 年的事），我很快熟悉 Merlin 增壓器和化油
器的構造，這台發動機設計來安裝噴火和颶風戰鬥機，它的長度被盡可能的壓縮，以配合
飛機的前後平衡。因為增壓器放在發動機後面，所以在設計上需要非常認真的對待，此
外通往葉輪的進氣道看起來壓扁了，在我看來是一種非常奇怪的形狀。
我嘗試計算出空氣在到達葉輪之前流經這個進氣道時產生的壓力損失，結果看起來很糟。
因為增壓器的功能就是用來壓縮空氣，很明顯的在進氣道有壓力損失是糟糕的事。
我希望能確定這個壓力損失的量級，在諮詢了我的新職員們之後，我們去找 Albert
Rigg ，他是個大男孩，住在在實驗工廠的一角，他的周圍堆滿了工具。 Albert是個非常
有技巧的工匠，專長金屬板加工。 在信封背面隨意畫的任何東西，他都可以用金屬板做
出來。 他不僅可以把金屬敲薄，還能用一個錘子把金屬板在某些地方搞的更厚。 （額我
不確定這是怎麼搞出來的，也許只是誇張的形容）
我們告訴他希望能把增壓器之前的厚鑄造鋁進氣道切開，還希望他能用薄金屬片做一個替
換的進氣道，讓空氣能直接流進增壓器而不經過化油器或者在進氣道裡面轉彎。 當然，
這個東西僅限於測試用，如此我們就能用實驗確定發動機安裝的標準進氣道讓氣壓付出了
多少代價。 零件很快就做好了，接著我們開始測試這個增壓器。 效果看起來非常好，讓
我眼前一亮：增壓器提供了更高的壓力和更大的空氣流量，這樣現有化油器和進氣道帶來
的損失就可以計算出來。
但是發動機必須有化油器，這一點我們沒法修改。 也必須有一個進氣道，將空氣從化油
器引到增壓器入口，這個部分可以重做形狀來減少壓力損失。 所以我們回去找Albert，
編繪了一個新的形狀讓他做，這比他原來的工作困難很多。 這個進氣道的原則是空氣流
速保持的越低越好，要這樣就要把進氣道的截面保持盡可能的大，最後空氣就能順著平滑
的曲線流入增壓器入口。 同時發動機的整長不能改變，以確保Merlin仍然可以毫無問題
的裝進颶風和噴火。
Albert 的這個進氣道對標準的 Merlin 設計是一個巨大的改善，再加上對轉子和分散器
的改進帶來的改善預期，我對增壓器的整體性能提升很有信心。
在這個階段我還不知道這對 Merlin 發動機的輸出功率有多大影響，或者對那兩種戰鬥機
的性能有何影響，在勞斯萊斯公司裡我也找不到誰能告訴我。 簡單地說，這個問題從沒
有人研究過。改變整個增壓器的設計，所有的製圖、實驗製造、測試以及對生產的干擾，
這值得嗎？。對這麼大的事情做判斷遠超出我的經驗範圍。 幸運的是，在這個階段，我
覺得這事情根本不需要由我來提出。 我把增壓器當做我的個人玩具對待，對效率的提升
沾沾自喜。 之後應該做什麼則是其他人的事。
正是在這個階段 HS （ Hives Ernest ，全書對他的名字都用 HS 簡寫， RR 航空發動機
部的負責人，後來擔任董事長）插手了。 一天下午，當我坐在辦公室裡面時他走進來坐
在另一張椅子上。 我的桌子上放了一個Merlin增壓器轉子，他拿起這個轉子說到：「我
看過了你做的報告，我對把輪葉做窄的提案很有興趣，這會減少一些內應力」。
因為轉子的轉速大約 28000 轉 / 分，把輪葉寬度減掉 2/3 會相當程度的減少內應力。
HS繼續說到：「對於進氣道，我也喜歡這個樣子，所以我們決定把它做完並進行完整測
試」
（關於這裡使用的 Merlin 發動機，為早期型號，但是具體不詳， Hooker 寫到增壓器轉
速為 28000rpm ，在書的附錄中寫道傳動比為 9.29:1 ，發動機轉速 3020rpm ，增壓轉
速為 28055rpm 。 在發動機手冊和其他書籍中我沒找到9.29的傳動比，一開始我認為是
單純的回憶錯誤，但是目前看來更為可能的是留在RR公司做測試的發動機而非量產型號，
因此具有特別的傳動比）
之後事情開始進展。Rubbra和Lovesey來找我確認新的轉子和分散器尺寸，以及進氣道形
狀。 Merlin發動機設計辦公室為進入流程，給修改過的發動機最終製圖。 最後Merlin
45誕生了，它用於噴火戰鬥機，當然還有用於颶風和其他很多飛機的Merlin XX。 我實現
了不可能的事，我修改了偉大的Henry Royce本人設計的勞斯萊斯發動機！
（雖然之前說控制發動機長度，但是因為 2 速變速系統， Merlin XX 還是變長了，忙於
生產的 Supermarine 沒空修改噴火的前機身，於是颶風反而先使用了 1 級 2 速的
Merlin XX ，而噴火的 2 速發動機要繼續等很久）
P48-49
結合理論和實驗的最終答案： Merlin 每分鐘吸入的每一磅燃料 / 空氣混合氣可以生成
10.5 馬力的內部功率。 這個數字與發動機轉速無關，也與增壓器產生的進氣壓無關。
在理論方面，我推算出了一個公式，它可以準確的算出發動機在任何情況下吸入的混合氣
重量，不論在地面還是空中。現在，用各種公式武裝起來的我們，至少能推算出Merlin在
任何特定飛行狀態下的功率輸出。
在這之前，我們用 RAE 傳來的公式來計算發動機功率，這個公式本身是經驗性質的，很
值得懷疑。 這些公式高估了實際功率，並導致噴火設計師Mitchell和颶風設計師Camm之
間的長期爭論。 兩位設計師都聲稱從他們飛機的實際速度來計算，勞斯萊斯發動機的功
率沒有達到指標。 這兩架飛機在2萬英尺高度的速度都低於預期20-30英里/時，因為戰爭
迫在眉睫，這件事情被嚴格保密。 幸運的是，德國人的發動機功率計算和我們一樣糟糕
，他們的飛機也比計算和公開的資料飛的更慢。
（關於以上這點我無法考證）
美國人幹事情還是一如既往（的土豪），他們決定在俄亥俄州的萊特機場建造一個特殊的
實驗台，在這裡發動機可以在地面進行高空條件類比測試，這樣他們就能實際檢測發動機
的高空動力輸出。 以今天的標準來看，這是一個巨大的設施，它帶有冷凍設施來降低空
氣溫度，還有巨大的排氣設施來降低空氣壓力並帶走發動機廢氣。
比起美國人建造的巨大設置，我們只有一些簡單的公式來讓我們坐在桌子面前計算
Merlin 的功率。直到戰爭後期，一台Merlin送到萊特機場進行了實際測試，測試得到的
功率和我們幾年前算出的功率完全吻合。從那時起，我們多了一句格言；「筆比扳手更強
大」。 （The pen is mightier than The Spanner）
（在戰爭後期仍然要把發動機送往美國測試，大致可認為英國從頭到尾都沒有地面高空類
比台，只能做一般地面功率測試，這就帶來了新的問題，其他國家的情況如何？ 比如蘇
聯和德國，以及日本，很窮的日本尤其值得懷疑。 這些國家發動機的高空功率到底是算
出來的還是有測試台進行了實際測試？ 現在我沒有資料可考證。 ）
P52-53
我對增壓器和進氣道作出的最初修改已經在 1940 年的生產線上實際使用了，噴火用的
Merlin 45 發動機，颶風、蚊式和蘭開斯特用的 Merlin XX 發動機。 臨界高度（原文
用詞為full-throttle height ）從Merlin III的1萬6千英尺提高到了 Merlin 45的1萬9
千英尺。 我深知現在的增壓器已經達到了發展的極限。 任何進一步的改善都遠為困難，
而且收益很小，不太可能為此繼續修改生產。 接下來該怎麼辦？
在這個關鍵時刻， Lovesey 和我被航空部召集去倫敦開會。 我們被告知維克斯的總設計
師Rex Pierson，設計了一個密封艙，安裝在威靈頓轟炸機的機頭，可供飛行員和投彈手
使用。 這個方案是給密封艙加壓，這樣飛機就能在超過3萬英尺的超高空飛行，同時乘員
在密封艙內的大氣壓只相當於1萬英尺的水準。 這是最早的加壓座艙之一。
威靈頓轟炸機的標準發動機是布裡斯托的 Hercules 。 為了增強Hercules的動力來讓威
靈頓飛到3萬英尺，布裡斯托決定安裝一個廢氣渦輪增壓，跟那些美國飛機使用的差不多
。
這個高空威靈頓專案被認為有足夠的重要性，需要讓勞斯萊斯提供一種保險措施——一台
渦輪增壓的 Merlin 。 這個提議並不像聽起來那麼直截了當。 在哈克諾Huckall*（地名
），Ray Dorey和Harry Pearson的已經做了大量工作，讓噴火和颶風的Merlin發動機廢氣
通過非常短的排氣管向後方排出，這帶來的噴氣推力大概相當於額外 150 馬力的效果。
如果安裝廢氣驅動的渦輪增壓器會失去這個效果，我們不想讓這種狀況發生。於是我提出
，為了提供必須的動力，我們要做的應該是將臨界高度從1萬6千英尺提高到3萬英尺，為
了達成這一點，需要兩個增壓器在發動機後面串聯在一起，由現有的傳動軸驅動。
這有一個明顯的障礙。因為空氣被壓縮的更多，溫度會上升到非常高，爆震這個老妖怪又
會把它的腦袋伸出來。 此外，發動機功率公式表明這麼高的進氣溫度會實際上減少發動
機動力。 解決方式很明顯，我們有一台液冷發動機，所以可以增加一級液冷的「中冷器
」在兩機增壓器後面，這可以把進入氣缸前的混合氣溫度降低到100攝氏度。 計算表明這
些手段可以將Merlin在3萬英尺的功率增加一倍，從500馬力加強到1000馬力。 現在的任
務是決定兩個增壓器的尺寸。
這時候我腦袋裡靈光一閃。 勞斯萊斯Vulture發動機有24氣缸而且比Merlin大很多，因為
這麼大的排量和尺寸，它能在3萬英尺輸出1000 馬力。 因為發動機的功率大致由它消耗
的空氣和燃料量來決定，明顯的Vulture增壓器有足夠的性能作為2級Merlin的第一級增壓
。 這就不需要額外的設計了。
現在是時候在增壓器測試臺上展示這兩個獨立零件的優勢了。 我們在一頭安裝了Vulture
的增壓器，另一頭安裝了Merlin的增壓器，一根長管道將Vulture的出氣口和Merlin的進
氣口連載一起， 這樣我們就能進行串聯測試，並且測量他們合在一起的性能。 測試結果
是如此之好，沒有必要進行進一步的計算和測試了。 我們去找Rubbra並且讓發動機設計
辦公室開始設計將兩個增壓器合併成一個單獨的緊湊部件，以便安裝于Merlin後方。
（最後投產的並非這兩個臨時部件，至少第二級增壓的尺寸和最初的 1 級增壓不同）
P55
俗話說路遙知馬力，發動機上了天才知道結果。 雖然我們預計了3萬英尺的功率，還是只
有在天上飛過了才能得到真正的答案。在合適的收尾後，兩台發動機裝到了威靈頓上，第
一次試飛在哈克諾進行。
那天 HS 找人通知我，我到了他的辦公室，他問到：「你說 2 級 Merlin 的臨界高度是
多少來著？ 」
我緊張的回答：「我算出來是 3 萬英尺，大概」
（此時進氣壓是 +9lb ，後來戰鬥機用型號進氣壓越來越高，臨界高度就降低了很多）
他給我一張紙，上面寫著 29750 英尺。 他說：「我剛從Dorey那裡拿到威靈頓第一次試
飛的結果」。 他從不沉溺于讚揚，但是明顯很高興。
在第二天的早會上，他提到新的 Merlin 60 發動機，然後說了一句我們從未料到的話：
「如果我們把這台發動機裝到噴火上回發生什麼？ 」
Dorey 回答到：「我不知道，但是我們很快就會知道，我馬上開始安裝試試」
這是個挺麻煩的事，因為發動機比以前長 9 英寸，飛機的整個機鼻，以及發動機支架和
控制系統都要重新設計。 一個新的4葉螺旋槳用來把動力轉化為推力。 機翼下方安裝了
一個額外的散熱器，用來供中冷器的冷卻液降溫，同時也有助於平衡前方的額外重量。
但是這件事以雙倍的效率完成了，1941年第一架用Merlin 61的噴火在哈克諾試飛了，它
衝到了超過4萬英尺的高度。
P60
發動機的最大巡航轉速為 2650 轉 / 分。 在早期，飛行員們傾向于在所有遠距離飛行中
都使用這個轉速，即使在那些只需要更低轉速就可達成的速度和高度時也一樣。 他們讓
油門半開，這樣做實際在浪費汽油。如果發動機轉速從3000降低到2000時，摩擦損失的功
率可以降低一半以上，因為損失率和轉速的平方成正比，驅動增壓器所消耗的動力也可以
降低一半。 反過來講，將油門全開，並利用變矩螺旋槳把轉速降到盡可能低才能獲得最
大航程性能。 因此我寫了一個簡單準則：在巡航中「用低轉速和高進氣壓」。 皇家空軍
印刷了幾千張大明信片，上面寫著「降低轉速提高增壓，你有足夠汽油回家」。
座艙內有一根單獨的發動機控制杆，用於控制汽油 / 空氣比例。 這根控制杆控制範圍的
的一頭寫著「富油」，另一頭寫著「貧油」。 這是因為在起飛動力下額外的汽油會灌入
發動機來降低混合氣溫度，從而避免爆震，在較低動力下混合比例則接近理想混合比，這
時叫做「貧油」。
HS 討厭這根杆子，他說「如果你殺進空戰，你會選擇什麼？ 富油還是貧油」。 飛行員
當然會選擇富油，然後當空戰結束，就忘了將控制杆拉回貧油，很多人因此燃料耗盡。
所以在後來的發動機型號上這根控制杆被去掉了，混合比控制整合到油門中，這樣能自動
保證正確的混合比。
P62
現在讓我補充一點，德國人用的缸內燃油噴射系統讓他們付出了很大代價。 當汽油在增
壓器之前噴射，就像Merlin這樣，可以降低空氣溫度25度C。這個降溫效果能增強
增壓器的性能，從而增加功率，最終增加飛機的速度，尤其是在高空環境下。
Merlin 部分到此為止， Hooker 在 1942 年末被調去做噴射引擎。
正文結束
很長 但是應該比直接去翻回憶錄輕鬆 內容也相當有趣味 希望大家喜歡