第4章 在更完美的世界边缘 公差0.0000001(10-7).4
飞机上共有440名乘客，24名客舱乘务员，驾驶舱内有5名飞行员，人数比一般的航班略多：1名机长、1名副驾驶、1名第二副驾驶、1名检查机长和1名监督检查机长，最后那名监督检查机长的工作是检查其他机组乘员的表现。这5名飞行员的累计飞行时间为7.2万小时，他们之前积累的大量经验，在那天上午起到了非常重要的作用。
飞机于9点58分从新加坡樟宜机场的一条西南向跑道上起飞。随着飞机腾空而起，飞机的起落架迅速收回，4台罗尔斯·罗伊斯公司瑞达900系列发动机的推力设置被设为爬升模式，重达511吨、满载着行李和乘客的A380开始一往无前地向天空爬升。不一会儿，飞机就离开了新加坡领空，进入了邻国印度尼西亚的领空。在这架飞机的下方是巴淡岛(Batam Island)的红树林沼泽以及小渔村，天空能见度良好，无云，利于飞行，但是突然间，“嘣”“嘣”两声巨响传来，这让飞机上几乎所有人都感到惊讶、错愕和恐慌。
机长立即从自动驾驶仪手中接过指挥权，命令飞机停止爬升，让其高度保持在2100米，并继续向南飞行。驾驶舱监视器起初只显示了一个事件：位于左侧机翼的二号发动机涡轮过热。二号发动机是左侧机翼上的内侧发动机，就是更靠近机身的那个发动机。然而，几秒钟之内，事件通知就如雨点般袭来，随后是一阵由警报闪光灯、警报器的喧嚣声和叮当作响的警铃声组成的狂风暴雨，飞机上的各个系统一个接一个地出现故障。而在二号发动机内部，听起来似乎无害的“过热”现象已经转化为一场熊熊大火。
机长用无线电向新加坡空管局发出了一条“pan-pan”的求救信息，这条信息表明飞机遇到严重问题，尽管还没有达到全面紧急状态，但这是仅次于“May day”的呼救。然后，机长决定驾驶飞机返回新加坡，取消飞行任务，向空管局申请让出航道，并使飞机做好降落准备，同时通过半小时的稳定飞行来搞清楚飞机上到底发生了什么，并想方设法地处理发动机故障引发的一系列问题。与此同时，机组人员可以看到燃油从发动机后部喷涌而出，机翼上也被炸出了一个个小孔，毫无疑问，某种爆炸产生的碎片已击穿了机翼。从地面传来的报告称，在巴淡岛的村庄里发现了飞机引擎碎片，所有这些碎片显然都是从受损的飞机上掉落下来的。
航空从业者中流传着这样一句话：起飞与否是可以选择的，但着陆可没得选。机组人员花了半个多小时的时间来处理飞机受损引发的各种问题，并研究如何在飞机各种关键部件失灵的情况下着陆。这些问题包括：刹车系统似乎只是部分起作用；左翼上的扰流板无法展开；故障发动机上的反推装置无法在降落时启动；起落架无法通过正常的流程放下。另外，飞机将以非常快的速度着陆，而由于飞机刚起飞没多久就要降落，因此飞机相比正常降落的情况，还多携带了95吨燃油。飞机的刹车系统也严重受损，可能无法在近5千米的跑道之内成功停下来。机组人员要求消防人员和紧急救援车队随时待命，迎接这架巨型喷气式飞机的降落。
幸好，在这次事件中，这架巨大的A380飞机确实成功地着陆了，机组人员在降落时疯狂地踩下刹车踏板，万幸的是飞机在距离跑到尽头100多米的地方停了下来。但是，就算飞机已经停了下来，危机还远没有结束，飞机左翼外侧的一号发动机还在运转，二号发动机已经彻底损坏，无法运行。出于某种原因，控制电缆和电子系统的连接线路也被切断了，在爆炸事故中，有什么东西击穿了机翼，但是机翼受损并不严重。
然而，二号发动机附近破裂的油箱仍在喷涌着燃油，与此同时，令人担忧的是，机身左侧的刹车在高速且超重的着陆过程中发生了过热的情况，起落架变得红热，座舱显示屏上显示，起落架温度接近1000摄氏度。
雪上加霜的是，轮胎发生漏气，紧接着爆胎而且瘪了下去，轮圈裸露的金属在跑道上刮擦了几十米。由于一号发动机无法关闭，所以它一直处于喷气状态，如果任何喷涌而出的油雾飘过红热的制动器或过热的轮毂，那么油气可能会被引燃，接着一道火光就会引燃地面的燃油，而当机翼油箱过热时，就会发生巨大的爆炸。因安全着陆短暂缓解的危机将再度恶化，这架已经不能移动的飞机将会被火球吞噬。如果出现这种情况，那即使是在地面上，情况也比在空中的任何时候都更糟糕。
新加坡消防员后来又花了三个小时，才让发动机停止运转。实际上，消防员尝试用数千加仑的高压水柱将着火的发动机浇灭，然而，这样做的意义不大，因为罗罗公司的发动机是能在暴雨状况下运行的，这也证明了这些罗罗公司瑞达发动机拥有稳健的设计和结构。最后，消防员终于靠着“人工暴雨”和消防泡沫让这台快速旋转的机器停了下来。在发动机即将被关停，数千千克的阻燃泡沫和灭火干粉将炽热的刹车冷却下来之后，在受损飞机里受困了两个小时的乘客被解救了出来，他们通过不常用的右侧舱门走下旋梯，终于结束了这场噩梦。
虽然这440名乘客已经脱离了危险，但是他们中的许多人都受到了严重惊吓，万幸的是没有任何乘客受伤。从飞机上下来后，站在跑道上的机组人员终于看清飞机到底遭遇了什么。这是一片狼藉的景象，即使是最资深的机组人员也很少目睹或经历这种情况：二号发动机后1/3的整流罩被炸开，发动机的涡轮部分裸露在外，从发动机破损的地方，能看到其内部结构有2处严重的损毁。到处都是灰烬、燃油、烧毁的电线、破碎的管道、受损的转子和叶片的残骸（见图6-1）。
图6-1 发动机残骸
注：图上的发动机残骸在印度尼西亚上空1600米处发生了“转子失控故障”，而已经完全损毁了的二号发动机，其型号为罗罗公司的瑞达900系列。
造成这次事故的原因是，一个高密度的盘型金属转子因为旋转过速而破裂，从发动机中被甩出，化为高热的碎片，摧毁了多个机载系统。金属碎片从飞机上掉落，后来印度尼西亚巴淡岛的村民找到了这些碎片，它们砸在建筑物上，万幸的是没有伤到任何人。
澳航32号航班所经历的一切，可谓是世界上任何一家喷气式发动机制造商的噩梦。虽然罗尔斯·罗伊斯的瑞达900系列，特别是972-84型，能产生近7万磅的推力，但正是这个引擎的转子失控故障，瞬间使澳洲航空公司遭受了1300万美元的损失。
转子失控是一种非常罕见的事故，但一旦发生，总是会带来异常猛烈的爆炸。一旦发动机在高温工况下发生金属部件破裂，那么它外围的金属壳就无法阻止高温高速的零件运行，零件会击穿金属外壳，然后如弹片一般击穿所有阻碍，因此，飞机的机翼和机身也会受到损害。
成捆的电缆、油箱、燃油和管路、液压系统、机械系统，以及加压客舱、客舱里面脆弱的人体，所有这些在高速飞行的金属碎片面前都不堪一击。
类似于澳航32号航班遭遇的这种情况，过去有许多飞机都被爆炸引发的毁灭性气浪吞噬了。但是，令所有人感到欣慰的是，驾驶舱内多名高度称职的机组人员成功地掌控了飞机损伤的进度，避免了飞机失控。
但到底是什么原因导致了这场近乎毁灭性的灾难呢？要了解这一点，我们就需要进入现代喷气式发动机内部的超精密世界，进入现代喷气式飞机内部那个炽热的“地狱”。现在，让我们先回顾历史，回到那个过去不久的时代。在那个时代，航空是一种通过螺旋桨驱动的、业余爱好者尚可涉足的领域，而不是像今天这样，商业航空巨头在驾驶舱里发起数字化狂飙，让航空成为常人难以企及的领域。
燃气涡轮发动机的改进
弗兰克·惠特尔（见图6-2）是兰开夏郡一家棉纺织厂工人的长子，后来成为维修工人，他发明了喷气式发动机。对于惠特尔而言，喷气式发动机发明者的头衔还有一些竞争者。喷气式发动机是当今使用最广泛的航空发动机，而为当今大多数喷气式飞机提供动力的是吸气式内燃机，不是非吸气式的火箭发动机。虽然从严格意义上来讲，火箭发动机也是一种喷气式发动机，但实际上喷气式发动机只有两种。一种是由法国人马克西姆·纪尧姆(Maxime Guillaume)发明的，他在1922年4月为一台涡轮喷气式航空发动机申请了法国的专利，并获得了法国政府编号为534801的专利；另一种是由德国的机械工程师汉斯·冯·奥海因(Hans von Ohain)发明的，他在1933年提出了“不需要螺旋桨的发动机”设计，并亲眼见证了它的制造过程。
图6-2 弗兰克·惠特尔
注：弗兰克·惠特尔还是一名年轻的飞行学员时，就构思出了喷气式发动机的基本概念，但由于缺乏经费，他无法继续签署该项专利。而他的第一架无螺旋桨喷气式飞机（一种离心式涡喷发动机）于1941年5月才进行首飞。
然而，无论是法国的设计还是德国的设计，它们都没有在短时间内迅速发展起来。飞机发动机注定要在极端恶劣的物理环境中运行，特别是发动机中所有的工作零件都将会处于高热的环境中，这样的技术要求对于当时欧洲所具有的材料基础和工程技术来说，简直高不可攀。此外，有一件值得一提的怪事，那就是美国实验室对涡轮喷气式发动机于航空工业的意义视而不见、充耳不闻，直到20世纪40年代，美国才开始进行相关研究。
因此，没有太多社会资源的惠特尔开始追求这个进一步征服天空的梦想，他对活塞螺旋桨发动机提出了严厉的批评，认为螺旋桨发动机已经过时了，时至今日，这一观点依然能够引起人们的共鸣。“往复式发动机的发展已经达到了极限，”惠特尔说，“它在工作时有数百个零件来回颠簸，如果螺旋桨引擎今后想要输出更高的动力，那么它就会变得更加复杂。而未来的发动机必须在只依靠一个工作零件的情况下就产生1471千瓦的功率，这就要依靠旋转的涡轮增压系统。”
时至今日，喷气式发动机可以产生超过7万千瓦的功率，但基本上，它们只有一个工作零件。这个零件有一个驱动主轴，一个转子，转子在机械动力的牵引下旋转，并在旋转过程中带动许多高精确度的金属叶片随之旋转。喷气式发动机是一种工艺极其复杂，但在设计上又极其简约的“凶猛野兽”。喷气式引擎的正常运转，全仰仗着构成引擎各个零件的那些稀有且昂贵的材料，正是这些材料使零件在经过精密加工后，各个方面依然满足设计时的需求，也保证了产品能维持极低的公差。从1928年夏天提出关于喷气式引擎的宏伟构想开始，惠特尔就不得不在接下来10年的人生中面对严酷的现实。在这10年中，他遇到了各种难以想象的困难。然而，他都坚持了下来。
惠特尔身高约1.52米，颇有卓别林的气质，他一贯穿戴整洁，一丝不苟。年轻时的惠特尔抗压能力非常强，他充满活力，是一个胆大包天的特技飞行员和摩托飙车党，他还是导师眼中的刺儿头、一个罕见的有数学天赋的人。当惠特尔在英国中部地区的克兰韦尔(Cranwell)皇家空军学院当飞行学员时，就播下了立志改进航空发动机的种子。当时的皇家空军学院学员们都必须就他们感兴趣的话题写一篇简短的科学论文，而惠特尔的论文从此成为航空界传奇的一部分：年少轻狂的惠特尔将他的论文标题定为《飞机设计的未来发展方向》(Future Developments in Aircraft Design)。
当惠特尔从英国皇家空军学院毕业时，人类动力飞行的历史只有短短25年。惠特尔等学员所乘坐的飞机大多是双翼飞机，它们是木质结构的，没有优雅的流线外形，没有伸缩式起落架或增压驾驶舱等辅助飞行的装置，在低空飞行时，这些飞机的飞行时速很少超过320千米。虽然英国皇家空军战斗机在许多方面都比同时期大多数战斗机先进，但是英国皇家空军战斗机在当时的平均时速也只有区区240千米，只能在海拔几百米高的地方作战。
科幻小说是当时最流行的畅销书类型，对于像惠特尔这样的读者来说，赫伯特·乔治·威尔斯(Herbert George Wells)、儒勒·凡尔纳(Jules Verne)和雨果·根斯巴克(Hugo Gernsback)等科幻作家在小说里描绘的场景（高速飞行、大型客机、在平流层飞行、登陆月球、飞向外太空）都深深地刻在了他的脑海中，他相信这些科幻场景都是可以通过自己的努力来实现的。惠特尔不仅对比了小说中和现实中的科技，还在深思熟虑后，提出了一系列可以将科幻场景变为现实的技术路径。惠特尔认为，那个时代的科幻作家提出的很多设想是可以实现的，但不是用当时的往复式发动机。一种新型的、更好的发动机才有可能实现这些设想。后来惠特尔把他的想法写进了他在英国皇家空军学院就读时的论文中，在那篇论文中提出了那些令人印象深刻的观点。
我得出的一般结论是，如果要同时追求飞机的高速度与长航程，就必须使飞机在较高的高度飞行，因为在高空中，较低的空气密度将大大降低阻力。我认为飞机在平流层的飞行时速能达到800千米，那里的空气密度不到海平面空气密度的1/4。
在我看来，传统的活塞螺旋桨发动机不太可能满足飞机在高空高速飞行时的推力需求，因此我在对航空动力装置的讨论中，提出了火箭推进和燃气涡轮驱动螺旋桨的可能性，但当时我并没有想到可以用燃气涡轮发动机来推进喷气式飞机。
1929年10月，时机终于成熟了。惠特尔已经成为一名完全合格的值班飞行员，驻扎在剑桥郡，在训练和教授其他人飞行的同时，他痴迷于思考、计算和构想能使飞机飞得快如闪电的发动机。一开始，他的所有设计都是围绕增压活塞发动机来进行的。
与此同时，他发现，即使是小幅提升活塞发动机的功率，以追求飞机速度的提高，也需要让发动机变得更大更重，而这样的发动机可能对于当时任何飞机来说，都太大、太重了。当惠特尔正准备要放弃时，突然，在那年10月的一天，他灵光一闪：为什么不使用一个燃气涡轮作为发动机呢？应该用一台燃气涡轮发动机，它不是驱动发动机前部的螺旋桨，而是直接从发动机后部喷射出一股强大的气流来提供推力。惠特尔在22岁时就有了这样一个想法，而这个想法将以难以想象的方式改变世界。
惠特尔近期在学校的所学和他在数学领域的研究使他意识到，他所提出的那种喷气式发动机是有科学依据的。1686年，牛顿提出了牛顿第三定律，这为喷气式发动机的可行性提供了一个有效的证明。牛顿碰巧也是一位剑桥人，他曾写道：“作用于物体上的每一种力，都会产生与其大小相等方向相反的力。”根据这一定律，从飞机发动机后部产生强大推力的喷气式飞机将获得等量的前进动力，理论上可以实现当时人们所能设想的任何飞行速度。
此外，从理论上讲，燃气轮机可能比活塞式发动机强大得多，原因很简单。任何内燃机的核心原理是把空气吸入发动机，与燃料混合，然后通过燃烧或爆炸产生热能，热能转化为动能，从而为发动机的运动部件提供动力。但活塞式发动机吸入的空气量受到气缸尺寸等因素的限制，而在燃气涡轮发动机中，几乎没有这方面的限制：在燃气涡轮发动机的开口处，一个巨大的风扇能吸入大量的空气，在惠特尔学生时代的技术水平下，这个空气量能达到活塞式发动机所能吸入空气量的70倍以上。虽然由于功率还受其他因素影响，70倍的空气可能并不意味着70倍的功率，但20倍的功率是工程界认可的数量差距。
对于专注于研究科技创新的历史学家来说，惠特尔的灵光一闪，就是一个改变历史的时刻。尽管这听起来有些像陈词滥调，但它确实代表了一种工程模式的转变。从那天起，惠特尔只想让燃气涡轮发动机效率更高、性能更可靠。燃气涡轮发动机已成为惠特尔心中未来飞机飞行的动力来源，但当他下定决心的时候，就意味着他要面对无休止的技术攻关和行政手续，这些问题阻碍了该项目的推进和发展。10年后，第一台可用的发动机才终于得以启动，而且就像历史长河中很多的技术进步一样，是战争推动了它的发展。
一开始，惠特尔并没有得到有力的帮助。当时几乎没有人对惠特尔的燃气涡轮发动机感兴趣。尽管惠特尔已成功申请并于1931年最终获得了一项“在飞机和其他载具上改进推进系统”的专利，他在空军基地的同事们和军官们也都在替他宣传造势，说惠特尔正在进行一项极具创新性和独创性的研究，但惠特尔还是遭到了各种拒绝。英国航空部说他们对惠特尔的设计没有兴趣，英国的3家主要航空发动机制造商也拒绝支持他。当1935年惠特尔需要更新专利的时候，他甚至连5英镑的专利费用都付不起了，英国航空部也明确表示不会动用政府资金给惠特尔买单。当时的惠特尔正处于放弃的边缘，他已经制订了设计另外一种装置的研究计划，这种装置与航空无关，是用于公路运输的。当时，惠特尔经过冷静思考之后觉得，他所珍视的专利失效了也并不一定是件坏事，反而会产生正面的效果。随着专利的失效，惠特尔的设想将不再受他的专属所有权保护，现在全世界都可以使用它，并用它来改变世界。
1935年，德国迅速走上了武装备战的道路，汉斯·冯·奥海因和海因克尔公司(Heinkel Company)对喷气式发动机表现出了兴趣，同时容克工厂机身负责人赫伯特·瓦格纳(Herbert Wagner)也对涡轮推进表现出了新的热情，并确立了研发涡轮喷气式飞机的目标。虽然不能确定德国大步走向喷气式飞机是由于几个人的兴趣，还是由于惠特尔专利的释放，但结果不言而喻：到了20世纪30年代中期，德国政府确实对生产航空喷气式发动机产生了兴趣。而对英国而言，尽管该创意的专利所有者和他的新家庭就住在距离首都不到80千米的地方，并且就在皇家空军工作，英国也没有在喷气式引擎的研发上占得先机。
一旦资金注入该项目，一切都会发生变化，惠特尔开始将他的蓝图转化为实验台上的发动机，并最终验证自己的想法可行。对惠特尔的想法进行风险投资的是一家名为“O. T.福尔克及其合伙人”(O. T. Falk and Partners)的公司，这家公司最终在1935年加入了“平流层飞机”项目的豪赌。同年9月11日，该公司的高级合伙人兰斯洛特·劳·怀特(Lancelot Law Whyte)承认自己对惠尔特这位年轻的飞行教官“一见钟情”。
尽管有人质疑怀特的说法，但怀特后来告诉妻子，他第一次见到惠特尔的经历类似于“一个路人，在一个新宗教发端的时期，遇到了一个传教的先知”。而惠特尔当时正在剑桥大学攻读博士学位，英国皇家空军允许他离开军队去进修。这样一个故事的结局即便不明说，也容易想象得到，大部分人都会拒绝这个先知的传教，但好在事情没有朝着悲观的方向发展。
这次会面取得了成功，惠特尔这个“先知”确实让怀特看到了他所期待的奇迹。怀特从这段故事中脱颖而出，在惠特尔的面前当了一次梦想家，但他本人也是一个被无情遗忘的人，他曾经是一名物理学家，绝不是像现在这样扮演一个冷酷的银行家。怀特是一个近乎神秘的人物，他喜欢惠特尔的想法，不是因为惠特尔的想法可能会赚钱，而是因为惠特尔对于喷气式发动机的设计带有一种纯粹的优雅，因为“每一个伟大的进步都以一种新颖的简单取代了传统的复杂，尤其是在工程界这个充斥着钢铁的领域中”。
投资公司为惠特尔提供了3000英镑的预付款，并为惠特尔成立了一家公司，名为喷气机动力有限公司(Power Jets Limited)。这家公司的一个主要股东是生产自动售烟机的，惠特尔被公司任命为总工程师，但他也是公司唯一的员工。英国航空部同意他暂时脱离军职，但指出他在喷气动力上的工作只是业余工作，并要求他每周花在研制喷气式发动机上的时间不得超过6小时。毕竟，英国航空部是惠特尔隶属的单位，他还是一名现役的空军军官。
英国航空部可能是无奈之下才给予了支持，但正是这个来自官方的态度推动了已经下了决心的惠特尔付诸行动。他立即与涡轮制造商英国汤姆森休斯顿公司（British Thomson-Houston，简称BTH）签订合同，开发符合自己期望的航空发动机。惠特尔需要一个能以每分钟17750转的速度旋转的涡轮，这样涡轮就可以驱动压缩机并产生370千瓦的功率，同时向后喷射出的气流足以推进一架小型邮件运输机。它将被称为WU或“惠特尔运输小队”。惠特尔希望飞机能以这样的速度，在大约6小时的时间内，将几吨重的邮件运过大西洋。
喷气式飞机的新时代
在燃气涡轮喷气式飞机投入使用的80年后，我们几乎不可能体会到这个想法在当时的革命性和创新性。喷气式发动机的发明并不是偶然的，它是一个经过精心策划和认真评估创造后的全新推进方式和运输方式。从这一刻起，基于精确标准模型的实验性发明，从纯粹的机械世界转移到了人类思维与模拟的超凡世界，这种转移即将创造一个具有非凡美感的机械。尽管我们可以说，人类已经发明了喷气式发动机，并用它彻底改变了世界，但这一发明所具有的与众不同和完备的特性，是时至今日很多工业品都仍然缺乏的。
至此，涡轮发动机的基本原理已经基本确立，涡轮发动机也已经开始由全世界的公司生产制造（不仅仅是英国BTH公司）。燃气涡轮发动机已经开始为船只、发电厂和工厂提供动力。燃气涡轮发动机基本结构的简约性非常吸引人。发动机前部的空气入口快速吸入大量空气，并立即进行压缩，空气在此过程中被加热，然后与燃料混合，引燃后做功。
正是由此产生的高温、高压和可控的爆炸驱动了涡轮，涡轮旋转叶片，然后执行两项功能。它利用一部分动力来驱动压缩机，压缩机吸入并压缩空气，而它剩下的动力也相当大，因此可以做其他事情，如转动轮船的螺旋桨、发电机或铁路机车的驱动轮，抑或为工厂里的1000台机器提供动力，让它们持续不断地运转。因此，空气和燃料混合后产生的化学能转化为机械能。机械能正是驱动船只或工厂机器所需要的能量形式，但如果它随后驱动发电机，则会产生另一种能量转化，即机械能转化为电能。
惠特尔只对化学能转化为机械能感兴趣，对电能的兴趣并不强烈。然而，惠特尔想要的不是只能驱动旋转轴的机械能，他希望燃气涡轮发动机能直接产生气体射流，从而推动飞机。他还希望将这种把化学能转化为推进射流的装置造得足够轻，使发动机能被带到高空，并且足够高效，使喷气式发动机的油耗在可以接受的范围内。这意味着发动机零件必须按照非常严格的标准精心制造，并且能够在最恶劣的环境下工作。造出这样的喷气式发动机，正是喷气动力公司和英国BTH公司自1936年开始想要努力实现的目标。事实证明，这个目标实现起来非常困难。
燃气涡轮发动机产生的高温可能是最棘手的问题。喷气式发动机的燃烧室会产生极高的温度，这对任何研究内燃机和锅炉的工程师而言，都是前所未有的挑战。高温给轴承的运转也带来了一些问题，从来没有人制造过可以在承受喷气式发动机运转时产生的高温和高压的同时，还能正常运转的轴承。
英国BTH公司必须在各个温度下进行燃烧测试，测试轴承在不同温度下，受力到什么程度会断裂。轴承断裂时会产生滚滚浓烟和一摊摊流出的燃料，甚至还会爆炸。没有人知道这个过程中发生了什么，因为所有这些实验和对喷气式发动机的研究都被列为绝密。
燃料漏一地还不算太糟，因为第一次喷气式发动机测试几乎是一场彻底的灾难。第一次喷气式发动机测试于1937年4月进行，工厂位于英国中部地区的拉格比镇外，在那次测试开始之前，人们已经为可能发生的灾难性爆炸做好了充分准备。因为一旦涡轮零件断裂，并从发动机中飞出，飞出的零件就可能会产生致命的后果。在那几周前的一次事故中，一台普通的涡轮机发生爆炸，将大块红热的金属抛到了3千米外，并造成了数人死亡。所以在这次测试中，测试员把喷气式发动机安装在了一辆卡车上（因为发动机的起动装置有几吨重，轮胎承受不了，所以只好把卡车的轮胎卸了下来），并在发动机外加装了3块1英寸厚的保护性钢板。发动机的喷管被布置在室外的空地上，启动装置的控制器在几米远的地方，惠特尔用手势向雇来的操作工示意，让充满勇气抑或是鲁莽无畏的操作工开始实验。
惠特尔的报告并不像是一位经验丰富的试飞员所写，其内容既不冷静，也不简洁：
我打开了燃油泵。然后，一位测试员把启动装置与喷气式发动机连在一起（启动装置用于启动喷气式引擎，但是根据工程师的设计，当发动机主转子的转速超过启动装置时，启动装置会立即分离），随后，我向这位测试员做出开始测试的手势。
启动装置随即开始转动。当转速达到每分钟1000转左右时，我打开控制阀，将燃料送入燃烧室中的引燃器，并迅速转动手动电磁打火器的手柄，以点燃引燃器喷出的精细雾化的燃料喷雾。一名观察员透过燃烧室的石英观察窗看到了里面的情况，并向我竖起大拇指，表示燃烧室内的燃料喷雾已被点燃。
我发出信号，要求提高启动装置的转速，当转速表指示转速为每分钟2000转时，我打开了主燃烧室的燃油控制阀。在一两秒钟的时间里，喷气式发动机的转速缓慢上升，然后随着机器发出像防空警报一样的尖啸声，发动机的转速开始迅速上升，燃烧室的金属外壳上可以看到大片的红热。发动机显然失控了。英国BTH公司所有的工作人员都意识到接下来会发生什么，他们从不同的方向快速跑进工厂里面。其中一些人躲在附近的大型蒸汽机的排气罩后面，这是一个相对安全的地方。
我立即拧紧控制阀，但这似乎没有效果，转速还在继续上升，但幸运的是，在达到每分钟8000转时，发动机就不再继续加速了，转速开始缓慢下降。不用说，这一情况的发生把我吓得够呛。我从来没这么害怕过。
第二天又发生了类似的情况，喷气式发动机的喷管中喷出了凶猛的火焰，燃烧室中焊接断点处露出热气，热气被红热的金属燃烧室引燃，火焰在喷气式发动机的上空飞舞，英国BTH公司的工作人员这次逃得更快了。
但是，在当地一家酒店喝了几杯红酒后，惠特尔对事故的成因有了一个简单的解释，他相信燃烧室的问题能够解决。但惠特尔过于乐观了，在1937年的那个夏天，惠特尔的团队进行了一次又一次的测试，测试过程中发生了各种各样的故障，结果均以失败告终，因此，当务之急是对发动机进行全面的重新设计。然而，到这个时候，惠特尔几乎没有钱了，他本人也几乎陷入了歇斯底里的情绪中，喷气式发动机的项目似乎面临着彻底失败的风险。
此外，喷气式发动机的实验本身已经变得非常危险，英国BTH公司坚持要求，任何进一步的实验都应该在距离工厂11千米以外的安全地点进行，新的实验地点设在卢特沃斯镇附近的一个废弃铸造厂。正是在这里，该项目的命运发生了转变。英国航空部已经决定投入少量的一笔资金用以支持研究，这归功于亨利·蒂泽德撰写的不少称赞惠特尔天赋异禀的文章，而且蒂泽德本人又是广受尊重的人才。在蒂泽德的努力下，连政府最高级别的人都注意到了喷气式发动机的研究，英国BTH公司也投入了一些资金。在各方的努力下，惠特尔重新设计的发动机于1938年4月开始进行新的测试。
新的测试一切顺利，直到一块抹布被吸气风扇吸入发动机，第一次测试结束。同年5月，喷气式发动机在一次测试中达到了每分钟13000转，但9个涡轮叶片破碎、脱离叶盘，并在发动机中爆炸而导致突然停机，这次事故的代价极其高昂。重新制造新的喷气式发动机原型机又花费了4个多月的时间，这一次，工程师们没有只制造1个燃烧室，而是制造了10个燃烧室。燃烧室像隔热垫材一样包裹着涡轮转子，让发动机看起来坚固、沉重而且对称，具有讽刺意味的是，这样的设计让喷气式发动机看起来与它试图取代的径向式活塞发动机没有太大区别。
这台新的发动机终于运行起来了。1939年6月30日，距离第二次世界大战在欧洲战场正式爆发不到10周的时间，一位英国航空部官员来到卢特沃斯镇对喷气式飞机进行检查，目睹它以每分钟16000转的速度持续运行了28分钟，并做出了一项至关重要的决定。惠特尔的设计被批准用于制造真正的航空发动机。此后不久，格洛斯特飞机制造公司(Gloster Aircraft Company)接到指令生产一种由喷气式发动机提供动力的实验飞机。发动机被指定为W1X型，飞机型号被指定为格洛斯特E28/39。
设计这架新飞机的责任落在了格洛斯特飞机制造公司的技术总监乔治·卡特(George Carter)身上，他是一位十分冷静的人，喜欢抽烟斗。
英国国防部希望它既是一架喷气式推进的试验机，又是一架战斗机，所以这架飞机必须配备4门航炮和弹药。但是卡特说这架试验机应该小巧轻便，重量不超过1吨，这个建议最终得到了政府的批准，即前两架试验机不用考虑配备武器。首架试验机始建于1940年。当时第二次世界大战已经全面爆发，德国空军正在疯狂轰炸英国城市，格洛斯特飞机制造公司总部附近有一个非常显眼的工厂和机场，这些都是非常容易遭到轰炸的目标。因此，格洛斯特飞机制造公司决定将这一高度机密的项目转移到切尔滕纳姆市(Cheltenham)附近一个废弃的汽车陈列室——摄政车库里。车库外面有一名武装警察在站岗，而在车库里面，一小队工匠正在努力制造喷气式飞机。在当时没有人，或者说没有德国人发现这个秘密研究中心。
值得注意的是，在第一架英国喷气式飞机还远没有准备好的时候，一架德国涡轮喷气式飞机已经在1939年8月27日进行了试飞，即战争爆发前一周的时候。
这架飞机是“亨克尔He178”，它的发动机基于前文提到的汉斯·冯·奥海因1933年的设计。然而，德国政府对此并不满意，嘲笑它速度慢，战斗续航时间只有几分钟。柏林最终接受了对喷气式飞机耗油过多的改进方案。因此，私人资助的海因克尔的研究和实验，虽然在技术上实现了德国有史以来第一次喷气动力的飞行，但结果依然失败了。
1941年初春，英国喷气式飞机终于揭开了面纱。这是一架小巧可爱的飞机，光滑而简洁，像玩具一样。机头有一个30厘米宽、像嘴一样的进气口，没有螺旋桨，尾部下方有一根喷射管，只有一对机翼，一个滑动门驾驶舱，然后就看不到其他部分了。起落架短小且可伸缩，因为不需要为了避免旋转的螺旋桨打到地面而把飞机架高了。
简而言之，格洛斯特E28/39之所以得名，除了因为飞机是格洛斯特飞机制造公司生产的以外，还因为政府的订单号是28，生产年份是1939年，因此才是E28/39。这架喷气式飞机本身就很简单，其外观设计和生产材料产生的成本都不高。
这架试验机早在惠特尔的喷气式发动机调试完成之前几个月就组装完毕，而那时，惠特尔的发动机仍然有无数的问题需要改善。在其中一次调试里，喷气式发动机被安装在一架威灵顿式轰炸机的尾部组件中（轰炸机的尾部炮塔被拆除，替换成了喷气式发动机的进气口），通过这种方法来测试喷气式发动机在高空中的性能。惠特尔的喷气式发动机在高空中的性能良好，因此，工作人员把喷气式发动机从轰炸机上卸下，然后用卡车把它运到布罗克沃思镇(Brockworth)的科茨沃尔德村附近，这个镇上设有格洛斯特飞机制造公司下属的飞机试飞场地。如今，布罗克沃思镇因一年一度的仲夏滚奶酪比赛而闻名，这个有趣的比赛大概是这样：当地人制作一块巨大的圆形奶酪，然后让这块奶酪滚下山坡，当地的醉汉在奶酪后面穷追不舍。最终在这个民风淳朴的小镇里，喷气式发动机终于与卡特设计的小型试验机结合在一起：喷气式发动机就安装在飞行员的正后方，而油箱就夹在喷气式发动机和飞行员驾驶舱之间。
与滚下山的奶酪不同，飞机在首次试飞时，原本是在水平的机场跑道上进行调试，主要是为了测试喷气式飞机在滑行过程中的操纵响应。但在驾驶舱里的试飞员杰里·塞耶(Gerry Sayer)显然无法匀速地控制油门的大小。随着近乎没有振动的发动机一下子转换到全速，飞机迅速沿着机场跑道进行了一次飞跃几十米的短暂滑跃起飞，在场观摩的人员都跟着吃了一惊，一位站在斯特林轰炸机机翼上观摩的美国工程师，看到一架没有螺旋桨的飞机在跑道上呼啸着起飞，虽然飞机只飞起来了几秒钟，但他依旧吃惊得差点儿从机翼上掉下来。后来，这个美国工程师受到威胁：“忘记你所看到的东西。”
毕竟在当时，德国特工可能无处不在。最后为了保险起见，他们决定将这架飞机带回到惠特尔的母校英国皇家空军学院的机场。这里地势平坦，人口稀少，因此，这一次的试飞更容易做好保密工作。
故事既然发生在英国大不列颠岛，也就免不了出现“天气决定事态发展”的状况。1941年5月15日，天空乌云密布，寒风阵阵。惠特尔只好先前往发动机装配厂，在那里，有个新的工作需要惠特尔来完成，那就是研究下一代喷气式发动机。这个发动机将被用于空军已经定型的，并将投入实战的“格洛斯特流星战斗机”。然而，惠特尔依旧惦记着飞机的试飞，因此他一直盯着天空。当天空终于有了转晴的兆头时，惠特尔笃定黄昏时天色会放晴，因此他飞快地开车回到克兰韦尔的试飞机场。
惠特尔回来得正是时候。正如他所预料的那样，塞耶已经将飞机停在了长长的东西向跑道上。气喘吁吁的惠特尔终于赶在试飞之前，与他喷气动力公司的同事们会合了。随后，惠特尔把车开到了试飞机场跑道的半程标记处，在那里静静等待着飞机起飞的时刻，看着塞耶将这架小小的飞机飞入充斥着刺骨寒风的天空之中。
试飞员塞耶一边估算着各项参数，一边盖紧了驾驶舱舱盖。塞耶先把飞机的机鼻稍微调低，并收回襟翼。随后，塞耶踩下刹车，并开始启动发动机。当飞机发出正常运转的轰鸣声时，飞机才开始在刹车和发动机的作用下，一点一点地往前蹿。塞耶把脚从刹车踏板上抬起来，飞机便开始向前滑行，并加速驶向阴冷的天空。此时已经是晚上7点40分，夜幕降临。惠特尔焦急地握着拳头，同时密切注视着飞机的情况。
在大约500米稳定地加速滑行后，伴随着发动机发出的强劲轰鸣声和从后喷射管中喷涌而出的火焰，塞耶拉下了操纵杆。紧接着，翼面以教科书式的角度被调整好，靠着发动机输出的500马力轰鸣而出、供应稳定的推进气流，这架小型飞机毫不费力地在不依靠螺旋桨的情况下，平稳地升上了夜空。只用了几秒钟，“先锋号”就爬到了300米的高度，在地面上的观摩者可以看到塞耶使用液压蓄能器把起落架收进机腹。此时，飞机就像是一颗精心设计的、带有推进动力的子弹，拖着尾部喷出的暗色烟雾穿越云层，并消失在了云层中。
随着飞机消失在云层中，惠特尔和他的同事们此刻所能感受到的只剩下平稳运转的喷气式发动机的轰鸣声。这是有史以来精密制造和精密设计在航空发动机领域取得的第一批重大创新成果，这些成果包含压缩机叶片、涡轮叶片和高温燃料喷射技术等，让以“反作用力”作为推进动力的飞机在英国上空展翅翱翔。这个项目也是世界上第一个得到政府支持的喷气式飞机研发项目。
对于在机场跑道上观摩的人而言，在接下来的几分钟里，除了头顶上空的云彩，他们什么都看不到。但是从喷气式发动机发出声音的音量和方向来看，他们知道，在云霄之上的塞耶正以他自己的方式，开心地享受着试飞的旅程。就这样，塞耶带着老派试飞员的作风，亲自拉开了喷气式飞机新时代的帷幕。
大约过了一刻钟的时间，惠特尔和他的手下听到从东边传来越来越大的轰鸣声，此时地面人员已经可以看到先锋号试验机了，它在昏暗的阳光下闪闪发光，准备着陆。此时，飞机的起落架已经放了下来；襟翼和扰流板张开，速度逐渐降低，并对准了降落的跑道。很快飞机下降到了雨后潮湿的跑道上空，就在距离地面不到3米的地方，接着缓慢而优雅地逐步接近地面，几乎贴着地面滑行。这时，塞耶开始降低发动机功率。在试飞的最后阶段，飞机顺利着陆，停了下来，而且停在了跑道的中心线上。起落架在飞机自重的作用下弹动了几下，随后，塞耶把方向转向地面等候的汽车，并把飞机彻底停稳了，然后转动旋钮，切断油门使发动机熄火。现在，塞耶面前的一切都安静了下来：除了控制塔发出微弱的无线电余音和机身上正在冷却的金属在风中发出的尖啸，没有任何其他声音。那天傍晚很冷，发动机的余温传出阵阵暖意。此时，微风吹拂着机场的草丛，霎时间，传来一阵狂奔的脚步声。
欢庆试飞成功的人群正争先恐后地朝着飞机跑过来。13年前，惠特尔提出了喷气式航空发动机的设想，并为实现这个设想进行了漫长而艰苦的努力，而卡特则设计了采用这种喷气式发动机的小型飞机，并使之飞上蓝天，将这项成果载入史册。人群径直穿过了机场的滑行道，冲上来握住塞耶的双手，向他致以热烈的祝贺和鼓励。那是1941年的春天，一个新时代已经到来了。
然而，这样值得载入史册的一刻却没有过多的新闻记录，唯一留下的是当时一名业余爱好者拍摄的一张模糊的照片，照片上惠特尔靠在驾驶舱旁边开怀大笑，向试飞成功的驾驶员表示祝贺和感激。英国的战时宣传部门没有派摄制组人员前来拍摄，当时没有记者在场，没有BBC的工作人员，也没有专门的摄影师前来记录这一幕。
直到整整2年零8个月后的1944年新年，英国公众才得知这项新发明。在信息管制下，他们迈向新时代的消息延缓了2年多才发布，几乎所有人都对此一无所知。《泰晤士报》将新年的第四版专栏标题定为《英国发明的成功——喷气式飞机》(Set Propelled Aeroplane Success of British Invention)：“经过多年的试验，英国现在拥有了一种‘革命性的动力装置’，这种装置可以为战斗机提供动力，它的完善是航空史上最伟大的进步之一。这种装置现在被称为喷气式推进系统，装上喷气式推进系统的飞机不再需要传统的发动机，也不再需要螺旋桨。”
