Harry Ricardo

Urodził się 26 stycznia 1885 w domu przy Bedford Square 13 w Londynie jako najstarsze z trojga dzieci architekta Halsey Ricardo i jego żony Catherine Jane, córki inżyniera budownictwa lądowego sir Alexandra Meadowsa Rendela^[1][4]. Ricardo pochodził z rodziny sefardyjskich Żydów pochodzenia portugalskiego – był potomkiem brata słynnego ekonomisty Davida Ricardo^[1][2].

W 1898 należał do pierwszych osób w Anglii, które obejrzały samochód, gdy jego dziadek zakupił pojazd^[1]. Kształcił się w Rugby School^[4]. W październiku 1903 rozpoczął studia z zakresu inżynierii lądowej w Trinity College na Uniwersytecie Cambridge^[4]. Od dziesiątego roku życia Ricardo używał narzędzi i konstruował silniki^[4].

W 1904, pod koniec pierwszego roku studiów w Cambridge, Ricardo wziął udział w konkursie University Automobile Club.^[3] Celem było skonstruowanie maszyny zdolnej pokonać najdłuższą odległość na 1 kwartę imperialną (1,14 l) benzyny^[3]. Jego silnik miał jeden cylinder i był najcięższy spośród zgłoszonych konstrukcji, jednak jego motocykl wygrał konkurs, pokonując dystans 40 mil^[3]. Został następnie przekonany do współpracy z Bertramem Hopkinsonem, profesorem mechaniki i mechaniki stosowanej^[3]. Wspólnie badali wydajność silników^[3]. Ukończył studia w 1906 i spędził kolejny rok na badaniach w Cambridge^[4].

Przed ukończeniem studiów Ricardo zaprojektował silnik dwusuwowy do motocykla w celu zbadania wpływu składu mieszanki na proces spalania^[3]. Po ukończeniu studiów niewielka firma Lloyd and Plaister wyraziła zainteresowanie produkcją silnika^[3]. Ricardo opracował projekty w dwóch rozmiarach, a mniejszy sprzedał się w około 50 egzemplarzach do 1914, kiedy wojna zatrzymała produkcję^[3].

W 1909 zaprojektował nowatorski dwusuwowy silnik o rozdzielonym cyklu i pojemności 3,3 litra dla swojego kuzyna Ralpha Ricardo, który założył niewielką firmę samochodową Two Stroke Engine Company w Shoreham-by-Sea^[3]. Silnik miał być używany w samochodzie Dolphin^[3]. Pojazdy były dobrze wykonane, ale ich koszt produkcji przewyższał cenę sprzedaży^[3]. Firma lepiej radziła sobie produkując silniki dwusuwowe do łodzi rybackich^[3]. W 1911 firma upadła, a Ralph wyjechał do Indii^[3].

W 1915 założył nową firmę Engine Patents Ltd., która opracowała silnik wykorzystany następnie w pierwszej udanej konstrukcji czołgu – brytyjskim Mark V^[5]. Silnik Daimler z zaworami tulejowymi używany w Mark I wytwarzał obfite ilości dymu, co łatwo zdradzało jego pozycję^[5]. Ricardo otrzymał zadanie rozwiązania problemu dymiącego spalin i zdecydował, że potrzebny jest nowy silnik^[2].

Istniejące firmy były w stanie wyprodukować taki silnik, ale nie zaprojektować go, więc Ricardo sam podjął się tego zadania^[2]. Udało mu się zaprojektować nowy sześciocylindrowy silnik o zmniejszonej emisji dymu, który był także znacznie mocniejszy i wciąż mieścił się w tej samej przestrzeni co istniejący^[5]. Osiągał moc 150 KM (112 kW) w porównaniu z 105 KM (78 kW), a późniejsze modyfikacje dały moc 225 KM (168 kW) i 260 KM (194 kW)^[3].

Do kwietnia 1917 produkowano sto silników tygodniowo^[2]. Łącznie ponad 8000 silników trafiło na służbę wojskową, napędzając wszystkie brytyjskie czołgi ciężkie od Mark V wzwyż^[5][2]. Ponadto kilkaset silników o mocy 150 KM było również wykorzystywanych we Francji do zasilania warsztatów bazowych, szpitali i obozów^[3].

W 1917 jego dawny mentor Bertram Hopkinson, wówczas dyrektor techniczny w Ministerstwie Lotnictwa, zaprosił Ricardo do nowego ośrodka badań nad silnikami w Departamencie Aeronautyki Wojskowej^[3]. Ośrodek ten później stał się Royal Aircraft Establishment^[3]. W 1918 Hopkinson zginął podczas lotu Bristol Fighter, a Ricardo przejął jego stanowisko^[3]. Od tego momentu departament prowadził badania i tworzył silniki eksperymentalne, których wyniki oddziaływały na rozwój brytyjskiego i światowego przemysłu silnikowego^[3].

Jednym z pierwszych głównych projektów badawczych Ricardo były problemy nieregularnego spalania, znanego jako knocking lub pinging^[3]. Aby zbadać problem, zbudował unikalny silnik testowy ze zmiennym stopniem sprężania^[3]. Doprowadziło to do opracowania systemu liczby oktanowej dla paliw oraz znaczących inwestycji w dodatki poprawiające liczbę oktanową i systemy rafinacji^[6]. Dramatyczne zmniejszenie zużycia paliwa dzięki paliwu o wyższej liczbie oktanowej umożliwiło Johnowi Alcockowi i Arthurowi Whittenowi Brownowi przelot przez Atlantyk w ich bombowcach Vickers Vimy z modyfikacjami Ricardo^[3].

W 1919 Ricardo badał zjawiska wpływające na spalanie w silniku benzynowym i silniku Diesla^[3]. Zdał sobie sprawę, że turbulencja wewnątrz komory spalania zwiększa prędkość płomienia^[3]. Turbulencję tę można było osiągnąć poprzez odpowiednie przesunięcie głowicy^[3]. Zdał sobie również sprawę, że im bardziej zwarta komora, tym mniejsza odległość, którą musi pokonać płomień, co zmniejsza prawdopodobieństwo detonacji^[3].

Później opracował komorę wirową indukcyjną, aby osiągnąć uporządkowany ruch powietrza w silniku Diesla^[3]. Wir był inicjowany przez nachylone kanały dolotowe i wzmacniany przez wciskanie powietrza do małej cylindrycznej objętości^[3]. Wreszcie opracował komorę wirową sprężania dla silników Diesla^[3]. Ta konstrukcja łączyła intensywny wir z rozsądną szybkością wzrostu ciśnienia i dobrym zużyciem paliwa^[3].

Konstrukcja komory wirowej sprężania została nazwana Comet (opatentowana w 1931) i została następnie licencjonowana dużej liczbie firm do użytku w ciężarówkach, autobusach, traktorach i dźwigach, a także w samochodach prywatnych i taksówkach^[3][7]. Komora spalania Comet została użyta w pierwszych autobusach Diesel Associated Equipment Company (AEC) eksploatowanych w 1931 przez London General Omnibus Co, później część systemu transportowego Londynu^[3]. Technologia ta znalazła zastosowanie również w pierwszym seryjnie produkowanym samochodzie osobowym z silnikiem Diesla – Citroën Rosalie z 1934.^[7] Na tej podstawie Wielka Brytania objęła wówczas pozycję lidera w rozwoju szybkoobrotowych silników wysokoprężnych dla transportu drogowego.^[3] Przewagę tę utracono po wprowadzeniu w budżecie z 1938 wysokiego podatku na paliwo dieslowskie.^[3]

Ricardo zaprojektował w 1921 silnik Vauxhall T.T., który Cecil Clutton na łamach Motor Sport określił jako tour de force.^[2] Jednostkę tę później rozwijali Raymond Mays i Amherst Villiers, wyposażając ją w doładowanie; jeszcze piętnaście lat później pozwalała ona odnosić zwycięstwa.^[2]

W latach 1922–1923 opublikował dwutomowe dzieło The Internal Combustion Engine^[2].

Chociaż nie wynalazł zaworu tulejowego, w 1927 opublikował przełomową pracę badawczą, która przedstawiała zalety zaworu tulejowego i sugerowała, że silniki z zaworami talerzowymi nie będą w stanie oferować mocy znacznie przekraczającej 1500 KM (1100 kW)^[3]. Szereg silników lotniczych z zaworami tulejowymi został opracowanych po tej publikacji, szczególnie przez firmy Napier, Bristol i Rolls-Royce^[3]. Bristol wyprodukował Perseus, Hercules, Taurus i Centaurus, Napier wyprodukował Sabre, a Rolls-Royce wyprodukował Eagle i Crecy, wszystkie wykorzystujące zawory tulejowe^[3].

W 1929 został wybrany członkiem Towarzystwa Królewskiego^[1].

Jego praca nad zaworem tulejowym wpłynęła na rozwój brytyjskich silników lotniczych w latach trzydziestych i podczas wojny^[3]. Udoskonalił silnik Rolls-Royce Merlin w Mosquito, wyposażając go w system wzbogacania tlenowego w celu poprawy jego wydajności^[8].

Pomógł również w projektowaniu komór spalania i systemu kontroli paliwa silnika odrzutowego sir Franka Whittle'a^[8].

W 1974, w wieku 89 lat, Ricardo doznał urazu miednicy w wyniku upadku^[4]. Zmarł sześć tygodni później, 18 maja^[4].

16 czerwca 2005 niebieska tablica upamiętniająca Ricardo została umieszczona na jego domu rodzinnym przy Bedford Square w Londynie^[8]. 1 lipca 2010 Institution of Mechanical Engineers przyznała sir Harry’emu Ricardo nagrodę Engineering Heritage Award w uznaniu jego życia i pracy jako jednego z najwybitniejszych inżynierów XX wieku^[2].