O motor Whittle W.2/700 voou no Gloster E.28/39, o primeiro avião britânico a voar com um motor turbo-jacto, e o Gloster Meteor.
Em 1928, o cadete do RAF College Cranwell Frank Whittle submeteu formalmente as suas ideias para um turbo-jacto aos seus superiores. Em outubro de 1929, ele desenvolveu ainda mais suas idéias. Em 16 de janeiro de 1930, na Inglaterra, Whittle submeteu sua primeira patente (concedida em 1932). A patente mostrou um compressor axial de dois estágios alimentando um compressor centrífugo de um só lado. Compressores axiais práticos foram tornados possíveis por idéias de A.A. Griffith em 1926 (“An Aerodynamic Theory of Turbine Design”). Whittle concentrar-se-ia mais tarde apenas no compressor centrífugo mais simples, por uma variedade de razões práticas. Whittle teve seu primeiro motor funcionando em abril de 1937. Ele era movido a líquido e incluía uma bomba de combustível autônoma. A equipe de Whittle experimentou um quase panico quando o motor não parava, acelerando mesmo depois que o combustível era desligado. Acontece que o combustível tinha vazado para o motor e se acumulado nas piscinas.
Heinkel He 178, a primeira aeronave do mundo a voar puramente em turbo-jacto.
Em 1935, Hans von Ohain começou a trabalhar num projecto semelhante na Alemanha, e é frequentemente afirmado que ele não tinha conhecimento do trabalho do Whittle. Ohain disse que não tinha lido a patente do Whittle, e Whittle acreditou nele (Frank Whittle 1907-1996). Entretanto, a patente de Whittle estava nas bibliotecas alemãs, e o filho de Whittle tinha suspeitas de que Ohain tinha lido ou ouvido falar dela.
Anos mais tarde, foi admitido por von Ohain em sua biografia que isto era assim. A autora Margaret Conner afirma que a advogada de patentes de ″Ohain aconteceu com uma patente de Whittle nos anos em que as patentes de von Ohain estavam sendo formuladas”. O próprio Von Ohain é citado como dizendo “Nós sentimos que parecia uma patente de uma idéia” “Nós pensamos que não estava sendo seriamente trabalhada”. Como a patente de Ohain não foi registrada até 1935, esta admissão mostra claramente que ele tinha lido a patente de Whittle e até a tinha criticado com algum detalhe antes de registrar sua própria patente e cerca de 2 anos antes de seu próprio motor funcionar.
VON OHAIN: ″Our as reivindicações de patentes tiveram que ser reduzidas em comparação com a de Whittle porque Whittle mostrou certas coisas”. “Quando vi a patente do Whittle, fiquei quase convencido de que tinha algo a ver com combinações de sucção na camada limite. Tinha um compressor de fluxo radial de dois fluxos de entrada dupla que parecia monstruoso do ponto de vista do motor. A sua inversão de fluxo pareceu-nos uma coisa indesejável mas acabou por não ser tão má depois, apesar de ter dado alguns pequenos problemas de instabilidade.″
O seu primeiro dispositivo era estritamente experimental e só podia funcionar sob energia externa, mas ele conseguiu demonstrar o conceito básico. Ohain foi então apresentado a Ernst Heinkel, um dos maiores industriais de aeronaves da época, que imediatamente viu a promessa do projeto. Heinkel tinha adquirido recentemente a empresa de motores Hirth, e Ohain e o seu mestre maquinista Max Hahn foram criados lá como uma nova divisão da empresa Hirth. Eles tinham seu primeiro motor HeS 1 centrífugo funcionando até setembro de 1937. Ao contrário do desenho de Whittle, Ohain usava hidrogênio como combustível, fornecido sob pressão externa. Seus projetos posteriores culminaram na gasolina HeS 3 de 5 kN (1.100 lbf), que foi instalada na estrutura simples e compacta da Heinkel e pilotada por Erich Warsitz na madrugada de 27 de agosto de 1939, do aeródromo de Rostock-Marienehe, um tempo impressionantemente curto para o desenvolvimento. O He 178 foi o primeiro avião turbo-jacto do mundo a voar.
O primeiro turbo-jacto do mundo foi o Jendrassik Cs-1 concebido pelo engenheiro mecânico húngaro György Jendrassik. Foi produzido e testado na fábrica de Ganz, em Budapeste, entre 1938 e 1942. Foi planejado para caber no bombardeiro de reconhecimento bimotor Varga RMI-1 X/H projetado por László Varga em 1940, mas o programa foi cancelado. Jendrassik também tinha projetado um turboélice de 75 kW em pequena escala em 1937.
O motor de Whittle estava começando a parecer útil e sua Power Jets Ltd. começou a receber dinheiro do Ministério da Aeronáutica. Em 1941, uma versão voadora do motor chamada W.1, capaz de 1000 lbf (4 kN) de impulso, foi montado na estrutura do Gloster E28/39 especialmente construído para ele e voou pela primeira vez em 15 de Maio de 1941 na RAF Cranwell.
Uma imagem de um motor centrífugo (DH Goblin II) seccionado para mostrar os seus componentes internos.
Designer britânico de motor de avião, Frank Halford, trabalhando a partir das idéias de Whittle, desenvolveu uma versão “straight through” do jato centrífugo; seu design se tornou o Goblin de Havilland.
Um problema com esses dois primeiros projetos, que são chamados de motores de fluxo centrífugo, foi que o compressor trabalhava acelerando o ar para fora da entrada central para a periferia externa do motor, onde o ar era então comprimido por uma conduta divergente, convertendo sua velocidade em pressão. Uma vantagem deste projeto era que ele já era bem compreendido, tendo sido implementado em supercarregadores centrífugos, então em uso difundido em motores de pistão. No entanto, dadas as limitações tecnológicas iniciais na velocidade do eixo do motor, o compressor precisava ter um diâmetro muito grande para produzir a potência necessária. Isto significava que os motores tinham uma grande área frontal, o que o tornava menos útil como motor de avião devido ao arrasto. Uma outra desvantagem dos projetos Whittle anteriores era que o fluxo de ar era revertido através da seção de combustão e novamente para a turbina e o tubo de escape, adicionando complexidade e diminuindo a eficiência. No entanto, estes tipos de motores tinham as maiores vantagens de peso leve, simplicidade e confiabilidade, e o desenvolvimento rapidamente progrediu para projetos práticos aeronavegáveis.
Uma cutaway do motor Jumo 004 da Junkers.
Anselm Franz austríaco da divisão de motores Junkers (Junkers Motoren ou Jumo) abordou estes problemas com a introdução do compressor de fluxo axial. Essencialmente, esta é uma turbina em marcha à ré. O ar que entra pela frente do motor é soprado para a traseira do motor por um estágio de ventilador (dutos convergentes), onde é esmagado contra um conjunto de lâminas não-rotativas chamadas stators (dutos divergentes). O processo está longe de ser tão potente como o compressor centrífugo, por isso vários destes pares de ventiladores e estatores são colocados em série para obter a compressão necessária. Mesmo com toda a complexidade adicional, o motor resultante é muito menor em diâmetro e, portanto, mais aerodinâmico. A Jumo foi atribuído o próximo número de motor na sequência de numeração RLM, 4, e o resultado foi o motor Jumo 004. Após muitas dificuldades técnicas menores terem sido resolvidas, a produção em massa deste motor começou em 1944 como um motor para o primeiro avião de combate a jacto do mundo, o Messerschmitt Me 262 (e mais tarde o primeiro avião-bomba do mundo, o Arado Ar 234). Uma variedade de razões conspiraram para atrasar a disponibilidade do motor, este atraso fez com que o caça chegasse tarde demais para impactar decisivamente a posição da Alemanha na Segunda Guerra Mundial. No entanto, será lembrado como o primeiro uso de motores a jacto em serviço.
A empresa Heinkel-Hirth Aviation Powerplant também tentou criar um motor turbo-jacto mais potente, o Heinkel HeS 011 de quase 3.000 libras de propulsão à potência máxima, muito tarde na guerra para melhorar as opções de propulsão disponíveis para os novos aviões a jacto militares alemães, e para melhorar o desempenho dos designs existentes. Ele usou uma seção de compressor “diagonal” única que combinava as características de ambos os layouts de compressores centrífugos e de fluxo axial para usinas turbo-jato, mas permaneceu na bancada de testes, com apenas cerca de dezenove exemplos já produzidos.
No Reino Unido, seu primeiro motor de fluxo axial, o Metrovick F.2, funcionou em 1941 e foi pilotado pela primeira vez em 1943. Embora mais potente que os desenhos centrífugos da época, o Ministério considerou sua complexidade e falta de confiabilidade um inconveniente em tempo de guerra. O trabalho em Metrovick levou ao motor Armstrong Siddeley Sapphire que seria construído nos EUA como o J65.