Harry Ricardo

Henry Ralph "Harry" Ricardo (1885–1974) oli eräs eturivin brittiläisistä suunnittelijoista ja tutkijoista polttomoottorien alkuvuosina.

Hän suunnitteli ja patentoi oman kaksitahtisen moottorin, henkilökohtaisesti suunnitteli moottorin, joka otettiin käyttöön I maailmansodan aikaisissa brittiläisissä tankeissa, johti polttomoottorien tutkimustyötä, jonka perusteella kehitettiin polttoaineiden oktaanilukujärjestelmä, oli apuna luistiventtiilimoottorin kehittämisessä sekä suunnitteli dieselmoottorin esikammion, joka teki aiempaa nopeakäyntisempien dieselmoottorien toteuttamisen mahdolliseksi.

 Varhaisvuodet 
Harry Ricardo syntyi Lontoossa vuonna 1885, kohtuullisen varakkaan kolmelapsisen perheen ainoana poikana. Vuonna 1898 Harry aloitti koulunkäynnin Rugby School -sisäoppilaitoksessa. Hän oli eräs ensimmäisiä ihmisiä Britanniassa, joka näki polttomoottorikäyttöisen auton, hänen isoisänsä ostaessa samana vuonna sellaisen.

Vuonna 1903 Harry aloitti yhdyskuntatekniikan opinnot Cambridgen yliopiston Trinity Collegessa. Vuoden 1904 lopulla hän osallistui yliopiston autoklubin tapahtumaan, jossa kilpailtiin siitä, kenen suunnittelema ajoneuvo kulkisi pisimmälle neljännesgallonalla (n. 1 litra) bensiiniä. Hänen moottoripyörämäinen ajokkinsa oli osallistuneista ajoneuvoista raskain, mutta hän voitti silti kilpailun. Professori Bertram Hopkinson sai taivuteltua Harryn siirtymään opiskelemaan sovelletun tekniikan laitokseen, josta hän valmistui vuonna 1906.

 Uran alku 
Jo ennen valmistumistaan Harry Ricardo oli suunnitellut kaksitahtisen moottoripyöränmoottorin, jonka avulla hän tutki polttoaineseoksen muutoksien vaikutusta palamisprosessiin. Ricardon valmistuttua vuonna 1906, hän jatkoi tutkimuksiaan Cambridgen yliopistossa vielä vuoden ajan. Pieni Messrs Lloyd and Plaister -yhtiö ilmaisi halukkuutensa valmistaa Ricardon moottoria. Ricardo suunnitteli kaksi eri kokoista moottoria, joista pienempää myytiin vuoteen 1914 mennessä noin 50 kappaletta.

Vuonna 1909 hän suunnitteli 3,3-litraisen 2T-moottorin, serkkunsa Ralph Ricardon pienen autotehtaan tarpeisiin. Englannin kaakkoisrannikolla, Shorehamissa, sijainnut "Two Stroke Engine Company" käytti moottoria Dolphin-merkkisen autonsa voimanlähteenä. Auto oli hyvin valmistettu, mutta pian kävi ilmi, että sen valmistuskustannukset ylittivät sen myyntihinnan. Yhtiö menestyikin paremmin myymällä kaksitahtimoottoreitaan kalastajaveneiden voimanlähteeksi. Yhtiö kuitenkin kaatui vuonna 1911 ja Ralph lähti sen jälkeen Intiaan. Harry Ricardo jatkoi suunnittelemalla pieniä voimakoneita sähkövalon tuottoon. Niitä valmisti kaksi eri yhtiötä vuoteen 1914 saakka.

 Tankkien moottorit 
Vuonna 1915 Harry Ricardo perusti uuden yhtiön nimeltä Engine Patents Ltd. Yhtiö kehitti moottorin joka toimi ensimmäisen menestyksekkään brittiläisen tankin, Mark V:n voimanlähteenä.

Ensimmäisen maailmansodan aikaiset, vuodesta 1916 eteenpäin käyttöön tulleet brittiläiset Mark I – IV -panssarivaunut, oli varustettu Daimler-luistiventtiilimoottorilla, jonka ominaispiirteenä oli runsas näkyvän pakokaasun muodostus, joka paljasti viholliselle vaunujen sijainnin. Ricardo sai tehtäväkseen paneutua pakokaasuongelmaan ja hänen päätelmänsä oli, että vaunut tarvitsevat täysin uudenlaisen moottorin. Koska tällaista ei ollut olemassa, Ricardon oli suunniteltava se itse. Uudesta moottorista tuli myös aiempaa voimakkaampi, sen lisäksi että se oli aiempaa vähäpäästöisempi. Uuden 6-sylinterisen moottorin teho oli 150 hevosvoimaa, kun aiemmat Daimler-Foster-moottorit olivat tuottaneet 105 hevosvoimaa. Myöhemmät moottoriversiot kehittivät enimmillään 225- ja 260 hevosvoimaa.

Vuoden 1917 huhtikuussa moottoreita valmistui sadan yksikön viikkovauhdilla. Niitä valmistettiin sotilaskäyttöön yli 8000 kappaletta ja kyseessä on ensimmäinen brittiläinen, tässä mittakaavassa tuotettu moottori. Mark IX sekä Mark VIII:n brittiläinen versio käyttivät myös voimanlähteenään Ricardon moottoria. Alkuperäisen käyttötarkoituksensa ohella moottoria käytettiin lähellä rintamaa sijanneiden verstaiden, kenttäsairaaloiden leirien yms. voiman- ja sähköntuottoon.

 Lentomoottorit 
Vuonna 1917 Ricardon entinen mentori Bertram Hopkinson, joka oli nyt Britannian ilmailuministeriön (Air Ministry) tekninen johtaja, kutsui hänet liittymään sotaministeriön alaisuudessa toimineen Department of Military Aeronautics -tutkimuslaitoksen henkilöstöön. (Vuodesta 1918 lähtien RAE, Royal Aircraft Establishment). Hopkinson menehtyi vuonna 1918, ollessaan lennolla Bristol Fighter -koneella ja Ricardo otti hänen paikkansa tekniikan tutkimuksen johtajana. Tämä oli se historian hetki, joka vaikutti huomattavassa määrin moottoreiden kehittymiseen, ei yksin Britanniassa, vaan maailmanlaajuisesti. Tutkimusosasto alkoi kehittää tasaisella vauhdilla koemoottoreita sekä julkaista niitä koskevia raportteja.

Eräs Ricardon tutkimuksen pääsuunnista oli ennakkosyttyminen, joka aiheutti moottoreiden hajoamiseen johtavaa nakutusta. Tämän ilmiön tutkimista varten hän valmisti koemoottorin, jonka puristussuhde oli muutettavissa. Tutkimustulokset johtivat moottoripolttoaineiden oktaaniluokitusjärjestelmän syntyyn sekä polttoaineiden jalostuksen ja lisäaineistuksen kehittämiseen. Ricardon modifioimat Vickers Vimy -pommikoneen Rolls-Royce-moottorit, yhdessä korkeaoktaanisen polttoaineen kanssa, mahdollistivat omalta osaltaan John Alcockin ja Arthur Brownin heinäkuussa 1919 suorittaman ensimmäisen Atlantin ylilennon.

 Moottoriteknologian edistäminen 
Vuonna 1919 Ricardo aloitti tutkimukset, jotka koskivat otto- ja dieselmoottoreiden palotapahtumaan vaikuttavia tekijöitä. Hän havaitsi että palotilan turbulenssi lisäsi palotapahtuman nopeutta ja että hän pystyi vaikuttamaan siihen sylinterikannen ominaisuuksilla. Muita havaintoja olivat, että palotilan mahdollisimman kompakti koko vähensi sytytyksen aiheuttaman paineaallon kulkemaa matkaa, joka taasen vähensi detonaation riskiä. Tutkimustulostensa pohjalta Ricardo kehitti ensimmäisen dieselmoottorille tarkoitetun sylinterikantensa, jolla pyrittiin syöttämään paloilma sylinteriin halutunlaisella virtauksella. Tähän vaikutettiin imukanavien muodolla sekä ilman pakottamisella pieneen sylinterimäiseen tilaan, josta se purkautui edelleen palotilaan. Ricardo jatkokehitti työtänsä eteenpäin pyörrekammioksi, jossa polttoaine ja paloilma sekoitetaan toisiinsa ja jossa seoksen osasyttyminen tapahtuu. Tämän keksinnön myötä dieselmoottorit ottivat kehityksessään aimo harppauksen eteenpäin.

"Comet"-pyörrekammiolle myönnettiin patentti vuonna 1931 ja sen valmistusoikeudet lisensoitiin lukuisalle joukolle kuorma- ja linja-autoja, traktoreita sekä työkoneita valmistavia yrityksiä. Eräs Comet-sylinterikansien käyttäjistä oli linja-autojen valmistaja Associated Equipment Company (AEC), joka otti ne käyttöön ensimmäisessä dieselmoottorisessa Lontoon bussissaan vuonna 1931. Vuonna 1934 aloitettiin maailman ensimmäisen sarjavalmisteisen dieselmoottorisen henkilöauton, Citroën Rosalien, valmistus.

Ensimmäisen maailmansodan katkaisemat autokilpailut alkoivat herätä henkiin sodan jälkeisen taantuman alkaessa hellittää. Vuonna 1922 Vauxhall tilasi Ricardolta suunnitelmat uuden kilpa-autonsa moottoriksi. Ricardon 3-litrainen, kannen yläpuolisella nokka-akselilla varustettu moottori oli huomattavasti aikaansa edellä. Vauxhall suunnitteli myös moottoripyörien valmistuksen aloittamista ja tähän tarkoitukseen Ricardo suunnitteli samalla konstruktiolla, mutta pienemmällä iskutilavuudella varustetun moottorin. Tämä hanke ei kuitenkaan edennyt prototyyppiastetta pidemmälle.

Vuosina 1922 ja 1923 Ricardo julkaisi kaksiosaisen teoksen "The Internal Combustion Engine".

Vuonna 1927 hän perusti Shorehamiin Ricardo Consulting Engineers -yhtiön, josta on muodostunut eräs ajoneuvoteollisuuden merkittävimmistä konsulttiyhtiöistä. Nykyisin nimellä Ricardo plc toimiva yhtiö on listattu Lontoon pörssiin.

Vaikka luistiventtiili ei ollutkaan Ricardon keksintö, hänellä oli suuri vaikutus sen edelleen kehittämiseen ja käyttösovelluksiin. Vuonna 1927 hän julkaisi tutkimusraportin, joka käsitteli luistiventtiiliteknologiaa. Hänen näkemyksensä mukaan lautasventtiileitä käyttämällä ei voida toteuttaa suuritehoisia moottoreita. Rajan hän asetti 1500 hevosvoimaan (1100 kW). Tämän raportin pohjalta lukuisat lentokonemoottoreiden valmistajat päätyivät käyttämään luistiventtiiliteknologiaa. Britanniassa näitä olivat mm. Napier, Bristol sekä Rolls-Royce.

Vuonna 1929 Ricardo valittiin Royal Societyn jäseneksi.

Vuosina 1941 – 1945 Ricardo toimi Britannian sotakabinetin neuvoa-antavan insinöörikomitean jäsenenä.

Ricardo oli mukana Frank Whittlen suihkumoottorin kehitystyössä, suunnittelemalla sen palokammio- ja polttoainejärjestelmät.

 Aktiiviuran jälkeen 
Vuonna 1944 Ricardo valittiin Institution of Mechanical Engineers -yhdistyksen puheenjohtajaksi.

Vuonna 1948 Ricardo lyötiin polttomoottoriteknologian saralla tehdyn työnsä ansiosta ritariksi.

Vuonna 1964 Ricardo vetäytyi eläkkeelle Ricardo Consulting Engineers -yhtiön toimista.

Harry Ricardo kuoli toukokuun 18. päivänä vuonna 1974, 89 vuoden ikäisenä, aiemmin keväällä saamansa lantiomurtuman aiheuttamien komplikaatioiden seurauksena.

Kesäkuun 16. päivänä vuonna 2005 Ricardon syntymäkodin seinään kiinnitettiin Sininen muistolaatta.

Heinäkuun 1. päivänä vuonna 2010 Institution of Mechanical Engineers myönsi Ricardolle postuumisti Engineering Heritage Award -palkinnon, tunnustuksena tämän työstä ja ansioista eräänä 20. vuosisadan merkittävistä insinööreistä. Palkintolaatta on asetettu esille Ricardo plc:n näyttelyhuoneistoon, yhdessä Ricardon koulupoikana suunnitteleman ja rakentaman ensimmäisen moottorin kanssa.

 Lähteet 

Luokka:Autoilun pioneerit
Luokka:Ilmailun historia