1. До перших спроб
2. Друге дихання
3. важка тема
4. Європа: а ми зуміємо!
5. підсумки

Авіа і автомобілебудування з самого початку своєї появи і як мінімум протягом першої половини XX століття не просто розвивалися інтенсивно і паралельно - постійно обмінювалися один з одним досвідом, технологіями, вузлами. Точніше, перше завжди щось давало другого. Згадаймо наддув, керамічні ізолятори свічок, безпосереднє уприскування палива. Але в середині минулого століття, здавалося, такого «співробітництва» прийшов кінець. Поршневі двигуни залишилися на тлінній землі, а авіація злетіла в небо за допомогою моторів нового типу - реактивних. На щастя, зв'язок цих двох технічних галузей була настільки міцна, що автомобільні інженери не забули моментально скористатися напрацюваннями своїх авіаційних колег - вже в 1950-му перший автомобіль приміряв газову турбіну. Про подібний симбіоз ми сьогодні і поговоримо.

Що таке газова турбіна? В першу чергу - більш простий в порівнянні з поршневим двигун. Основна частина - вал (або вали) з компресорним і турбінним колесами. Перше стискає повітря і подає його в камеру згоряння, куди впорскується паливо. Зростаючи, горюча суміш обертає турбінне колесо. Частина енергії турбіна віддає компресора, решта йде на здійснення руху - у вигляді реактивного струменя (як на фото і відео нижче), приводу гвинта, колеса, іншого механізму.

До перших спроб

Безумовно, зараз це набагато більш складний агрегат, який має кілька валів з турбінами; теплообмінники, що регулюють температуру повітря; соплові апарати, трубопроводи, камери згоряння. І все-таки в чистому вигляді це не ДВС з його складним ГРМ і перетворенням поступального руху в обертальний. Не дарма як мінімум теоретичне обгрунтування роботи газової або, вірніше, парової турбіни було зроблено ще в давнину. А в XIX столітті парові агрегати з таким принципом функціонування розробили відразу кілька інженерів. Тоді ж проводили перші досліди з ВМД - з газотурбінними двигунами. Британець Чарльз Парсонс, який вже відзначився створенням парових турбін, що обертали електрогенератори, і паротурбінної установки для міноносця, сконструював газову турбіну, яку передбачалося використовувати на торпеди. На жаль, простий пристрій не минуло перевірку температурою - гази в тому двигуні розігрівалися до 600-700 градусів (зараз до більш ніж 1500), і не було металів, здатних без наслідків це витримати.

Як відомо, перші робочі ВМД на літаках з'явилися ще до закінчення Другої світової. І вже тоді на них звернули увагу «наземні» конструктори.

Цікаво, що на бронетехніці до ВМД повернулися тільки в другій половині 60-х.

Шведський танк Stridsvagn 103 (вірніше, протитанкова самохідна артилерійська установка) був першою бойовою машиною, серійно оснащується ВМД. Правда, газова турбіна потужністю 330 к.с. була допоміжною - на випадок виходу з ладу основного 240-сильного оппозитного двотактного дизеля

Зате, як говорилося вище, цивільні конструктори звернули увагу на газову турбіну ще в 1950-му. Інженери Kenworth раптом вирішили - то, завдяки чому літають літаки, змусить повзати автопоїзда. Ну, як повзати? 175-сильна турбіна Boeing дозволяла підтримувати крейсерську швидкість на рівні дизеля. Правда, забезпечувала млявий розгін і просто жерла паливо. Якщо в усталених (трасових) режимах з його витратою ще можна було якось миритися, то при розгоні і гальмуванні та на холостих обертах, тобто в місті-передмістях, апетит виростав за 200 літрів на "сотню". Негативу додавав гучний свист вихлопу і його температура - паркуватися потрібно було з розумом, щоб не оплавити все те, що знаходилося на рівні другого-третього поверхів. Чи був позитив? Вага, розміри, відсутність вібрацій (для вантажівок некритично) і, наприклад, системи охолодження, характерною для поршневих двигунів.

Хвилював, хвилював уми конструкторів легкий і потужний газотурбінний двигун. Так, в тому ж 1950-му в Англії був побудований прототип Rover JET1.

У США з легковими ВМД кілька відстали. Зате, надолужуючи згаяне, створили відразу кілька поколінь концепт-карів. Йдеться про GM і його газотурбінному Firebird.

В СРСР до ВМД на наземному транспорті теж прийшли досить рано - розвиток реактивної авіації тому сприяло. Причому для реалізації проекту було вибрано нетрадиційне шасі - автобус.

Друге дихання

Жоден із описаних вище проектів 50-х років не отримав подальшого розвитку і тим більше серійного продовження. Однак газотурбінна тема не канула в Лету. За новий виток її розвитку здебільшого стали відповідати фірми, які раніше були лише спостерігачами. Хоча ось, наприклад, Rover не став зупинятися на досягнутому.

Що ще характерно - паралельно, починаючи з тих же 50-х, газотурбінне напрямок наполегливо розвивав ще один виробник - Chrysler. Інша принципова особливість - це були не спортивні проекти, а самі що ні на є цивільні. За ним американський концерн обігнав «колег», довівши свої розробки до кінцевого споживача. Правда, в дуже оригінальній формі. Тут ще треба розуміти, що протягом всієї історії використання ВМД на автомобілях першорядну роль в цьому грали інженери-ентузіасти. Колін Чепмен, Харлі Ерл і т. Д. - імена багатьох так і не стали загальновідомі. У Chrysler такою людиною став Джордж Хюбнер. Потрібно відзначити, над газовою турбіною для авіації в концерні працювали ще з 30-х років, однак саме прихід туди Хюбнера, що став головним інженером, визначив тему - «ВМД + автомобіль» - і інтенсивність робіт.

Іншими словами, в Chrysler максимально довели конструкцію не тільки до робочого стану - до звичних по поршневим моторам споживчих якостей. Проводили і опитування потенційних покупців, які продемонстрували: до газотурбінних автомобілів американський обиватель прихильний. Справа залишалася за малим - серія. До випуску її (спочатку передбачалося створити 50-75 примірників, але в підсумку зробили 55 машин) підійшли з усією масштабністю попередніх робіт над ВМД. Зовнішність створювали з нуля, випуск температурно навантажених деталей турбін замовили у компанії Howmet, тієї самої, що брала участь в проекті створення гоночного Howmet TX. Нарешті, виробництво кузовів віддали італійському ательє Ghia.

Так які ж були оцінки проекту, що тривав з другої половини 40-х до середини 60-х? ВМД вже 4-го покоління розвивав 130 к.с. і важив разом із знижуючим редуктором (опускається обороти з 44 000 до 5000) менше 190 кг. У ВМД були відсутні будь-вібрації, не було карбюратора (паливо впорскувала форсунка) і необхідності в його регулюванні, системи охолодження. Завдяки двом теплообмінників температура вихлопу не перевищувала 260 градусів. За умови гарної очищення повітря, тобто збереження лопаток компресорного та турбінних коліс, ВМД зберігав характеристики на весь час експлуатації. Зрештою, характерний «літаковий» свист по децибелам не перевищував звук звичайного двигуна, хіба що був для кого-то занадто незвичним.

На жаль, роки робіт і щедре фінансування не виправили принципові недуги газової турбіни. Відгук на газ при прискоренні з неодружених все-таки не був миттєвим. Заявленої многотоплівності ВМД (в теорії можуть харчуватися всіма видами рідкого палива і навіть подрібненим вугіллям) на ділі не виявилося. Розробники рекомендували солярку, краще гас. Але ні в якому разі не бензин, який тоді був етілірованним - через ризик пошкодження лопаток. Крім того, нагадаємо, що американські V8 ще десятиліття тому без праці переступили позначку в 200-300 «коней». А що таке 130 сил при майже 1800 кг маси ?! Витрата, особливо в міських режимах, споживачів вражав - в поганому сенсі і з урахуванням того, що апетит у «вісімок» тоді теж був немаленький. За вуглекислого газу ВМД в норми вписувався, однак зміст окислів азоту було дуже високим.

ВМД споживає величезну кількість повітря. Що не є принциповим для повітряної техніки, але життєво важливо для наземної. Говоримо про очищення повітря. Погляньте на обсяг повітряних фільтрів Turbine Car - займають місця чи не більше, ніж сама турбіна

Були руйнування турбін, хоча й поодинокі. Навряд чи це стало приводом для згортання програми. Просто поки Хюбнер реалізовував свою ідею, навколишній світ дещо змінився. На підході були жорсткі еконормам, паливна криза, а, головне, Chrysler потрібно вкластися в дороге ливарне виробництво деталей до ВМД, на що у компанії не було коштів. Хюбнер ще продовжував роботи, навіть створив газові турбіни 5-го і 6-го поколінь. Але в 1971-му визнав: - на даний момент наблизити ВМД за сумою якостей до поршневим моторам не вдасться. До 1979-го залишилися в Chrysler фахівці створили 7-е покоління, де високотемпературні сплави частково замінювала кераміка.

Недовгий час експериментував з ВМД Ford - в 1959-му 300-сильна турбіна була встановлена ​​під капот Thunderbird. На цьому легкова газотурбінна програма фірми закінчилася

важка тема

Здається, що в 60-е американські виробники не особливо відстежували досвід конкурентів. Чи не процвітав промислове шпигунство? Або бажання долучитися до Авіатехнологія було дуже привабливим. Так чи інакше, але в 1964-65 рр. з'явилися відразу три вантажних прототипу, оснащених ВМД.

Ось в СРСР про всі перипетії зарубіжної експлуатації ГТД навряд чи знали. Хоча в журналі «За кермом» була як мінімум одна замітка - про турбіні Ford. Причому замітка більше захоплена - мовляв, в чомусь схожий з поршневим, але багато в чому його перевершує, зокрема, витрата палива менше. Для вітчизняної преси так хвалити досягнення капіталістичного заходу нетипово, але ж саме в цей час в Союзі випробовувався автобус з ВМД. Чекати продовження цієї теми довелося 10 років ...

Незрозуміло, випускався чи БелАЗ-549В 1969 року серійно (зліва). Відомо тільки його технічний пристрій. Турбіна потужністю 1200 к.с. не обертається колеса - приводила генератор, який виробляє струм для мотор-коліс. З 1956-го в Горькому велися роботи з проектування свого ВМД, в результаті чого до середини 60-х був створений 250-сильний ГАЗ-99. Протягом 70-х з них вже в 350-380-сильної модифікації експериментували на КрАЗі і МАЗі. У першому випадку побудували сідельний тягач, у другому - армійський всюдихід, на чому натурні експерименти з такою технікою завершилися. Правда, пізніше в Мінську турбіну імплантували в шестіосний МАЗ-547Е (в центрі) і в 12-вісний МАЗ-7907 (праворуч). На останньому бойової масою 200 тонн, що призначався для транспортування стратегічного ракетного комплексу «Цілина-2», використовувався танковий мотор ГТД-1250 і мотор-колеса (всі 24). Ось саме на ньому застосування газової турбіни і такої схеми трансмісії, очевидно, було логічним - дизеля з подібною потужністю в 80-е ще не існувало

Європа: а ми зуміємо!

Ще раз відзначимо: здається, що кожен виробник, який брав за ВМД, починав роботу над ним з чистого аркуша, без урахування досвіду, накопиченого іншими компаніями. І якщо вже американські колеги-конкуренти наступали на одні й ті ж граблі, то що говорити про європейські фірмах? У 60-80-е замінити дизель турбіною на вантажівках намагалися Leyland і MAN. Само собою, далі дослідних зразків справа не пішла.

підсумки

А як же газові турбіни на танках? Вони застосовувалися на Т-80, що випускався на Омському і Харківському заводах, і на «Абрамс». Існує інформація, що з ВМД випробовувався також «Леопард-2», а у французького «Леклерка» газова турбіна працює в якості агрегату наддуву, додатково обертаючи генератор. Т-80 вже не випускається, українські ж його модифікації оснащуються дизелями. У Росії цей танк залишився на озброєнні, однак у будь-яких шоу (вчення, біатлон та ін.), Схоже, не використовується, по крайней мере, не згадується. Так що «Абрамс» до сих пір основна активно експлуатована бойова (і не тільки) машина з ВМД. І досвід використання газової турбіни (причому і по Т-80) є - негативний! При величезному витраті турбіною повітря наголошувалося на необхідності частого чищення або заміни фільтруючих елементів. Самі вони великі за обсягом, що нівелює компактність ВМД в порівнянні з дизелем. У Т-80 було помічено забивання патрубків повітряних фільтрів обледенілих снігом аж до значного зниження потужності. Бортовий запас палива у нього ж майже на 450 літрів більше, ніж на Т-72. Низькотемпературні пуски ВМД і дизеля не виявили переваг першого (втім, як і останнього). А з того, що не стосується цивільних транспортних засобів - висока температура вихлопних газів, що збільшує ризик потрапляння в танк ракет з тепловим принципом наведення.

Уявіть собі, продування в аеродинамічній трубі (або в водяному середовищі) характерна і для танків, точніше, для їх моделей. Справа, звичайно, не в коефіцієнті Cх, а в тому, як повітря (пилова хмара, підняте гусеницями) обтікає повітрозабірники, розташовані позаду вежі. Вважається, у всякому разі, у вітчизняних джерелах, що у Т-80 (праворуч) останні розташовані оптимальніше, ніж у «Абрамса» (зліва). До речі, відомо, що ВМД «американця» виходив з ладу від спікання частинок пилу на його лопатках

Словом, і в цьому середовищі газотурбінного двигуна був винесений вирок. Які у нього подальші перспективи? Спорт? Але ж він - це реклама. А реклама, як відомо, двигун торгівлі. Крім того, гоночні технології рано чи пізно спускаються зі спортивних «небес» на конвеєри. І нехай ті мотори, що використовуються на формулах або ралійних болідах зараз, дуже далекі від цивільних агрегатів - газотурбінні двигуни від них ще далі. Причому, схоже, без будь-якої перспективи коли-небудь отримати серійний статус. Тоді що рекламувати?

Прототип 2010 року - Jaguar C-X75. У ньому дві газових турбіни по 34 кг кожна обертають генератори, що виробляють енергію для електромоторів (за різними даними, двох або чотирьох - мотор-колеса). Мабуть, таке використання ВМД більш раціонально, оскільки він працює в усталених режимах (без перехідних), на яких може бути економічний. Але скільки вже було прототипів ...

Поки використання газових турбін в складі гібридних силових установок під питанням. Все-таки ВМД, який в чомусь складніше, у чомусь простіше поршневого двигуна, вимагає інших технологій виробництва, фактично інших виробництв. Якщо і буде з'являтися, то на якихось ексклюзивних, іміджевих моделях. Але абсолютно очевидно, що в тому вигляді, в якому турбіни використовувалися з середини минулого століття, ми їх навряд чи побачимо. Доля ВМД зараз - різні шоу-кари і автомобілі-рекордсмени. Їх фото нижче.