Az 50-es, 60-as évek szerintem a legmozgalmasabb évtizedek voltak a múlt században (minden szempontból, ideértve a technikatörténelmet is). Megkezdődött az atomenergia felhasználása békés célokra (is), elkezdtek működni az első igazán komoly számítógépek (nem, nem röhögünk a 100 kHz órajeleken :) ), a dízel- és villanymozdonyok átvették a hatalmat a gőzösöktől a vasúton, a gázturbinák is legyőzték a dugattyús motorokat a nagy távolságú és gyors repülőgépeknél. Az olajválságok még azért odébb voltak, a szinte ingyen kínált üzemanyagok korában nem lehetett megmondani, hol lesz határa a „no replacement for displacement”- (magyarul kevésbé hangzik jól a „semmi sem helyettesíti a nagyobb lökettérfogatot”) és a „bigger is better” (a nagyobb jobb) elveknek az autóépítésben. 1957-ben fellőtték az első műholdat, ami a - végül a Holdra szállásokban és az űrsiklókban kicsúcsosodó - űrverseny mellett a nyugati világban a rakétaőrületet is útjára indította.
A repülésben a gázturbinák olyan gyorsan elterjedtek (13 év kellett az első gázturbinás kísérleti vadászgéptől a menetrendszerű transzkontinentális jet-utasszállítókig), hogy ennek hatására szinte minden olyan jármű hajtógépeként elképzeltek gázturbinát, amin elfért egy ilyen egység; nagy részüket még prototípusként, sőt „élesben” (kereskedelmi forgalomban) is kipróbálták. A repülést leszámítva a gázturbinák talán a vasúton, a gyors reagálású erőművekben és a szárazföldi katonai járműveken váltak be a legjobban, bár ezeken a területeken is sokkal-sokkal kisebb karriert futottak be, mint a levegőben. Miért gondolták a korabeli mérnökök, hogy a gázturbina lesz a jövő motorja a szó szoros és átvitt értelmében egyaránt? Végül miért nem lett az?
Az ötvenes-hatvanas években az amerikai autógyártás fénykorát élte (más kérdés, hogy ez a kétes fénykor nagyrészt a csapvíznél is olcsóbb olajra épült). Az ötvenes évek végén, a közel 6 méteres, 7 literes V8-asokkal szerelt, 2,5 tonnás személyautók korában mindhárom nagy gyártó (GM, Chrysler, Ford) elkezdett gondolkodni a gázturbina közúti adaptálásán. Az ilyen gépek előnyei (helytakarékosság, nagy nyomaték, elméletileg nem kell sebességváltó stb.) forradalmasíthatták volna az autózást, na meg persze eggyel közelebb kerültek volna a sugárhajtású vadászgépekhez, amikre akkoriban az összes amerikai autó - sőt, háztartási gép - hasonlítani akart. (A képen balra fent: A Ford 600 lóerős gázturbinás "Road Train"-je, azaz több pótkocsis kamionja 1964-ből. Jobbra fent: A GM "Turbocruiser" gázturbinás kísérleti busz. Lent: A Union Pacific-nál a 60-as években szolgáló, 8500 lóerő teljesítményű gázturbina-elektromos mozdonyok egyike)
A Chrysler lépett először. 1963-at írtak, amikor bemutatták az első teljes értékű(nek szánt) gázturbinás személyautót, a Chrysler Turbine Car-t. Az autó egy korabeli mércével átlagos méretű („csak” 5,1 méteres, azaz hosszra akkora, mint egy S-Mercedes) kétajtós kupé volt, amelyben egy szintén Chrysler-fejlesztésű gázturbina dolgozott. A turbina már a negyedik generációt képviselte a gyár történetében, elődei az 1954-es Plymouth Belvederében, majd az 1957-58-as Furykban (olvasta valaki Stephen King Christine-jét? Beugrik valami? :D) sőt, egy 1961-es Dodge teherautóban is dolgoztak, de akkor még annyi hátránnyal küzdöttek, hogy nem lehetett volna gyártásba küldeni ezeket az autókat. A Turbine Car volt az első, amelynél komoly érvként vetődött fel a szériagyártás, noha hátrányai bőségesen akadtak a különleges autónak.
Balra fent: Az 1956-os Plymouth Belvederéből készített Turbine Special. Jobbra fent: 1961-es Dodge teherautó gázturbinával Lent: A Chrysler Turbine Car gépészeti elrendezése
A Turbine Car-t egy negyedik generációs, kéttengelyű, egyfokozatú szabadturbina (amelynél a gázturbina és a kompresszor között nincs merev kapcsolat, csak a gyorsan áramló gázok „kötik össze” őket) hajtotta háromfokozatú automataváltón keresztül, amelyet közvetlenül a turbina tengelyére helyeztek, nyomatékmódosító nélkül. A korszakban nagyon fejlettnek számító kompakt gázturbina a következőképpen működött: a kompresszor (B) a beszívott levegőt összesűrítette, majd a levegő egy hőcserélőn haladt keresztül. Ez nem a turbós autóknál megszokott intercooler volt, hanem éppen ellenkezőleg („interheater?”); a kipufogógázok óriási hőjét az ötletes, forgó méhsejtszerkezetű (C és G) hőcserélő a friss levegőnek adta át, azaz visszanyerte. A megoldás nagyon fontos volt, mert a turbinás járművek egyik nagy hátrányának az bizonyult, hogy a kiáramló gázokkal olyan sok hő ment veszendőbe, hogy a kipufogó pl. simán megolvaszthatta a mögötte álló autó lökhárítóját, vagy megégethette egy ember lábát. A hőcserélő segítségével 250 oC-ról mintegy 650-re hevített levegő ezután összekeveredett az égéstérben (I) az üzemanyaggal, majd egy állandó gyújtóívet biztosító gyertya (K) – mivel a turbinákban folyamatos az égés, így gyújtáselosztó és klasszikus megszakító sem kellett – begyújtotta a keveréket. A nagynyomású gázok megforgatták az ún. gázgenerátor (H) turbináját – ez hajtotta magát a kompresszort, és az egyéb berendezéseket (A), mint a generátor, pumpák és a légkondi – majd a gázsugarat a változó geometriájú (D) főturbina (E) kerekére vezették, ahol a tulajdonképpeni meghajtás lezajlott. Az égéstermékek ezután beléptek a már említett hőcserélőkbe, majd némileg lehűlve a nagy, lapos kipufogócsöveken át távoztak. A turbina egy bolygóműves lassító áttételen (F), illetve egy háromfokozatú váltón keresztül a hátsó kerekeket hajtotta.
A Chrysler Turbine Car-t hajtó A-831-es típusú gázturbina (Forrás: http://www.sportscars.tv)
Ahhoz, hogy a gázturbinás autó kényelmetlen hátrányait kiküszöböljék, jó pár ötletes megoldást kellett alkalmazni. A turbós autóknál ismert turbólyuk – gázadáskor a szerkezet felpörgésének késése a lapátok tehetetlensége miatt – jelensége a gázturbinákat halmozottan sújtotta, ami igen kellemetlen és veszélyes szituációkat eredményezhetett a forgalomban, mondjuk egy előzésnél, vagy nagy forgalmú útra való kikanyarodásnál. Így a főturbina elé egy olyan pillangószelep-szerű fúvókát helyeztek, amely gázadáskor leszűkítette a gázsugár útját, így felgyorsítva azt, hogy az gyorsabban pörgethesse fel a lapátokat. Amikor a lapátok már felpörögtek, a szelep újranyitott, hogy a már maguktól is gyorsan áramló gázoknak ne legyen az útjában. Gázelvételkor ezzel a szerkezettel hoztak létre a dugattyús motorokban tapasztalható motorfékhez hasonló jelenséget, oly módon, hogy ilyenkor a fúvóka teljesen összenyitotta az ekkor éppen álló gázgenerátor és a turbina munkaterét, így az előbbi fékezőhatást produkált az utóbbira. 15 mérföldes (24 km/h) sebesség alatt viszont a fúvóka újra alaphelyzetbe állt, különben a nagy turbina „lefulladt” volna (hasonló történik a mai autók alapjárat-állító berendezéseinél). Ez az elsőre talán bonyolultnak tűnő szerkezet tette lehetővé, hogy a gázturbinák egyáltalán szóba jöhessenek a gyakran megálló-elinduló-lassító-gyorsító, emelkedőn és lejtőn haladó személyautóknál, ugyanis a gázturbinák óriási hátránya, hogy csak stabil, nagy fordulaton tudnak jó hatásfokkal üzemelni (ilyenkor jobbak is, mint a sima dugattyús gépek), részterhelésen szörnyen üzemanyag-pocsékolók, és nagyon melegszenek.
A gázturbina sematikus működése. A hőmérsékletek Fahrenheit-ben értendőek (Forrás: http://www.phoenixnavigation.com)
A Chrysler-ben használt A-831-es típusú turbina ötödannyi mozgó alkatrészt tartalmazott, mint egy hasonló használhatóságú V8-as motor. Teljesítménye 130 lóerő volt a kerekeknél mérve, viszont a turbina előnyeinek köszönhetően (alacsony fordulaton nagy nyomaték) alapjáraton (elméletileg 0 fordulattól) 580 Nm-es nyomatékot tudott leadni, többet, mint bármelyik akkori személyautó-V8-as (lásd a képen balra). Utóbbinak köszönhetően a Turbine Car 12 másodperc alatt gyorsult fel 0-ról 60 mérföldre (96 km/h-ra), és 185 km/h-val tudott menni; ezek akkoriban jó értékek voltak. Az már csak hab volt a tortán, hogy az egész hajtóegység cakk-pakk 190 kilót nyomott, szűk feleannyit, mint a Chrysler hatalmas, 7,4 literes V8-asai. A gázturbina teljesítmény- és menettulajdonság-adatai egyébként 29 oC-os hőmérsékletre vonatkoztak, mert az ilyen gépek jellemzőit nagyban befolyásolta a hőmérséklet és a légnyomás. Hidegebb időben még jobb adatokat produkált a sűrűbb levegőnek köszönhetően, ugyanígy magashegységekben vagy mondjuk a Mojave-sivatagban gyengébben teljesített. A gázturbina fordulatszáma egy nagyságrenddel magasabb volt, mint a dugattyús motoroké, maximális fordulata elérte a percenkénti 46 000-et, azaz kb. 5000-szer fordulna körbe azalatt, amíg ezt a mondatot elolvassuk! A turbina ennél a fordulatnál másodpercenként 800 liter levegőt nyelt be (másfélszer annyit, mint egy mai Forma-1-es autó), sűrítési aránya viszont a többi motorhoz képest igen alacsony, 4:1 volt (a jellemző a szívó benzines autóknál 8-12). További furcsasága volt a gázturbinának, hogy – mivel a felesleges hő a kipufogógázokkal együtt eltávozott, ezért volt a kipufogó olyan forró – nem volt szükség klasszikus hűtőrendszerre, az üzemanyaggal és az égéstermékekkel nem érintkező siklócsapágyaknak köszönhetően pedig elvileg soha nem kellett olajcserét végezni az autón.
A gázturbina nézete a kipufogók felől (Forrás: http://upload.wikimedia.org)
A Chrysler Turbine Car – a gázturbinás járművekhez hasonlóan – elméletileg szinte bármilyen éghető, szivattyúzható (és porlasztható) üzemanyaggal működött. A tervezők az ólommentes benzint, gázolajat, kerozint és a JP-4 (Jet Propellant) jet-üzemanyagot javasolták tankolásra, de az autó emellett tökéletesen működött hagyományos étolajjal, sőt egy – stílszerűen Mexikóban elvégzett – kísérletben gond nélkül elment tequilával is! A tesztek során a legnagyobb problémát az az „apróság” okozta, hogy az akkor Amerikában leginkább hozzáférhető ólmozott benzin – illetve a benne található ólom-tetraetil – viszont tönkretette az érzékeny turbinalapátokat, és nem egyszer fordult elő, hogy a tesztvezetők véletlenül azzal tankolták meg a különleges autót. Az ilyen incidensek ellenére a turbina kimondottan megbízhatónak bizonyult, sok kétkedőt meglepve az 1,1 millió mérföldes (1,7 millió km) próbák idejének mindössze 4 %-ában álltak a prototípusok meghibásodás miatt. A gázturbina a nagy légfeleslegű égésnek köszönhetően nem bocsátott ki szén-monoxidot, kormot vagy elégetlen szénhidrogéneket, ugyanez – illetve a magas égési hőmérséklet – miatt azonban nitrogén-oxid kibocsátása jelentős volt (10-szer annyi, mint egy normál autónak).
Ezek alapján még mindig nem érthető, hogy miért nem vált sikeressé ez a típus, vagy legalábbis miért nem kezdtek hozzá a fejlesztéséhez. A választ nem a tényekben, hanem az emberekben kellett keresni. A Turbine Car hangja a visszaemlékezések szerint olyan volt, mint egy „nagy porszívóé”, és attól féltek, a vásárlóknak nem fog tetszeni. Nagyon kellett vigyázni az üzemeltetésnél, mert amíg fel nem pörgött, a turbina az átlag felhasználó számára furcsán viselkedett; egy indítás utáni padlógáznál a már említett, turbina előtti pillangószelep zárása miatt a még nem üzemi fordulaton járó turbina egyszerűen lefulladt, ez pedig kényelmetlen lett volna a hagyományos motorokhoz szokott vásárlóknak. Tovább nehezítette a helyzetet, hogy a rengeteg fogyasztáscsökkentő megoldás ellenére a turbina fogyasztása átlagban 25 liter volt 100 km-enként (ólommentes benzinből), ami már a 60-as évek Amerikájának fogyasztásra nagy ívben, khm… tevő vásárlóközönségének is sok lett volna. Íme egy korabeli reklámvideó, amin egyebek mellett az autó hangja is hallható.
Bár ízlés dolga, de a Chrysler Turbine Car-t a korabeli lapok és a közönség is szép autónak tartotta, talán nem véletlenül, hiszen a kocsi rajzait az olaszországi Torinóban, a híres Ghia stúdióban skiccelték fel, és a kaszni gyártása is ott zajlott (az összeszerelés viszont már Detroitban, a baloldali képen látható). A kupé felépítésű autó – jó 60-as évekbeli amerikai kocsihoz méltó módon – szervokormánnyal- és fékkel, elektromos ablakokkal, légkondicionálóval, elektromosan állítható egyedi ülésekkel, négyszemélyes kialakításban került volna gyártásba. Az autó dizájnjában igyekeztek mindenhol hangsúlyozni, hogy a vezető nem egy szokványos kocsiban ül. Az első lámpák kialakítása és a kocsi hátulján elhelyezett stilizált gázturbina-motívumok hirdették, hogy ez az autó gyakorlatilag egy „földre szállt vadászgép”. Belül a műszerfal megvilágítása az akkoriban igen szokatlan, elektro-lumineszcencia elvén működő lámpákkal történt (a digitális karórák számlapja is így működik, de a megoldás csak jó 20 évvel később kezdett megjelenni az autókban, mivel fejlett áramátalakítók kellettek hozzá), a vízhőfok-mérő helyére pedig a beszívott levegő hőmérsékletét mutató - 2000 Fahrenheitig, azaz 1100 oC-ig kalibrált - óra került.
Balra a 60 ezerig (!!!) skálázott fordulatszámmérő, jobbra a belépő levegő hőmérséklet-mérője, alul pedig a stilizált gázturbinát formázó kardánalagút, rajta a sebességváltó előválasztó karja, illetve az ablaktörlő és a levegő-befúvás kapcsolói (Forrás: http://assets.hemmings.com)
Hogy elfogadtassák a vásárlóközönséggel, az autót ingyenes tesztek idejére „odaadták” az embereknek (persze előre kiválasztott sofőrökről volt szó). Mintegy 200 jelentkező tehette próbára a Turbine Car-t (köztük két tucat női vezető is).
A Turbine Car gyártási költsége az olaszországi tervezés, szállítás és persze az egyedi hajtáslánc miatt hihetetlenül magas volt, 50 ezer dolláros áron kellett volna árusítani ahhoz, hogy belátható időn belül nyereségessé váljon a forgalmazása. Annak idején ebből 6-7 full extrás Cadillac Eldoradót, vagy 2-3 Ferrari 250 GTO-t, esetleg egy hatalmas luxusvillát lehetett venni Los Angeles legelegánsabb negyedeiben. Ennyit pedig nem lehetett elkérni egy Chryslerért, legfeljebb akkor, ha a Star Trek-űrhajók térhajtóműveivel van felszerelve.
.jpg)
Természetesen egy esetleges sorozatgyártás csökkentette volna a költségeket, de az elemzők szerint a gázturbina – noha ígéretesnek bizonyult – csak nagyon nehezen tudta volna legyőzni a normál motorokat, illetve elfogadtatni magát, a nagy fogyasztás (pláne alapjáraton és „alacsony” fordulaton, amiben élete nagy részét tölti egy autó) miatt pedig nem érte volna meg ilyen kocsit venni akkor sem, ha olcsóbban adnák egy hagyományos autónál.
A Turbine Car fejlesztését ezért 1964-ben abbahagyták. Ezután voltak még kósza ötletek a gázturbina adaptálására a 70-es évek elejéig. Az A-831-es turbina továbbfejlesztett változatát később az 1964-es Plymouth Furyba is beszerelték, sőt, a Dodge Charger prototípusát annak idején ilyen erőgéppel mutatták be. A Turbine Car-on alkalmazott stíluselemek több, ötvenes-hatvanas évekbeli Fordról (a kocsi fara pl. egy az egyben az 1958-as La Galaxie koncepcióautóról) származtak. Nem kell valami romantikus indokra gondolni, a tervezőgárda tagjai ugyanis más autógyáraktól jöttek, és újrafelhasználták saját ötleteiket. Az 5 prototípusból, plusz 50 szériagyártásra kész példányból sajnos mára csak 9 maradt meg, mert a többit a fejlesztés leállítása után bezúzták. Nagy részük múzeumokban pihen, de néhányat gyűjtők vettek meg súlyos összegekért. Természetesen a nagy autógyűjtő showman, Jay Leno is birtokol egy ilyen autót.
Jay Leno saját Turbine Car-jával
Az olajválságok beütése ugyan nem vetett véget a fejlesztéseknek azonnal, de már elkezdte verni a szögeket a gázturbinás autók koporsójába. 1977-ben még bemutattak egy-két Dodge-ot és Chryslert-t az erőforrás módosított, környezetvédelmi szabályozások miatt lefojtott változataival, de az 1979-es második olajválságot már nem élte meg a program.1977-ben leállították, a fejlesztési eredményeket pedig később a katonai járműveknél kamatoztatták.
Balra: Az 1965-ös Dodge Charger koncepcióautó gázturbinával. Jobbra: Az 1977-es Chrysler LeBaron prototípus szintén gázturbinás volt (Forrás: http://www.chrysler300club.com)
Így született meg a híres-hírhedt, „Whispering Death” (Suttogó Halál) becenévre hallgató M1 „Abrams” nehéz harckocsi, amely jelenleg az amerikai hadsereg állományának a gerincét alkotja, és mint ilyen, a világ egyetlen, jelenleg is használt gázturbinás tankja. A harcjárművet mozgató 1500 lóerős Honeywell AGT1500 típusú gázturbinát szintén a Chrysler fejlesztette ki, azaz ha az autógyártásban nem is, a hadászatban kifizetődött a programba ölt rengeteg pénz.
A Turbine Car hagyatéka: az 1500 lóerős M1A1 "Abrams" gázturbinás nehéz harckocsi (Forrás: http://www.armyrecognition.com)
Források:
http://www.turbokart.com/about_chrysler.htm
http://auto.howstuffworks.com/chrysler-turbine-concept-cars2.htm
Dennis Adler és Carroll Shelby – 50 Cars to Drive
További képek forrása:
http://www.classiccarcatalogue.com
http://www.chicagoautoshow.com
http://fuel-efficient-vehicles.org
http://24.media.tumblr.com/tumblr_mche721DgV1ra31o5o1_500.jpg
