Techstory

Friss topikok

Címkék

1. rész (12) 10s (13) 1800s (10) 1900s (6) 2. rész (13) 2000s (5) 2010s (5) 20s (12) 2T (1) 3. rész (5) 30s (16) 4. rész (5) 40s (16) 5. rész (3) 50s (17) 6. rész (2) 60s (22) 7. rész (2) 70s (19) 80s (10) 90s (9) ABM (2) amerika (18) AN/ASG-18 (2) APU (1) atom (6) Ausztrália (4) autó (14) baleset (1) bányadömper (1) bejelentés (1) bombázó (2) bomber gap (2) breaking (2) Cheyenne (2) cirkáló (4) Convair (1) Convair Model 200 (2) csatacirkáló (4) csatahajó (9) Dél-Amerika (2) dízel (11) elektronika (6) elfogóvadász (5) ELINT (2) EORSAT (2) erőgép (1) Európa (29) EWR Sud (2) F-103 (1) F-108 (1) felderítőhajó (1) film (2) fly by wire (1) Forma-1 (2) forrás (1) Franciaország (4) GAR-1 Falcon (1) GAR-9 (1) gázturbina (15) gőz (22) gőzturbina (18) GyártásTrend (12) hadtörténet (31) hajó (36) hajókatasztrófák (2) harci gép (8) helikopter (3) hidegháború (7) Iowa osztály (7) Japán (4) játék (1) kamion (7) Kanada (5) katasztrófa (6) Kémhajó (1) képek (3) Kirov (4) kompaund helikopter (1) Közel-Kelet (1) Közép-Amerika (1) közlemény (6) legénység (3) léghajó (3) legkedvesebb hajóim (13) légvédelem (4) live (1) Lockheed (2) löveg (2) maglev (1) Magyarország (2) MAN Turbomotoren (2) MiG-19 (1) Montana (1) MTU (1) műhold (2) Németország (11) North American (2) Olaszország (1) olvasói (3) Oroszország (5) páncélzat (3) radar (9) rakéta (10) reaktor (2) Republic Aviation (4) repülő (13) Road Train (5) Rockwell (International) (2) Rolls Royce (3) RORSAT (2) SAGE (2) SATS (1) Sea Control Ship (2) SM-30 (1) sorozat (39) special (18) STOL (2) stratégia (2) Super Yamato (1) Svájc (1) Svédország (1) szállítás (1) szonár (3) SZU (13) techstory (36) tengeralattjáró (7) Thrust Augmenter Wing (1) top (1) top5 (2) torpedóvédelem (1) történelem (16) tűzoltó (1) tűzvezetés (7) üdvözlet (1) UK (27) US-A (2) US-P (2) USA (49) VAK 191 (3) VFW (3) világűr (2) villamos (4) VJ 101C (2) vonat (15) VTOL (3) XFV-12 (2) XJ-99 (2) YF-12 (1) ZELL (2) Címkefelhő

HTML

Vaskerekű erőművek II. - gázturbinás mozdonyok és motorvonatok 6. rész

2014.08.13. 23:32 walter sobchak

Komolyan, nem igaz, egy hete megírtam a posztot, és amikor fel akartam tenni, a fele elveszett (pedig ugye automatikusan menti). Ne haragudjatok, de úgy elment a kedvem, hogy mostanáig tartott, míg "kihevertem", és újraírtam a hiányzó részeket (ugye Wordben írom meg, de egy-két dolgot csak itt teszek hozzá - ezek vesztek el). Következzen tehát az utolsó rész.

A gázturbinás mozdonyok utolsó tárgyalt típusáról, a gázgenerátoros turbinával felszerelt lokomotívokról még nem esett szó. Sajnos ez az eljárás – noha a gázturbinás hajtástípusok közül elsőként ezzel kísérleteztek – nem terjedt el igazán, csak néhány prototípusról és rövid életű mozdonyról tudunk.

A fenti gifen látható a szabaddugattyús gázturbina működése. A hajtókar és forgattyústengely nélküli dugattyúk egyik fele beszívja a gázkeveréket, majd az az égéstérbe kerül (ehhez túlnyomásosnak kell lennie), ahol a következő "félfordulat" alatt összesűrűsödik. Az alsó holtpont közelében, begyullad a keverék, és visszalöki a dugattyút, amely aztán a felső holtpont előtt szabaddá teszi a kipufogónyílás(oka)t és a gázkeverék eltávozik. A kipufogógázok munkája azonban csak most kezdődik: az égéstermékekkel hajtják meg a tulajdonképpeni gázturbinát, amelynek így nem kell saját égőtér és kompresszorfokozat. A szabaddugattyús motor mindig kétütemű, és ahhoz, hogy a munkafolyamatot fenntartsuk, valamilyen feltöltővel a légkörinél nagyobb nyomású levegővel kell táplálni (csak így tud a beszívott levegő benyomulni az égéstérbe). Azt, hogy a dugattyúk a felső holtpontról visszatérjenek, a felettük levő zárt gáztér segíti elő, amely ilyenkor légrugóként működik. A szabaddugattyús motor tehát (általában) mechanikai munkát nem végez, csak a gáz előállításáért felel, ezért is hívják gázgenerátornak. Annak ellenére, hogy ez a gép nem forog (Ember tragédiája, értitek), mégis van fordulatszáma (frekvenciája): egy fel-le (balra-jobbra) ütem jelent egy fordulatot. Azt, hogy a motor ne fulladjon le (ti. nincs lendkerék, nem is lehet) a dugattyúk nagy tömege (tehetetlensége) biztosítja. A képen látható gép egy ellendugattyús fekvőhengeres változat, de vannak szimpla egydugattyúsak, és persze többhengeres, illetve álló kivitelű változatok, sőt, még ennél is ritkább alfajok is, de az már nagyon elütne a témától :), aki akar, nézzen utána. :)

GEM_V31_I1_Jan_1996_15-1.jpgSterling-gyártmányú kétütemű, négyhengeres (8 dugattyús) ellendugattyús dízelmotor. Hengerűrtartalma 2,5 liter, teljesítménye 125 lóerő 1800-as "fordulat"számon. Ja igen, 1937-et írunk :). Azért nem rossz, igaz? Lent: az ábra a szabaddugattyús motorok nyomás és térfogatviszonyait mutatja a különböző ütemekben.
(Forrás: http://www.gasenginemagazine.com/gas-engines/crankless-opposed-piston-high-speed-diesel-engine.aspx)

d91826da8c427cecffff8071a426365.jpg

A gázgenerátoros hajtást azért gondolták megfelelőbbnek a vasúti használatra más gázturbinás típusoknál, mert így kiküszöbölhető lett volna a már többször is említett, alacsony sebességen mutatott gazdaságtalan működés. Mivel a szabaddugattyús motor által hajtott turbinának nincs nagy teljesítményigényű kompresszora, hanem a gázgenerátorból – ami legtöbbször egy viszonylag kisméretű belső égésű dugattyús motor – kiáramló gázok hajtják meg a turbinakereket, nem kell számolni annak kis fordulatszámon jelentkező hátrányaival. A bonyolult felépítés, a kiforratlanság, valamint a dízel- és villanymozdonyok elterjedése azonban ezeknek az érdekes hajtású mozdonyoknak a sorsát is hamar eldöntötte.

Franciaország    

d91826da8c427cecffff8051a426365 (1).jpg

A legkorábbi kísérletek már a 20-as években megkezdődtek; az első mozdony 1933-ban készült el, ám a kísérlet nem jutott el a sorozatgyártásig. A francia Renault gyár által az 50-es években épített első próbamozdonyban a gázturbinát egy egyhengeres, ellendugattyús, kétütemű, szabaddugattyús dízelmotor hajtotta, a nyomaték aztán kétfokozatú sebességváltón keresztül jutott el a tengelyekhez. A gépezetet az olasz Pescara gyártotta, amely élen járt a gázgenerátoros turbinák gyártásában, és rengeteg különböző járművet épített ilyen hajtással (hajó, mozdony, traktor, de pl. áramtermelő- és fűtőerőművek is). A fenti képen (modellként) látható furcsa kinézetű "magas homlokú" gép teljesítménye 1000 lóerő volt. Apró érdekesség, hogy 4. részben említett szovjet gázturbinások főgépeinek megépítése csak azután vált lehetségessé, hogy ennek a mozdonynak a terveit sikerült khm... lemásolni :).

1959-ben elkészült a továbbfejlesztett, hattengelyes, 2400 lóerős változat. A CC-80000 sorozatszámot kapott, "Belphégor" becenevű mozdonyokat több vasútvonalon is kipróbálták, ám nem váltak be, így 1965-ben sima dízelmozdonnyá alakították át őket (két darab 1500 lóerős Pielstick motort kaptak).

11d4a81ba1cf2765ffff8154a426365 (1).jpg

Tót atyafiak - a csehszlovák gázturbinások

A korábbi Csehszlovákiában az 50-es, 60-as években foglalkoztak behatóbban a gázturbinák ilyen használatával, melynek eredményeként két mozdony is készült. Az első TL659-001-es mozdony 1958-ben lett kész. 3500 lóerős gázturbináját egy Tatra T111-es teherautó V12-es, léghűtéses dízelmotorja segítette. A gyáron kívüli tesztek 1959-ben indultak meg, melynek keretében 6500 tonnás vonatot is továbbított a mozdony. Ez azonban annyira megterhelte a gázturbinát, hogy végül kigyulladt, ezzel a próbagép végzetét okozva. A második, 002-es példány 1960-ban hagyta el a gyár kapuit, és sikeres tesztüzem után üzembe is állt a Csehszlovák Vasutaknál (ČSD). A konstrukció azonban megbízhatatlannak bizonyult, így 1966-ban el is búcsúzott tőle a vasúttársaság; a gépet a Zsolnai Műszaki Egyetemnek adták el, ahol meghajtó rendszere oktatási célokat szolgált. Néhány év múlva azonban innen már a bontóba vezetett az útja. Noha a gépek kudarcnak bizonyultak, a mai napig az egyik legerősebb, mechanikus erőátvitelű mozdonyoknak számítanak a világon (sajnos az alábbi képnek nem tudom, ki a forrása).

Cseh.png

Egyéb tervek - Svédország, USA és Anglia           

Svédországban a Gotaverken is készített gázgenerátoros szabaddugattyús turbinát. Itt egy kétütemű, egyhengeres, ellendugattyús dízel által termelt kipufogógázok forgattak meg egy turbinát, ami a hajtott tengelyeket fogaskerekeken, forgattyústengelyeken és csatlórudakon keresztül mozgatta. A turbina nagy fordulatszáma miatt kettős fordulatszám-csökkentő áttételt kellett alkalmazni. A 3 hajtott tengelyű gép teljesítménye 1300 lóerő volt.

Gotaverken.png
40-es, 50-es években kósza kísérletek zajlottak a korábban az UP-nél már említett szénportüzelés megfelelővé tételére. A fő probléma itt a széndarabok és az égési hamu turbinalapátokra gyakorolt káros hatása volt. Néhány teszt elvégzése után azonban a fejlesztőcég abba is hagyta a próbálkozást. Amerikában a háború után egy olajtüzelésű gázturbinát alakítottak át szénporüzemre, de ismeretlen okok miatt aztán 1946-ban fejlesztési eredményeket eladták London, Midland & Scottish Railway-nek, a későbbi fejlemények nem ismertek.                                     

800px-Gas_turbine_locomotive_1149.jpgAz United States Army Corps. kísérleti gázturbinás mozdonya 1952-ből. A csatlórudas tolatómozdony középső két tengelyét összesen két darab 150 lóerős gázturbina hajtotta (tengelyelrendezés 1'B1').
(Forrás: http://en.wikipedia.org/wiki/Gas_turbine_locomotive)

1952-ben egy érdekes elgondolást dolgozott ki két brit mérnök, Robertson és Sampson. A tervet egyébként az angol energiaügyi minisztérium rendelte meg egy kísérleti szénportüzelésű gázturbinás mozdony megépítéséhez. A koncepció nagyban különbözött minden addigi- és azutáni alapelvtől. A szénport egy égéstérben égették volna el, majd az így keletkezett forró gázok egy hőcserélőn keresztül adták volna le a hőt egy külön hőtartályban levő sűrített levegőnek. A forró levegőt ezután (a gázturbinához hasonlóan) egy fúvókán keresztül nagymértékben felgyorsították volna, az pedig meghajtotta volna a turbinakereket; ezzel, hogy az égéstermékek nem érintkeznek a turbinalapátokkal, kiküszöbölték volna azok erózióját. A mozdony, amibe tervezték, egy hattengelyes, 1800 lóerős, 120 tonnás, és 115 km/h sebességre képes, mechanikus meghajtású egység lett volna, Parsons gyártmányú gázturbinával. A gépbe kétfokozatú sebességváltót is terveztek, az első fokozat tehervonatokhoz, a második könnyű gyorsvonatok vontatásához lett volna használatos. Sajnos a kísérletből mozdony nem, csak egy kisméretű modell lett, ami Glasgow-i Közlekedési Múzeumban tekinthető meg. 

A sugárhajtású mozdonyok

jet.jpg

Akárcsak a gőz- dízel- és villanymozdonyok között, úgy a gázturbinások körében is akadtak olyan próbálkozások, amelyek még ezen a szegmensen belül is ritkának és érdekesnek számítottak. Néhány már említésre került ezek közül, de biztosan nem voltak olyan figyelemreméltóak, mint a most következő néhány példány.

A 70-es, 80-as években a Vasfüggöny mindkét oldalán próbálkoztak az utazósebesség drasztikus emelésével, anélkül, hogy különösebben nagy és erős mozdonyokat kelljen drága pénzekért kifejleszteni. Az akkoriban már a repülésben is egyeduralkodó gázturbinás sugárhajtóműveket előtte nem próbálták vonatokba beépíteni biztonsági, és gazdaságossági megfontolásokból (bár az okok kitalálásához talán nem is kell különösebb képzettség :D), de a 60-as évek végén sor került erre is. A előbbieknek megfelelően a jet-vonatokra példákat mind az USA-ban, mind a Szovjetunióban találhat(t)unk; bár őszintén szólva én nehezen hiszem, hogy ezeknek a polgári alkalmazását valaha is komolyan fontolgatták volna. Mivel a két oldal csak néhány év különbséggel kezdte el a próbálkozást, talán inkább csak egy "vasúti űrversenynek" lehetett tanúja az akkori világ.

New York Central „Black Beetle”

weird-jet-train.jpg

"A vágány mellett tessék vigyázni!" :)
(Forrás: http://thecontaminated.com/m-497-jettrain/)

Amerikában 1966-ban, a New York Central Railroad kísérletezett egy turbojet-hajtóművel felszerelt motorkocsival. Az egyetlen tesztpéldány alapja egy, a vasutaknál szolgáló RDC-3-as típusú dízel motorkocsi volt (így néz ki egyébként - nem, a Pénzvonatban nem ez van :D). Az átépítés költségvetése elég szűkösre volt szabva, ezért kizárólag használt, illetve más típusokról beszerezhető alkatrészekkel dolgoztak. A motorkocsi elejére, a vezetőállás fölé, egy tartópilonra került a két darab General Electric J47-19-es, összesen 46 kN tolóerőt szolgáltató sugárhajtómű, amelyeket egy leselejtezett Convair B-36-os nehézbombázóról szereztek (a hajtóművek érdekessége, hogy egy módosított változatukat tervezték használni az atommeghajtású repülőgépeken). A motorkocsi ezen felül áramvonalas orrburkolatot is kapott, valamint fekete fényezést, ami miatt ráragadt a „Black Beetle” (Fekete Bogár) becenév. A kocsit az indianai Butler és az ohiói Stryker városok közötti nyílegyenes – egyébként menetrend szerinti vonatok által használt – pályán próbálták ki, úgy, hogy azon semmilyen változtatást nem eszközöltek előtte. A Fekete Bogár az egyik alkalommal ezen a módosítatlan pályán érte el a hihetetlen 296 km/h-s (!!!) sebességet, ami ebben a műfajban azóta is világrekord. A próbaüzem ezen felül értékes tapasztalatokat szolgáltatott a nagysebességű pályák építéséhez. Az elért eredmények ellenére persze a sugárhajtású vonatból nem lett semmi végül; egyszerűen túl veszélyes lett volna polgári használatra, a kényelmetlenségről és a tetemes fogyasztásról nem is beszélve, arról meg végképp nem, hogy akkoriban még nem is voltak olyan pályák (kb. sehol a világon), amelyek alkalmasak lettek volna ekkora sebességre. A motorkocsit tehát a New York Central visszaalakíttatta, a projektet pedig lefújta. A tesztpéldány eredeti formájában 1984-es selejtezéséig közlekedett.

Alább egy videót láthattok a vonatról. Őszintén szólva engem ezekkel az egyik oldalt megcsinált, másik oldalt lecsupaszított vezetőállásokkal a Mógus professzor-Voldemort "párosra" emlékeztet a gép. Még mielőtt valaki kételkedni kezdene, nem, valószínűleg ezen a videón nem 290-nel megy.

SVL szovjet sugárhajtású motorkocsi

A szovjetek valamivel később, 1970-ben láttak hozzá egy hasonló működési elvű vonat megépítéséhez. A motorkocsi hajtóműve az elején, szintén pilonokon elhelyezett két darab Ivcsenko AI-25-ös, összesen 34 kN tolóerejű (low-bypass) kétáramú gázturbinás sugárhajtómű volt, melyeket a Jak-40-es kisméretű sugárhajtású repülőgépek, illetve az L-39 Albatros vadászgépek is használtak.

jet_train.jpg

Kövezzetek meg, de echte 3-as metró :)
(Forrás: http://englishrussia.com/2007/04/10/russian-jet-train-and-ship/)

A motorkocsi maximális sebessége 255 km/h volt, tehát hasonló menetteljesítményekkel büszkélkedhetett, mint amerikai társa. A projekt alapja egyébként egy szovjet ER22-es motorkocsi volt, amely természetesen némi aerodinamikai módosításon ment keresztül. A nagysebességű, felsővezetéket nem igénylő sugárhajtású motorkocsival egyébként a világ leggyorsabb távolsági expresszvonatait (Trojka-expressz) szerették volna elindítani a szovjetek (ha sikerült volna, megelőzték volna a franciákat :), igaz, a japánokat nem). Közelebbről nem ismert okok miatt aztán ebből a próbálkozásból se lett semmi, a vonatot félreállították, rozsdás maradványai a mai napig egy orosz gyár területén láthatók. Egyébként a szovjetek ekkoriban egy Tu-134-es hajtóművekkel felszerelt, 100 km/h sebességre képes szárnyashajóval is próbálkoztak, de tudtommal az sem jutott tovább a tesztelésnél. Az SVL-nek nemrég az oroszországi Tver városában emléket is állítottak.

A gázturbinás vasúti hajtás értékelése

Mint látható, viszonylagos ismeretlensége ellenére akadtak példák bőven mind a gáz-, mind a gőzturbina használatára a vasúti vontatásban. Ezzel az óriássorozattal az volt a célom, hogy a téma iránt érdeklődők könnyebben hozzáférhessenek az ezen hajtásokról szóló anyagokhoz, mert kicsi, de igazán fontos és legfőképpen tanulságos részei voltak a vasút- és technikatörténetnek.

4_1.jpg

A szintén ismeretlen magyar gázturbinás mozdony- és motorkocsi-tervekkel egy külön fejezet fog majd foglalkozni, ha megfelelő forrásokat találok. Még a blog indulása előtt Soltész Józseffel, a Közlekedési Múzeum volt főmuzeológusával beszéltem, ő javasolta a témát, amiből kész is lett néhány oldal. Sajnos Soltész úr idén februárban meghalt, így az írást majd az ő tiszteletére készítem el, kicsit komolyabb terjedelemben.

Források:

http://www.freikolben.ch/

http://en.wikipedia.org/wiki/Gas_turbine_locomotive

Popular Science 1957. szeptember

http://www.free-piston.eu/

További képek forrása:

http://www.iridetheharlemline.com/2014/04/11/jets-and-atoms-powering-bizarre-trains/

http://englishrussia.com/2007/08/23/soviet-jet-train-some-more-history/

http://en.wikipedia.org/wiki/Free-piston_engine

http://englishrussia.com/2014/05/26/abandoned-and-rusty-soviet-turbo-jet-train/

A bejegyzés trackback címe:

https://techstory.blog.hu/api/trackback/id/tr96536067

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

Rocko- 2014.08.14. 10:23:53

a Black Beetle-ről nekem inkább Darth Vader jutott eszembe, de az SVL, az tényleg Metrovagonmas kinézetű. tuti nem az? :)

NAR 2014.08.19. 11:43:02

Annak a gázgenerátoros hajtásnak elég borzalmas lehetett a hatásfoka, nem?

walter sobchak 2014.08.19. 16:59:29

@NAR: Valószínűleg nem volt jobb, mint a sima gázturbinának, ráadásul sokkal bonyolultabb volt. A gázturbináknak ugye az egyik előnye, hogy a rosszabb minőségű üzemanyagok miatt nem baj, hogy nem olyan jó a hatásfoka, illetve hogy kevesebb mozgó alkatrészt tartalmaz, mint egy dízelmotor. Ezek az előnyök itt elvesztek.

Proctor 2014.08.26. 00:06:05

Kar, hogy csak addig ertem a cikket, hogy elszállt a Word. :D

GOLAZ111 2014.08.30. 22:12:49

Az orosz motorkocsi nagysebességre való forgóvázak és vagonok próbáihoz épült valójában. Az utasszállítás csak propagandaötlet volt.

walter sobchak 2014.08.31. 08:37:08

@GOLAZ111: Ezt nem tudtam. Erről tudsz bővebbet? Nem nagyon írnak róla.

GOLAZ111 2014.09.07. 00:42:03

@walter sobchak: Az "Egykori szovjet mozdonyok és vasutak" index.forumon írtak róla.

Komojtalan 2014.09.21. 18:38:03

Ahogy sejteni lehetett teljes csőd lett a vége, mint az autóiparban a Wankel motornak. Jó-jó, de valamiért használhatatlan :-). A Mazda még próbálkozgat, de a RX8 volt az utolsó Wankel motoros autó egyenlőre.

walter sobchak 2014.09.21. 21:05:51

@Komojtalan: Hát igen, bár a gázturbinák azért enyhén szólva sikeresek egy-két területen. A Wankelek meg - főleg, hogy ugye a versenysportból is ki lettek tiltva - még az autózás területén hasítottak a leginkább, és most ott is jegelve lettek. Reméljük, csak ideiglenesen. Na nem mintha belátható időn belül terveznék Wankeles új autót venni. :D

Benoke2 2014.09.23. 07:35:22

Már csak egy probléma van, nevezetesen ki vagyunk éheztetve egy új cikkre. Mar több mint egy hónapja nem jött új. Ez valami szörnyűséges. Mikorra várhatjuk a következőt?

walter sobchak 2014.09.23. 11:07:32

@Benoke2: Parancsolj :)

www.gyartastrend.hu/nyarimuszak/cikk/rakomany__1_darab_ursiklo

www.gyartastrend.hu/cikk/hi_tech_gozmozdonyok__gozvontatas_napjainkban

Új cikk a Gyártástrenden pénteken lesz, a lemilre is készül az új nagytéma. A többire mostanában nem volt időm, suli, meló, költözés van napirenden.

B-road · http://szetbaszazideg.blog.hu 2014.09.27. 18:37:47

@walter sobchak: udv, kosz a linkeket. szerintem ide is lehetne egy-egy ajanlo-posztot kitenni, en nem szoktam napi renszeresseggel csekkelni a tobbi blogot, de ide azert mindig benezek vagyakozva, remenykedve! :)

walter sobchak 2014.09.27. 19:38:04

@B-road: Holnap vagy legkésőbb holnapután új poszt jön. És köszönöm a sok érdeklődést, nem is gondoltam volna, hogy ennyien olvastok :).