(Köszönet a kommentelőknek, akik felhívták a figyelmem néhány dologra, amelyeket kihagytam a gázturbina hátrányainak felsorolásából. A hiányosságot alább pótolom.)
A gázturbina meghajtású kísérleti autók sorát a Rover nyitotta meg, JET 1 - másnéven T1 - prototípusával, melyet további három személyautó és egy többször módosított versenykocsi követett. A hajtásmód pozitív oldala - az egyszerű felépítés, megbízható működés - mellett azonban nem tudták megoldani a drága, precíz megmunkálást követelő alkatrészek gyártásának olcsóbbá tételét, a 800-850 Celsius fokos üzemi hőmérsékletet, amely különleges ötvözetek felhasználását tette szükségessé. A magas fogyasztás problémáján látszólag sikerült ugyan úrrá lenni, ám a gázturbina üzemanyag felvétele az amúgy is a benzinmotorénál magasabb normál fogyasztás nyolcszorosára is felugrott bizonyos körülmények közt.
Végül az angolok a hatvanas évek közepére felhagytak a kísérletezéssel.
Ám a Rover autójának bemutatása idején már a Csendes-óceán túlpartján is lázas fejlesztések folytak. A Boeing például egy kisméretű gázturbináját beépítette egy Kenworth teherautóba, ám erről sokkal többet nem lehet tudni, s a prototípusról sem hallott azóta senki.
Az autógyártók közül elsőként a General Motors prototípusa, az XP-21 Firebird mutatkozott be, 1953-ban. A GM-nél már a harmincas években terveztek gázturbinát, ám az elméletet egy Emmett Conklin nevű férfiú ültette át gyakorlatba. Conklin a húszas évektől dolgozott a GM-nek mint tesztsofőr, majd majd nem sokkal később már a tesztelések felügyeletét látta el. A második világháború alatt repülőgépmotorok ellenőrzését végezte, s valószínüleg itt ismerkedett meg a gázturbinával is.
Nem véletlenül bízták hát rá a háború után a Firebird fejlesztésének irányítását. Az XP-21 kód alatt készülő kocsi karosszériáját Harley Earl, a GM dizájn guruja álmodta meg. A formaterv a csonka szárnyakkal és függőleges vezérsíkjával egyértelműen a rakétákat idézte. Az üvegszálas műanyag karosszériában egyetlen ember foglalhatott helyet,
egy repülőgép pilótafülkét idéző buboréktetejű kabinban. A meghajtásról a Whirlfire Turbo-Power GT-302 jelű gázturbina gondoskodott, amelynek 375 lóerős teljesítményét egy kétfokozatú erőátvitel közvetítette. A brutális erőhöz dobfékek társultak melyeket szokatlan módon a keréktárcsa külső részén helyeztek el a jobb hűtés érdekében.
A Firebird az '53-as Motorama kiállításon mutatkozott be, a General Motors többi jövőautója közt, s talán mondani sem kell, mennyi látogatót vonzott magához. Az autó tesztelését természetesen maga Conklin kezdte meg az indianapolisi versenypályán. A kocsit egészen 100 mérföldes (kb. 163 km/h) sebességig gyorsította, majd második fokozatot kapcsolt. Ekkor a felszabaduló hatalmas nyomaték miatt a gumik elvesztették tapadásukat, s Conklin a következő pillanatban állóra fékezte a megvadulni
készülő járgányt. "Túl öreg vagyok én már ehhez!" morogta válogatott szitkok között, miközben valószínűleg igencsak leizzadva kikászálódott az autóból. Szerencsére hamar sikerült leszerződtetni a kétszeres Indy győztes, rettenthetetlen Maury Rose-t, akivel folytathatták a teszteket.
1953 General Motors XP-21 Firebird I (Forrás) |
1953 General Motors XP-21 Firebird I (Forrás) |
Sugárhajtásúak egymás között... (Forrás) |
Bár sebességi rekordot nem állított fel a Firebird I, azt bebizonyította, hogy a gázturbina életképes szerkezett. Ezen felbuzdulva, Conklinék belevágtak a továbbfejlesztett Firebird II megépítésébe. Az 1956-ban bemutatott kocsi elődjével ellentétben kifejezetten családi használatra tervezett, négyszemélyes jármű volt. A titánból készült, szintén Harley Earl tervezte karosszéria alatt egy módosított Whirlfire GT-304 gázturbina dolgozott, 200 lóerős teljesítménnyel. A turbina immáron hőcserélőt is kapott, amelynek révén csökkent a kibocsájtott gáz hőmérséklete és a fogyasztás is - igaz az utóbbi soha nem volt publikus adat... A kocsi mind a négy keréken független felfüggesztést és tárcsafékeket kapott, a "jövő praktikus családi verdája" imidzsnek azonban némileg ellentmond az a tény, hogy
a gyújtógyertákat csak a motor kiemelésével lehetett cserélni. Külön érdekessége, hogy
az autó képes volt saját magát vezetni egy irányító rendszer segítségével, amelyet az aszfaltba helyezett vezeték kontrollált. Hasonló rendszerekkel - az aszfaltba süllyesztett jeladó és a kocsiba szerelt vevő és irányító egység - játszadoznak a mérnökök napjainkban is...
1956 General Motors Firebird II (Forrás) |
1956 General Motors Firebird II (Forrás) |
1956 General Motors Firebird II (Forrás) |
Az utolsó, Firebird III koncepció 1958-ban jelent meg, elődeihez hasonlóan ez is a Motorama roadshow-n. A rakéta-fetisiszta Harley Earl nagyot alkotott a Firebird III-al; a karosszériát szélcsatorna tesztek alapján alakították ki, számtalan szárnyacskát és vezérsíkot kapott. Ha Firebird II a jövő családi autója, akkor a kétszemélyes Firebird III a jövő sportkocsijának szerepét játszotta el. A kasztni itt is titánból készült, alatta pedig nemcsak egy 225 lóerős Whirlfire GT-305 turbina, de egy 10 lóerős, kéthengeres
dugattyús motor is helyet kapott. Ez utóbbi a számos beépített hidraulikus és elektronikus kütyü energiaellátásról gondoskodott; a kocsiban volt Cruisecontrol sebességtartó rendszer, légkondi, blokkolásgátlós fékrendszer, sőt, még a repülőgépekről
származó fékezőlapátok is helyet kaptak. Emellett természetesen beépítették a Firebird II önirányító Autoguide rendszerét is. További különlegesség volt a szintén a repülőipartól ellesett elektromos fly-by-wire rendszer, ami Unicontrol néven került beépítésre. Ennek leglátványosabb eleme a joystick formájú kormány volt. Ez a megoldás, a bowden nélküli, vezetékes irányítórendszer, a drive-by-wire az utóbbi években kezdett széleskörben elterjedni, első autós alkalmazása azonban a Firebird III sugárhajtású kocsiban történt, 1958-ban!
Egy kép a jövőből: 1958 General Motors Firebird III (Forrás) |
1958 General Motors Firebird III (Forrás) |
A General Motors gázturbinás kísérletei ezzel nagyjából véget is értek, a Firebird prototípusok leginkább csak a Motorama kiállítás látványosságai voltak, show-autók, nem valódi kísérletek a piaci bevezetésre.
Harley Earl és az ő Tűzmadarai (Forrás) |
Nem így járt el a Chrysler, amely cég a kezdetektől fogva nagyon komolyan vette a fejlesztést, és a gázturbinás hajtást a tömegeknek szánta.
A dolog a második világháborúig vezethető vissza, amikor is a Chrysler konszern tevékenyen részt vett, többek között repülőgépmotorok és gázturbinák fejlesztésében. 1945 után a cég még négy évig dolgozott a hadsereg számára, s ez idő alatt, majd később is, a háborús tapasztalatokon edződött mérnökök munkálkodtak a személygépkocsiba építhető sugárhajtóművön is, James C. Zeder, majd ifj. George J. Huebner irányításával, George F. Stecher tesztsofőr segédletével. Kilenc évnyi fejlesztőmunka után végül 1954-re készült el a személyauóba beépíthető, első generációs Chrysler gázturbina. Ez a 100 lóerős szerkezet már a kezdetektől fogva rendelkezett hőcserélővel, amely nem csak a kiáramló 650 Celsius fokos gázt hűtötte 260 Celsiusosra, hanem a forró levegőt visszavezetve a turbinába, javította annak hatékonyságát és csökkentette az üzemanyagfogyasztást. A kísérleti turbinát egy normál '54-es Plymouth Savoy Coupé kasztniba szerelték és mutatták be április 7 és 11 között a new yorki Waldorf-Astoria Hotelben. A fényes bemutató során azonban nem rejtették véka alá a nehézségeket sem, amelyekkel szembe kellett nézni: a különleges anyagok - nikkel alapú szuperötvözetek - alkalmazása és a bonyolult gyártás miatt a költségek még igen magasak voltak.
A turbina egy Plymouth orrában (Forrás) |
1954 Plymouth gázturbinás kísérleti kocsi próbája (Forrás) |
Ennek ellenére 1955-ben elkezdék a turbina tartóssági tesztjét Detroitban, egy másik Plymouth karosszériába szerelve, szigorú titokartás mellett. A dolgok olyan jól alakultak, hogy egy évvel később egy sztenderd négyajtós Plymouth Sedan autóban cross-country, vagyis az országot átszelő túrára küldték a hajtóművet. Az autó 1956 március 26-án indult a new yorki Chrysler Building-től és négy nappal, valamint 4860 km-el később
a los angelesi városháza elé. A járgányt útközben mindössze két alkalommal kellett szervizelni: egyszer a hajtó áttétel csapágyát, egyszer pedig a levegő beömlő egy
részét kellett kicserélni - maga a turbina azonban gond nélkül működött, miközben egész barátinak mondható 18 literes átlagfogyasztást produkált.
1955 Plymouth gázturbinás kísérleti kocsi, valahol Detroitban (Forrás) |
1956 Chrysler-Plymouth Turbine Special - keresztül az USA-n (Forrás) |
A tapasztalatok alapján a turbina és az erőátvitel gördülőcsapágyait siklócsapágyakkal váltották fel és egyszerűsítették a kezelést, amely már jobban hasonlított egy dugattyús motoros autóéhoz. A turbina fejlesztésében a legfontosabb szerepet a minél hatékonyabb működés és a lehető legolcsóbb előállítási költség elérése jászotta. Ezért mintegy ötven példány készült az első generációs kísérleti Chrysler turbinákból, melyeket a legkülönfélébb körülmények között teszteltek. A tapasztalatok alapján készítették el a mérnökök a
1958 végére második generációs gázturbinát, amely sokkal hatékonyabb működés mellett - a hőcserélő 90, míg a kompresszor 80 százalékos hatásfokot ért el -
jóval olcsóbb lett, a kevésbé drága anyagok felhasználása miatt. Így a turbina eredetileg 1500 dolláros előállítási költsége jelentősen csökkent, ám még így is messze volt a sorozatgyártásra alkalmas tételtől. A 200 lóerős erőforrással szerelt Plymouth Turbine Special - amely, akárcsak korábbi társai egy enyhén módosított szériakasztnit kapott - 1959 elején egy 927 kilométeres tesztutat tett meg New York és Detroit között.
1959 Plymouth Turbine Special (Forrás) |
A cég végül 1961-ben indított mindent átfogó támadást a potenciális vevők megnyerése érdekében. Ekkor mutatták be a harmadik generációs CR2A erőforrást,
amely elődeihez hasonlóan képes volt bármilyen dízelolaj, ólmozatlan benzin és repülőbenzin üzemanyagokkal működni, 140 lóerős teljesítmény és brutális, 508 Nm-es forgatónyomaták mellett. A hajtóturbina 45.700 fordulat / perc-et pörgött, amelyet egy csökkentő áttétel 5360-as fordulatszámra redukált.
Az első turbinánál jelentkező 7 másodperces gyorsítási lyukat - ami a gázpedál lenyomásától a turbina működési sebességének elérésig tartott - két szekundumra
csökkentették.
Az első demonstrációs jármű a Chrysler Turboflite egy vérbeli álomautó volt, ajtónyitásra automatikusan felnyíló üvegtetővel, gigantikus hátsó légterelő szárnnyal,
ami a hatvanas évek izomautóit előlegezte meg, valamint elektrolumineszcens belső világítással. A Ghia építésű prototípus vonzotta a látogatókat, akik a Chrysler
standon a közvetlen szomszédságában találták az ugyanazzal a jövőbe mutató motorral szerelt, ám teljesen hagyományos formájú Plymouth szedánt és egy még földhözragadtabb Dodge 2.5 Ton Pickupot, aminek orrában úgyszintén a CR2A turbina sivított. A trió bejárta szinte az összes autókiállítást a világon és elismerést szerzett a Chrysler mérnökeinek, közöttük is elsősorban a projektet vezető ifj. George J. Huebnernek, aki 1962 márciusában kitüntetés vehetett át az Amerikai Mérnökök Szövetségétől kiemelkedő munkájáért.
1961 Chrysler Turboflite (Forrás) |
1961 Chrysler Turboflite (Forrás) |
1961 Chrysler Turboflite (Forrás) |
1960 Plymouth gázturbinás kísérleti autó (Forrás) |
1960 Dodge 2.5 Ton Pickup gázturbinával (Forrás) |
Ekkoriban már az utakon járt több tucatnyi - a források 50-75 példányt említenek - DodgeTurbo Dart és Plymouth Turbo Fury kocsi. A Dodge Turbo Dart modellel még '61 végén végrehajtottak egy ötezer kilométeres átkelést New York és Los Angeles között, s mindenki megdöbbenésére az autó nemcsak hogy kibírta az sokszor szélsőséges időjárási viszonyokat, de végül kisebb üzemanyagfogyasztást produkált, mint az őt kísérő
normál motoros kocsik. Ekkor döntötték el a Chrysler vezetői, hogy széleskörű, nyílt tesztnek vetik alá motorjukat. 1962-ben még egy erőpróbának vetették alá a CR2A turbinát: egy Dodge teherautóba szerelve kellett nehéz terepen, súlyokat cipelve helyt állnia, 1963-ra pedig elkészült a negyedik generációs A-831-2 jelű turbina.
Ikrek: 1961 Dodge Turbo Dart és Plymouth Turbo Fury. Közöttük Huebner (Forrás) |
1962 Dodge Turbo Truck teszt közben (Forrás) |
A különleges alkalomra egy 55 darabos limitált modellt, a Chrysler Turbine Car készítettek, melyet a Ghia kivitelezett Elwood P. Engel tervei alapján.
Érdekes adalék, hogy Engel az autó számos részletmegoldását, például a far kialakítását egy korábbi álomautójáról, a Ford La Galaxie-ról vette át.
Az autókat a cég detroiti kísérleti üzemében gyártották le; mindegyik egyedi "turbinavörös" fényezést, szervórásegítéses kormányt és fékeket, valamint elektromos ablakemelőt kapott. A látványos külső megjelenés mellett a kétajtós, négyszemélyes hard top karosszéria nagyban megfelelt az amerikai izlésvilágnak. Természetesen az autó legfontosabb része a 130 lóerős, 576 Nm-es turbina volt, ami egy módosított Torqueflyte automata váltón keresztül adta le teljesítményét. Ez a teljesímény a hatalmas nyomaték miatt vetekedett egy 200 lóerős dugattyús motorral szerelt kocsiéval.
Az autók használati jogát sorsolással döntötték el a mintegy 30 ezres jelentkező között, akikből 203 szerencsés járhatott három hónapon keresztül a különleges géppel.
A résztvevők lefedték a teljes potenciális vásárlóréteget; 180 férfit és 23 nőt sorsoltak ki, az életkoruk pedig 21 és 70 év között volt. A civil tesztpilótáknak szigorú
szabályokat kellett betartaniuk, gondosan ügyelni kellett a keréknyomástól kezdve az akkumulátorok elektrolitszintjéig mindenre. A mért fogyasztást, az autó viselkedését és a
személyes benyomásokat naplószerűen rögzítették. Cserébe egy igazán egyedi tulajdonságokkal bíró, közel kétszáz km/h végsebességű autót használhattak, amelyet mindenki megbámult, miközben 66 ezres maximális turbinafordulat mellett elsüvített az úton. A hároméves tesztprogram 1966-ban ért véget; az autók megdöbbentően jónak bizonyultak, hiszen mindösszesen 4% volt a hiba miatti állásidő. A program lezártával 46 kocsit azonnal megsemmisítettek, a megmaradt kilencből azonban négy működőképes a napjainkig. Sajnos azonban az is bebizonyosodott, hogy még mindig nem lehet túl gazdaságosan előállítani a gázturbinás hajtóművet; a Chrysler pénzügyi szakemberei legalább százmillió dollárost befektetést tettek szükségessé a nagyszériás gyártás beindításához. Ezt a kockázatot viszont nem merte felvállalni a cég. Helyette a kisebb lépések elvét követve folytatták a fejlesztést.
1963 Chrysler Turbine (Forrás) |
1963 Chrysler Turbine - George Stecher nyúzza az autót egy film jelenetében (Forrás) |
1966-ban bemutatták az ötödik generációs turbinát, amely nagyobb hőcserélőt kapott. Ezt egy 500 darabos kísérleti Dodge Charger sorozatba kívánták beépíteni, ám a cég gazdasági megfontolások miatt inkább a részletmegoldásokat, vibrációs problémák kiküszöbölésének, a károsanyag kibocsájtás csökkentésének módszereit próbálta ki a turbinán. Még abban az évben elkészült a hatodik generációs turbina, amely 150 lóerős teljesítményével megegyezett egy korabeli 6.2 literes V8-as motorral, csak éppen kisebb tömege és a többféle üzemanyag felhasználásának lehetősége miatt jobban használhatónak bizonyult. Az erőforrást egy 1966-os Dodge Coronetbe szerelve tesztelték, majd az EPA-val (Environmental Protection Agency - Környezetvédelmi Ügynökség) kötött szerződés keretében vizsgálták és javították a gázturbina károsanyag kibocsájtását, hogy az megfeleljen az egyre szigorodó szabályozásoknak. A dologban azért látott nagy reményt az állami hivatal, mivel a turbina viszonylag egyszerű felépítése és - a nitrogén-oxidokat leszámítva - alacsony károsanyag kibocsájtása komoly alternatívája lehetett volna a kipufogógázok csökkentése miatt egyre bonyolultabb rendszerű belsőégésű motoroknak. Az együttműködés 1972-ben kezdődött, és egy sor kompakt méretű prototípus készült, beleértve a drámai külsejű 1977-es LeBaron Turbine Concept Car-t is. Az utóbbiba már a hetedik generációs, 104-123 lóerős, szabad rotoros - a hőcserélőt az erőátvitel tengelye hajtja, nem a kompresszor turbina tengelye -, víz turbina hűtéses, elektromos üzemanyag vezérlésű turbinát építették be. Az állami támogatás azonban a nyolcvanas évek elejére megszűnt, és még mindig nem sikerült megoldani a gázturbina legnagyobb hátrányát, a drága előállítást. Emellett egy másik probléma is felmerült: a turbina nitrogén-oxid kibocsájtása minden igyekezet ellenére meghaladta a határértéket. Így a személygépkocsiba szerelhető gázturbina minden ígéretessége ellenére lassan perifériára került. Az általa nyert tapasztalatokból azonban a Chrysler haditechnikai
részlege megalkotta az M1 turbinát, amelyet a későbbiek során a híres Abrams tankokba szereltek be.
1966 Dodge Coronet gázturbinás kísérleti autó (Forrás) |
1973 Dodge EPA tesztautó (Forrás) |
1976 Dodge Aspen Turbine Car (Forrás) |
1977 Chrysler Turbine LeBaron (Forrás) |
A személyautóval folytatott kísérletek utolsó képviselője az 1981-es Chrysler New Yorker Turbine volt, ami óta néma csönd honol...
(A következő részben az európai és szovjet próbálkozásokat mutatom be.)