Тема, достойная внимания апологетов альтернативной истории: если бы в свое время мировой автопром сделал ставку на газотурбинные двигатели, сегодня мы бы ездили на совсем других машинах. Но в определенный момент эволюции что-то пошло не так...
О том, почему успешные в авиации и на танках газотурбинные моторы решили не использовать на автомобилях, читайте в материале РБК-Украина.
Этот тип двигателя имеет много общего с авиационными турбинами, но адаптирован для наземного использования. Это тепловой двигатель, который преобразует энергию сгорания топлива в механическую энергию с помощью турбины - металлического колеса с лопатками.
Эти моторы имеют высокую удельную мощность, меньшую массу, простую конструкцию и способны работать на различных видах топлива. На первый взгляд, газовая турбина устроена очень просто, но за этой простотой стоят действительно высокие технологии.
Компрессор. Забирает воздух из атмосферы и сжимает его до высокого давления. Это повышает эффективность сгорания.
Камера сгорания. В сжатый компрессором воздух впрыскивается горючее (бензин, дизель, керосин и т.д.) и воспламеняется. Образуется горячая - до 1300 градусов - газовая смесь с высоким давлением.
Турбина. Горячие газы, ища выхода из камеры сгорания, проходят через турбинное колесо, заставляя его вращаться. Турбина через трансмиссию приводит колеса автомобиля. Попутно она же приводит в движение и компрессор.
Выхлопная система. Отработанные газы выбрасываются через сопло или глушитель. В некоторых конструкциях часть энергии выхлопа может использоваться для дополнительного привода.
Редуктор (трансмиссия). Коробка передач турбины гораздо проще, достаточно двух-трех передач, а сцепление или гидротрансформатор (как на наших АКП) не нужны вовсе. Но поскольку турбина вращается со сверхвысокой скоростью (до 50 - 100 тыс. об/мин), нужен редуктор, чтобы снизить обороты до уровня, пригодного для передачи на колеса (1000-3000 об/мин).
Газотурбинные двигатели (ГТД) - это технология, которая в свое время обещала революцию в автомобилестроении. Но несмотря на все преимущества, газотурбинные моторы так и не стали массовыми в легковых автомобилях. Почему же мир фактически "забанил" их?
Преимущества газотурбинных двигателей
Недостатки газотурбинных двигателей
По сравнению с типичным двигателем внутреннего сгорания газотурбинный агрегат имеет один весомый недостаток: турбина непростое с точки зрения технологий изделие. Она вращается на скорости пятьдесят тысяч оборотов в минуту и нагревается до тысячи градусов по Цельсию.
Остальные нюансы, которые требуют определенной перестройки в классическом автомобиле, не столь критичны. Хотя в конце концов на автомобильные перспективы ГТД повлиял целый комплекс факторов
Потребность в глобальной перестройке действующих производств. На момент создания действующих и успешных прототипов машин с ГТД во всем мире миллионными тиражами выпускались классические поршневые двигатели. Их производство существенно отличается от технологий выпуска газовых турбин, и автомобильные корпорации не видели смысла в столь масштабных инвестициях.
Высокая стоимость производства. Рабочее колесо турбины должно быть очень прочным (помните про бешеные обороты?) и выдерживать температуры до 1300°C. Для этого нужны дорогие жаростойкие материалы и сложные технологии изготовления.
Низкая эффективность в городском режиме движения. ГТД наиболее эффективны при постоянной полной нагрузке - например, как в грузовиках, самолетах или танках. В легковых авто, где часто меняется нагрузка, эти двигатели потребляют много лишнего топлива, особенно на холостом ходу.
Проблемы с экологией. Высокие температуры сгорания способствуют образованию слишком большого количества оксидов азота - вредных веществ, которые трудно нейтрализовать. В мире, где экологические стандарты становятся все более жесткими, это критический недостаток.
В 1960-80-х годах целый ряд автомобильных компаний экспериментировал с газотурбинными авто. Начиная от грузовиков КрАЗ Кременчугского автозавода до легковушек Chrysler, Ford, GM, Rover, Fiat, Daimler, Volvo.
Некоторые прототипы даже выходили на дороги, скажем, построенные в Кременчуге несколько вариантов газотурбинных КрАЗов с колесной формулой 6х6 были вполне успешны. Но в итоге ни один из прототипов не дошел до серийного производства - по вышеупомянутым причинам.
Между прочим, газотурбинные двигатели успешно применяются в боевых машинах - в первую очередь, на танках. В частности, такие агрегаты приводят в действие советский танк Т-80 (1250 л.с), американский M1 Abrams (1500 л.с) и шведский танк Strv 103 (он же S-Tank).
Газотурбинные двигатели - это технология с большим потенциалом, которая не смогла адаптироваться к реалиям легкового автотранспорта. Их не "забанили" официально, но рынок, экология и экономика сделали свой выбор.
Но сегодня, когда мировой тренд на электрификацию авто пошатнулся, нельзя исключать, что новые электронные технологии смягчат недостатки ГТД и он еще вернется на наши дороги.
Ранее в нашей публикации мы обсуждали одну из главных дилемм водителя при покупке авто: как правильно выбрать объем двигателя и не прогадать.
Также в отдельной статье мы рассказывали, какое расположение мотора в авто лучше - переднее или заднее.
При подготовке статьи были использованы материалы КрАЗ, Autocentre и Autobild.