Gázturbinás autót a népnek! 2.rész: Akik komolyan gondolták
(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.)