ガス タービン エンジンは、商用のクロスカントリー フライトの後列で耳をつんざくほどよく遭遇しますが、60 年以上にわたって自動車やプロトタイプの自動車にも使用されています。親愛なる読者の皆さん、耳をつんざくような 50,000 RPM のファン ブレードを使用して毎日の運転に電力を供給するのは悪い考えのように思えるとしたら、その通りです。
自動車用途の場合、タービンは通常、2 つの方法のいずれかで適用されました。典型的な内燃機関モーターのように、エンジンがトランスミッションを介して車輪に直接動力を供給するダイレクト ドライブ システムや、タービンが車内の電気モーター システムに動力を供給するハイブリッド システムを使用することができます。
複雑さは常に問題であり、大小を問わず多くのさまざまなメーカーが新しいテクノロジーを普及させようとするのを止めていません。今日はザ・ドライブ チームは、これらの議論の余地のないクールを理解するのに役立ちます 失敗した実験は、自動車の風景を変えようとしました。
ガス タービン エンジンにはさまざまなバリエーションがありますが、すべてのスタイルで 3 つの重要なコンポーネントが共有されています。流入する空気を高圧に回転させるコンプレッサー ファン、燃料を燃焼させてシステムに電力を供給する燃焼室、燃料の燃焼によって回転するタービンです。
タービンはシャフトを使用してコンプレッサーに接続されているため、燃料が燃焼してタービンが回転すると、コンプレッサーはより多くの空気を積極的に取り入れて燃焼室に押し込み、動力の流れを維持します。コンセプトはターボチャージャーに似ていますが、外部の気流 (実行中のエンジンの排気ガス) によって駆動されるのではなく、完全に自己完結型です。
ターボプロップおよび高バイパス ターボファン アプリケーションのタービン エンジンは、民間航空機に使用されるため、軍事アプリケーション以外の人々に最もよく見られます。非常に高圧の燃焼室の副産物は高速の排気ガスであり、推力に使用できるため、飛行用途に適しています。低バイパス ターボファンは、最新の軍用ジェット戦闘機によく使用されます。これらのタービンは、多くの場合、タービンの後にある 2 番目の燃料噴射および燃焼室と組み合わされます。このシステムはアフターバーナーとして知られており、高い燃料消費と熱を犠牲にして非常に高い推力を提供します—列に並びます ケニー・ロギンズ .
どのような用途であっても、タービンは飛行に非常に人気があります。その理由は、その高圧縮が地球上のより薄い空気マイルでも優れた機能を発揮し、比較的安定した動作速度が何時間にもわたる高度での巡航に適しているためです。燃料のより効率的な使用。
では、これらの利点がまったく適用されない地球に縛られたアプリケーションにエンジニアがそれらを使用することを余儀なくされたのはなぜでしょうか?
タービンモーターには、地上での使用を検討する説得力のある理由がいくつかあります。 1 つ目は、ピストン内燃エンジンと比較して可動部品が比較的少なく、結果として理論的に信頼性が高いことです。
2 つ目の理由は、ガス タービンのパワーバンドが原因で、比較的小さなパッケージから低 RPM で途方もなく高いトルクが得られることです。このような理由から、長い始動のために高トルクが重視されるディーゼル電気列車機関車では、ガスタービンが普及し続けています。
最後の理由は、ガソリン、ディーゼル、メキシコ大統領の場合、60 年代のクライスラー タービンの技術デモンストレーションの場合、テキーラなど、ほぼすべての種類の燃料で頻繁に実行できることです。あなたの頭の中で歌も聞こえました。
自動車用途のガスタービンエンジンは、少なくとも第二次世界大戦の終結以来、概念として存在していました。しかし、道路用の最初のガスタービン エンジンは、1950 年に開発された JET1 で英国のメーカー Rover によって製造され、駆動されました。
JET1 は、後に登場する多くのローバー タービン モデルの最初のモデルとなるダイレクト ドライブ タービン モーターを搭載したコンセプト ロードスターでしたが、ひどい走行距離 (約 6 MPG) と比較的遅い加速に悩まされ、生産を開始できませんでした。構築されてから数十年後のモデル。
1950 年代を通じて、クライスラーはガス タービンを広範囲に研究し、1954 年のプリマスにタービン モーターを改造して、宣伝用のスタントとテスト演習として全米を走らせました。 1963 年に、彼らは最も有名で広く生産されたタービン駆動車を開発しました。これは適切にクライスラー タービンと呼ばれていました。
50 台のロードゴーイング モデルが製造され、2 年間の無料リースで一般市民に提供され、1964 年から 1966 年までの累計で 110 万マイルが走行しました。JET1 と同様の問題があり、ドライバーは燃費が悪いと不満を漏らしていました。 、非常に遅い加速、および 60,000 RPM レッドライン タービンからの高い騒音。クライスラーがタービン プロジェクトを中止したとき、オリジナルの Ghia ボディ車のうち 9 台を除くすべてが破壊され、会社への PR の損害が防止されました。
70 年代、トヨタはセンチュリーやスポーツ 800 を含むいくつかのコンセプトでガスタービン ハイブリッド システムを使用しようとしました。後輪のモーターに直接送ることも、後で使用するためにバッテリーユニットに保存することもできます。
このシステムは、非常に低い加速速度と、タービンをドライブトレインに直接接続することによる潜在的な始動/停止の問題を回避するために開発されましたが、バッテリー システムと複雑さにより、Sports 800 の重量はほぼ 2 倍になり、馬力は半分以上失われました。トヨタは 1980 年代初頭にガスタービン ハイブリッド研究を放棄し、ハイブリッド研究とタービン開発を別々の部門に分割しました。
最近では、デビュー年に Y2K として知られる Marine Turbine Technologies Turbine Superbike が販売されるようになりました。ロールス ロイス 250-C18 ガス タービン エンジンを搭載し、驚異的な 320 馬力と 425 フィート/ポンドのトルクを発生し、これまでに製造された中で最も高価でパワフルな量産オートバイとしてギネス世界記録を保持しています。最高速度は主張されている 227 MPH ですが、このワイルドな乗り心地を体験すると、270,000 ドルも戻ってきます。また、非常に恐ろしい映画「Torque」でも取り上げられました。
ガス タービン エンジンは、紀元 1000 年に古代中国で概念として登場しました。当時は、現在タービンと呼ばれるものを回転させるために加熱された空気が使用され、夜のお祭りで展示される動く芸術作品に電力を供給していました。より近代的なガス タービン エンジンの特許は、1791 年にジョン バーバーが馬のない馬車推進の初歩的な設計の特許を取得したときまでさかのぼりますが、ガス タービン エンジンは、1939 年にスイスのヌーシャテル発電所が稼働するまで工業的な成功を収めませんでした。
同年、ハインケル He 178 が世界初の純粋にターボジェットを動力源とする航空機として飛行を開始しました。飛行時間と信頼性の問題にもかかわらず、他の多くのエンジン メーカーがジェットのコンセプトを改良し完成させたため、戦後のジェット時代への道が開かれました。終戦に向けた後の航空機。
ドイツのメッサーシュミット Me 262 は、He 178 の足跡をたどって 1944 年に最初の運用可能なジェット機になりました。第三帝国が崩壊したため、その使用は制限されましたが、タービン動力の航空機がここにとどまり、トップを誇ったことを証明しました。当時最速のピストン動力の連合軍航空機よりも時速約100マイル速い速度。
ガスタービンエンジンは現在、量産車には使用されていません。最近生産に最も近づいたのはジャガーのCX75コンセプトで、ディーゼル燃料のマイクロタービンを使用して電気ハイブリッドシステムに電力を供給しましたが、金融危機が悪化したため、車は廃棄されました.
前述の Y2K スーパーバイクは、購入できる唯一の公道用地上車両ですが、受注生産であり、年間生産数は 1 桁です。
ガス タービン エンジンはレースで繰り返し実験されました。消費者が抱えていた主な問題 (低燃費と騒音) は、レース チームにとってははるかに小さな問題だったからです。
最も成功した車は、パーネリ ジョーンズが運転した STP パクストン ターボカーを皮切りに、60 年代のさまざまなインディ レースで STP レース チームによって採用されました。ドライバーの左側に配置された ST6 ガスタービン ヘリコプター エンジンを搭載し、550 馬力を発生し、4 輪駆動で、ドライバーが制御できる減速用のエア ブレーキを備えていました。車は速く、1967 年のインディアナポリス 500 の 196 周のほぼすべてをリードしていましたが、レースの残り 8 マイルでベアリングの故障によりリタイアを余儀なくされました。 1968年、練習中に車が全損し、二度とレースに出ることはありませんでした。
ロータス 56 はその後 10 年間、ロータスのオープン ホイール車の象徴的なくさび形のプロファイルでインディアナポリス 500 を勝ち取ろうとしましたが、STP パクストン ターボカーに動力を与えたのと同じ ST6 ガス タービン エンジンを搭載していました。 USAC の規則 (当時のインディ レースの運営組織) は、タービン車をレースからほぼ完全に排除する空気取り入れ口のサイズを義務付けていましたが、56 は高度なサスペンションと洗練された空気力学でパワーの不足を補おうとしました。
残念なことに、ドライバーのマイク・スペンスが実際にターンを誤って判断し、ターン1の壁に激突したときに車が死亡しました。キャロル・シェルビーは、タービン駆動のレースカーを安全に競争力のあるものにすることは不可能だと述べて、他のタービン駆動の車を 500 からすぐに撤回しました。 USAC はすぐにインディからのガスタービン車の完全禁止に動き、それが 56 の死を意味しました。それは 1971 年の F1 シーズンに短期間存続しましたが、成功を収めることはありませんでした。
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下のジェイ・レノのフル稼働の 1963 年クライスラー タービン車のビデオをチェックしてください!
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