ГТУ со свободнопоршневыми генераторами газа

ГТУ со свободнопоршневыми генераторами газа

Многие из недостатков газотурбинных двигателей устраняются при применении на автомобиле вместе с газотурбинной установкой свободнопоршневых генераторов газа. В этом случае экономичность становится такой же, как и у поршневого двигателя, а в некоторых случаях выше. Однако при применении свободнопоршневых генераторов газа устраняются и основные преимущества газотурбинной установки.

Дополнительными преимуществами ГТУ со свободнопоршневым генератором газа являются возможность получения высоких тяговых качеств и удобство независимого размещения агрегатов на автомобиле.

Заметим, что применение поршневого компрессора не ухудшает уравновешенности всей установки, так как свободно движущиеся поршни взаимоуравновешены и не дают толчков и вибраций.
Идея использования свободнопоршневого двигателя в качестве генератора газа для газовой турбины была впервые разработана советским инженером Е. Е. Леонткевичем в 1922—1923 гг. В 1937 г. французский инженер Р. П. Пескар опубликовал работу, в которой описал двигатель со свободнодвижущимися поршнями, а в 1939 г. были опубликованы результаты испытания опытного экземпляра такого двигателя. В 1950 г. французская фирма Рено построила локомотив мощностью 1000 л. с. со свободнопоршневым генератором газа и газовой турбиной в качестве тягового двигателя. Применить для автомобиля, в особенности легкового, такую установку не удалось, так как минимальной мощностью считали мощность в несколько сотен л. с. (не менее 300). Первый автомобиль с двигателем мощностью 250 л. с. стал известен только в мае 1956 г.

Разработкой автомобилей с обычными газотурбинными двигателями и со свободнопоршневыми генераторами газа, по опубликованным сведениям, занимаются следующие автомобильные заводы: Ровер, Остин, Лейланд, Бристоль, Армстронг (Англия); Дженерал моторс компани, Форд, Крайслер, Кенворт (США); Лафли, Грегуар, Рено, Смоюа (Франция); Бюссинг, Ман, Даймлер-Бенц (Германия); Фиат (Италия); Заурер (Швейцария); Пегасо и СЕТА (Испания) и некоторые др.

Газотурбинные автомобили

Газотурбинный автомобиль Ford Firebird 3 с 225-сильным двигателем (1961)
Газотурбинный автомобиль Ford Firebird 3 с 225-сильным двигателем (1961)

В конце XIX в. в книге «Самодвижущиеся экипажи», изданной в 1898 г. в Петербурге, русский автомобилист Н. Песоцкий приводит конструкцию газовой турбины, считая ее перспективной в качестве автомобильного двигателя. В более поздних трудах по автомобильным двигателям наиболее дальновидные авторы (П. Орловский, Н. Бриллинг и др.) дают сведения по газовым турбинам и указывают их возможные преимущества для применения в качестве автомобильного двигателя.

Несмотря на то, что идея газовой турбины высказана еще Леонардо да Винчи в 1500 г., а патент на нее был взят Джоном Барбером в 1791 г., практически первые опытные газовые турбины появились только к концу XIX в. В 1897 г. инженер русского морского флота П. Кузьминский построил первую опытную парогазовую турбину. Затем в 1907 г. французские конструкторы Арменго и Лемаль построили действующую газовую турбину.

Опытные газовые турбины начали строить в XX в. К 30-м годам они были усовершенствованы и начали применяться в качестве двигателей в промышленности.
Первый проект газотурбинного автомобиля был предложен в 1906 г: в Англии Нельсоном, но, конечно, в то время не могло быть и речи о постройке машины, так как газовая турбина не получила еще оформления даже в стационарном варианте. Только усовершенствование газовых турбин в турбовинтовой и реактивной авиации позволило приступить к опытам постановки их на автомобилях, это было сделано после второй мировой войны.

Первые опыты постройки газотурбинных установок для автомобилей провела английская фирма Ровер. Свои работы она опубликовала в 1946 г. Позднее начали сообщать о своих опытах постановки газовых турбин на автомобилях другие фирмы, представившие газотурбинные автомобили в 1950-х годах, но указывавшие, что опыты они начали в то же время, что и фирма Ровер, но не сообщали об этом до тех пор, пока не построили пригодных для испытаний машин. Сейчас работы по созданию газотурбинных автомобилей ведут почти все крупные заводы мира.