터빈 엔진이란 무엇이며 위험 지역에 진입하고 있습니까?

장거리 상업 비행의 뒷줄에서 가장 흔히 접하게 되는 가스 터빈 엔진은 60년 이상 동안 자동차 및 프로토타입 자동차에도 사용되었습니다. 귀가 먹먹할 정도로 50,000RPM의 팬 블레이드를 사용하여 일일 운전자에게 전원을 공급하는 것이 나쁜 생각처럼 보인다면, 독자 여러분이 옳을 것입니다!

자동차 응용 분야의 경우 터빈은 일반적으로 두 가지 방법 중 하나로 적용되었습니다. 일반적인 내연 기관과 마찬가지로 엔진이 변속기를 통해 바퀴에 직접 동력을 공급하는 직접 구동 시스템이나 터빈이 자동차의 전기 모터 시스템에 동력을 공급하는 하이브리드 시스템을 사용할 수 있습니다.

복잡성은 항상 문제이며, 크고 작은 많은 제조업체들이 새로운 기술을 대중화하려는 시도를 막지 못했습니다. 오늘 드라이브 팀이 분명히 멋진 방법을 이해하는 데 도움을 드릴 것입니다. 실패한 실험은 자동차 업계의 판도를 바꾸려 했습니다.

가스터빈 엔진이란 무엇이며 어떻게 작동합니까?

가스 터빈 엔진은 다양한 변형이 있지만 모든 스타일은 세 가지 중요한 구성 요소를 공유합니다. 들어오는 공기를 고압으로 회전시키는 압축기 팬, 시스템에 동력을 공급하기 위해 연료를 연소하는 연소실, 연료 연소로 회전하는 터빈입니다.

가스터빈 엔진은 어떻게 작동합니까?

터빈은 샤프트를 사용하여 압축기에 연결되므로 연료가 연소되고 터빈이 회전하면 압축기가 더 많은 공기를 적극적으로 끌어들여 연소실로 밀어 넣어 동력이 계속 흐르도록 합니다. 작동 중인 엔진의 배기 가스인 외부 공기 흐름에 의해 구동되는 대신 완전히 독립형이라는 점을 제외하면 개념상 터보차저와 유사합니다.

터보프롭 및 고 바이패스 터보팬 응용 분야의 터빈 엔진은 민간 항공기에 사용되기 때문에 군용 이외의 사람들이 가장 일반적으로 볼 수 있습니다. 초고압 연소실의 부산물이 추력에 사용할 수 있는 고속 배기 가스이기 때문에 비행 응용 분야에 매우 적합합니다. 로우 바이패스 터보팬은 현대 군용 제트 전투기에 자주 사용됩니다. 이러한 터빈은 종종 터빈 다음의 두 번째 연료 분사 및 연소실과 쌍을 이룹니다. 이 시스템은 애프터버너로 알려져 있으며 높은 연료 소비와 열 비용으로 매우 높은 추진력을 제공합니다. 대기열 케니 로긴스 .

어떤 용도로든 터빈은 높은 압축 기능이 지구 위의 더 얇은 공기 마일에서도 탁월하고 상대적으로 안정적인 작동 속도가 몇 시간 동안 고도에서 순항하는 데 적합하며 높은 추진력으로 인해 비행에 매우 인기가 있습니다. 보다 효율적인 연료 사용.

그렇다면 이러한 이점이 전혀 적용되지 않는 지구에 국한된 응용 프로그램에 엔지니어가 사용하도록 강요한 이유는 무엇입니까?

가스터빈 엔진을 사용하는 이유

터빈 모터는 지상용으로 고려해야 할 몇 가지 강력한 이유가 있습니다. 첫 번째는 피스톤 내연 기관에 비해 움직이는 부품이 상대적으로 적고 결과적으로 이론적으로 더 안정적이라는 것입니다.

두 번째 이유는 가스 터빈의 파워밴드로 인해 상대적으로 작은 패키지에서 낮은 RPM에서 터무니없이 높은 토크입니다. 이러한 이유로 긴 시동을 위해 높은 토크가 중요한 디젤 전기 열차 기관차에서 가스 터빈이 널리 보급되었습니다.

마지막 이유는 휘발유, 디젤, 그리고 60년대 멕시코 대통령과 그의 크라이슬러 터빈 기술 시연의 경우 데킬라 등 거의 모든 유형의 연료로 자주 작동할 수 있다는 것입니다. 머리 속에서도 노래가 들렸습니다.

누가 가스 터빈 엔진을 사용하기 시작했습니까?

자동차용 가스 터빈 엔진은 적어도 2차 세계대전이 끝난 이후부터 개념으로 사용되었습니다. 그러나 최초의 도로용 가스 터빈 엔진은 1950년에 개발된 JET1에서 영국 제조업체 Rover가 제작하고 구동했습니다.

JET1은 나중에 나올 많은 로버 터빈 모델 중 첫 번째가 될 직접 구동 터빈 모터를 특징으로 하는 개념 로드스터였지만 끔찍한 주행거리(약 6MPG)와 상대적으로 느린 가속으로 인해 생산을 시작하지 못했습니다. 건설 후 수십 년 동안 모델이 될 것입니다.

50년대에 Chrysler는 가스 터빈을 광범위하게 연구했으며 심지어 1954년형 Plymouth에 터빈 모터를 장착하고 홍보 스턴트 및 테스트 연습으로 미국 전역에서 운전했습니다. 1963년에 그들은 크라이슬러 터빈(Chrysler Turbine)이라는 가장 유명하고 널리 생산되는 터빈 동력 자동차를 개발했습니다.

1964년부터 1966년까지 누적 주행 거리가 110만 마일에 달하는 50대의 로드고잉 모델을 제작하여 일반인에게 2년 동안 무료로 제공했습니다. 그들은 JET1과 유사한 문제를 겪었고 운전자는 연비가 좋지 않다고 불평했습니다. , 극도로 느린 가속 및 60,000 RPM 레드 라인 터빈의 높은 소음. Chrysler가 Turbine 프로젝트를 통조림으로 만들었을 때 회사의 PR 손상을 방지하기 위해 원래 Ghia 바디 차량 9대를 제외한 모든 차량이 파괴되었습니다.

70년대에 Toyota는 Century 및 Sports 800을 비롯한 여러 개념에서 가스 터빈 하이브리드 시스템을 사용하려고 시도했습니다. JET1 및 Chrysler Turbine처럼 바퀴를 직접 구동하는 대신 가스 터빈이 전기를 생성하는 발전기를 구동했습니다. 뒷바퀴의 모터로 직접 보내거나 나중에 사용할 수 있도록 배터리 장치에 저장할 수 있습니다.

이 시스템은 극도로 낮은 가속 속도와 터빈을 드라이브 트레인에 직접 연결하는 잠재적인 시작/정지 문제를 피하기 위해 개발되었지만 배터리 시스템과 복잡성으로 인해 Sports 800의 무게는 거의 두 배가 되었지만 마력은 절반 이상 줄었습니다. Toyota는 1980년대 초에 가스 터빈 하이브리드 연구를 포기하고 하이브리드 연구와 터빈 개발을 별도의 부서로 분리했습니다.

더 최근에는 데뷔 연도에 Y2K로 알려진 Marine Turbine Technologies Turbine Superbike가 판매되었습니다. Rolls Royce 250-C18 가스 터빈 엔진을 사용하여 놀라운 320HP 및 425ft/lbs의 토크를 생성하고 지금까지 제작된 가장 비싸고 강력한 생산 오토바이로 기네스 세계 기록을 보유하고 있습니다. 최고 속도는 시속 227마일이라고 주장하지만 이 거친 라이딩을 경험하려면 $270,000를 돌려받아야 합니다. 아주 끔찍한 영화 Torque에도 등장했습니다.

가스 터빈은 언제 시작되었습니까?

가스 터빈 엔진은 서기 1000년경 고대 중국에서 열풍을 사용하여 오늘날 우리가 터빈이라고 부르는 것을 회전시켜 밤에 축제에 전시할 움직이는 예술 작품에 동력을 공급했던 개념으로 사용되었습니다. 보다 현대적인 가스 터빈 엔진 특허는 존 바버(John Barber)가 말 없는 마차 추진을 위한 초보적인 디자인에 대한 특허를 취득한 1791년까지 거슬러 올라갑니다.

같은 해에 Heinkel He 178은 세계 최초의 순수 터보제트 항공기로 비행했으며 비행 시간과 신뢰성 문제에도 불구하고 다른 많은 엔진 제조업체가 제트 개념을 개선하고 완성함에 따라 전후 제트 시대를 위한 길을 열었습니다. 전쟁이 끝날 무렵 나중에 항공기.

독일의 Messerschmitt Me 262는 He 178의 발자취를 따라 1944년에 운용 가능한 최초의 제트 항공기가 되었으며 제3제국이 무너지면서 사용이 제한되었지만 최고의 성능을 자랑하는 터빈 동력 항공기가 여기에 있음을 증명했습니다. 당시 가장 빠른 피스톤 동력 연합군 항공기보다 시속 거의 100마일 더 빠른 속도입니다.

현재 가스 터빈 엔진을 사용하는 모델은 무엇입니까?

가스 터빈 엔진은 현재 생산 차량에 사용되지 않습니다. 최근 생산에 가장 근접한 것은 디젤 연료 마이크로 터빈을 사용하여 전기 하이브리드 시스템에 전력을 공급하는 Jaguar의 CX75 개념이었지만 금융 위기가 악화되면서 자동차가 폐기되었습니다.

앞서 언급한 Y2K 슈퍼바이크는 구매할 수 있는 유일한 도로용 지상 차량이지만 주문에 따라 제작되며 연간 생산 수치가 한 자릿수입니다.

가스터빈 엔진의 경주 역사는 무엇입니까?

가스 터빈 엔진은 경주에서 반복적으로 실험되었는데, 소비자가 가진 주요 문제(연비 부족 및 소음)는 경주 팀에게는 훨씬 작은 문제였기 때문입니다.

가장 성공적인 자동차는 Parnelli Jones가 주도하는 STP Paxton Turbocar를 시작으로 60년대에 다양한 Indy 레이스에서 STP 레이스 팀에 의해 배치되었습니다. 운전자 왼쪽에 위치한 ST6 가스 터빈 헬리콥터 엔진으로 구동되는 이 엔진은 550마력을 생산하고 4륜 구동 장치를 갖추고 있으며 감속을 위해 운전자가 제어할 수 있는 에어 브레이크가 특징입니다. 자동차는 빠르며 1967년 인디애나폴리스 500의 196개 랩을 거의 모두 리드했지만 베어링 고장으로 경주에서 8마일을 남기고 은퇴해야 했습니다. 1968년에 연습 중에 자동차가 총에 맞았고 다시는 경주하지 않았습니다.

Lotus 56은 다가오는 10년 동안 로터스 오픈 휠 자동차의 상징적인 쐐기 모양의 프로필과 STP Paxton Turbocar에 동력을 공급한 것과 동일한 ST6 가스 터빈 엔진으로 인디애나폴리스 500 우승을 시도하며 뜨거운 뒤를 쫓았습니다. USAC 규정(당시 인디 레이싱 관리 기구)이 공기 흡입구 크기를 의무화하여 경주에서 터빈 자동차를 거의 제거했음에도 불구하고 56은 고급 서스펜션과 정교한 공기 역학으로 전력 부족을 보충하려고 시도했습니다.

불행하게도 그 차는 운전수 Mike Spence가 실제로 턴을 잘못 판단하여 턴 1 벽에 부딪혀 사망했습니다. Carroll Shelby는 터빈 동력 경주용 자동차를 안전하게 경쟁력 있게 만드는 것이 불가능하다고 말하면서 즉시 500에서 다른 터빈 동력 자동차를 철수했습니다. USAC는 재빨리 Indy에서 가스 터빈 자동차를 완전히 금지하기로 결정했고, 이로 인해 56대가 사망했습니다. 1971년 F1 시즌에 잠시 살아남았지만 결코 성공하지 못했습니다.

가스터빈 엔진의 재미있는 사실

가스 터빈 엔진에 대한 더 많은 정보를 원하신다는 것을 알고 계실 것입니다!

1963 Chrysler Turbine은 130마력이 부족했지만 정지 상태에서 충격적인 425lb/ft의 토크를 가졌습니다.
제2차 세계대전 당시 Me 262는 사용 기간 동안 5:1이 넘는 사살률을 기록했으며, 연합군은 542명을 사살했고 Me 262는 100대가 파괴되었습니다.
Mike Spence가 조종한 Lotus 56은 Spence를 죽이기 몇 시간 전에 1968년에 인디애나폴리스 모터 스피드웨이 역사상 두 번째로 빠른 시속 169.6마일의 랩을 기록했습니다.
Volkswagen은 효율성과 비용이 만족스러울 때 생산할 예정인 터빈 구동 베이 윈도우 버스 프로토타입을 제작한 적이 있습니다. 아직 기다리고 있습니다.
Howmet TX 터빈 자동차는 1968년 두 차례의 SCCA 지역 레이스에서 우승한 유일한 터빈 엔진 구동 자동차입니다.