С керосиновым перегаром. Даст ли гибридный привод шанс газотурбинным двигателям?

Глядя на Jaguar C-X75, непросто сохранять хладнокровие. Однако самое примечательное в этом автомобиле вовсе не обличье суперкара и подобающая такому облику динамика. Самое примечательное - топливо, на котором он ездит.

Любопытно было бы сесть к этому Jaguar на хвост и понюхать, чем пахнет его выхлоп. По идее сзади C-X75 должно существовать особенное амбре, которое не унюхаешь ни за одним другим автомобилем в Европе. Суперкаров разных мастей в Старом Свете пруд пруди, но с таким "перегаром" ездит только он. Топливом для C-X75 служит керосин, что и делает эту машину уникальной.

Впрочем, стоп! Я сказал - ездит? Это не совсем так, но давайте оставим на закуску выяснение того, что в керосиновом Jaguar на самом деле является движущей силой, а пока сразу же возьмем за "рога" его главную изюминку.

Вообще-то изюминок две, обе выставлены напоказ за прозрачным задним колпаком. Это газовые турбины, или, как наверняка поспешат поправить занудные ревнители строгой технической терминологии, газотурбинные двигатели.

В авиации они никакая не новость, но в автомобилях не прижились. Попытки пристроить их под капот наземного транспорта предпринимались неоднократно, но всегда с одним и тем же "успехом". Разумеется, для этого имелись веские причины.

Первая из них - ненасытная "жажда" топлива. Лей в турбину керосин бочками, а ей все мало. За четыре года до появления С-Х75 в Штатах по капризу популярного шоумена Джея Лено в единственном экземпляре построили машину с названием EcoJet, которую оснастили авиационным газотурбинным двигателем Honeywell LT-101 мощностью 650 л.с.

Сколько авиационного керосина сжигал Honeywell, долго оставалось тайной, пока однажды владелец EcoJet не признался: "С точки зрения экономии топлива машина далеко не в первых рядах. В салоне стоит соответствующий приборчик, и на нем хорошо видно, что на холостых оборотах EcoJet "кушает" литров 30 в час. На скорости 110 получается уже 53, а если дать полный "газ", стрелка ложится на черту 220 литров". Со слов Джея выходит, что, даже если не давать полный "газ", EcoJet при движении с равномерной скоростью 90 км/ч должен расходовать около 50 л/100 км. А далее по возрастающей в зависимости от условий движения. В городе существенную лепту в увеличение расхода топлива будут вносить повторяющиеся циклы разгонов, торможений и стояний у светофоров, а на трассе - аэродинамическое сопротивление, пропорциональное квадрату скорости, с которой едет автомобиль.

И с этой бедой никак не справишься. Детали поршневого двигателя подвергаются воздействию высокой температуры в течение короткого промежутка времени, а затем охлаждаются. Рабочие части газотурбинного двигателя испытывают термические перегрузки постоянно. Чтобы не потерять долговечность и надежность, температуру газов, поступающих на лопатки турбины, приходится ограничивать. В результате страдает коэффициент полезного действия, из-за чего по эффективности использования топлива газовые турбины уступают поршневым моторам. Выражается это в повышенном расходе топлива, необходимом, чтобы выработать одинаковую с поршневым двигателем мощность.

Кроме того, турбина существенно проигрывает поршневому двигателю в приемистости. Проблема в том, что она работает с гораздо более высокой частотой вращения, из-за чего ей требуется больше времени, чтобы после торможения автомобиля или его остановки вновь раскрутиться до оборотов, необходимых для уверенного движения. Это серьезный недостаток, делающий газотурбинные автомобили плохо приспособленными для езды в городских условиях и на дорогах, изобилующих поворотами, перед которыми машину требуется притормаживать, а затем разгонять. И этот же недостаток увеличивает "прожорливость", потому что на раскручивание колеса турбины до рабочей скорости вращения необходимо не только время, но и дополнительное топливо.

Однако и достоинств у газовых турбин немало. Взять ту же частоту вращения. Десятки тысяч оборотов в минуту - это возможность извлечь такую же мощность из гораздо меньших габаритных размеров и веса по сравнению с поршневым двигателем. Чуть больше полуметра в длину, лишь 16 см в диаметре и 36 кг - это и есть габариты и масса каждой из двух турбин, установленных на С-Х75. При этом каждая готова выдать 94 л.с. при, держитесь крепче, 80.000 об/мин.

В газовых турбинах нет совершающих возвратно-поступательное движение деталей кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов. Воздух засасывается в компрессор, где сжимается и нагнетается в камеру сгорания, куда через форсунку подается, а затем с помощью свечи поджигается топливо. Далее горение поддерживается постоянно. Продукты сгорания устремляются сначала на лопатки колеса турбины компрессора, а затем на колесо тяговой турбины и заставляют их вращаться. По причине отсутствия КШМ и ГРМ газотурбинные силовые агрегаты проще по конструкции, легче уравновешиваются, а минимальное количество в них трущихся деталей способствует высокой надежности и долговечности. Наконец, работают газотурбинные двигатели не на бензине, а на более дешевых по себестоимости производства сортах топлива - керосине или солярке, что также относят к их достоинствам.

Итак, достоинства есть, они неоспоримы, значит, имеется смысл побороться с недостатками. Подсказка, какую стратегию борьбы выбрали разработчики С-Х75, заключается в мощности. Все-таки суммарных 188 л.с. обеих турбин маловато будет, чтобы при снаряженной массе 1350 кг разгонять керосиновый Jaguar до 100 км/ч за 3,4 секунды и мчать его с максимальной скоростью 330 км/ч.

Теперь самое время перейти к "закуске" - тому, что на самом деле является движущей силой С-Х75. Основные силовые агрегаты не турбины - им отводится лишь вспомогательная роль, а 145-киловаттные электромоторы. Их четыре - по одному на каждое колесо. В сумме получается 580 кВт, что в переводе на привычные для автомобилистов единицы мощности дает 789 л.с. Это, согласитесь, уже кое-что.

Электродвигатели черпают энергию из литий-ионных аккумуляторов, а турбины, приводя в действие генераторы электрического тока, только пополняют ее запас в батареях. "Отвязав" турбины от колес автомобиля, инженеры Jaguar одним махом убили сразу несколько зайцев. Во-первых, приемистая турбина или неприемистая, теперь не имеет ровным счетом никакого значения. Главное, что у тяговых электродвигателей приемистости хоть отбавляй. Во-вторых, турбина работает в установившемся режиме - как вышла на свои 80.000 об/мин, так и крутится. Это очень хорошо для экономичности, потому что отсутствует необходимость периодически после торможения раскручивать турбину до номинальных оборотов, преодолевать при этом ее инерцию и тратить на это топливо. Наконец, отпадает нужда в массивном шестеренном редукторе главной передачи, предназначенном для согласования скорости вращения вала турбины и колес автомобиля.

И сами турбины маленькие, ведь их задача состоит лишь в том, чтобы увеличить пробег машины между зарядками основных аккумуляторов. У С-Х75 автономия между зарядками составляет до 900 км. При таком раскладе у газотурбинных двигателей появляется шанс, что помимо Jaguar ими заинтересуются другие автомобильные компании, тем более что наработки в этой области есть у Chrysler, Fiat, General Motors, Mercedes-Benz, Toyota.

Но что будет дальше, пока ясности нет. Разработку С-Х75 приурочили к 75-летнему юбилею Jaguar, однако появилась газотурбинная машина, прямо скажем, не в самое удачное время. Построив и испытав пять прототипов, в Jaguar объявили, что запустят С-Х75 в серию. Даже назвали цену и количество автомобилей, которое собирались выпустить, - 750 тысяч фунтов стерлингов и 250 машин. И вдруг в конце 2013 года руководство компании выступило с заявлением, что в связи с кризисом проект заморожен на неопределенное время. При этом в судьбе С-Х75 обозначился новый поворот - начались испытания варианта с поршневым 1,6-литровым бензиновым двигателем с двойным наддувом, механическим и турбо. Но не исключено, что все намного проще, ведь, по сути, загвоздка заключалась лишь в том, чтобы убедить две с половиной сотни миллионеров, что ездить на керосине - это именно то, чего им не хватает для полного счастья. Похоже, не получилось.