Газотурбинные автомобили Chrysler () — экспериментальные легковые автомобили с газотурбинными двигателями (ГТД) Джорджа Хюбнера, разработанные в 1953—1979 годах компанией «Крайслер». За время действия программы компания испытала семь поколений ГТД и построила 77 автомобилей-прототипов, включая опытную серию из пятидесяти автомобилей в оригинальных кузовах фирмы «Гиа». Модель не имела собственного имени и стала известна как просто «газотурбинный автомобиль» (). В 1963—1966 годах серийные автомобили успешно прошли длительные испытания на дорогах общего пользования. Завершение испытаний совпало с финансовым кризисом в «Крайслере» и подготовкой к введению первых американских стандартов токсичности выхлопных газов и расхода топлива, поэтому компания отказалась от запуска газотурбинного автомобиля в массовое производство. Девять машин в кузовах «Гиа» сохранились в музеях и частных коллекциях, остальные были уничтожены в 1967 году. Хюбнер продолжил работу над усовершенствованием ГТД, но ни одна из его последующих разработок не дошла даже до мелкосерийного производства.
Выбор стратегии Компания «Крайслер» начала работы над газовыми турбинами ещё в конце 1930-х годов. В 1945 году компания получила военный заказ на экспериментальный турбовинтовой авиамотор и поручила турбинный проект Джорджу Хюбнеру (1910—1996Биографию Хюбнера см. ) — конструктору 2500-сильного поршневого авиамотора . Ни поршневой, ни турбовинтовой моторы Хюбнера не пошли в серию, но компания сумела сохранить свои позиции в послевоенном ВПК и в 1952 году выпустила первую американскую баллистическую ракету. Хюбнер, занявший в 1946 году пост главного инженера «Крайслера», участвовал в ракетном проекте, однако главной своей целью считал разработку газотурбинных двигателей для гражданских автомобилей.
Главными преимуществами ГТД перед поршневыми двигателями в те годы считались ме́ньшие размеры и простота устройства. В простейшем турбореактивном двигателе рабочие колёса компрессора и турбины закреплены на единственном вращающемся валу. Компрессор нагнетает воздух в камеру сгорания, в которую непрерывно подаётся топливо. Струя горячих газов высокого давления создаёт реактивную тягу и вращает турбину, которая и приводит в действие компрессор. В турбовинтовом двигателе вал турбины и компрессора жёстко связан c воздушным винтом. Бо́льшая часть развиваемой двигателем мощности передаётся через редуктор воздушному винту, ме́ньшая — реактивной струе. В турбовальном двигателе, наиболее подходящем для наземной техники, вся полезная мощность снимается с выходного вала. Такому двигателю не нужны кривошипно-шатунный механизм, распределительный вал, клапаны, сложные системы зажигания, смазки и система охлаждения. Реально эксплуатировавшиеся ГТД «Крайслер» имели в пять раз меньше деталей и весили вдвое меньше, чем сопоставимые карбюраторные двигатели. Конструкторы ожидали, что новый двигатель будет более комфортным и экологически чистым. ГТД могли работать на любом жидком топливе, но в Америке 1950-х и 1960-х годов это преимущество не было востребовано.
Авиационные двигатели плохо подходили для установки в автомобиль, прежде всего из-за высокой стоимости. Коэффициент полезного действия турбовальных установок был низок, а его приемлемые значения достигались лишь в узком диапазоне оборотов и выходной мощности; в режиме холостого хода мгновенный расход топлива ГТД многократно превышал показатели поршневых моторов сопоставимой мощности. ГТД потребляли воздух и производили горячие выхлопные газы в объёмах, с которыми автопром никогда не работал. Проанализировав набор возникших проблем, Хюбнер предложил решать их «сверху вниз», начиная с самых сложных. Металловед Амедей Рой приступил к поиску недорогих высокотемпературных сплавов, а ведущие инженеры-мотористы Сэм Уильямс и Бад Манн — к разработке теплообменника — устройства, охлаждающего выхлопные газы и возвращающего их энергию в двигатель.
Оценив свойства различных теплообменников, инженеры «Крайслера» приняли стратегическое решение использовать роторный теплообменник — наиболее сложную из известных тогда конструкций. Ротор этого теплообменника представлял собой медленно вращающийся диск диаметром до 60 см, свитый из нержавеющей стальной ленты толщиной 0,1 мм. Поток выхлопных газов низкого давления, нагревающий ротор, и поток воздуха высокого давления, нагреваемый ротором, должны были проходить через полости в навивке, но не смешиваться. По расчётам, роторный теплообменник должен был уменьшить расход топлива на предельной мощности на 50 %, а на холостом ходу на 70—80 %. Именно ожидаемый выигрыш в экономичности и стал причиной столь парадоксального выбора.
Все газотурбинные двигатели «Крайслер» строились по двухвальной схеме, в которой отсутствует жёсткая механическая связь между первичным валом компрессора и вторичным валом свободной турбины, передающим тяговое усилие трансмиссии. В этой конфигурации компрессор работает в относительно узком диапазоне оборотов (в двигателе «четвёртого поколения» от 18 до 44,6 тысяч об/мин), а свободная (выходная) турбина — в широком. Двигатель развивает максимальный крутящий момент при нулевых оборотах свободной турбины (при трогании с места), его практически невозможно заглушить, при переключении передач ему не нужны сцепление или гидротрансформатор. В документации «Крайслера» ГТД, созданные за тридцать лет турбинного проекта Хюбнера, делятся на семь «поколений». Собственные цифробуквенные обозначения имели только два двигателя — CR2A («третье поколение») и А-831 («четвёртое поколение»).
Прототипы
25 мая 1954 года Хюбнер представил публике первый в мире газотурбинный легковой автомобиль в кузове серийного «Плимут Белведер». ГТД «первого поколения» мощностью 100 л. с., установленный на этой машине, был оснащён единственным роторным теплообменником, установленным горизонтально над блоком турбин. Теплообменник и все вспомогательные механизмы приводились в действие первичным валом. Стартера опытный образец не имел: его ГТД запускался от стационарного компрессора, спрятанного подальше от глаз газетчиков. Проблема пуска ГТД ещё не была решена, но компании нужно было опередить конкурентов по «большой тройке», также работавших над газотурбинным автомобилем. Будущее показало, что опасения «Крайслера» не оправдались: ни «Форд», ни «Дженерал Моторс» не довели свои проекты даже до мелкосерийного выпуска.
В 1955 году на улицы Детройта выехал второй опытный образец, 26—30 марта 1956 года третий опытный образец совершил успешный пробег из Нью-Йорка в Лос-Анджелес (4 860 км, или 3 020 миль). Расход топлива по трассе составил около 18 л/100 км. Двигатель, установленный на этой машине, отличался от прототипа 1954 года усовершенствованными подшипниками и камерой сгорания, и имел автоматику поддержания режима работы, что впервые позволило управлять газотурбинным автомобилем с помощью обычных педалей. В декабре 1958 года группа Хюбнера представила опытный автомобиль с ГТД «второго поколения» мощностью 200 л. с. По утверждению «Крайслера», за два года инженерам удалось существенно повысить КПД основных узлов мотора и подобрать недорогие жаропрочные сплавы, пригодные для массового производства, расход топлива по шоссе уменьшился до 12—13 л/100 км. Принципиальная возможность создания газотурбинного автомобиля уже не вызывала сомнений — нужно было довести его до серийного выпуска.
В феврале 1961 года «Крайслер» продемонстрировал опытные газотурбинные автомобили на базе грузового «Додж», легкового «Плимут» и футуристический концепт-кар «Турбофлайт» (). ГТД «третьего поколения» CR2A, установленный на этих образцах, отличался от предшественников установкой перед ротором второй турбины регулируемого соплового аппарата. Нововведение упростило управление, позволило применять торможение двигателем, уменьшило расход топлива на холостом ходу. При относительно скромной мощности в 140 л. с. крутящий момент составил 508 Н·м. По утверждению компании, время раскрутки турбины с холостого хода до максимальных оборотов сократилось с 3 с до 1—1,5 с, а расход топлива на трассе Детройт—Нью-Йорк составил 12,4 л/100км (19 миль на галлон).
27—31 декабря 1961 года опытный «Турбо Дарт» с двигателем CR2A совершил широко разрекламированный трансконтинентальный пробег длиной в 5 000 км (3 100 миль), за которым последовало выставочное турне по крупнейшим городам страны. Участвовавший в пробеге обозреватель Popular Mechanics писал, что двухтонный прототип достигал максимальной скорости в 185 км/ч и разгонялся до 96 км/ч за 8,5-8,7 с. Машина трогалась с места медленно, а затем ускорение буквально вдавливало испытателей в подушки сидений. При движении по приморскому шоссе с постоянной крейсерской скоростью 110 км/ч и 32 000 об/мин в машине было так тихо, что водитель слышал шум прибоя и скрип шарниров подвески. Данные о реальном расходе топлива компания от журналиста скрыла: официально, машина на трассе расходовала 12,4 литра на 100 км, по данным «надёжных источников» — 14 л/100 км.
Опытная серия В феврале 1962 года компания объявила о начале работ над двигателем «четвёртого поколения» и о подготовке к выпуску первого серийного автомобиля с ГТД. Опытная партия, по словам руководителей «Крайслера», должна была составить от 50 до 75 машин, которые должны были быть переданы в безвозмездное пользование испытателям-добровольцам из всех слоёв американского общества. В начале мая 1962 года компания представила новый автомобиль и объявила о начале программы испытаний, которая стала, по словам исследователя турбинных автомобилей Стива Лейто, «самым смелым экспериментом в истории американского бизнеса». Недостатка в добровольцах, желавших испытать, по словам Джея Лено, «машину Джетсонов в мире Флинтстонов», не было: компания в короткий срок собрала 30 тысяч заявлений.
Дизайн и сборка Компоновка и основные размеры АвтомобильВыборка одноклассников приводится по: . Из 12 перечисленных машин отобраны три образца производства «большой тройки», классической компоновки, с длиной колёсной базы, примерно равной базе турбинного автомобиля. База, мм Длина, мм Серийный «Крайслер» в кузове «Гиа» <center>2 794 <center>5 120 «Шевроле Шеви II» (1963) <center>2 794 <center>4 648 «Форд Фэлкон» (1963) <center>2 780 <center>4 602 «Додж Дарт» (1963) <center>2 820 <center>4 978
Приняв принципиальное решение о запуске «программы пятидесяти машин» (), руководство компании сформулировало требования к их внешнему облику: «новый автомобиль должен переносить водителя, как только он сел за руль и закрыл дверь, на десять-двадцать лет в будущее». Новый автомобиль должен был быть уникальным, узнаваемым, но не шокирующим. Задачу успешно выполнил недавно пришедший в «Крайслер» дизайнер , автор «плоскобортного» «Линкольн Континентал» 1961 года и компактного варианта «Форд Тандербёрд», который выпускался в Великобритании под именем «Форд Англиа». Именно под руководством Энгела «Крайслер» отошёл от вычурных форм детройтского барокко, некогда введенных его предшественником Вирджилом Экснером.
В 1962 году Энгел представил публике концепт-кар «Тайфун» () — двухместное купе с гладкими бортами, скошенной назад поясной линией и «реактивными» мотивами в оформлении световых приборов и центрального тоннеля. Четырёхместный вариант «Тайфуна», с минимальными изменениями, и пошёл в серию. Существуют сведения о том, что компания рассматривал вариант выпуска среднемоторного родстера: «a mid-engine concept surfaced in the original Ghia body program … One Ghia Turbine was planned as a two-place roadster and would have been very similar to the car, which was actually built», но серийный автомобиль, как и его прототипы 1954—1961 годов, строился по классической схеме: мотор спереди, привод на задние колёса. Его база соответствовала базам компактных, по тогдашней американской классификации, седанов и купе производства «большой тройки», однако из-за заднего свеса в 1 407 мм новый автомобиль был длиннее любого из одноклассников.