未来的汽车会装上飞机引擎吗?

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在讨论电动车还是混合动力才是未来时,还有没有其它创新的想法?

文 ▍阮锦程

在追寻未来新能源汽车之路上,除了排放问题外,不外乎就是寻找一种最有效率能源转换方式。纯电动车虽然没有排放,但在充电和放电过程中效率都有损失,如果再加上热电厂发电和电网损失的效率,实际上并不会比普通汽油车高多少。

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于是这些年偶尔会有人想到燃汽轮机这种动力,并推出了一些概念车。

其中最伟大的作品应该属于2010年巴黎车展上,为了庆祝捷豹75年而推出的C-X75概念车。这辆概念车同时吸取了上个世纪50年代的C-Type和D-Type赛车,以及1966年XJ13勒芒赛事用车在工程和功能方面的设计元素。

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捷豹C-X75概念车

但C-X75的最伟大之处就是采用了燃汽轮机+电动机的组合,用上两台微型燃气轮机发电,提供车辆驱动和电池充电之用,于是拥有了超过300公里/小时的极速和900公里的续航里程。这是第一次有车厂作这么大胆的尝度,它对汽车工业的意义,等于一下子把我们从航空工业的螺旋桨时代带进喷气式时代。

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我没有说错,直至二次世界大战结束前,世界上最先进的飞机还是采用活塞式内燃机,就像今天我们的汽车一样,那时飞机引擎最先进的技术是涡轮增压,这是我们现在民用车中流行的技术。而燃气轮机技术,直接就是来自于对喷气式引擎的改进。

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燃气轮机与飞机用涡轮喷气引擎原理相似

燃气轮机可能连资深的车迷都不认识,但军事迷们肯定非常熟悉。燃气轮机由压气机、燃烧室和燃气涡轮等组成,听起来是不是有点熟悉?没错,燃气轮机根本就是与我们熟悉的活塞式内燃引擎不是一个级别的东西,它实质上是与飞机用涡轮喷气引擎原理相似,而且燃气轮机的真正发展也是在上世纪30年代末,喷气式飞机引擎开始发展以后。

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燃气轮机的解剖图

喷气式引擎同样由压气机、燃烧室组成,通过几级压气机(就是你坐飞机时看到引擎前面那些旋转叶片)把空气压缩到超高压,然后喷入燃油点燃,燃气就会以超音速从后部喷出,制造出巨大的推力。

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直升机涡轮轴引擎是喷气引擎的变种,与燃气轮机更相似

喷气式引擎发展成熟后,人们在燃烧室后面加上一个机械转换装置,利用超高速的燃气推到涡轮旋转,再把它转化来轴传动输出。应用在直升机上,我们管它叫涡轮轴引擎,而几乎相同的原理应用在地面上,我们管它叫燃气轮机,虽然它们的材料和结构强度并不一样。

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美军M1A1主战坦克采用AGT-1500燃气轮机

燃气轮机这东西实在太超前了,即使是在军用车辆上也不敢轻易使用,美国的M1是首次采用燃气轮机作为主动力的主战坦克,装备的AGT-1500燃气轮机能输出1500匹马力。而另一辆敢采用燃气轮机作为动力的,就是俄罗斯T80主战坦克。

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捷豹C-X75概念车采用两副小型燃气轮机

那么燃气轮机与汽车有什么关系?效率!最好的四冲程内燃机热效率只有30%多,转子发动机也高不多少,但燃气轮机轻易就能突破40%,先进的的已经达到60%。

尽管效率高,但燃气轮机只要启动,它一旦点燃就处于相对高油耗的状态,所以用它直接驱动车辆是不现实的,除非你是M1A2这种不计成本的坦克(90代海湾战争中美军也是受够了M1系列坦克油耗高和维护成本高的苦)。

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不过混合动力可以让这种技术有用武之地,如果燃气轮机并不是用于直接驱动车辆,而是用于对电池充电,那就有机会让它一直处于理想的工作状态。

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