Tech

Felszállási engedély – a gázturbinás Lotus 56 története

 

Az autóversenyzés világa a 60-as, 70-es évekből az olyanok számára, mint én, egy meséskönyvhöz hasonlatos.

Csodálatra méltó, ma már elképzelhetetlen ötletmegvalósításokkal állt elő az F1, az Indy, és valamennyi high-end open-wheel széria. Ezek már önmagában elegendő témát szolgáltatnának a blognak – néhányat már meg is találhatsz itt a Tech rovatban.

A most feldolgozott jármű nem kevésbé érdekes, mint a ventis Brabham BT46B, vagy a hatkerekű Tyrrell, esetleg az ikerkasztnis Lotus 88, sőt. Nagyon is illik a sorba.

 

Az ötlet

Ha olvastad a Tyrrell P34-ről szóló cikket, Derek Gardner neve ismerős lehet. Igen, a fickónak ebben a szörnyetegben is benne volt a keze. Ha Colin Chapman nem ugrik be, akkor van mit pótolni: a gugli mellett én is tudok neked segíteni ebben itt és itt.

Szóval a lényeg, hogy ez a két fickó hajlamos volt merész ötleteken agyalni, és ha volt rá lehetőségük, meg is csinálták. Ennek a járműnek a történetében mindkét műszaki zseni szerepet vállalt.

Ma már nehéz elképzelni, de cirka 50 éve a Formula-1 és az Indy között lehetséges volt a technikai átjárás, sőt, volt idő, amikor közös futamok voltak, benne volt a pakliban az egyesülés is. Ne menjünk mélyen bele, ez egy másik sztori. Ez tette lehetővé, hogy a mostani történetünk az Indy berkein belül kezdődjön, és az F1-ben érjen véget.

Barnes Wallis

Az eredeti elképzelés, hogy gázturbinát is lehetne használni egy versenyautóban,  Sir Barnes Neville Wallis angol mérnök-feltaláló nevéhez fűződik – sok más egyéb mellett. A Királyi Haditengerészet alhadnagyának olyan apróságok fűződnek a nevéhez, mint az ugróbomba feltalálása, melyet a RAF nagy megelégedéssel használt a náci gátak, víztározók felrobbantásához a II. Világháborúban.

Wallis ötlete megosztó volt. Először Dan Gourney-nek vázolta fel az elképzelését (róla is lesz szó későbbi írásokban), akinek nagyon tetszett, Caroll Shelby viszont egyenesen a “Hogwash” (nonszensz, kicsit durvábban) kifejezéssel illette azt. Végül Andy Granatelli, az STP (elsősorban kenőanyagokkal, autóalkatrészekkel foglalkozó amerikai cég) akkori mindenhatója döntött úgy, hogy pénzt is locsol ebbe az agymenésbe.

 

Mi az a gázturbina?

Az a tapasztalatom, hogy a legtöbben tudják, miről van szó, de azt nem feltétlen, hogy hogyan működik. A hatékonyabb megértés érdekében csináljunk egy kis műszaki kitekintést. Nyugalom, semmi természettudományos terrorizmus, csak egy kis mesélés.

Hasonlóképp, mint a belső égésű motorok, ezt is a hőerőgépek csoportjába soroljuk. A lényeg változatlan: üzemanyagot tolunk be egy nyitott vagy zárt térbe, ahol oxigén segítségével elégetjük, és az égés energiáját hasznosítjuk.

Eddig akár egy Otto-motor is lehetne, vannak azonban lényeges különbségek.

Az egyik ilyen, hogy a gázturbina nem szakaszos, egyértelműen elválasztható, periodikusan ismétlődő ütemek szerint dolgozik, hanem a levegő és az üzemanyag beáramlása is folyamatos. Nem mellékesen ezeknek az egységeknek brutális a légszomja, ezért a kompresszorkerekek hatalmas nyomással tolják az égésterekbe a levegőt.

Jöhetne a kérdés, hogy hogyan hasznosítjuk ezt az égést. A gázturbina egy gyűjtőnév, a kialakítás módja szerint többféle alfaja létezik.

Általánosan ismert gázturbina-típusok (1: Klasszikus sugárhajtómű, 2: Légcsavaros gázturbina, 3: Tengelyteljesítményt szolgáltató gázturbina, 4: Turbo ventilátoros (nagy belépési keresztmetszetű) gázturbina, 5: Sugárhajtómű utánégetővel)

A valószínűleg legismertebb ilyen alfaj a sugárhajtómű. Akkor hívjuk így a gázturbinát, ha az égés során fellépő reakcióerőt hasznosítjuk a folyamat végén. Tehát az égés során létrejövő hatalmas térfogatnövekedés, amely távozni kíván a hajtómű végén (jó esetben hátrafelé), előre fogja mozdítani a gépünket. A sugárhajtóműveket időlegesen túl lehet hajtani, ha utánégetővel is ellátják. Nagyon leegyszerűsítve ez egy utólagos üzemanyagtöbbletet adó kamra, amivel átlagosan 45-50%-nyi plusz teljesítmény nyerhető.

Azonban nem csak a reakcióerőből csinálhatunk mozgást egy gázturbina esetén. Lehetőségünk van mechanikus hajtásrendszer létrehozására is. Elég, ha csak az erőművekben használatos turbinákra gondolunk, melyek többnyire generátorokat hajtanak meg, áttételes vagy direkt mechanikus tengelykapcsolattal (becsületes nevén tengelyteljesítményt szolgáltató gázturbina). Sőt, találhatsz példát légcsavaros gázturbinára is, ami tényleg az öszvér megoldások netovábbja a repülőgépiparban. Ez utóbbi esetekben a forgómozgás szintén az elégetett üzemanyag útjába telepített ventilátor-lapátokkal valósítható meg.

Nagyon sok érdekességről tudnék írni még, hogy pl. mi az az axiál- és centrifugál kompresszoros megoldás, vagy hogy hogy működik az SR-71 Ramjet hajtóműve, de nem akarom olvashatatlanná tenni az írást, maradjunk a tárgynál. Akit izgat az elméleti része, javaslom tanulmányozásra a Brayton–Joule-körfolyamatot, az az alapja ennek a sztorinak.

Elméletileg tehát megvalósítható a gázturbina hajtotta versenyautó, a gyakorlatban viszont nagyon ismeretlen terep volt, ráadásul mindenki egyetértett abban, hogy egy gázturbina csak nagy méretben működik igazán gazdaságosan. Majdnem mindenki.

 

Az első fecske

A kivételt képezőknek hála, 1966-ban megszülethetett az STP-Paxton Turbocar (becenevén Silent Sam), amely az első gázturbinás versenyautó volt az Indy történetében, egy Pratt & Whitney Canada PT6-ossal a gyomrában, amit nagyon nem ide álmodtak meg a készítői hat évvel azelőtt.

Az első gázturbinás Indy-autó az STP színeiben

A járgányt összkerekesnek tervezték (lehet egy tipped, kinek a hajtásrendszere volt), és alumíniumból építették meg az első vázat, mégpedig side-by-side elrendezésben, azaz a hajtóegység hosszában, a pilóta mellett helyezkedett el.

Az első tesztek után kiderült, hogy az alu váz használhatatlan, szó szerint megolvasztotta a turbina, nem kis deformációt generálva ezzel. Majd’ egy évnyi munka volt, mire használható kasztnit építettek a jármű köré, így csak az 1967-es Indy 500-on indulhatott el. Parnelli Jones 100 ezer dollár fejében vállalta az autó terelését, plusz minden díj feléért, amit megnyer vele.

Az aggregáttal osztozott a cockpiten a pilóta

Az időmérőn a hatodik helyre kvalifikálta magát, a versenyen pedig hamar átvette a vezetést, és az egész futam során alig adta ki a kezéből. A dráma a futam vége előtt 8 mérfölddel érkezett, amikor a váltó csapágyai bemondták az unalmast, és idő előtt elköszöntek a versenytől, a hatodik pozícióból.

Egy évvel később még rajthoz állt volna a vas az Indy 500-on, de még a gyakorlás alatt Joe Leonard falnak csapódott vele. Soha nem tért vissza a pályára. Jelenleg az Indianapolis Motor Speedway Hall of Fame Museumban található.

 

A feltámadás

Visszatért cserébe a leszármazott!

A Lotus 56 gyakran a Silent Sam módosításaként emlegetett jármű, de igazság szerint annál sokkal több volt. A hajtómű hátulra került, és a karosszéria is ék alakú kialakítást kapott az STP szivar-formájával szemben. Aerodinamikailag teljesen új szintet képviselt a gép elődjéhez képest. Megtartották Gardner összkerékhajtását, de kapott egy sokkal kifinomultabb futóművet, és még az alu kasztnira is vissza tudtak térni, nem akadt tehát sok probléma a tömeggel sem.

A Lotus 56 röntgenrajza

Illetve de, csak nem a bódééval.

Az 1968-ban bemutatott Lotus 56 mindössze 612 kilogrammot nyomott, az F1-es verzió 600-at. Ám a gázturbina egy igen szomjas jószág, és ahhoz, hogy ne kelljen folyamatosan a boxban vesztegelni, hatalmas üzemanyagtankot kellett az autóba építeni, ami iszonyatos plusz terhet jelentett feltöltött állapotban (az F1-es, azaz B verziónál ez legfeljebb 280 liter kerozint jelentett).

Merőben új elrendezés és forma

A csapat nem volt jó passzban ekkoriban. Pont ebben az évben hunyt el Jim Clark, és Mike Spence is életét vesztette egy Lotus 56 tesztelése közben. A maradék három autóval rajthoz állt a Graham Hill-Art Pollard duó – plusz Leonard, aki beült a harmadik Lotus 56 volánja mögé, miután az STP-Paxton feladta a küzdelmet.

Nem megszokott műszerekkel is találkozott az ember fia ebben a fülkében

Meg is szerezte a pole-t! Sőt, még a futam során is több alkalommal került az élre a 60-as rajtszámú gép. A cél előtti letérdelés sajnos itt sem maradt el: tönkrement az üzemanyag-ellátó rendszer, így kiállni kényszerült a futamról – az első helyről, a 191. körben.

Nem túlzás az “akár egy faék” kifejezés

Hill ütközött, Pollard lerobbant, így a Lotus 56 a száraz eredményeket tekintve nem sok vizet zavart az első éles versenyén. Ám ha figyelembe vesszük a konstrukció kiforratlanságát, és hogy milyen gyorsan felvették a tempót a belső égésű motoros ellenfelekkel, akkor már más a helyzet. Hiába a körülményes kivitelezés, hiába a hatalmas fogyasztás és a borzasztó hatásfok, a versenyautó azonnal partiban volt a többiekkel.

 

A veszélyforrás

Ez nem csak az ellenfeleknek, hanem a USAC-nek is szemet szúrt (United States Auto Club, akkoriban ők felügyelték az Indyt). Már a ’68-as szezonra is korlátozták az egységnyi idő alatt beszívott levegő mennyiségét a beömlő keresztmetszet drasztikus csökkentésével: 23.99 négyzethüvelykről 15.99-re (durván 103 cm²), de ez sem volt elég arra, hogy elnyomják a gázturbinás autókat. Az STP-csapat égisze alatt versenyző Lotus 56 komoly karrier küszöbén állt.

Mindemellett körülményesnek bizonyult a technika lemásolása: a többiek kezdetben egyáltalán nem is hittek az ötletben, és mire észbe kaptak, tetemes hátrányt halmoztak fel a fejlesztésekben. Nincsenek információim arról, hogy mekkora volt a lobbitevékenység a Lotus 56, és egyáltalán a gázturbinás hajtás ellen, de az bizonyos, hogy a változás hamar bekövetkezett.

A Pratt&Whitney ST6/74, illetve /76-os hajtóegységének metszeti ábrája
(az óramutató járásával megegyező módon, a bal felső sarokból (Sc) indulva: kivezető nyílás – gyűrű alakú égéstér – befecskendezők (14 darab) – hőmérsékletszenzor – keresztmetszer-szűkítő az FIA, illetve az Indy szabályzata szerint – gyűrű alakú légbeömlő – kompresszortengely – axiál kompresszor – centrifugál kompresszor – turbinakerék 1 – turbinakerék 2 (a dupla turbinakeréknek köszönhetően nem volt szükség tengelykaplcsolóra) – kihajtótengely előre (turbinatengely) – bolygómű – kihajtás az osztóműbe)

Az 1968-as Indy 500 után a USAC olyan szabályzatot vezetett be, amely a gyakorlatban ellehetetlenítette a gázturbinás autók nevezését – de még az összkerekesekét is! A kissé értelmezhetetlen döntést nem váltotta fel általános felháborodás, lévén hogy egyetlen csapatot érintett a dolog. Érdekesség, hogy még ez a nagyon rövid pályafutás is elegendő volt ahhoz, hogy az egyik legnépszerűbb Hot Wheels kisautó váljon belőle.

Ma már egész jó ára van ennek a piciny 56-osnak is

Az 56-os még 1969-ben is rajthoz állt, de már egy Offenhauser-blokkal a fenekében.

Úgy tűnt, az igazi Lotus 56 újta egyenesen a múzeumba vezet.

 

Egy utolsó dobás

Colin Chapman soha nem a hajtóegységekben látta a versenyzés művészetét, ezért kézenfekvő volt számára, hogy a gázturbinát is megpróbálja egy F1-es platformon alkalmazni. Az autót eleve úgy építette a Lotus, hogy könnyű legyen adaptálni a Forma-1-hez.

A Lotus 56B röntgenrajza, kiemelve az összkerékhajtás

Chapman még egyet lépni akart hátra, mielőtt előretör: felkereste a Pratt&Whitney-t, hogy készítsenek egy olyan gázturbinát az autóhoz, ami tökéletesen megfelel az F1 szabályainak, és normális bódét tud köré építeni. Valamint megbízták a Shellt, hogy egy pont ehhez a projekthez alkalmas kerozint fejlesszenek ki a járgány számára. Így nem 1970-ben, hanem 71-ben mutatkozott be a Lotus 56 B változata, melyben már a fent látott STN 6/76 számú hőerőgép dolgozott.

Ez a turbina 600 lóerőt volt képes leadni üzemszerűen (a kortárs benzinesek 425-450 körül jártak), és a korábban említett tömeg- és hatásfok probléma mellett számos előnnyel is bírt ez az egység.

A tesztek és nem hivatalos F1-es futamok során bevetettek egy – szinte – szárny nélküli, widebody kittel ellátott kivitelt is

Például kisebb volt a tömege, mint az akkori Otto-aggregátoké, ennélfogva a teljesítmény/tömeg aránya is jelentősen kimagaslott. Nem mellesleg itt már nem volt szükség váltóra vagy mechanikus kuplungszerkezetre, ami szintén csökkentette a tömeget, valamint a mozgó/forgó alkatrészek számát is. Szükség is volt rá, mert az autó üzemkészen így is nehezebb volt a vetélytársainál.

Az utolsó dizájn, amely éles bevetésen vett részt

Ellenben volt egy kellemetlen hátránya is: hiányzott a motorfék. Ez elsőre nem tűnik nagy ügynek, pedig drasztikusat képes rövidíteni a féktávon – vagy tudja kímélni a tárcsákat/betéteket. Így az 56-osok (főként megtankolt állapotban) zabálták a fékeket, és a pilótát is kicsivel több tornagyakorlatra késznyerítették. Érdekes mellékzönge, hogy a motorsportban az akkoriban kizárólagosan elterjedt manuális sebességváltók miatt még egyáltalán nem volt jellemző a bal lábbal történő fékezés – a Lotus 56B-nél kénytelenek voltak megtanulni.

 

Az F1 jelentette a véget

Itt is elmondhatom, hogy ha szigorúan csak a számokat nézzük, a Lotus 56 nem alkotott maradandót. Egyetlen nyolcadik helyet tud felmutatni Emerson Fittipaldival a volán mögött Olaszországból. Reine Wisell nem tudta magát kvalifikálni a Brit Nagydíjon, Dave Walker pedig kiesett a Holland GP-n. Összesen ez a három nevezése volt az autónak éles F1-es bajnoki futamon.

Az igazsághoz hozzátartozik, hogy Walker a 22. helyről a tizedikre jött föl 5 kör alatt, majd kicsúszott, és Fittipaldi messze a leggyorsabb volt az 56B-vel Brands Hatchben, egy nem hivatalos F1-es futam edzésén. A párhuzam is ismert: esőben volt rohadt gyors az autó, szárazon sajnos a hátrányai elnyomták a jó tulajdonságait.

A Lotus 56 története 1971-ben véget ért.

 

Az örökség

A villámgyors életút ellenére nem tűnt el nyomtalanul a gumikerekes repülőgép. Legnagyobb hagyatéka csak visszavonulása után derült ki: egyike volt azon úttorő versenyautóknak, ahol a kanyarodás és a fékezés aerodinamikáját sokkal nagyobb mértékben figyelembe vették a karosszéria tervezésekor.

Lotus 72

Ezen gondolatszál mentén született meg a legtöbb későbbi Lotus, a méltán híres 72-es – 1970, ’72 és ’73 világbajnok autója – közvetlen leszármazottnak tekinthető, még ha nem is gázturbinás gépről van szó.

Bizarr ötlet volt, nem is jött be igazán, de tiszteletre méltó a Lotus 56 technikai öröksége, és a világ motorsport-rajnogói aligha felejtik majd el rövid és velős karrierjét.

 

Kapcsolódó cikkek

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.

'Fel a tetejéhez' gomb