จนกระทั่งถึงเวลาหนึ่ง เยอรมนีของฮิตเลอร์ไม่สนใจโครงการโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซสำหรับยานพาหนะภาคพื้นดินมากนัก ดังนั้นในปี พ.ศ. 2484 หน่วยแรกจึงถูกประกอบขึ้นสำหรับหัวรถจักรทดลอง แต่การทดสอบของมันถูกลดทอนลงอย่างรวดเร็วเนื่องจากความไม่เหมาะสมทางเศรษฐกิจและการมีอยู่ของโครงการที่มีลำดับความสำคัญสูงกว่า การทำงานในทิศทางของเครื่องยนต์กังหันก๊าซ (GTE) สำหรับยานพาหนะภาคพื้นดินยังคงดำเนินต่อไปในปี พ.ศ. 2487 เมื่อคุณลักษณะด้านลบบางประการของเทคโนโลยีและอุตสาหกรรมที่มีอยู่ได้รับการประกาศโดยเฉพาะอย่างยิ่ง
ในปี ค.ศ. 1944 กองบัญชาการยุทโธปกรณ์ของกองทัพบกได้เปิดตัวโครงการวิจัยเกี่ยวกับ GTE สำหรับรถถัง มีเหตุผลหลักสองประการสำหรับเครื่องยนต์ใหม่ ประการแรก การสร้างรถถังของเยอรมันในเวลานั้นมุ่งสู่ยานเกราะต่อสู้ที่หนักกว่า ซึ่งต้องการการสร้างเครื่องยนต์ที่มีพลังสูงและมีขนาดเล็ก ประการที่สอง รถหุ้มเกราะที่มีอยู่ทั้งหมดใช้น้ำมันในระดับที่ขาดแคลน และสิ่งนี้ได้กำหนดข้อจำกัดบางประการที่เกี่ยวข้องกับการปฏิบัติงาน เศรษฐกิจ และการขนส่ง เครื่องยนต์กังหันก๊าซที่มีแนวโน้มดี ดังที่ผู้นำอุตสาหกรรมของเยอรมนีพิจารณาแล้ว อาจใช้เชื้อเพลิงคุณภาพสูงน้อยลงและส่งผลให้เชื้อเพลิงมีราคาถูกลง ดังนั้น ในเวลานั้น จากมุมมองของเศรษฐศาสตร์และเทคโนโลยี ทางเลือกเดียวสำหรับเครื่องยนต์เบนซินคือเครื่องยนต์กังหันก๊าซ
ในระยะแรก การพัฒนาเครื่องยนต์แท็งค์ที่มีแนวโน้มดีได้รับความไว้วางใจให้กับกลุ่มนักออกแบบจากปอร์เช่ นำโดยวิศวกร โอ. ซาดนิก องค์กรที่เกี่ยวข้องหลายแห่งควรให้ความช่วยเหลือวิศวกรของปอร์เช่ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แผนกวิจัยเครื่องยนต์ SS นำโดยดร. อัลเฟรด มุลเลอร์ มีส่วนร่วมในโครงการนี้ ตั้งแต่ช่วงกลางทศวรรษที่ 30 นักวิทยาศาสตร์คนนี้ได้ทำงานเกี่ยวกับการติดตั้งกังหันก๊าซและมีส่วนร่วมในการพัฒนาเครื่องยนต์ไอพ่นสำหรับเครื่องบินหลายเครื่อง เมื่อถึงเวลาเริ่มสร้างเครื่องยนต์กังหันก๊าซสำหรับถัง Müller ได้เสร็จสิ้นโครงการเทอร์โบชาร์จเจอร์ ซึ่งต่อมาใช้กับเครื่องยนต์ลูกสูบหลายประเภท เป็นที่น่าสังเกตว่าในปี พ.ศ. 2486 ดร. มุลเลอร์ได้เสนอข้อเสนอซ้ำ ๆ เกี่ยวกับการเริ่มต้นการพัฒนาเครื่องยนต์กังหันก๊าซในถัง แต่ผู้นำชาวเยอรมันไม่สนใจพวกเขา
ห้าตัวเลือกและสองโครงการ
เมื่อถึงเวลาเริ่มงานหลัก (กลางฤดูร้อน 2487) บทบาทนำในโครงการได้ส่งต่อไปยังองค์กรที่นำโดยMüller ในขณะนี้ ได้มีการกำหนดข้อกำหนดสำหรับเครื่องยนต์กังหันก๊าซที่มีแนวโน้มดีแล้ว มันควรจะมีกำลังประมาณ 1,000 แรงม้า และอัตราสิ้นเปลืองอากาศ 8.5 กิโลกรัมต่อวินาที อุณหภูมิในห้องเผาไหม้ถูกกำหนดโดยเงื่อนไขการอ้างอิงที่ 800 ° เนื่องจากคุณลักษณะเฉพาะบางประการของโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซสำหรับยานพาหนะภาคพื้นดิน จึงต้องสร้างระบบเสริมหลายตัวก่อนเริ่มการพัฒนาโครงการหลัก ทีมวิศวกรที่นำโดยมุลเลอร์ได้ร่วมกันสร้างและพิจารณาตัวเลือกห้าตัวเลือกสำหรับสถาปัตยกรรมและเลย์เอาต์ของเครื่องยนต์กังหันก๊าซ
แผนผังของเครื่องยนต์แตกต่างกันในจำนวนขั้นตอนของคอมเพรสเซอร์ กังหัน และตำแหน่งของกังหันกำลังที่เกี่ยวข้องกับระบบส่งกำลัง นอกจากนี้ยังมีการพิจารณาทางเลือกหลายประการสำหรับตำแหน่งของห้องเผาไหม้ดังนั้นในเลย์เอาต์ GTE รุ่นที่สามและสี่ จึงเสนอให้แบ่งการไหลของอากาศจากคอมเพรสเซอร์ออกเป็นสองส่วน ในกรณีนี้หนึ่งสตรีมจะต้องเข้าไปในห้องเผาไหม้และจากที่นั่นไปยังกังหันที่หมุนคอมเพรสเซอร์ ในทางกลับกัน ส่วนที่สองของอากาศที่เข้ามาก็ถูกฉีดเข้าไปในห้องเผาไหม้ที่สอง ซึ่งส่งก๊าซร้อนไปยังกังหันพลังงานโดยตรง นอกจากนี้ ยังมีการพิจารณาตัวเลือกต่างๆ ด้วยตำแหน่งที่แตกต่างกันของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเพื่ออุ่นอากาศที่เข้าสู่เครื่องยนต์ก่อน
ในรุ่นแรกของเครื่องยนต์ที่มีแนวโน้มว่าจะได้ ซึ่งมาถึงขั้นตอนของการออกแบบที่เต็มเปี่ยม คอมเพรสเซอร์แนวทแยงและแนวแกน รวมทั้งกังหันสองขั้นตอน ควรตั้งอยู่บนแกนเดียวกัน กังหันเครื่องที่สองควรจะวางอยู่ด้านหลังเครื่องแรกและเชื่อมต่อกับชุดส่งกำลัง ในเวลาเดียวกัน กังหันกำลังส่งกำลังไปยังระบบส่งกำลังถูกเสนอให้ติดตั้งบนแกนของมันเอง ไม่ได้เชื่อมต่อกับแกนของคอมเพรสเซอร์และกังหัน วิธีแก้ปัญหานี้อาจทำให้การออกแบบเครื่องยนต์ง่ายขึ้น หากไม่มีข้อเสียร้ายแรงเพียงอย่างเดียว ดังนั้น เมื่อถอดน้ำหนักบรรทุก (เช่น ระหว่างการเปลี่ยนเกียร์) กังหันตัวที่สองสามารถหมุนได้ถึงความเร็วดังกล่าว ซึ่งมีความเสี่ยงที่ใบมีดหรือดุมล้อจะถูกทำลาย มีการเสนอให้แก้ปัญหาในสองวิธี: เพื่อทำให้กังหันทำงานช้าลงในช่วงเวลาที่เหมาะสม หรือเพื่อกำจัดก๊าซออกจากกังหัน จากผลการวิเคราะห์ เลือกตัวเลือกแรก
อย่างไรก็ตาม รถถัง GTE รุ่นแรกที่ดัดแปลงนั้นซับซ้อนเกินไปและมีราคาแพงสำหรับการผลิตจำนวนมาก มุลเลอร์ทำการวิจัยต่อไป เพื่อให้การออกแบบง่ายขึ้น ชิ้นส่วนดั้งเดิมบางชิ้นจึงถูกแทนที่ด้วยยูนิตที่เกี่ยวข้องซึ่งยืมมาจากเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท Heinkel-Hirt 109-011 นอกจากนี้ แบริ่งหลายตัวถูกถอดออกจากการออกแบบเครื่องยนต์แท็งค์ซึ่งยึดเพลาเครื่องยนต์ไว้ การลดจำนวนเพลารองรับการประกอบแบบง่ายสองชุด แต่ไม่จำเป็นต้องใช้เพลาแยกด้วยเทอร์ไบน์ที่ส่งแรงบิดไปยังชุดเกียร์ กังหันกำลังถูกติดตั้งบนเพลาเดียวกันกับที่ติดตั้งใบพัดคอมเพรสเซอร์และกังหันสองขั้นตอนแล้ว ห้องเผาไหม้มีหัวฉีดแบบหมุนสำหรับฉีดเชื้อเพลิง ในทางทฤษฎี มันทำให้สามารถฉีดเชื้อเพลิงได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น และยังช่วยไม่ให้โครงสร้างบางส่วนร้อนเกินไปอีกด้วย เวอร์ชันที่อัปเดตของโปรเจ็กต์พร้อมแล้วในกลางเดือนกันยายน พ.ศ. 2487
ท่อแก๊สเครื่องแรกสำหรับรถหุ้มเกราะ
ท่อแก๊สเครื่องแรกสำหรับรถหุ้มเกราะ
ตัวเลือกนี้ก็ไม่ได้ไม่มีข้อเสียเช่นกัน ประการแรก การอ้างสิทธิ์ทำให้เกิดปัญหากับการรักษาแรงบิดบนเพลาเอาท์พุต ซึ่งอันที่จริงแล้วเป็นส่วนขยายของเพลาหลักของเครื่องยนต์ วิธีแก้ปัญหาในอุดมคติของปัญหาการส่งกำลังอาจเป็นการใช้ระบบส่งกำลัง แต่การขาดแคลนทองแดงทำให้ระบบดังกล่าวถูกลืมเลือนไป เป็นทางเลือกแทนการส่งไฟฟ้า พิจารณาหม้อแปลงอุทกสถิตหรืออุทกพลศาสตร์ เมื่อใช้กลไกดังกล่าว ประสิทธิภาพการส่งกำลังลดลงเล็กน้อย แต่มีราคาถูกกว่าระบบที่มีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและมอเตอร์ไฟฟ้าอย่างมาก
เครื่องยนต์ GT 101
การพัฒนาเพิ่มเติมของโครงการรุ่นที่สองนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงเพิ่มเติม ดังนั้น เพื่อรักษาประสิทธิภาพของ GTE ภายใต้แรงกระแทก (เช่น ระหว่างการระเบิดของทุ่นระเบิด) จึงได้เพิ่มตลับลูกปืนเพลาที่สาม นอกจากนี้ ความจำเป็นในการรวมคอมเพรสเซอร์กับเครื่องยนต์อากาศยานทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในพารามิเตอร์บางอย่างของการทำงานของถัง GTE โดยเฉพาะอย่างยิ่งการใช้อากาศเพิ่มขึ้นประมาณหนึ่งในสี่ หลังจากการดัดแปลงทั้งหมด โครงการเครื่องยนต์ถังได้รับชื่อใหม่ - GT 101 ในขั้นตอนนี้ การพัฒนาโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซสำหรับถังมาถึงขั้นตอนเมื่อสามารถเริ่มต้นการเตรียมการสำหรับการสร้างต้นแบบแรกและ จากนั้นถังที่ติดตั้งเครื่องยนต์กังหันก๊าซ
อย่างไรก็ตาม การปรับจูนเครื่องยนต์อย่างละเอียดถูกลากไปและในปลายฤดูใบไม้ร่วงปี 1944 ยังไม่ได้เริ่มงานติดตั้งโรงไฟฟ้าใหม่บนรถถัง ในเวลานั้น วิศวกรชาวเยอรมันกำลังทำงานเพื่อวางเครื่องยนต์บนรถถังที่มีอยู่เท่านั้น เดิมทีมีการวางแผนว่าฐานสำหรับการทดสอบ GTE จะเป็นรถถังหนัก PzKpfw VI - "Tiger" อย่างไรก็ตาม ห้องเครื่องของรถหุ้มเกราะนี้ไม่ใหญ่พอที่จะรองรับทุกยูนิตที่จำเป็น แม้ว่าเครื่องยนต์ของ GT 101 จะมีขนาดค่อนข้างเล็ก แต่เครื่องยนต์ของ GT 101 ก็ยาวเกินไปสำหรับ Tiger ด้วยเหตุนี้ จึงตัดสินใจใช้รถถัง PzKpfw V หรือที่เรียกว่า Panther เป็นพาหนะทดสอบพื้นฐาน
ในขั้นตอนการปรับแต่งเครื่องยนต์ GT 101 สำหรับใช้กับรถถัง Panther ลูกค้าซึ่งเป็นตัวแทนของ Land Forces Armaments Directorate และผู้บริหารโครงการได้กำหนดข้อกำหนดสำหรับต้นแบบ สันนิษฐานว่าเครื่องยนต์กังหันก๊าซจะนำพลังเฉพาะของรถถังที่มีน้ำหนักการต่อสู้ประมาณ 46 ตันเป็นระดับ 25-27 แรงม้า ต่อตันซึ่งจะช่วยปรับปรุงลักษณะการวิ่งได้อย่างมาก ในขณะเดียวกัน ข้อกำหนดสำหรับความเร็วสูงสุดแทบไม่เปลี่ยนแปลง การสั่นสะเทือนและแรงกระแทกจากการขับขี่ด้วยความเร็วสูงเพิ่มความเสี่ยงที่จะเกิดความเสียหายต่อส่วนประกอบแชสซีอย่างมาก เป็นผลให้ความเร็วสูงสุดที่อนุญาตถูก จำกัด ไว้ที่ 54-55 กิโลเมตรต่อชั่วโมง
หน่วยกังหันก๊าซ GT 101 ในถัง "เสือดำ"
เช่นเดียวกับในกรณีของ Tiger ห้องเครื่องของ Panther มีขนาดไม่ใหญ่พอที่จะรองรับเครื่องยนต์ใหม่ อย่างไรก็ตาม นักออกแบบภายใต้การนำของ Dr. Miller ได้ติดตั้ง GT 101 GTE ให้พอดีกับปริมาณที่มีอยู่ จริงอยู่ ท่อไอเสียเครื่องยนต์ขนาดใหญ่ต้องวางลงในรูกลมที่แผ่นเกราะด้านหลัง แม้จะมีความแปลกประหลาด แต่วิธีการดังกล่าวถือว่าสะดวกและเหมาะสมแม้สำหรับการผลิตจำนวนมาก เครื่องยนต์ GT 101 ใน Panther รุ่นทดลองนั้นควรจะวางตามแนวแกนของตัวถังโดยเลื่อนขึ้นไปบนหลังคาของห้องเครื่อง ถัดจากเครื่องยนต์ ในบังโคลนของตัวถัง มีถังเชื้อเพลิงหลายถังวางอยู่ในโครงการ พบสถานที่สำหรับส่งกำลังโดยตรงใต้เครื่องยนต์ นำอุปกรณ์ดูดอากาศมาไว้บนหลังคาอาคาร
ความเรียบง่ายของการออกแบบเครื่องยนต์ GT 101 เนื่องจากสูญเสียกังหันที่แยกจากกันที่เกี่ยวข้องกับการส่งกำลังทำให้เกิดปัญหาในลักษณะที่แตกต่างกัน สำหรับใช้กับ GTE ใหม่ ต้องสั่งเกียร์ไฮดรอลิกใหม่ องค์กร ZF (Zahnradfabrik จาก Friedrichshafen) ได้สร้างทอร์กคอนเวอร์เตอร์สามขั้นตอนพร้อมกระปุกเกียร์ 12 สปีด (!) ในเวลาอันสั้น เกียร์ครึ่งหนึ่งใช้สำหรับการขับขี่บนถนน ส่วนที่เหลือสำหรับการขับขี่แบบออฟโรด ในการติดตั้งระบบส่งกำลังเครื่องยนต์ของถังทดลอง จำเป็นต้องแนะนำระบบอัตโนมัติที่ตรวจสอบโหมดการทำงานของเครื่องยนต์ด้วย อุปกรณ์ควบคุมพิเศษควรตรวจสอบความเร็วของเครื่องยนต์ และหากจำเป็น ให้เพิ่มหรือลดเกียร์ เพื่อป้องกันไม่ให้ GTE เข้าสู่โหมดการทำงานที่ยอมรับไม่ได้
จากการคำนวณของนักวิทยาศาสตร์ กังหันก๊าซ GT 101 ที่มีระบบส่งกำลังจาก ZF อาจมีลักษณะดังต่อไปนี้ กำลังสูงสุดของกังหันสูงถึง 3750 แรงม้า โดยที่คอมเพรสเซอร์ใช้ 2,600 ตัวเพื่อให้แน่ใจว่าเครื่องยนต์ทำงาน ดังนั้น "เพียง" 1100-1150 แรงม้ายังคงอยู่บนเพลาส่งออก ความเร็วในการหมุนของคอมเพรสเซอร์และเทอร์ไบน์ ขึ้นอยู่กับโหลด ผันผวนระหว่าง 14-14.5,000 รอบต่อนาที อุณหภูมิของก๊าซที่อยู่ด้านหน้ากังหันถูกรักษาไว้ที่ระดับ 800 °ที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ปริมาณการใช้อากาศคือ 10 กิโลกรัมต่อวินาทีปริมาณการใช้เชื้อเพลิงเฉพาะขึ้นอยู่กับโหมดการทำงานคือ 430-500 g / hp h
เครื่องยนต์ GT102
ด้วยกำลังที่สูงเป็นพิเศษ เครื่องยนต์กังหันก๊าซแบบถัง GT 101 มีการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงที่น่าทึ่งไม่แพ้กัน ซึ่งสูงกว่าเครื่องยนต์เบนซินที่มีอยู่ในเวลานั้นในเยอรมนีประมาณสองเท่า นอกจากการสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงแล้ว GTE GT 101 ยังมีปัญหาทางเทคนิคอีกหลายประการที่จำเป็นต้องมีการวิจัยและการแก้ไขเพิ่มเติม ในเรื่องนี้ โครงการใหม่ GT 102 เริ่มต้นขึ้นซึ่งมีการวางแผนที่จะรักษาความสำเร็จทั้งหมดที่ได้รับและกำจัดข้อบกพร่องที่มีอยู่
ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2487 A.มุลเลอร์ได้ข้อสรุปว่าจำเป็นต้องกลับไปใช้หนึ่งในแนวคิดก่อนหน้านี้ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของ GTE ใหม่ ได้มีการเสนอให้ใช้กังหันแยกต่างหากบนเพลาของตัวเอง ซึ่งเชื่อมต่อกับกลไกการส่งกำลัง ในเวลาเดียวกัน กังหันกำลังของเครื่องยนต์ GT 102 จะต้องแยกจากกัน ไม่ได้วางร่วมกับยูนิตหลักตามที่เสนอไว้ก่อนหน้านี้ บล็อกหลักของโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซแห่งใหม่คือ GT 101 โดยมีการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อย มีคอมเพรสเซอร์สองตัวที่มีเก้าขั้นตอนและกังหันสามขั้นตอน เมื่อพัฒนา GT 102 ปรากฏว่าไม่สามารถวางบล็อกหลักของเครื่องยนต์ GT 101 รุ่นก่อนได้หากจำเป็นไม่สามารถวางไว้ได้ แต่ข้ามห้องเครื่องของรถถัง Panther ดังนั้นพวกเขาจึงทำเมื่อประกอบหน่วยของรถถังทดลอง อุปกรณ์รับอากาศของเครื่องยนต์กังหันก๊าซขณะนี้อยู่ที่หลังคาด้านซ้าย ท่อไอเสียทางด้านขวา
หน่วยกังหันก๊าซ GT 102 ในถัง "เสือดำ"
หน่วยคอมเพรสเซอร์กังหันแก๊ส GT 102
ระหว่างคอมเพรสเซอร์และห้องเผาไหม้ของบล็อกเครื่องยนต์หลัก มีการจัดเตรียมท่อสำหรับระบายอากาศไปยังห้องเผาไหม้เพิ่มเติมและกังหัน จากการคำนวณ 70% ของอากาศที่เข้าสู่คอมเพรสเซอร์ต้องผ่านส่วนหลักของเครื่องยนต์และเพียง 30% เท่านั้นผ่านส่วนเพิ่มเติมที่มีกังหันกำลัง ตำแหน่งของบล็อกเพิ่มเติมนั้นน่าสนใจ: แกนของห้องเผาไหม้และกังหันพลังงานควรตั้งฉากกับแกนของบล็อกเครื่องยนต์หลัก มีการเสนอให้วางหน่วยกังหันกำลังไว้ใต้ยูนิตหลักและติดตั้งท่อไอเสียของตัวเองซึ่งถูกนำออกมาตรงกลางหลังคาห้องเครื่อง
"โรคประจำตัว" ของโครงร่างเครื่องยนต์กังหันก๊าซของ GT 102 คือความเสี่ยงที่กังหันกำลังหมุนมากเกินไปโดยจะเกิดความเสียหายหรือถูกทำลายตามมา เสนอให้แก้ปัญหานี้ด้วยวิธีที่ง่ายที่สุด: วางวาล์วเพื่อควบคุมการไหลในท่อที่จ่ายอากาศไปยังห้องเผาไหม้เพิ่มเติม ในเวลาเดียวกัน การคำนวณแสดงให้เห็นว่า GT 102 GTE ใหม่อาจมีการตอบสนองของปีกผีเสื้อไม่เพียงพอเนื่องจากลักษณะเฉพาะของการทำงานของกังหันพลังงานที่ค่อนข้างเบา ข้อกำหนดการออกแบบ เช่น กำลังของเพลาส่งออกหรือกำลังกังหันของยูนิตหลัก ยังคงอยู่ในระดับเดียวกับเครื่องยนต์ GT 101 รุ่นก่อน ซึ่งสามารถอธิบายได้โดยแทบไม่มีการเปลี่ยนแปลงการออกแบบที่สำคัญเกือบทั้งหมด ยกเว้นรูปลักษณ์ของกำลัง หน่วยกังหัน การปรับปรุงเพิ่มเติมของเครื่องยนต์จำเป็นต้องใช้โซลูชันใหม่ ๆ หรือแม้แต่การเปิดโครงการใหม่
กังหันทำงานแยกสำหรับ GT 102
ก่อนเริ่มการพัฒนาโมเดล GTE รุ่นถัดไป ซึ่งเรียกว่า GT 103 ดร.เอ. มุลเลอร์ได้พยายามปรับปรุงเลย์เอาต์ของ GT 102 ที่มีอยู่ ปัญหาหลักของการออกแบบคือขนาดค่อนข้างใหญ่ของยูนิตหลักซึ่งทำให้ เป็นการยากที่จะวางเครื่องยนต์ทั้งหมดไว้ในห้องเครื่องของรถถังที่มีอยู่ในขณะนั้น เพื่อลดความยาวของชุดส่งกำลังเครื่องยนต์ ได้มีการเสนอให้ออกแบบคอมเพรสเซอร์เป็นหน่วยแยกต่างหาก ดังนั้น สามารถวางหน่วยขนาดค่อนข้างเล็กสามหน่วยไว้ในห้องเครื่องยนต์ของถัง: คอมเพรสเซอร์ ห้องเผาไหม้หลัก และกังหัน ตลอดจนหน่วยกังหันกำลังที่มีห้องเผาไหม้ของตัวเอง GTE รุ่นนี้มีชื่อว่า GT 102 Ausf 2. นอกเหนือจากการวางคอมเพรสเซอร์ในหน่วยที่แยกจากกัน มีการพยายามทำเช่นเดียวกันกับห้องเผาไหม้หรือกังหัน แต่ก็ไม่ประสบความสำเร็จมากนัก การออกแบบเครื่องยนต์กังหันก๊าซไม่อนุญาตให้แบ่งออกเป็นหน่วยจำนวนมากโดยไม่สูญเสียประสิทธิภาพอย่างเห็นได้ชัด
เครื่องยนต์ GT 103
ทางเลือกแทนเครื่องยนต์กังหันก๊าซ GT 102 Ausf 2 ที่มีความเป็นไปได้ในการจัดเรียงหน่วย "ฟรี" ในปริมาณที่มีอยู่คือการพัฒนาใหม่ของ GT 103 คราวนี้ผู้สร้างเครื่องยนต์ชาวเยอรมันตัดสินใจที่จะไม่เน้นที่ความสะดวกในการจัดวาง แต่เน้นที่ประสิทธิภาพการทำงาน มีการแนะนำเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนในอุปกรณ์เครื่องยนต์สันนิษฐานว่าด้วยความช่วยเหลือของก๊าซไอเสียจะทำให้อากาศที่เข้าสู่คอมเพรสเซอร์ร้อนขึ้น ซึ่งจะช่วยประหยัดเชื้อเพลิงที่จับต้องได้ สาระสำคัญของการแก้ปัญหานี้คืออากาศอุ่นจะทำให้สามารถใช้เชื้อเพลิงน้อยลงเพื่อรักษาอุณหภูมิที่ต้องการไว้ด้านหน้ากังหัน จากการคำนวณเบื้องต้น การใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนสามารถลดการใช้เชื้อเพลิงได้ 25-30 เปอร์เซ็นต์ ภายใต้เงื่อนไขบางประการ การประหยัดดังกล่าวสามารถทำให้ GTE ใหม่เหมาะสำหรับการใช้งานจริง
การพัฒนาเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนได้รับความไว้วางใจให้เป็น "ผู้รับเหมาช่วง" จาก บริษัท Brown Boveri หัวหน้านักออกแบบของหน่วยนี้คือ V. Khrinizhak ซึ่งเคยมีส่วนร่วมในการสร้างคอมเพรสเซอร์สำหรับเครื่องยนต์กังหันก๊าซในถัง ต่อจากนั้น Chrynižak ได้กลายเป็นผู้เชี่ยวชาญที่มีชื่อเสียงในด้านการแลกเปลี่ยนความร้อน และการเข้าร่วมในโครงการ GT 103 ของเขาอาจเป็นหนึ่งในข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับเรื่องนี้ นักวิทยาศาสตร์ใช้วิธีแก้ปัญหาที่ค่อนข้างชัดเจนและเป็นต้นฉบับ: องค์ประกอบหลักของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนใหม่คือดรัมหมุนที่ทำด้วยเซรามิกที่มีรูพรุน พาร์ติชั่นพิเศษหลายตัวถูกวางไว้ในดรัมซึ่งทำให้มั่นใจได้ว่ามีการไหลเวียนของก๊าซ ระหว่างการทำงาน ก๊าซไอเสียที่ร้อนจะผ่านเข้าไปในถังซักผ่านผนังที่มีรูพรุนและทำให้ร้อน สิ่งนี้เกิดขึ้นในช่วงครึ่งทางของกลอง ครึ่งทางถัดไปใช้เพื่อถ่ายเทความร้อนสู่อากาศผ่านจากภายในสู่ภายนอก ต้องขอบคุณระบบแผงกั้นภายในและภายนอกกระบอกสูบ อากาศและก๊าซไอเสียจึงไม่ปะปนกัน ซึ่งทำให้เครื่องยนต์ทำงานผิดปกติ
การใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนทำให้เกิดการโต้เถียงอย่างรุนแรงในหมู่ผู้เขียนโครงการ นักวิทยาศาสตร์และนักออกแบบบางคนเชื่อว่าการใช้อุปกรณ์นี้ในอนาคตจะทำให้ได้พลังงานที่สูงและมีอัตราการไหลของอากาศที่ค่อนข้างต่ำ ในทางกลับกันคนอื่น ๆ เห็นว่าเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเป็นเพียงวิธีการที่น่าสงสัยซึ่งผลประโยชน์ไม่สามารถเกินความสูญเสียจากความซับซ้อนของการออกแบบได้อย่างมีนัยสำคัญ ในข้อพิพาทเกี่ยวกับความต้องการเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนผู้สนับสนุนหน่วยใหม่ชนะ เมื่อถึงจุดหนึ่ง ก็มีข้อเสนอให้ติดตั้งเครื่องยนต์กังหันก๊าซ GT 103 ด้วยอุปกรณ์สองเครื่องสำหรับการอุ่นอากาศในคราวเดียว เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนตัวแรกในกรณีนี้ต้องให้ความร้อนกับอากาศสำหรับบล็อกเครื่องยนต์หลัก ตัวที่สองสำหรับห้องเผาไหม้เพิ่มเติม ดังนั้น GT 103 จึงเป็น GT 102 ที่มีตัวแลกเปลี่ยนความร้อนในการออกแบบ
เครื่องยนต์ GT 103 ไม่ได้ถูกสร้างขึ้น ด้วยเหตุนี้จึงต้องมีเนื้อหาที่มีลักษณะเฉพาะที่คำนวณได้เท่านั้น นอกจากนี้ ข้อมูลที่มีอยู่บน GTE นี้ยังคำนวณก่อนสิ้นสุดการสร้างเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ดังนั้น ตัวชี้วัดในทางปฏิบัติจำนวนหนึ่งอาจกลายเป็นว่าต่ำกว่าที่คาดไว้อย่างมาก พลังของยูนิตหลักที่สร้างโดยกังหันและดูดซับโดยคอมเพรสเซอร์นั้นควรจะเท่ากับ 1,400 แรงม้า ความเร็วในการหมุนสูงสุดของคอมเพรสเซอร์และเทอร์ไบน์ของยูนิตหลักอยู่ที่ประมาณ 19,000 รอบต่อนาที ปริมาณการใช้อากาศในห้องเผาไหม้หลัก - 6 กก. / วินาที สันนิษฐานว่าเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนจะทำให้อากาศที่เข้ามาอุ่นขึ้นถึง 500 °และก๊าซที่อยู่ด้านหน้ากังหันจะมีอุณหภูมิประมาณ 800 °
ตามการคำนวณกังหันกำลังควรจะหมุนด้วยความเร็วสูงถึง 25,000 รอบต่อนาทีและให้ 800 แรงม้าบนเพลา ปริมาณการใช้อากาศของหน่วยเพิ่มเติมคือ 2 กก. / วินาที พารามิเตอร์อุณหภูมิของอากาศเข้าและก๊าซไอเสียควรจะเท่ากับคุณลักษณะที่สอดคล้องกันของยูนิตหลัก ปริมาณการใช้เชื้อเพลิงทั้งหมดของเครื่องยนต์ทั้งหมดโดยใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่เหมาะสมจะไม่เกิน 200-230 g / hp h
ผลลัพธ์ของโปรแกรม
การพัฒนาเครื่องยนต์กังหันก๊าซแบบถังของเยอรมันเริ่มขึ้นในฤดูร้อนปี 1944 เมื่อโอกาสของเยอรมนีในการชนะสงครามโลกครั้งที่สองลดน้อยลงทุกวันกองทัพแดงโจมตี Third Reich จากทางตะวันออก และกองทหารของสหรัฐอเมริกาและบริเตนใหญ่มาจากทางตะวันตก ในสภาพเช่นนี้ เยอรมนีไม่มีโอกาสเพียงพอสำหรับการจัดการโครงการที่มีแนวโน้มว่าจะเป็นไปได้อย่างเต็มเปี่ยม ความพยายามทั้งหมดในการสร้างเครื่องยนต์พื้นฐานใหม่สำหรับรถถังนั้นเกิดจากการขาดเงินและเวลา ด้วยเหตุนี้ ภายในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2488 จึงมีโครงการเต็มรูปแบบสามโครงการสำหรับเครื่องยนต์กังหันก๊าซในถัง แต่ไม่มีโครงการใดมาถึงขั้นตอนของการประกอบต้นแบบ งานทั้งหมดจำกัดเฉพาะการศึกษาเชิงทฤษฎีและการทดสอบหน่วยทดลองแต่ละหน่วยเท่านั้น
ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2488 ได้มีการจัดงานขึ้นซึ่งถือได้ว่าเป็นจุดเริ่มต้นของการสิ้นสุดโครงการเยอรมันสำหรับการสร้างเครื่องยนต์กังหันก๊าซในถัง ดร. Alfred Müller ถูกปลดออกจากตำแหน่งในฐานะหัวหน้าโครงการ และ Max Adolf Müller ที่มีชื่อเดียวกับเขา ได้รับการแต่งตั้งให้ดำรงตำแหน่งว่าง ปริญญาโท มุลเลอร์ยังเป็นผู้เชี่ยวชาญที่โดดเด่นในด้านโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ แต่การมาถึงของเขาในโครงการทำให้การพัฒนาที่ก้าวหน้าที่สุดหยุดชะงักลง งานหลักภายใต้หัวใหม่คือการปรับแต่งเครื่องยนต์ GT 101 และเริ่มการผลิตแบบต่อเนื่อง เหลือเวลาอีกไม่ถึงสามเดือนจนกว่าจะสิ้นสุดสงครามในยุโรป ซึ่งเป็นสาเหตุที่การเปลี่ยนแปลงผู้นำโครงการไม่มีเวลาที่จะนำไปสู่ผลลัพธ์ที่ต้องการ GTE รถถังเยอรมันทั้งหมดยังคงอยู่บนกระดาษ
แหล่งอ้างอิงบางแหล่ง เอกสารสำหรับโครงการของสาย "GT" ตกไปอยู่ในมือของพันธมิตรและพวกเขาใช้มันในโครงการของพวกเขา อย่างไรก็ตาม ผลลัพธ์เชิงปฏิบัติประการแรกในด้านเครื่องยนต์กังหันก๊าซสำหรับยานพาหนะภาคพื้นดิน ซึ่งปรากฏขึ้นหลังจากสิ้นสุดสงครามโลกครั้งที่ 2 นอกเยอรมนี มีความเหมือนกันเพียงเล็กน้อยกับการพัฒนาของทั้งสอง ดร. มุลเลอร์ สำหรับเครื่องยนต์กังหันก๊าซที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับถัง ถังอนุกรมแรกที่มีโรงไฟฟ้าดังกล่าวออกจากร้านประกอบของโรงงานเพียงหนึ่งในสี่ของศตวรรษหลังจากโครงการของเยอรมันเสร็จสิ้น