Rekord pod párou

PETR TOMEK  |  Auta
Rekord pod párou

Představu parního automobilu jako něčeho pomalého a zastaralého porušila skupina britských konstruktérů. Jejich parovůz je moderní a proklatě rychlý.

Na počátku příběhu se musíme trochu vrátit do minulosti. Ne, nebojte se, nemusíme opakovat celou historii parních vozidel. Stačí se jen vrátit do roku 1985, kdy se po solné pláni u Bonneville řítil rychlostí 234,3 km/h podivný vůz složený z částí VW Fiberfab Aztec, Cadillac Eldorado a kusů vyrobených jeho stavitelem Jimem Crankem. Pod kapotou ukrýval nezvyklý pohon – Barber-Nicholsovu parní turbínu a experimentální parní kotel. Poskytovaly dvoutunovému vozidlu 300 koňských sil.

Při jednom z dalších pokusů o dosažení rychlosti 150 mil/h (241,4 km/h) byl vůz zničen. Přesto neměl zůstat zapomenut. Jeho konstrukce se stala inspirací právě pro nový rychlostní parní speciál. Třináctičlenný tým pod vedením Lynne Angelové připravuje na letošní rok obdivovatelům páry a rychlých kol zvláštní podívanou. Srdce obou skupin si získal projektem British Steam Car Challenge (BSCC), který se právě blíží k svému dokončení. Výsledkem bude elegantní parní rychlostní automobil, určený k překonání rychlosti 321,86 km/h. Pokud vám ta podivná rychlost nejde do hlavy, pak si uvědomte, že v Anglii to dělá pěkně zaokrouhlených 200 mil/ h. Při této rekordní jízdě jej má pilotovat další člen týmu Charles Burnett III, držitel rekordu rychlostních katamaránů z roku 1999.

Plánování postupu prací organizuje Matthew Candy a celý postup je konzultován s inženýrem Peterem Candym. Elektrický rozvod má na starosti Matthew Warr. Kompozitová kapota je dílem Mika Horna. Dalšími členy týmu jsou organizátor Kirsty Redfern, inženýr Matthew Candy, technici Peter Prove a Clive Hawkins.

The Steam Car Club of Great Britain (Britský klub parních automobilů) zastupuje Bill Rich, kterého ostatní členové klubu uctivě titulují jako „velkého inspirátora“. Samotný manažer týmu Frank Swanston bude bohužel při oné slavné jízdě chybět – 1. srpna loňského roku podlehl plicnímu nádoru.

Konstrukce

Základem konstrukce nového vozu je ocelový rám pokrytý karoserií z kompozitu, pouze části kapoty kryjící parní turbínu budou kvůli vyšším teplotám vyrobeny z duralového plechu.Na tvorbě optimálního tvaru vycházejícího z návrhu designéra Glynna Bowshera (ano, je to ten, který navrhoval nejrychlejší auto světa -Th rust SSC) se podílela i univerzita v Southamptonu. Výchozí podoba byla odvozena z designu rychlých automobilů Osca MT4 Spyder Morelli z padesátých let. Vůz BSCC má štíhlý, lehce prohnutý trup s délkou 5,25 metru a šířkou 1,7 metru. Z hladkého tvaru vystupuje výrazněji jen kabina, vstupní otvory pro vzduch a kapotáže kol. K dosažení poměrně nízkého součinitele odporu 0,2 přispěla počítačová simulace mechaniky plynů, která se běžně používá například v letectví.

Pod elegantní karoserií je vůz rozdělen na několik sekcí. V přední sekci jsou umístěny baterie a rozvody elektřiny, v sekci za ní je místo pro pilota a nádrže na vodu. Kovová přepážka ho odděluje od sekce s parními kotli. Mezi zadními koly je motorová sekce s převodovkou a vlastní turbínou a na úplné zádi vozu je místo pro čtyři nádrže s LPG, čtyři nádrže se stlačeným vzduchem, výfuky a šachtu brzdicího padáku.

Potíže s párou

Nevýhodou parního motoru je potřeba odděleného skladování paliva a pracovního média. I v tomto případě zabírá voda poměrně velký prostor.Je uskladněna ve dvou válcovitých přetlakových nádržích umístěných po obou stranách sedadla pilota.Potrubí ji přivádějí do dvanácti nezávislých parních kotlů, umístěných za jeho zády.

Konstrukce nových kotlů vycházela hlavně z nutnosti zvětšit plochu, na které se voda odpařuje, a zvýšit výslednou teplotu. Klasický parní kotel potřebný pro takový úkol by byl totiž větší než celý automobil. Rozdíly v projektových výkresech a fotografiích napovídají, že při navrhování řešení dostali konstruktéři tentokrát pořádně zabrat.

Výsledkem je nový druh parního kotle. Vodní trubky, které jím procházejí, mají tvar spirály. Navíc nejsou stejné, ale liší se podle určení. Jedny se využívají k předehřívání vody, v dalších vzniká pára, a ta je předtím, než odejde do turbíny, ještě jednou ohřáta až na 400 °C. Celková délka ocelových vysokotlakých trubek je 3 km!

Také spalování LPG je dovedeno k maximální účinnosti. Během výroby páry v kotlích protéká teplá voda potrubími skrze plynové odpařovače. Procházející kapalný LPG se mění na plyn a proudí dál přes počítačem řízenou regulaci k směšovacímu zařízení v předních částech parních kotlů. Expandující LPG smíšený se vzduchem se odtud dostává do hořáků, kde je dokonale spálen.

Všech 12 hořáků dává dohromady asi 3 megawatty tepla.Nutnost přísunu velkého množství vzduchu si vyžádala instalaci poměrně mohutného elektrického systému.Čtyři baterie umístěné v přídi vozidla pohánějí dmychadla ženoucí směs LPG a vzduchu do hořáků parních kotlů.

Samotná motorová jednotka umístěná za zadní nápravou je proti systému vodních nádrží a parních kotlů až směšně malá. Tvoří ji dvoustupňová Curtisova turbína s výkonem 268 kW. Zmenšená verze těch, které se už dlouho používají na zaoceánských lodích. Otevřenému parnímu okruhu úplně chybí kondenzátor páry, protože při výpočtu maximální rychlosti je brán v úvahu také úbytek hmotnosti pracovního média (vody).

Pára volně unikající do okolí několika výfuky na zádi vozidla poskytne přihlížejícím a fotografům skutečně efektní pohled na oblaka za startujícím vozem. Veškerou nahromaděnou energii ze sebe BSCC doslova vychrlí za pouhých 110 sekund.K zabrzdění pak použije pilot kotoučové brzdy na všech kolech a brzdicí padák.

Bezpečnost

Páru přivádějí k turbíně čtyři dýzy.

Při všech těch tlacích v parních potrubích i nádržích, bombách s LPG, hořácích a dalších nebezpečných věcech, je třeba myslet na bezpečnost pilota. Během všech jízd bude mít na sobě samozřejmě helmu, kuklu, rukavice a boty z nehořlavého Nomexu. Tedy stejné vybavení, jaké používají piloti F1.

Samotný automobil je také vybaven vlastním nouzovým hasicím systémem. Proto je sekce pilota oddělena od sekce zádi duralovou přepážkou. V případě požáru naplní zasažené místo dusík z tlakových nádrží a oheň bez přístupu vzduchu zhasne. Celý proces hoření LPG, výrobu páry, její tlak i množství přicházející k turbíně hlídají senzory napojené na počítač. Ten je spolu s bateriemi k jeho pohonu i k pohonu dalších elektrických systémů umístěn v přední části vozu, tedy dostatečně daleko od motoru a nádrží.

Křest solí

První testy parního speciálu budou probíhat na letištní dráze RAF v Bruntingthorpe, kde se v plné rychlosti už předváděl Jaguar XJ220. Jenže Steam Car je komplikované experimentální vozidlo a dráha s rovným úsekem dlouhým pouhé dvě míle (3,219 km) je pro dosažení rekordní rychlosti a bezpečné zastavení příliš krátká. Pro svou rekordní jízdu se musí BSCC přesunout na nejslavnější místo zasvěcené nejrychlejším vozidlům na světě, totiž do státu Utah v USA. Za ledových dob tu vzniklo jezero, které později z velké části vyschlo. Zůstalo tu po něm Velké solné jezero a solná pláň v Bonneville o rozloze 412 km2. Právě jeho rovná solná krusta je ideálním povrchem pro extrémní stroje. Automobily a motorky tu bojují s rychlostí už od roku 1912.Po slavných automobilech, jakými byly například Blue Flame, Green Monster a Th rustSSC, přijde na řadu konečně i BSCC.

Na start přivezou rychlostní speciál v návěsu postaveném pouze k tomuto účelu. Potom bude potřeba automobil BSCC natankovat, což rozhodně není tak snadné, jako zajet k benzinové pumpě.BSCC je složitý stroj, potřebuje elektrický proud, vodu, LPG a stlačený vzduch. Výměna vody a akumulátorů je relativně snadná, o to náročnější je ovšem tankování LPG a stlačeného vzduchu, zvláště v podmínkách solné pláně v Bonneville. Bylo proto nutné vyrobit nejen samotný automobil a přívěs, ale také mobilní tankovací zařízení. Jde o jednoduchou konstrukci s tlakovými láhvemi a kompresorem, připevněnými v kovovém rámu.Do Bonneville si jich chce vzít tým BSCC šest. Tři z nich použijí na startu a další tři budou na vůz čekat ve vzdálenosti 10 kilometrů pro zpáteční cestu.Samotný motor tvoří dvoustupňová Curtisova turbína s výkonem 268 kW. Zmenšená verze těch, které se používají na zaoceánských lodích.

MOTORY S VNĚJŠÍM SPALOVÁNÍM

Parní motory patří k motorům s vnějším spalováním. Spalování u nich neprobíhá přímo ve válcích, ale mimo ně. Teplem je ohřívána pracovní látka, která teprve pohání samotný motor. Patří mezi ně atmosférické parní stroje, Wattův parní stroj, teplovzdušné motory a parní turbíny. Hlavní výhodou motorů s vnějším spalováním je jejich relativní nezávislost na druhu paliva. Může je pohánět stejně dřevo jako uhlí, petrolej, plyn, sluneční nebo jaderná energie. Výhodou je také možnost relativně ekologicky ohleduplné konstrukce. Podmínky se ve spalovací komoře nemění, dají se proto nastavit tak, aby docházelo k úplnému spálení paliva s minimálním množstvím nežádoucích odpadních plynů. Bohužel potřebují oproti benzinovým motorům rozměrné a těžké zásobníky pracovního média (vody nebo jiné látky) a také vnější spalovací komory a parní kotle zabírají větší prostor než samotný motor.

Pára na závodní dráze

Pára na závodní dráze

Pokud byste se v počátcích motorismu zeptali znalců na to, kterému pohonu předvídají v nejbližší době budoucnost, rozhodovali by se většinou mezi pohonem na elektřinu a na páru. Do počátku 20. století se parní automobily značně zdokonalily. Leon Serpollet stavěl různé druhy parních automobilů už od roku 1887. Jeho závodní Serpollet Record šokoval 13. dubna roku 1902 rychlostí 121 km/h. V srpnu téhož roku rychlostní rekord pokořil další Serpolletův vůz známý jako Oeuf de Pacques rychlostí 132 km/h. Nejslavnější parní rekord ale padl roku 1906, kdy automobil Stanley Rocket dosáhl při oficiálním měření rychlosti 195,6 km/h. Letmou míli překonal dokonce za 28,2 sekundy, čímž dosáhl měřené rychlosti 205,3 km/h, ale tento druhý rekord nebyl oficiálně uznán. Pára volně unikající do okolí několika výfuky na zádi vozidla poskytne přihlížejícím a fotografům skutečně efektní pohled na bílá oblaka za startujícím vozem.

Parníky prašných cest

První parní motor použitý v Cugnotově automobilu z 18. století byl ještě atmosférický (podtlakový) parní stroj. Později se samozřejmě prosadil mnohem výkonnější přetlakový Wattův parní stroj zdokonalený vynálezci-dvojčaty Francisem E. Stanleyem a Freelanem O. Stanleyem. Jejich vozy na počátku 20. století dlouho vzdorovaly konkurenci elektromobilů, automobilů s výbušnými a dieselovými motory. Moderní parní automobily zpravidla upouštějí od pístové koncepce parního stroje Jamese Watta a používají raději parní turbíny, které mají vyšší účinnost. Je také snaha vyvinout parní turbíny s dokonale uzavřeným oběhem pracovní látky pro civilní vozy. Tím by odpadla potřeba velkých nádrží na vodu. V sedmdesátých letech minulého století experimentovalo s parním pohonem hned několik firem, mezi nimi i firma SAAB, ale ani po ropné krizi zájem zcela nezmizel. Experimentální parní pohon například nedávno zkoušela firma BMW.

Nejčtenější