這“專(zhuān)車(chē)”比高鐵快五倍

李爾欣

“火箭車(chē)”的來(lái)龍去脈

各位編輯老師好！本寶寶對(duì)那些挑戰(zhàn)速度紀(jì)錄的“火箭車(chē)”很感興趣，可網(wǎng)上能查到的資料很有限，不知老師能不能給開(kāi)課講講？先行謝過(guò)咯！

其實(shí)，“火箭車(chē)”這個(gè)話題多少有些老生常談，相關(guān)的資料也有不少。然而，確實(shí)要么略嫌零散，要么不夠新鮮，借此機(jī)會(huì)來(lái)大致梳理一下，也是好的。但畢竟版面有限，此番單說(shuō)以發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的“火箭車(chē)”，至于純電動(dòng)或其它動(dòng)力的“火箭車(chē)”，以后有機(jī)會(huì)再作介紹。

源起航空動(dòng)力

說(shuō)起來(lái)，車(chē)界之所以會(huì)出現(xiàn)“火箭車(chē)”，那還是源于人類(lèi)對(duì)速度極限的不懈追求。特別是隨著航空工業(yè)的興起，那些想方設(shè)法提高車(chē)輛速度上限的工程師們，更是紛紛向航空界取經(jīng)，不僅讓車(chē)身形狀越來(lái)越像飛機(jī)，甚至直接給汽車(chē)移植功率遠(yuǎn)高于地面“同類(lèi)”的航空發(fā)動(dòng)機(jī)——盡管航空發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、布局甚至燃料都跟同時(shí)期的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)不一樣。事實(shí)上，早在活塞發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)代，一些為競(jìng)速而生的賽車(chē)就已用上當(dāng)時(shí)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)，比如二戰(zhàn)后期德軍主力機(jī)型Me 410戰(zhàn)斗轟炸機(jī)所用的Daimler-Benz DB 603發(fā)動(dòng)機(jī)，就在服役前被專(zhuān)為挑戰(zhàn)速度紀(jì)錄而打造的Mercedes-Benz T80極限競(jìng)速車(chē)搶先“征用”。而憑借那臺(tái)特別調(diào)校的44.5升V12航空發(fā)動(dòng)機(jī)所貢獻(xiàn)的2200kW最大功率，使得Mercedes-Benz T80的最高車(chē)速能達(dá)到約750km/h，這對(duì)于同時(shí)期的常規(guī)汽車(chē)而言，顯然已是需要仰視的存在。

再往后，隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)從活塞式進(jìn)化到火箭動(dòng)力以及燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，那些挑戰(zhàn)速度極限的汽車(chē)也與時(shí)俱進(jìn)地跟著換上新世代的航空發(fā)動(dòng)機(jī)?！安磺伞钡氖?，飛機(jī)用的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)跟火箭的動(dòng)力系統(tǒng)基本都是圓柱形的，而想塞入這些桶狀物，并讓它們發(fā)揮最大的功效，就勢(shì)必要舍去多余的裝飾，把汽車(chē)變成“輪式載人發(fā)動(dòng)機(jī)”，那自然會(huì)長(zhǎng)成火箭般模樣。自此，坊間就逐漸流行起“火箭車(chē)”的稱(chēng)呼。

不過(guò)，值得一提的是，自從燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)與火箭動(dòng)力進(jìn)入汽車(chē)界以來(lái)，至少在陸上車(chē)速世界紀(jì)錄的榜單中，只有1970年的Blue Flame極限競(jìng)速車(chē)是正經(jīng)的純火箭動(dòng)力車(chē)。如此看來(lái)，我們似乎不該把這些極限競(jìng)速車(chē)統(tǒng)稱(chēng)為“火箭車(chē)”？

算罷，暫且不管該如何稱(chēng)呼，反正從那時(shí)起，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)毫無(wú)疑問(wèn)已是大多數(shù)“火箭車(chē)”的動(dòng)力來(lái)源。

主流的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)

燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)是一種內(nèi)燃機(jī)，它會(huì)從進(jìn)氣道吸入新鮮空氣，再加壓成高壓空氣，與霧化燃油混合后進(jìn)入燃燒室，燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)馔苿?dòng)渦輪組，使其旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)從熱能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)變。假如渦輪組最后沒(méi)有連接傳動(dòng)軸，而是裝上一個(gè)帶加力燃燒室的噴射空間，讓經(jīng)過(guò)渦輪的高溫高壓燃?xì)饧彼倥蛎洠⒀刂l(fā)動(dòng)機(jī)軸向后方噴射而出，以此形成推力，就變成渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。若把渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)一步改造，在進(jìn)氣端加上形同大風(fēng)扇的大面積首級(jí)壓縮機(jī)，在吸入更多空氣的同時(shí)，還把部分空氣沿著中心的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)外圍向后排出，這便是渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)。這兩款燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)作為噴氣飛機(jī)的主流動(dòng)力，自然也是“火箭車(chē)”常用的動(dòng)力單元。

不過(guò)，光有動(dòng)力可不行，還得讓車(chē)跑起來(lái)。對(duì)于普通汽車(chē)，可以把發(fā)動(dòng)機(jī)的能量通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞給車(chē)輪，從而讓車(chē)輪滾動(dòng)起來(lái)，并借助輪胎與地面之間的摩擦力來(lái)控制車(chē)輛的動(dòng)態(tài)。但“火箭車(chē)”卻不能這么干。

舉個(gè)例子，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速很高，50000rpm那都是小意思，這哪是尋常汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)可以承受的？所以這些搭載燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的“火箭車(chē)”在動(dòng)力進(jìn)化過(guò)程中，逐漸簡(jiǎn)化掉傳動(dòng)系統(tǒng)，到1963年初代Spirit of America登場(chǎng)時(shí)已沒(méi)有驅(qū)動(dòng)力傳到車(chē)輪：車(chē)輪純粹用來(lái)保持抓地力，而推力則完全來(lái)自于身上背負(fù)的動(dòng)力系統(tǒng)，直到最新的Bloodhound SSC超音速車(chē)亦是如此。順便一提，為收錄這些“腳上無(wú)力”的燃?xì)鉁u輪動(dòng)力車(chē)創(chuàng)下的速度紀(jì)錄，F(xiàn)IA國(guó)際汽聯(lián)還特地引入Non-WheelDriven“無(wú)輪驅(qū)動(dòng)”這一全新的分類(lèi)。

而等到加速完畢，要?jiǎng)x?！盎鸺?chē)”也很麻煩。以Bloodhound SSC為例，這車(chē)用的是由3臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)成的混合動(dòng)力系統(tǒng)：?jiǎn)?dòng)車(chē)輛的EUROJET EJ200渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)、提供加速推力直至超越音速的Nammo火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，以及驅(qū)動(dòng)火箭燃料泵的捷豹5.0升機(jī)械增壓V8發(fā)動(dòng)機(jī)。制動(dòng)時(shí)，得先關(guān)閉所有發(fā)動(dòng)機(jī)，然后再根據(jù)車(chē)速依次打開(kāi)各個(gè)車(chē)身減速板和兩個(gè)減速傘，直到402km/h才允許踩剎車(chē)，用機(jī)輪制動(dòng)剎停車(chē)輛。說(shuō)起來(lái)簡(jiǎn)單，但要在如同戰(zhàn)斗機(jī)的駕駛艙內(nèi)，擠著多個(gè)儀表與控制件的狹窄空間里，以不到20秒的時(shí)間依次完成上述操作，談何容易？

當(dāng)然，隨著技術(shù)的進(jìn)步，“火箭車(chē)”越來(lái)越便于操作，甚至可能實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛，只是到那時(shí)，“火箭車(chē)”的動(dòng)力多半已不再是燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，而且極限車(chē)速也有望去到一個(gè)現(xiàn)今無(wú)法想象的境界。究竟是怎樣的情景，現(xiàn)在并不能確定。要知道，僅僅10年前，線傳操縱和氫燃料電池還是概念車(chē)的配置，如今卻已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。若未來(lái)出現(xiàn)能達(dá)到2倍音速的真正火箭車(chē)，也不必感到驚訝。

題外話：為啥量產(chǎn)車(chē)不用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)？

或許有人會(huì)覺(jué)得：燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)那推力多澎湃，拿來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)豈不是分分鐘變超跑的節(jié)奏？事實(shí)上，還真有搭載燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的量產(chǎn)車(chē)，比如大名鼎鼎的美國(guó)M1 Abrams系列主戰(zhàn)坦克，用的就是燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。以前甚至還有羅孚JET 1、通用Firebird等采用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的普通汽車(chē)。不過(guò)，現(xiàn)今的量產(chǎn)車(chē)?yán)镱^確實(shí)還沒(méi)見(jiàn)到裝備燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的，這是為什么呢？

簡(jiǎn)單來(lái)講，就是燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性很不實(shí)用。誠(chéng)然，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)可比相同體型的活塞發(fā)動(dòng)機(jī)輸出高得多的功率，而且能兼容多種燃料——理論上常溫下可以燃燒放熱的液體，都能作為燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料。但另一方面，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)卻很費(fèi)油，以M1坦克為例，光讓發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)就要耗去大約120L燃油。為此M1坦克要裝備一個(gè)將近1900L的超大油箱，結(jié)果續(xù)航里程還不如搭載柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的同級(jí)對(duì)手——德國(guó)豹II。

同時(shí)，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的油門(mén)響應(yīng)也不如常見(jiàn)的往復(fù)式四沖程汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)。比如克萊斯勒曾經(jīng)生產(chǎn)過(guò)的Turbine Car，盡管那臺(tái)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的最高功率可達(dá)93kW，扭矩也有576Nm，可是這款5米長(zhǎng)的雙門(mén)轎跑完成0～97km/h加速卻要12秒。

就目前來(lái)看，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)要成為汽車(chē)的主要?jiǎng)恿梢哉f(shuō)基本沒(méi)戲，但從理論上講，用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)充當(dāng)發(fā)電機(jī)，與電動(dòng)機(jī)組成混合動(dòng)力系統(tǒng)還是可行的，不過(guò)還是會(huì)有響應(yīng)偏慢等問(wèn)題。至于未來(lái)會(huì)如何發(fā)展，目前還無(wú)從預(yù)測(cè)。