逼格满满：当汽车装上飞机“心”
在刚过去不久的日内瓦车展上，中国一家名为泰克鲁斯˙腾风的初创企业推出了一款概念超跑。最大功率1044匹马力，峰值扭矩8640N˙m，百公里加速2.5s，最大时速可达350km/h，账面数据足以媲美布加迪威龙，而且续航里程竟然达到了夸张的2000km，是因为油箱大吗?不，该车理论油耗仅为百公里0.18L。让我们来看看，这台车到底是什么黑科技。
泰克鲁斯˙腾风推出的这款概念车属于增程式电动车，普通增程式电动车的增程系统一般由发动机、电动机、电池以及一些附属系统等组成。当电池电量充足的时候，由电池提供电能驱动电机，此时发动机不工作。当电量消耗到一定程度之后，发动机启动，开始对电池充电，电池继续提供电能驱动电机。然而和普通增程式电动车最不同的地方就是，该车没有选用常规的活塞式发动机，而是搭载了一台微型燃气涡轮发动机。那我们就从这个燃气轮机说起。
燃气轮机是什么鬼?
广义上讲，燃气轮机的原理和活塞式发动机类似，但内部部件的运动方式却与活塞式发动机截然不同。同样是通过进气、压缩、燃烧、做工四个行程，其中进气环节两者基本类似，但是燃气轮机的空气并不是进入气缸，而是经过一个叶片式压缩机进行压缩，随后进入燃烧室，在燃烧室与燃油混合之后会被点燃，燃烧后排出的气体经过涡轮，推动涡轮转动，从而产生动力。
与活塞式发动机的不同
相信活塞式发动机大家都不会陌生，其做功过程需要将活塞往复的直线运动转换为旋转运动。实际过程弯弯折折，这中间每一个转弯，都会产生一个复杂的效率损失。即使是汽车上顶级的V12发动机，其做功过程也是片断式的。
而对比燃气轮机，直接输出的就是旋转运动，输出要比活塞往返运动平顺的多。同时也省下了曲轴、活塞、连杆、配重和飞轮等等这些部件，也没有凸轮轴，没有进气歧管这些配气正时部件，在工作的时候，可以依靠流过自身的空气达到冷却目的，不需要复杂的冷却机构。从这种角度上来说，燃气轮机的结构要比活塞式发动机简单的多，因此也更容易维护。
并且燃气轮机还不挑食，汽油、柴油、煤油，甚至金龙鱼和香奈儿五号，统统可以成为它的燃料。
其实单纯的比较燃气轮机和活塞发动机的话，相对来说，前者的热效率会比较低。现在即使技术较为成熟的微型燃气轮机的热效率一般也就是32%左右。不过，燃气轮机的排气热量可以用作其他用途，比如热电联供。运用在汽车上，这部分热量可以在冬天给驾驶舱加热，还可以作为朗肯循环(Rankine cycle，将热能转化为功产生电力的循环)的热能供应，产生更多的电能。热电联供后，微型燃气轮机的发电综合热效率是要远远高于活塞式内燃机的，这也是它不断出现在汽车上的原因之一。
说了这么多优点，来讲讲燃气轮机的缺点吧。
运转时发动机内部温度极高，根据卡诺定理，高温热源和低温热源温度差越大，热机理论效率上限就越高。也因此人们费尽心思的提高燃气轮机的涡轮前温度。而究竟能到多高，就是冶金学和材料学的任务，目前美国的燃气轮机涡轮前温度可以达到1700K。而且在这种高温下，透平的转速也非常高，动辄十万rpm。也因此会带来成本和可靠性耐久性等问题。
经济工况区间非常狭窄，而且非经济工况的经济性达到了令人发指的程度，并且经济工况是在几乎全功率输出的时候才会出现。以美国M1A2坦克上装备的燃气轮机为例，据称其怠速工况下的油耗已经达到了全功率输出的8成以上。并且燃气轮机的瞬态响应很差，启动时还需要大量燃料。
历史上的尝试
单纯的说优缺点，似乎很难让大家想明白这个燃气轮机到底适合不适合在车上用，我想在没有实际尝试之前，工程师们也说不好这个问题。然而，实践是检验真理的唯一标准，人类疯狂的举动从来没有停止过。虽然你可能今天才知道，有搭载燃气轮机的汽车，可这种组合早就不是什么“新鲜玩意儿”了。
1950年，英国罗孚汽车造出了第一辆燃气涡轮驱动的汽车——JET1，从静止加速到97km/h花费了14s，最高时速150km/h，此时的燃气轮机转速在50000rpm左右。
克莱斯勒也曾经在这一项目上花了重金，造出了55台Chrysler Turbine Car。甚至还有50台给到公众手里试驾了一年多，最终这些车被克莱斯勒收回销毁，留下了9辆作纪念。说句题外话，这台车，真的是太美了。
导致这些车流产的原因是众多的，比如噪声，倒不是因为分贝太高，而是燃气轮机工作时的声音很像一台大真空吸尘器，让很多人难以接受。还有维修售后不便，成本过高，寿命难以保障，然而最致命可能就是燃油效率，虽然燃气轮机在稳定的全功率输出情况下，效率是很高的，但汽车在使用中经常属于走走停停的状态，所以油耗难以让人接受。最终克莱斯勒不得不放弃了Turbine Car。然而燃气轮机在坦克上却有成功的例子，比如前苏联的T-80和美国的M1A2，有兴趣的朋友，可以去了解一下。上图为美军士兵在拆修M1A2坦克，把燃气轮机拆了下来。
虽然克莱斯勒的Turbine Car倒下了，但是把燃气轮机运用到汽车上的探索并没有停止，克莱斯勒的失败，也提供了相当宝贵的经验，那就是，直接用燃气轮机驱动汽车是不太合适的。所以汽车厂商们也开始转换思路，并不直接用它来驱动，而是尝试运用在混合动力之上，在前文中我们也提到了，燃气轮机在全功率工作下的效率还是很高的。
比如捷豹的CX-75概念车。有两个微型燃气轮机给电池充电，四个电动机驱动。最后由于种种原因并没有量产，而泰克鲁斯˙腾风再次尝试把燃气轮机与汽车结合。
从原理上来讲，就是用燃气轮机发电，再由电力驱动汽车。这样一来，燃气轮机跟汽车很多矛盾的地方就会解决，因为在燃气轮机只需要给电池充电，燃气轮机启动之后可以一直保持最高效率的转速区间，极大的提高了效率。而且在任何情况下，该燃气轮机都不会直接参与动力输出，从而可以一直保持在最高效率区间，而这台车夸张的油耗也是由此而来。说白了，就是车载了一个小发电厂，这个“发电厂”的功率只有36kW。但它搭载的6台电动机，却可以输出768kW的功率，最大扭矩达到了恐怖的8640N˙m。
在这里要跟大家说明的一点是，泰克鲁斯˙腾风上的发电机是被集成到了这个微型燃气轮机上的。从结构上来说，发电机位于进气道中间。发电机、压缩器与涡轮全部连在同一根轴上，当排气推动涡轮转动时，涡轮的转动会带动同轴的压缩器与发电机运转。发电机上输出的就是高频交流电，根据负载设备的情况接入不同的转换器。
这样说起来虽然很简单，但要克服的技术难题还是非常多的，我国无论是冶金学还是材料学，在核心技术上跟欧美比，一直处于下风。但这次，这家中国公司也是有备而来，泰克鲁斯的董事长靳新中表示，目前公司已经申报了7项核心专利技术，其中4项获得了认可。在发动机核心技术上，在于航天科工进行联合研发与合作。此外，泰克鲁斯也有自己的看家本领，比如，空气轴承相关的专利技术，在空气轴承中除了压缩空气外，还有磁场支撑，听起来很高大上对不对。还有自己的电池管理系统(BMS)。
泰克鲁斯在被世人所知的时候，背后的母公司也被人挖了出来，其母公司为至玥腾风科技投资有限公司，成立于2011年，有四大业务板块：航空动力增程式汽车、特种纤维、可再生能源与航天军工。
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