[ ERA: PRAEITIS ]

Vertikalus plieninis paminklas: 1938 m. uždaro ciklo helio variklis

Nuotrauka: Gemini

1938-ųjų žiema Berlyno laboratorijoje tapo lemtingu atskaitos tašku, kai Christianas Lorenzenas užbaigė pirmojo uždaro ciklo turbinos brėžinius – vertikaliai stiebiantį beveik 3 jardų plieninį monumentą, skirtą ne greičiui, o absoliučiam efektyvumui. Šis 1102 svarus svėręs įrenginys, suprojektuotas veikti naudojant helį kaip darbinę terpę, turėjo pakeisti pasaulio energetinį veidą, tačiau tapo įkaitu to meto ekonominės suirutės, kai kiekviena uncija metalo buvo skaičiuojama artėjančio karo reikmėms.

Sistema rėmėsi išoriniu šilumokaičiu, atskiriančiu degimo procesą nuo turbinos rotoriaus, ir tai buvo radikalus posūkis, prieštaravęs visame pasaulyje vyravusiai krypčiai orientuotis į atviro ciklo reaktyvinius variklius. Lorenzeno pasirinkimas naudoti inertines dujas uždaroje kilpoje leido pasiekti keturiasdešimties procentų šiluminį naudingumo koeficientą – skaičių, kurio joks to meto masinės gamybos variklis negalėjo pasiekti, nors ši prabanga reikalavo nepriekaištingos sandarumo kontrolės.

Finansinėms ataskaitoms rodant, kad projekto sąmata viršijo ribas jau pirmaisiais mėnesiais, Vokietijos pramonės ministerija ėmė riboti resursus, priversdama Lorenzeną rinktis tarp brangių, aukšto slėgio sandariklių ir pigesnių, mažiau patikimų komponentų. Pasirinktas kompromisas vėliau kainavo viso projekto reputaciją, mat kiekviena sutaupyta markė sandariklių kokybei reiškė laipsnišką helio nuotėkį, galiausiai paralyžiavusį visą sistemą.

Turbinos mentės, pagamintos iš ankstyvojo chromo-nikelio lydinio, pasižymėjo itin prastu atsparumu valkšnumui, todėl veikiant 1472 laipsnių pagal Farenheitą temperatūrai metalo gardelė lėtai deformavosi. Inžinierius stebėjo, kaip po kiekvieno bandymo mentės prarasdavo savo aerodinaminę formą, susidurdamos su fizine riba, kurios nebuvo įmanoma peržengti be modernių superlydinių, pasirodžiusių rinkoje tik po trijų dešimtmečių.

Didžiausia kliūtimi tapo šilumokaitis, kurio paviršiaus plotas turėjo siekti 4844 kvadratinių pėdų, kad būtų užtikrintas tūkstančio arklio galių našumas, o tokia konstrukcija pavertė turbiną neįmanomai sunkia, palyginus su atviro ciklo analogais. Karo ekonomika reikalavo lengvų, kompaktiškų variklių, tinkamų greitam montavimui į naikintuvus, todėl Lorenzeno kūrinys tiesiog netilpo į šią utilitarią logiką.

Sistemos slėgio santykis, siekęs penkiolika prie vieno, reikalavo, kad visas korpusas taptų tvirtu slėginiu indu, o tai padidino įrenginio masę iki kritinės ribos, inžinierių vadinamos svorio paradoksu. Kiekvienas svaras, pridėtas siekiant išlaikyti slėgį, mažino bendrą sistemos efektyvumą skrydžio sąlygomis, ir nors Lorenzenas bandė įtikinti investuotojus, kad stacionariose elektrinėse šis svoris neturi reikšmės, karinė vadovybė jau buvo pasukusi petroleumo keliu.

Šimtas penkiasdešimt tūkstančių reichsmarkių buvo kaina, kurią valstybė sumokėjo už šį bandymą peršokti technologinę erą, tačiau pinigai buvo išleisti veltui, rezultatui likus laboratorijos sienose. Kai 1942-aisiais atliktas keturiasdešimt septintas bandymas parodė mikroskopinius įtrūkimus turbinos mentėse, tapo aišku, kad medžiagų mokslas dar nebuvo pasiruošęs Lorenzeno vizijai, o inžinierius suprato kovojantis ne su fizikos dėsniais, o su laiku.

Tuo metu, kai Lorenzenas kovojo su sandarumo problemomis, Junkers Jumo nulis nulis keturi varikliai jau buvo gaminami tūkstančiais – neefektyvūs, nepatikimi ir trumpaamžiai, tačiau egzistuojantys fiziniame pavidale ir pigūs. Lorenzeno turbina reikalavo švaraus helio, o karas reikalavo žibalo, kurį buvo galima deginti bet kokiomis sąlygomis, tad šiame koncepcijų kare laimėjo paprastumas, o ne precizika.

Turbinai veikiant penkiolika tūkstančių apsisukimų per minutę greičiu, įvyko pirmasis katastrofiškas sandariklio plyšimas, kai 220 svarų į kvadratinį colį slėgio akimirksniu išsiveržė į išorę, sukeldami garsinį smūgį, sudrebinusį visą bandymų angarą. Tai buvo taškas, po kurio finansavimas buvo nutrauktas, o techniškai teisingas sprendimas ekonominėje aplinkoje buvo pasmerktas kaip nereikalinga našta.

Šiandien žinome, kad Lorenzeno turbina nebuvo nesėkmė, o greičiau ankstyvas bandymas sukurti uždarą ciklą, vėliau tapusį branduolinės energetikos pagrindu. Nors aeronautikoje ji pralaimėjo, jos principai buvo pritaikyti aušinimo sistemose ir didelės galios pramoniniuose generatoriuose, tad išradimas puikiai atliko darbą, tik ne ten, kur buvo numatyta.

Paradoksalu, tačiau Lorenzeno pastangos sukurti efektyvų variklį lėktuvams atsitiktinai atvėrė duris į stabilią, ilgalaikę energijos gamybą, kurios pradininkas net negalėjo įsivaizduoti. Jo turbina, niekada nepakilusi į orą, tapo tyliuoju stacionarių jėgainių širdžių protėviu, iš greičio ir manevringumo simbolio virtusi nuobodžiu, tačiau būtinu pramonės stabilumo garantu.

Dabar, praėjus dešimtmečiams, ši turbina tėra muziejinis eksponatas, kurio plienas vis dar saugo įtemptų bandymų atminimą, kuriame nėra jokios mistikos, tik šaltas, apskaičiuotas metalo nuovargis ir neišpildytų lūkesčių svoris. Paskutinis techninis faktas, kurį užfiksavo archyvai, yra turbinos veleno įlinkis, atsiradęs dėl ilgalaikio terminio plėtimosi, kurio Lorenzenas niekada nespėjo kompensuoti.