El Firebird de General Motors está formado por un cuarteto de prototipos de automóviles que General Motors (GM) diseñó para los salones del automóvil Motorama de 1953, 1956 y 1959. Los diseñadores de los automóviles, encabezados por Harley Earl , se inspiraron en las innovaciones en el diseño de aviones de combate de la época. General Motors nunca pensó que los automóviles fueran de producción en serie, sino que mostraran los extremos en tecnología y diseño que la empresa era capaz de lograr.
GM conservó los prototipos en el GM Heritage Center en Sterling Heights, Michigan . Los modelos de los coches están en la colección permanente del Museo Henry Ford en Dearborn y los coches siguen apareciendo regularmente en exposiciones de coches.
La tradición de ofrecer vehículos prototipo continuó con la serie Pontiac Banshee . De 1967 a 2002, la división Pontiac de GM comercializó su línea de pony cars Firebird , que no tenía relación directa con esta serie de concept cars Firebird.
General Motors ya había investigado la viabilidad de los motores de turbina de gas en los automóviles en la década de 1940. No fue hasta principios de la década de 1950 que la empresa comenzó a construir un motor real, bajo la dirección de Charles L. McCuen, director general de los Laboratorios de Investigación de General Motors, [1] con Emmett Conklin a la cabeza del proyecto. [2] [3] La fantástica velocidad máxima de los cuatro coches conceptuales es de "200 MPH". [ cita requerida ]
Como estos concept cars no estaban vinculados específicamente a ninguna división de GM, los Firebird I, II y III estaban adornados con el logotipo de la Sección de Transporte Aéreo de General Motors (GMATS).
En 1953, el equipo de investigación había desarrollado el Firebird XP-21. [4] Más tarde se lo denominó Firebird I, que era esencialmente un avión a reacción sobre ruedas. Fue el primer automóvil propulsado por turbina de gas probado en los Estados Unidos . El diseño es completamente impráctico, con una cubierta de burbuja sobre una cabina de un solo asiento, un fuselaje en forma de bala hecho completamente de fibra de vidrio , alas cortas y una aleta de cola vertical. [5] Tiene un motor de turbina de gas Whirlfire Turbo Power de 370 hp (280 kW), que tiene dos velocidades y expulsa gases de escape a unos 1250 °F (677 °C). El peso del automóvil es de 2500 lb (1134 kg), con una distancia entre ejes de 100 pulgadas. [6]
Al principio, Conklin era la única persona calificada para conducir el automóvil, y lo probó hasta 100 mph (160 km/h), pero al cambiar a segunda marcha, los neumáticos perdieron tracción bajo el par motor extremo e inmediatamente redujo la velocidad por miedo a chocar. [2] El piloto de carreras Mauri Rose luego probó el automóvil en el Indianapolis Speedway . GM nunca tuvo la intención de probar la potencia o el potencial de velocidad de la turbina de gas, sino simplemente la viabilidad práctica de su uso. El sistema de frenos se diferencia de los sistemas de tambor estándar, en que los tambores están en el exterior de las ruedas para facilitar el enfriamiento rápido, y las alas en realidad tienen flaps de estilo aeronáutico para reducir la velocidad desde alta velocidad.
Una versión en miniatura del Firebird I corona el Trofeo Harley J. Earl , que se entrega al ganador de la Daytona 500 .
El segundo concept car, el Firebird II de 1956, fue diseñado como un coche familiar de cuatro plazas. Tiene un diseño bajo y ancho con dos grandes entradas de aire en la parte delantera, una capota alta con forma de burbuja y una aleta trasera vertical. Su carrocería exterior está hecha íntegramente de titanio . [7] La potencia del motor es de 200 CV (150 kW). Para solucionar el problema del calor de escape, el coche alimenta el escape a través de un sistema regenerativo, [7] lo que permite que el motor funcione casi 1.000 °F (538 °C) más frío, y también alimenta los accesorios. Capaz de utilizar diferentes tipos de combustible, el más común es el queroseno . [7]
El concept car también fue el primero en utilizar frenos de disco en las cuatro ruedas, junto con una suspensión totalmente independiente , por parte de General Motors . También contaba con un sistema de guía no operativo pensado para su uso en "la autopista del futuro", en la que un cable eléctrico incrustado en la calzada enviaría señales que ayudarían a guiar a los coches y evitar accidentes. [8] Este coche aparece en el cortometraje patrocinado por GM " Design for Dreaming ".
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El Firebird III debutó en Motorama en 1959. El concept car presentaba una carrocería de fibra de vidrio con siete alas cortas y aletas traseras. Es un biplaza propulsado por un motor de turbina de gas Whirlfire GT-305 de 225 hp (168 kW), con un motor de gasolina de dos cilindros de 10 hp (7,5 kW) para hacer funcionar todos los accesorios. Su diseño exterior presenta una cabina de doble burbuja e incluye control de crucero , frenos antibloqueo y aire acondicionado . También presentaba frenos de arrastre de aire similares a los que se encuentran en los aviones que emergían de paneles planos en la carrocería del automóvil para reducir la velocidad desde altas velocidades; una llave "ultra-sónica" que indicaba que se abrieran las puertas; un sistema de guía automatizado para ayudar a evitar accidentes; y un sistema de dirección "sin retención". La dirección del automóvil era controlada por el conductor mediante un joystick colocado entre los dos asientos. [10]
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El Firebird IV debutó en la Feria Mundial de Nueva York de 1964 , en la exhibición General Motors Futurama. Era otro diseño "futuro" elegante, inspirado en los aviones y con motor de turbina, que GM codificó internamente como XP-790. Sus diseñadores lo concibieron para un futuro en el que los automóviles se dirigían automáticamente a través de sistemas de guía programados, para "garantizar una seguridad absoluta a más del doble de la velocidad posible en las autopistas de la época". [12] Aunque se anunció que estaba impulsado por turbina, el Firebird IV no era funcional. GM reempaquetó el Firebird IV para el circuito de exhibiciones de 1969 como Buick Century Cruiser . Según se informa, el auto de exhibición fue aplastado en la década de 1980.
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La película de Motorama de 1956 Key to the Future [1] proyectó una visión del futuro. Muestra a una familia nuclear que tiene calor y transpira en un convertible camino a pasar el día en la playa, pero se queda atrapada en un atasco de tráfico en la autopista . En un flashforward al futuro, están viajando a alta velocidad con aire acondicionado en una autopista automatizada sin otros vehículos (excepto una vez un Firebird I) a la vista en un Firebird II con motor de turbina. El concepto de la película era que General Motors proporcionaría ese futuro.
Un ejemplo de este tipo de pronóstico es el enfoque de integración de la infraestructura vehicular que utiliza el control electrónico del vehículo y la mejora de la infraestructura de las carreteras.
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Los motores de turbina de gas Whirlfire instalados en los prototipos Firebird y otros autobuses y camiones conceptuales de GM son máquinas de turboeje de turbina libre con dos carretes: un turboeje compresor/gasificador y un turboeje de potencia/salida que comparten un eje común sin un acoplamiento mecánico entre ellos. Inicialmente, los primeros motores desarrollados ( GT-300 y 302 ) no tenían un regenerador , pero se descubrió que agregar regeneración para recuperar el calor de los gases de escape reducía el consumo de combustible a la mitad en el GT-304 de segunda generación instalado en Firebird II, por lo que las generaciones posteriores de turbinas Whirlfire de GM incorporaron un regenerador.
El compresor rotatorio de una sola etapa empuja el aire comprimido radialmente hacia las cámaras de combustión, donde se mezcla con el combustible y se quema, y los gases de combustión resultantes se expanden primero a través de la turbina del gasificador, que está en el mismo eje y se utiliza para impulsar el compresor rotatorio, luego a través de la turbina de potencia, que está en el eje de salida. La velocidad del eje de potencia se reduce mediante un engranaje reductor en el eje de salida para hacerlo compatible con los componentes automotrices. [13] : 43–44 Un eje de accesorios se acciona desde el eje del gasificador/compresor para los auxiliares del motor, incluida una bomba de aceite lubricante de tipo engranaje. [13] : 44
En los motores GT-304 y posteriores, los regeneradores de tambor giratorio están dispuestos a ambos lados de los turboejes en los compartimentos laterales. Dentro de los compartimentos, un mamparo vertical divide los regeneradores en secciones de escape de baja presión (que ocupan aproximadamente 2 ⁄ 3 del regenerador) y de entrada de alta presión (el 1 ⁄ 3 restante ). A medida que la sección de escape del regenerador pasa a través de los gases de escape, recoge el calor residual, luego la rotación lo lleva a la sección de entrada, donde el calor se transfiere al aire comprimido. [13] : 44 Los regeneradores giran a aproximadamente 30 RPM. Además de mejorar la eficiencia termodinámica, los regeneradores sirven para amortiguar el ruido y el calor del motor, reduciendo las temperaturas de escape. [13] : 44
Debido a que los motores Whirlfire son máquinas de turbina libre, el par máximo se desarrolla cuando el eje de salida está parado (no gira), y es aproximadamente el doble del par desarrollado a plena potencia. Además, el consumo específico mínimo de combustible y, por lo tanto, la mayor eficiencia, se logra a plena potencia. [13] : 45–46
El primer motor, que llevaba la designación interna de GT-300 (1953), no tenía regenerador. [14] El GT-300 tenía una potencia de 370 hp (280 kW) cuando la turbina del gasificador (compresor) giraba a 26.000 RPM y la turbina libre (de potencia) giraba a 13.000 RPM. El peso de toda la unidad del motor era de 775 lb (352 kg). Con un segundo quemador, el motor fue redesignado GT-302 y se instaló en el Firebird I (XP-21). [13] : 43 [15] [16] [17] El consumo de combustible específico de los frenos (BSFC) fue un problema notable, que con 1,63 lb/hp·h [18] era significativamente mayor que el de un motor diésel Detroit Diesel 8V71 comparable (aproximadamente 0,40 lb/hp·h), [19] a pesar de que la turbina era 1500 lb (680 kg) más liviana. Otras mejoras planificadas apuntarían al retraso del acelerador, causado por la aceleración de la turbina del gasificador a la velocidad máxima, y la falta de frenado del motor. [20]
La GT-304 (1956) fue la primera turbina de gas de GM que incluyó un regenerador, que utilizaba el calor de los gases de escape para calentar el aire de admisión, mejorando el consumo de combustible a 0,77 lb/hp·h. [18] Tal como estaba instalada en el Firebird II, la GT-304 tenía una potencia de 200 hp (150 kW) a una velocidad de la turbina del gasificador de 35.000 RPM. La turbina del gasificador funcionaba a ralentí a 15.000 RPM y la turbina de potencia funcionaba a hasta 28.000 RPM. La relación de compresión general en la etapa del gasificador era de 3,5:1. [21]
El GT-305 (1958) instalado en el Firebird III tenía una potencia de 225 hp (168 kW) (a velocidades de turbina de 33 000 RPM gasificador / 27 000 RPM potencia) [22] y un peso de 600–650 lb (270–290 kg). [23] Con un regenerador y mejoras adicionales en los componentes, el GT-305 logró un consumo de combustible específico para frenos de 0,55 lb/hp·h. [18] El motor fue rebautizado como GMT-305 en 1959 y el desarrollo posterior para la producción regular fue transferido de GM Research a Allison Engine Company . [18] [13] : 43
