Co je to turbínový pohon?

Pohon turbíny je pohon vozidla pomocí turbíny. Vzhledem k nízkému točivému momentu turbíny jsou pozemní vozidla zřídka poháněna turbínou. Námořní plavidla však od jejich vynálezu na konci 19. století používají turbíny pro pohon. Nejběžnějšími typy turbín používaných pro pohon jsou parní a plynové turbíny, které mají své vlastní jedinečné výhody a nevýhody. Dnes mnoho moderních vojenských lodí používá parní turbíny pro jejich vysokou rychlost a efektivitu.

První praktická parní turbína používaná pro pohon a výrobu energie byl vynalezen sirem Charlesem Parsonsem v roce 1884. Turbína Parsons se v průběhu času zlepšila a nakonec byla nainstalována ve speciálně postavené lodi. Tato loď, známá jako „Tubrinia“, byla první plavidlo, které kdy byla poháněna turbínou. Spuštěná v roce 1894 mohla loď dosáhnout rychlosti 34,5 uzlů (39,7 mph, 63,9 km/h) a byla použita k prokázání potenciálu pro pohon parní turbíny v mořiplavidla.

Od té doby se pro mořské plavidla stala používání pohonu parní turbíny. Turbíny byly upřednostňovány před velkými recipročními parními motory v období kvůli jejich vyšší tepelné účinnosti, rychlosti a poměru výkonu k hmotnosti. Výletní lodi, jako je Cunarder „Lusitania“, zaměstnávaly parní turbíny jako své hlavní hybatele, což jim umožnilo cestovat výrazně rychleji než jejich protějšky poháněné písty. SS „Spojené státy“ poháněné parní turbínou stále drží modré žebry pro nejrychlejšího transatlantického přechodu na západě s maximální rychlostí asi 38 uzlů (43,8 mph, 71 km/h).

Při vývoji jaderné energie je pohon parní turbíny i nadále široce používaným zdrojem energie. Jádro poháněné plavidla, včetně ponorek, zaměstnávají parní turbíny jako své hlavní tahače. Jaderné reaktory nahrazují kotle na zahřátí vroucí vody do super-horképára. Pára je pak protéká turbínou, kde je poté vyčerpána a kondenzována pro budoucí použití.

Navzdory jejich nízkému točivému momentu viděly parní turbíny určité použití v pozemních vozidlech. Nucleon Ford byl navrhovaný jaderný vůz, kde malý jaderný reaktor poháněl turbínu. V roce 2009 britský tým inženýrů přerušil rekord v oblasti rychlosti půdy pro parní automobily pomocí parních turbín. Byly také některé lokomotivy provozované parními turbínami.

Jedním z pádů parních turbín je jejich nízký točivý moment. K překonání tohoto problému se však redukční ozubená kola používají ke zvýšení točivého momentu na úkor revolucí za minutu (RPM). Zatímco požadavky na točivý moment se liší podle aplikace, téměř všechna vozidla poháněná parní turbínou vyžadují určité množství točivého momentu, kterého nelze dosáhnout přímým pohonem. Většina vozidel poháněná parními turbínami proto používá redukční ozubená kola.

Alternativou k redukčním ozubením je turboelektrická jednotka, kde TUrbine točí generátor, který pohání elektrický motor. Elektrický motor se poté serveruje jako hlavní hybatel pro vozidlo, přičemž parní turbína poskytuje její sílu. Kvůli jejich nákladům se však turboelektrické systémy používaly pouze v malém počtu lodí a lokomotiv.

plynové turbíny také hrají velmi důležitou roli v moderním pohonu turbíny. Na rozdíl od parní turbíny, jejíž vysokorychlostní pára otáčí více rotorů, plynové turbíny používají spalování k vytvoření tepelné roztažení nezbytné pro rotaci. Plynové turbíny jsou nejen mnohem silnější než parní turbíny, ale mohou se také otáčet při mnohem vyšších rychlostech. Z tohoto důvodu byly plynové turbíny použity pro letadla, lokomotivy, lodě a dokonce i těžší vojenské vozidla.