Co je turbínový pohon?
Pohon turbíny je pohon vozidla pomocí turbíny. V důsledku nízkého točivého momentu turbíny jsou pozemní vozidla poháněna turbínou jen zřídka. Námořní plavidla však od svého vynálezu na konci 19. století využívaly k pohonu turbíny. Nejběžnějšími typy turbín používaných k pohonu jsou parní a plynové turbíny, které mají své jedinečné výhody a nevýhody. Mnoho moderních vojenských lodí dnes využívá parních turbín pro jejich vysoké rychlosti a účinnost.
První praktická parní turbína použitá pro pohon a výrobu energie byla vynalezena Sirem Charlesem Parsonsem v roce 1884. Parsonova turbína se postupem času zlepšila a nakonec byla instalována ve speciálně postavené lodi. Tato loď, známá jako „Tubrinia“, byla první plavidlo, které kdy bylo poháněno turbínou. Loď, která byla zahájena v roce 1894, mohla dosáhnout rychlosti 34,5 uzlů (39,7 mph, 63,9 km / h) a byla použita k prokázání potenciálu pohonu parní turbíny v námořních plavidlech.
Od té doby se používání pohonů parní turbíny stalo stále populárnější pro námořní plavidla. Turbíny byly upřednostňovány před velkými pístovými parními motory období, a to z důvodu jejich vyšší tepelné účinnosti, rychlosti a poměru výkonu k hmotnosti. Výletní lodě, jako například Cunarder „Lusitania“, používaly jako hlavní tahače parní turbíny, které jim umožnily cestovat podstatně rychleji než jejich protějšky poháněné písty. Parní turbína-řízený SS “Spojené státy” ještě drží Blue Riband pro nejrychlejší západní-vázané transatlantické křižovatce, s maximální rychlostí asi 38 uzlů (43.8 mph, 71 km / h).
S rozvojem jaderné energie je pohon parní turbíny i nadále široce používaným zdrojem energie. Plavidla s jaderným pohonem, včetně ponorek, používají jako své hlavní tahače parní turbíny. Jaderné reaktory nahrazují kotle za ohřevu vroucí vody na přehřátou páru. Pára pak prochází turbínou, kde je pak vyčerpána a kondenzována pro budoucí použití.
Přes jejich nízký točivý moment, parní turbíny viděly nějaké použití v pozemních vozidlech. Ford Nucleon byl navržený jaderně poháněný vůz, kde malý jaderný reaktor poháněl turbínu. V roce 2009 překonal britský tým inženýrů světový rekord v pozemní rychlosti u parních automobilů využívajících parní turbíny. Tam byly také některé lokomotivy provozované parními turbínami.
Jedním z pádů parních turbín je nízký točivý moment. K překonání tohoto problému se však používají redukční soukolí ke zvýšení točivého momentu na úkor otáček za minutu (RPM). Zatímco požadavky na točivý moment se liší v závislosti na aplikaci, téměř všechna vozidla poháněná parní turbínou vyžadují určitý točivý moment, kterého nelze dosáhnout přímým pohonem. Většina vozidel poháněných parními turbínami proto používá redukční soukolí.
Alternativou k redukčním převodům je turboelektrický pohon, kde turbína otáčí generátor, který pohání elektrický motor. Elektrický motor pak slouží jako hlavní hnací ústrojí vozidla, přičemž jeho energie poskytuje parní turbína. Turboelektrické systémy se však kvůli svým nákladům používají 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 roztažnosti potřebné pro rotaci. Plynové turbíny jsou nejen mnohem výkonnější než parní turbíny, ale mohou se také otáčet při mnohem vyšších rychlostech. Díky tomu byly plynové turbíny používány pro letadla, lokomotivy, lodě a dokonce i těžší vojenská vozidla.