Hvad er turbinedrivning?
Turbin fremdrift er fremdrift af et køretøj ved hjælp af en turbin. På grund af turbinens lave drejningsmoment drives landkøretøjer sjældent af en turbin. Marine fartøjer har imidlertid brugt turbiner til fremdrift siden deres opfindelse i slutningen af det 19. århundrede. De mest almindelige typer turbiner, der anvendes til fremdrift, er damp- og gasturbiner, som begge har deres egne unikke fordele og ulemper. I dag bruger mange moderne militærskibe dampturbiner for deres høje hastigheder og effektivitet.
Den første praktiske dampturbine, der blev brugt til fremdrift og energiproduktion, blev opfundet af Sir Charles Parsons i 1884. Parsons-turbinen blev bedre med tiden og blev til sidst installeret i et specialbygget skib. Dette skib, kendt som "Tubrinia", var det første fartøj, der nogensinde blev drevet af en turbin. Lanceret i 1894 kunne skibet nå en hastighed på 34,5 knob (39,7 mph, 63,9 km / h) og blev brugt til at demonstrere potentialet for fremdrift af dampturbin i marine fartøjer.
Siden da blev brugen af dampturbin fremdrift stadig mere populær for marine fartøjer. Turbiner blev foretrukket i forhold til de store frem- og tilbagegående dampmotorer i perioden på grund af deres højere termiske effektivitet, hastighed og kraft / vægtforhold. Krydstogtskibe, såsom Cunarder "Lusitania", anvendte dampturbiner som deres primære bevægelser, så de kunne rejse markant hurtigere end deres stempeldrevne kolleger. Den dampturbindrevne SS "USA" holder stadig Blå Riband for den hurtigste vestbundne transatlantiske krydsning, med en maksimal hastighed på ca. 38 knob (43,8 km / h, 71 km / t).
Med udviklingen af kernekraft er fremdrivning af dampturbin fortsat en meget brugt strømkilde. Atomdrevne fartøjer, herunder ubåde, anvender dampturbiner som deres største bevægere. Atomreaktorer erstatter kedler for at varme kogende vand til superopvarmet damp. Dampen køres derefter gennem turbinen, hvor den derefter tømmes og kondenseres til fremtidig brug.
På trods af deres lave drejningsmoment har dampturbiner set en vis anvendelse i landskøretøjer. Ford Nucleon var en foreslået atomdrevet bil, hvor en lille atomreaktor drev en turbin. I 2009 brød et britisk team af ingeniører verdenshastighedsrekorden for dampdrevne biler ved hjælp af dampturbiner. Der har også været nogle lokomotiver, der drives af dampturbiner.
Et af underfaldene i dampturbiner er deres lave drejningsmoment. For at overvinde dette problem bruges imidlertid reduktionsgear til at øge drejningsmomentet på bekostning af omdrejninger pr. Minut (RPM'er). Mens momentkravene varierer efter anvendelse, kræver næsten alle dampturbindrevne køretøjer en vis mængde drejningsmoment, der ikke kan opnås gennem et direkte drev. De fleste køretøjer, der er drevet af dampturbiner, anvender derfor reduktionsgear.
Et alternativ til reduktionsgear er et turboelektrisk drev, hvor turbinen drejer en generator, der driver en elektrisk motor. Den elektriske motor serverer derefter som den primære mover for køretøjet, hvor dampturbinen leverer sin kraft. På grund af deres udgifter er turboelektriske systemer imidlertid kun blevet brugt i et lille antal skibe og lokomotiver.
Gasturbiner spiller også en meget vigtig rolle i moderne turbinedrivning. I modsætning til en dampturbine, hvis højhastighedsdamp drejer flere rotorer, bruger gasturbiner forbrænding til at frembringe den termiske ekspansion, der er nødvendig for rotation. Gasturbiner er ikke kun langt mere kraftfulde end dampturbiner, men de kan også rotere med langt højere hastigheder. På grund af dette er gasturbiner brugt til fly, lokomotiver, skibe og endnu tungere militære køretøjer.