Cos'è la propulsione della turbina?
La propulsione della turbina è la propulsione di un veicolo attraverso l'uso di una turbina. A causa della bassa coppia della turbina, i veicoli terrestri sono raramente spinti da una turbina. Le navi marine, tuttavia, hanno impiegato turbine per la propulsione dalla loro invenzione alla fine del XIX secolo. I tipi più comuni di turbine utilizzate per la propulsione sono le turbine a vapore e a gas, entrambi i loro vantaggi e svantaggi unici. Oggi, molte navi militari moderne impiegano turbine a vapore per le loro alte velocità ed efficienza.
La prima pratica turbina a vapore utilizzata per la propulsione e la generazione di energia è stata inventata da Sir Charles Parsons nel 1884. La turbina Parsons è migliorata nel tempo ed è stata infine installata in una nave appositamente costruita. Questa nave, conosciuta come "Tubrinia", fu la prima acquerellata ad essere mai alimentata da una turbina. Lanciata nel 1894, la nave poteva raggiungere una velocità di 34,5 nodi (39,7 mph, 63,9 km/h) ed è stata utilizzata per dimostrare il potenziale per la propulsione della turbina a vapore in marineNavi.
Da allora, l'uso della propulsione della turbina a vapore è diventato sempre più popolare per le navi marine. Le turbine sono state favorite rispetto ai grandi motori a vapore alternativi del periodo, a causa delle loro più elevate efficienze termiche, velocità e rapporto potenza-peso. Le navi da crociera, come il Cunarder "Lusitania", impiegavano turbine a vapore come prime traslochi, permettendo loro di viaggiare in modo significativo più velocemente delle loro controparti guidate dal pistone. La SS "Stati Uniti" guidata dalla turbina a vapore contiene ancora la costiera blu per la traversata transatlantica legata a ovest, con una velocità massima di circa 38 nodi (43,8 mph, 71 km/h).
Con lo sviluppo dell'energia nucleare, la propulsione della turbina a vapore continua ad essere una fonte di energia ampiamente utilizzata. Le navi a propulsione nucleare, compresi i sottomarini, impiegano turbine a vapore come prime traslochi. I reattori nucleari sostituiscono le caldaie per riscaldare l'acqua bollente in surriscaldatovapore. Il vapore viene quindi eseguito attraverso la turbina, dove viene quindi esaurito e condensato per un uso futuro.
Nonostante la loro bassa coppia, le turbine a vapore hanno visto un certo uso nei veicoli terrestri. Il nucleo Ford era una proposta di auto a propulsione nucleare, in cui un piccolo reattore nucleare alimentava una turbina. Nel 2009, un team di ingegneri britannici ha battuto il record mondiale della velocità del terreno per le automobili a vapore che utilizzano turbine a vapore. Ci sono state anche alcune locomotive gestite da turbine a vapore.
Una delle cadute delle turbine a vapore è la loro bassa coppia. Per ovviare a questo problema, tuttavia, gli ingranaggi di riduzione vengono utilizzati per aumentare la coppia a spese delle rivoluzioni al minuto (RPMS). Mentre le richieste di coppia variano in base all'applicazione, quasi tutti i veicoli a vapore a turbina richiedono una certa coppia che non può essere raggiunta attraverso un disco diretto. La maggior parte dei veicoli guidati da turbine a vapore, quindi impiega gli ingranaggi di riduzione.
Un'alternativa agli ingranaggi di riduzione è un'unità turbo-elettrica, in cui TUrbine gira un generatore che alimenta un motore elettrico. Il motore elettrico quindi i server come motore principale per il veicolo, con la turbina a vapore che fornisce la sua potenza. A causa delle loro spese, tuttavia, i sistemi turbo-elettrici sono stati utilizzati solo in un piccolo numero di navi e locomotive.
Anche le turbine a gas svolgono un ruolo molto importante nella propulsione della turbina moderna. A differenza di una turbina a vapore, il cui vapore ad alta velocità trasforma più rotori, le turbine a gas utilizzano la combustione per produrre l'espansione termica necessaria per la rotazione. Le turbine a gas non sono solo molto più potenti delle turbine a vapore, ma possono anche ruotare a velocità molto più elevate. Per questo motivo, le turbine a gas sono state utilizzate per aerei, locomotive, navi e anche veicoli militari più pesanti.