Wat is turbine -voortstuwing?
Turbine -voortstuwing is de voortstuwing van een voertuig door het gebruik van een turbine. Vanwege het lage koppel van de turbine worden landvoertuigen zelden voortgestuwd door een turbine. Mariene schepen hebben echter turbines gebruikt voor voortstuwing sinds hun uitvinding in de late 19e eeuw. De meest voorkomende soorten turbines die worden gebruikt voor voortstuwing zijn stoom- en gasturbines, die beide hun eigen unieke voordelen en nadelen hebben. Tegenwoordig gebruiken veel moderne militaire schepen stoomturbines voor hun hoge snelheden en efficiëntie.
De eerste praktische stoomturbine die werd gebruikt voor voortstuwing en energieopwekking werd uitgevonden door Sir Charles Parsons in 1884. De Turbine van Parsons verbeterde in de loop van de tijd en werd uiteindelijk geïnstalleerd in een speciaal gebouwd schip. Dit schip, bekend als de 'Tubrinia', was de eerste waterscooter die ooit door een turbine werd aangedreven. Lanceerde in 1894, kon het schip snelheden bereiken van 34,5 knopen (39,7 mph, 63,9 km/u) en werd gebruikt om het potentieel voor stoomturbine -voortstuwing in marine aan te tonenSchepen.
Sindsdien werd het gebruik van stoomturbine -voortstuwing steeds populairder voor zeeschepen. Turbines hadden de voorkeur boven de grote heen en weer bewegende stoommotoren van de periode, vanwege hun hogere thermische efficiëntie, snelheid en vermogen-gewichtsverhouding. Cruiseliners, zoals de Cunarder 'Lusitania', gebruikten stoomturbines als hun prime movers, waardoor ze aanzienlijk sneller konden reizen dan hun zuiger aangedreven tegenhangers. De stoomturbine-aangedreven SS "Verenigde Staten" bevat nog steeds de blauwe riband voor de snelste west-gebonden transatlantische kruising, met een maximale snelheid van ongeveer 38 knopen (43,8 mph, 71 km/u).
Met de ontwikkeling van kernenergie blijft stoomturbine-voortstuwing een veelgebruikte stroombron. Nucleair aangedreven vaten, inclusief onderzeeërs, gebruiken stoomturbines als hun prime movers. Nucleaire reactoren vervangen ketels om kokend water te verwarmen in superverhitstoom. De stoom wordt vervolgens door de turbine gereden, waar deze vervolgens wordt uitgeput en gecondenseerd voor toekomstig gebruik.
Ondanks hun lage koppel, hebben stoomturbines wat gebruikt in landvoertuigen. De Ford-nucleon was een voorgestelde auto van nucleair aangedreven, waarbij een kleine nucleaire reactor een turbine stroomde. In 2009 brak een Brits team van ingenieurs het World Land Speed Record voor stoomaangedreven auto's met behulp van stoomturbines. Er zijn ook enkele locomotieven uitgevoerd door stoomturbines.
Een van de ondergang van stoomturbines is hun lage koppel. Om dit probleem op te lossen, worden reductiewars echter gebruikt om het koppel te verhogen ten koste van revoluties per minuut (RPM's). Hoewel het koppel eisen variëren per toepassing, vereisen bijna alle stoomturbine-aangedreven voertuigen een bepaald bedrag dat niet via een directe schijf kan worden bereikt. De meeste voertuigen aangedreven door stoomturbines maken daarom gebruik van versnellingen van reductie.
Een alternatief voor reductiewielen is een turbo-elektrische aandrijving, waarbij de TUrbine draait een generator die een elektromotor aandrijft. De elektromotor servers dan als de prime mover voor het voertuig, waarbij de stoomturbine zijn stroom levert. Vanwege hun kosten zijn turbo-elektrische systemen echter alleen gebruikt in een klein aantal schepen en locomotieven.
Gasturbines spelen ook een zeer belangrijke rol bij de moderne voortstuwing van turbine. In tegenstelling tot een stoomturbine, waarvan de stoom met hoge snelheid meerdere rotoren verandert, gebruiken gasturbines verbranding om de thermische expansie te produceren die nodig is voor rotatie. Gasturbines zijn niet alleen veel krachtiger dan stoomturbines, maar ze kunnen ook roteren met veel hogere snelheden. Hierdoor zijn gasturbines gebruikt voor vliegtuigen, locomotieven, schepen en zelfs zwaardere militaire voertuigen.