Hva er turbinframdrift?
Turbinframdrift er fremdrift av et kjøretøy ved bruk av en turbin. På grunn av turbinets lave dreiemoment blir landskjøretøyer sjelden fremdrevet av en turbin. Marine fartøyer har imidlertid brukt turbiner for fremdrift siden oppfinnelsen deres på slutten av 1800-tallet. De vanligste typene turbiner som brukes til fremdrift er damp- og gassturbiner, som begge har sine egne unike fordeler og ulemper. I dag bruker mange moderne militærskip dampturbiner for deres høye hastigheter og effektivitet.
Den første praktiske dampturbinen som ble brukt til fremdrift og energiproduksjon ble oppfunnet av Sir Charles Parsons i 1884. Parsons-turbinen forbedret seg over tid, og ble etter hvert installert i et spesialbygget skip. Dette skipet, kjent som "Tubrinia", var det første vannscooteren som noen gang ble drevet av en turbin. Skipet ble startet i 1894 og kunne nå en hastighet på 34,5 knop (39,7 mph, 63,9 km / t), og ble brukt til å demonstrere potensialet for fremdrift av dampturbin i marine fartøyer.
Siden den gang ble bruk av dampturbinframdrift stadig mer populær for marine fartøyer. Turbiner ble foretrukket i forhold til de store frem- og tilbakegående dampmotorene i perioden, på grunn av deres høyere termiske effektivitet, hastighet og kraft-til-vekt-forhold. Cruisefartøyer, som Cunarder "Lusitania," benyttet dampturbiner som sine viktigste bevegere, slik at de kunne reise betydelig raskere enn sine stempeldrevne kolleger. Den dampturbindrevne SS "USA" holder fortsatt Blå Riband for det raskeste vest-bundne transatlantiske krysset, med en maksimal hastighet på omtrent 38 knop (43,8 km / t, 71 km / t).
Med utviklingen av kjernekraft fortsetter fremdrift av dampturbin å være en mye brukt kraftkilde. Atomdrevne fartøyer, inkludert ubåter, bruker dampturbiner som sine viktigste bevegere. Atomreaktorer erstatter kjeler for å varme opp kokende vann til superoppvarmet damp. Dampen blir deretter kjørt gjennom turbinen, hvor den deretter tømmes og kondenseres for fremtidig bruk.
Til tross for det lave dreiemomentet, har dampturbiner sett noe bruk i landkjøretøyer. Ford Nucleon var en foreslått kjernekraftdrevet bil, der en liten atomreaktor drev en turbin. I 2009 brøt et britisk team av ingeniører verdenshastighetsrekorden for dampdrevne biler ved bruk av dampturbiner. Det har også vært noen lokomotiver som drives av dampturbiner.
En av underfallene av dampturbiner er deres lave dreiemoment. For å overvinne dette problemet brukes imidlertid reduksjonsgir for å øke dreiemomentet på bekostning av omdreininger per minutt (RPM). Mens kravene til dreiemomentet varierer etter bruk, krever nesten alle dampturbindrevne kjøretøy en viss mengde dreiemoment som ikke kan oppnås gjennom en direkte kjøring. De fleste kjøretøyer som drives av dampturbiner, bruker derfor reduksjonsgir.
Et alternativ til reduksjonsgir er en turboelektrisk stasjon, der turbinen snurrer en generator som driver en elektrisk motor. Den elektriske motoren serverer da som den viktigste motoren for kjøretøyet, med dampturbinen som gir sin kraft. På grunn av utgiftene deres har imidlertid turboelektriske systemer bare blitt brukt i et lite antall skip og lokomotiver.
Gassturbiner spiller også en veldig viktig rolle i moderne turbinframdrift. I motsetning til en dampturbin, hvis damp med høy hastighet snur flere rotorer, bruker gassturbiner forbrenning for å produsere den termiske ekspansjonen som er nødvendig for rotasjon. Gassturbiner er ikke bare langt kraftigere enn dampturbiner, men de kan også rotere i langt høyere hastigheter. På grunn av dette er gassturbiner brukt til fly, lokomotiver, skip og enda tyngre militære kjøretøy.