Co to jest napęd turbiny?

Prędkość turbiny jest napędem pojazdu za pomocą turbiny. Ze względu na niski moment obrotowy turbiny pojazdy lądowe rzadko są napędzane przez turbinę. Statki morskie stosowały jednak turbiny do napędu od czasu ich wynalazku pod koniec XIX wieku. Najczęstszymi rodzajami turbin stosowanych do napędu są turbiny pary i gazu, które mają własne unikalne zalety i wady. Dziś wiele nowoczesnych statków wojskowych zatrudnia turbiny parowe ze względu na ich dużą prędkość i wydajność.

Pierwsza praktyczna turbina parowa wykorzystywana do napędu i wytwarzania energii została wynaleziona przez Sir Charlesa Parsonsa w 1884 r. Turbina Parsons poprawiła się z czasem i ostatecznie została zainstalowana na specjalnie zbudowanym statku. Ten statek, znany jako „Tubrinia”, był pierwszym rzemieślnikiem, jaki kiedykolwiek zasilał turbiną. Wprowadzony w 1894 r. Statek mógł osiągnąć prędkości 34,5 węzłów (39,7 mph, 63,9 km/h) i został użyty do wykazania potencjału napędu turbiny parowej w morskimnaczynia.

Od tego czasu stosowanie napędu turbiny parowej stało się coraz bardziej popularne w przypadku naczyń morskich. Turbiny były preferowane w dużych wzajemnych silnikach parowych z tego okresu, ze względu na ich wyższą wydajność cieplną, prędkość i stosunek mocy do ważności. Linery rejsowe, takie jak Cunarder „Lusitania”, stosowały turbiny parowe jako główni przeprowadzki, pozwalając im podróżować znacznie szybciej niż ich odpowiedniki napędzane tłokiem. SS „Stany Zjednoczone” napędzane turbiną parową nadal trzyma niebieskie żebra dla najszybszego przekraczania transatlantyckiego związanego z Zachodu, z maksymalną prędkością około 38 węzłów (43,8 mph, 71 km/h).

Wraz z rozwojem energii jądrowej napęd turbiny parowej nadal jest szeroko stosowanym źródłem zasilania. Naczynia zasilane jądro, w tym okręty podwodne, wykorzystują turbiny parowe jako główni przeprowadzki. Reaktory jądrowe zastępują kotły, aby ogrzać wrzącą wodę w super podgrzanepara. Para jest następnie przenoszona przez turbinę, gdzie jest następnie wyczerpana i skondensowana do przyszłego użycia.

Pomimo niskiego momentu obrotowego turbiny parowe odnotowały pewne zastosowanie w pojazdach lądowych. Nukleon Forda był proponowanym samochodem zasilanym jądrem, w którym mały reaktor jądrowy zasilał turbinę. W 2009 r. Brytyjski zespół inżynierów pobił rekord światowej prędkości lądowej dla samochodów napędzanych parą za pomocą turbin parowych. Były też lokomotywy prowadzone przez turbiny parowe.

Jednym z upadków turbin parowych jest ich niski moment obrotowy. Jednak w celu przezwyciężenia tego problemu wykorzystywane są przekładnie redukcyjne do zwiększenia momentu obrotowego kosztem obrotów na minutę (RPM). Podczas gdy wymagania momentu obrotowego różnią się w zależności od zastosowania, prawie wszystkie pojazdy napędzane turbiną parową wymagają pewnej ilości momentu obrotowego, którego nie można osiągnąć za pomocą bezpośredniej jazdy. Większość pojazdów napędzanych przez turbiny parowe zatem wykorzystuje biegi redukcyjne.

Alternatywą dla przekładni redukcyjnych jest napęd turbo-elektryczny, w którym tUrbine obraca generator, który zasila silnik elektryczny. Silnik elektryczny następnie serwerowuje jako główny wnioskodawca pojazdu, a turbina parowa zapewnia jego moc. Jednak ze względu na ich koszty systemy turbodoładowe były używane tylko w niewielkiej liczbie statków i lokomotyw.

Turbiny gazowe odgrywają również bardzo ważną rolę we współczesnym napędu turbiny. W przeciwieństwie do turbiny parowej, której para o dużej prędkości obraca wiele wirników, turbiny gazowe wykorzystują spalanie do wytworzenia rozszerzenia cieplnego niezbędnego do obrotu. Turbiny gazowe są nie tylko znacznie mocniejsze niż turbiny parowe, ale mogą również obracać się przy znacznie wyższych prędkościach. Z tego powodu turbiny gazowe były używane do samolotów, lokomotyw, statków, a nawet cięższych pojazdów wojskowych.