O que é propulsão de turbina?
A propulsão da turbina é a propulsão de um veículo através do uso de uma turbina. Devido ao baixo torque da turbina, os veículos terrestres raramente são impulsionados por uma turbina. Os navios marinhos, no entanto, empregaram turbinas para propulsão desde a sua invenção no final do século XIX. Os tipos mais comuns de turbinas usados para propulsão são turbinas a vapor e gás, ambas com suas próprias vantagens e desvantagens únicas. Hoje, muitos navios militares modernos empregam turbinas a vapor por suas altas velocidades e eficiência.
A primeira turbina a vapor prática usada para propulsão e geração de energia foi inventada por Sir Charles Parsons em 1884. A turbina Parsons melhorou com o tempo e acabou sendo instalada em um navio especialmente construído. Este navio, conhecido como "tubrinia", foi a primeira embarcação a ser alimentada por uma turbina. Lançado em 1894, o navio poderia atingir velocidades de 34,5 nós (39,7 mph, 63,9 km/h) e foi usado para demonstrar o potencial de propulsão de turbina a vapor em marinhovasos.
Desde então, o uso da propulsão a vapor se tornou cada vez mais popular para navios marinhos. As turbinas foram favorecidas sobre os grandes motores a vapor alternativos do período, devido a suas maiores eficiências térmicas, velocidade e relação potência / peso. Liners de cruzeiro, como o Cunarder "Lusitania", empregaram turbinas a vapor como seus principais motores, permitindo que eles viajassem significativamente mais rápido que seus colegas dirigidos por pistão. Os "Estados Unidos" acionados por turbinas a vapor ainda mantêm o riband azul para a travessia transatlântica mais rápida do oeste, com uma velocidade máxima de cerca de 38 nós (43,8 mph, 71 km/h).
Com o desenvolvimento da energia nuclear, a propulsão a vapor continua sendo uma fonte de energia amplamente usada. Os vasos movidos a energia nuclear, incluindo submarinos, empregam turbinas a vapor como seus principais motores. Os reatores nucleares substituem as caldeiras para o calor da água fervente em super aquecimentovapor. O vapor é então percorrido pela turbina, onde é esgotado e condensado para uso futuro.
Apesar de seu baixo torque, as turbinas a vapor viram algum uso em veículos terrestres. O núcleo Ford era um carro de alimentação nuclear proposto, em que um pequeno reator nuclear alimentou uma turbina. Em 2009, uma equipe britânica de engenheiros quebrou o recorde mundial de velocidade de terra para automóveis a vapor usando turbinas a vapor. Também houve algumas locomotivas administradas por turbinas a vapor.
Uma das quedas das turbinas a vapor é o seu baixo torque. Para superar esse problema, no entanto, as engrenagens de redução são usadas para aumentar o torque às custas de revoluções por minuto (RPMS). Embora as demandas de torque variem de acordo com a aplicação, quase todos os veículos a vapor de turbinas exigem uma certa quantidade de torque que não pode ser alcançada através de uma unidade direta. A maioria dos veículos acionados por turbinas a vapor emprega engrenagens de redução.
Uma alternativa às engrenagens de redução é uma unidade turbo-elétrica, em que o TUrbine gira um gerador que alimenta um motor elétrico. O motor elétrico então serve como o motor principal do veículo, com a turbina a vapor fornecendo sua energia. Devido às suas despesas, no entanto, os sistemas turbo-elétricos foram usados apenas em um pequeno número de navios e locomotivas.
As turbinas a gás também desempenham um papel muito importante na propulsão moderna da turbina. Ao contrário de uma turbina a vapor, cujo vapor de alta velocidade gira vários rotores, as turbinas a gás usam a combustão para produzir a expansão térmica necessária para a rotação. As turbinas a gás não são apenas muito mais poderosas que as turbinas a vapor, mas também podem girar em velocidades muito mais altas. Devido a isso, as turbinas a gás foram usadas para aeronaves, locomotivas, navios e veículos militares ainda mais pesados.