O que é propulsão a turbina?
Propulsão de turbina é a propulsão de um veículo através do uso de uma turbina. Devido ao baixo torque da turbina, os veículos terrestres raramente são propelidos por uma turbina. As embarcações marítimas, no entanto, empregam turbinas para propulsão desde sua invenção no final do século XIX. Os tipos mais comuns de turbinas usadas para propulsão são as turbinas a vapor e a gás, ambas com vantagens e desvantagens exclusivas. 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 movida por uma turbina. Lançado em 1894, o navio podia atingir velocidades de 34,5 nós (63,9 km / h) e foi usado para demonstrar o potencial de propulsão de turbinas a vapor em embarcações marítimas.
Desde então, o uso da propulsão de turbinas a vapor tornou-se cada vez mais popular para embarcações marítimas. As turbinas foram favorecidas em relação aos grandes motores a vapor alternativos do período, devido à maior eficiência térmica, velocidade e relação potência / peso. Os navios de cruzeiro, como o Cunarder "Lusitania", empregavam turbinas a vapor como seus principais motores, permitindo que eles viajassem significativamente mais rápido do que seus colegas acionados por pistão. O SS "United States", acionado por turbina a vapor, ainda mantém o Blue Riband na travessia transatlântica mais rápida para o oeste, com uma velocidade máxima de cerca de 38 nós (43,8 km / h).
Com o desenvolvimento da energia nuclear, a propulsão de turbinas a vapor continua sendo uma fonte de energia amplamente utilizada. Navios movidos a energia nuclear, incluindo submarinos, utilizam turbinas a vapor como seus principais motores. Os reatores nucleares substituem as caldeiras para aquecer a água fervente em vapor superaquecido. O vapor é então executado através da turbina, onde é exaurido e condensado para uso futuro.
Apesar de seu baixo torque, as turbinas a vapor têm sido utilizadas em veículos terrestres. O Ford Nucleon era um carro movido a energia nuclear proposto, em que um pequeno reator nuclear movia uma turbina. Em 2009, uma equipe britânica de engenheiros quebrou o recorde mundial de velocidade terrestre para automóveis movidos a vapor usando turbinas a vapor. Também houve algumas locomotivas operadas por turbinas a vapor.
Uma das quedas das turbinas a vapor é o baixo torque. Para superar esse problema, no entanto, as engrenagens de redução são usadas para aumentar o torque às custas das rotações por minuto (RPMs). Embora as demandas de torque variem de acordo com a aplicação, quase todos os veículos acionados por turbinas a vapor exigem uma certa quantidade de torque que não pode ser atingida por um acionamento direto. A maioria dos veículos movidos a turbinas a vapor, portanto, emprega engrenagens de redução.
Uma alternativa às engrenagens de redução é um acionamento turboelétrico, em que a turbina gira um gerador que aciona um motor elétrico. O motor elétrico é o principal motor do veículo, com a turbina a vapor fornecendo sua energia. Devido às suas despesas, no entanto, os sistemas turboelétricos foram utilizados apenas em um pequeno número de navios e locomotivas.
As turbinas a gás também desempenham um papel muito importante na propulsão moderna das turbinas. Ao contrário de uma turbina a vapor, cujo vapor de alta velocidade gira vários rotores, as turbinas a gás usam 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, turbinas a gás têm sido usadas para aeronaves, locomotivas, navios e veículos militares ainda mais pesados.