Что такое Турбинный двигатель?

Турбинный привод — это движение транспортного средства с помощью турбины. Из-за низкого крутящего момента турбины наземные транспортные средства редко приводятся в движение турбиной. Однако морские суда использовали турбины для движения с момента их изобретения в конце 19 века. Наиболее распространенными типами турбин, используемых для движения, являются паровые и газовые турбины, каждая из которых имеет свои уникальные преимущества и недостатки. Сегодня многие современные военные корабли используют паровые турбины из-за их высокой скорости и эффективности».

Что такое Турбинный двигатель?
Турбинный двигатель

Первая практическая паровая турбина, используемая для движения и выработки энергии, была изобретена сэром Чарльзом Парсонсом в 1884 году. Турбина Парсонса со временем совершенствовалась и в конечном итоге была установлена на специально построенном корабле. Этот корабль, известный как «Тубриния», был первым плавсредством, когда-либо приводившимся в движение турбиной. Спущенный на воду в 1894 году, корабль мог развивать скорость до 34,5 узлов (39,7 миль в час, 63,9 км/ч) и использовался для демонстрации потенциала паровой турбины на морских судах.

Турбинный двигатель

С тех пор использование паротурбинных двигателей становилось все более популярным для морских судов. Турбинам отдавалось предпочтение перед большими поршневыми паровыми двигателями того периода из-за их более высокого теплового КПД, скорости и отношения мощности к весу. Круизные лайнеры, такие как Cunarder «Lusitania», использовали паровые турбины в качестве основных двигателей, что позволяло им двигаться значительно быстрее, чем их поршневые аналоги. Пароход SS United States по-прежнему удерживает Голубую ленту за самый быстрый трансатлантический переход в западном направлении с максимальной скоростью около 38 узлов (43,8 миль в час, 71 км/ч).

С развитием ядерной энергетики паровые турбины продолжают оставаться широко используемым источником энергии. Атомные суда, в том числе подводные лодки, используют в качестве основного двигателя паровые турбины. Ядерные реакторы заменяют котлы для нагревания кипящей воды до перегретого пара. Затем пар проходит через турбину, где он выпускается и конденсируется для дальнейшего использования».

Несмотря на низкий крутящий момент, паровые турбины нашли применение в наземных транспортных средствах. Ford Nucleon был предложенным автомобилем с ядерным двигателем, в котором небольшой ядерный реактор приводил в действие турбину. В 2009 году группа британских инженеров побила мировой рекорд наземной скорости для автомобилей с паровым двигателем, использующих паровые турбины. Были также некоторые локомотивы с паровыми турбинами».

Одним из недостатков паровых турбин является их низкий крутящий момент. Однако для решения этой проблемы используются редукторы для увеличения крутящего момента за счет числа оборотов в минуту (об/мин). Хотя требования к крутящему моменту различаются в зависимости от применения, почти всем транспортным средствам с паровой турбиной требуется определенный крутящий момент, который не может быть достигнут с помощью прямого привода. Поэтому в большинстве транспортных средств, приводимых в движение паровыми турбинами, используются редукторы».

Альтернативой редукторам является турбоэлектрический привод, в котором турбина вращает генератор, питающий электродвигатель. Затем электродвигатель служит первичным двигателем для транспортного средства, а паровая турбина обеспечивает его мощность. Однако из-за их дороговизны турбоэлектрические системы использовались только на небольшом количестве кораблей и локомотивов».


Газовые турбины также играют очень важную роль в современных газотурбинных двигателях. В отличие от паровой турбины, чей высокоскоростной пар вращает несколько роторов, газовые турбины используют сгорание для создания теплового расширения, необходимого для вращения. Газовые турбины не только намного мощнее паровых турбин, но и могут вращаться с гораздо большей скоростью. В связи с этим газовые турбины использовались для самолетов, локомотивов, кораблей, и даже более тяжелые военные машины.