Kaj je plinska turbina?

Plinska turbina je rotacijski motor z notranjim zgorevanjem, ki pretvarja potencialno energijo v plinu in kinetično energijo premikajočega se zraka v ogromno količino energije, ki obrača izhodno gred in opravlja dejansko delo. Obstaja veliko vrst turbinskih motorjev, od katerih so nekateri zelo poznani večini ljudi, nekateri pa so lahko presenetljivi. Na primer, vetrnica je klasična, zelo preprosta turbina, parni stroji pa so tudi turbinski stroji. Po drugi strani pa glavni bojni tank ameriške vojske, M1A1 Abrams, poganja tudi plinskoturbinski motor.

Morda je uporaba plinskoturbinskega motorja, ki ga pozna večina ljudi, reaktivni pogon – plinskoturbinski reaktivni motor. Ta masivni motor ponazarja eno od velikih prednosti plinskoturbinskega motorja – ima razmerje med močjo in težo, ki je veliko boljše od druge glavne vrste motorja, ki je na voljo: batnega motorja, kot je dizelski motor, ki izkorišča povratno energijo več batov. Po drugi strani so plinskoturbinski motorji veliko dražji za izdelavo in delovanje od batnih motorjev primerljive velikosti, zaradi česar je njihova uporaba stroškovno previsoka za uporabo v povprečnih potrošniških aplikacijah, kot so avtomobili.

Plinskoturbinski motor je sestavljen iz treh glavnih sestavnih delov, ki so vsi zgrajeni okoli osrednje gredi: kompresor, območje zgorevanja in sama turbina, vsi so zaprti tako, da lahko povečajo tlak. Zrak se v kompresor vpije z lopaticami ventilatorja na gredi in pod pritiskom potisne v območje zgorevanja. Gorivo – najpogosteje kerozin, propan ali zemeljski plin – se pod pritiskom vbrizga v zgorevalno komoro in vžge, kar znatno poveča temperaturo, kar posledično poveča tlak v zgorevalni komori. Ta plin pod tlakom se potisne nazaj čez več rebrov na gredi turbine, zaradi česar se vrti in prenaša moč na kolesa rezervoarja ali rotorje helikopterja. Ko gre skozi rebra turbine, se izrabljeni plin izčrpa, čeprav imajo nekateri plinskoturbinski motorji možnosti za zajemanje in ponovno uporabo nekaj toplotne energije v izpušnih plinih.

Letalski plinskoturbinski motor deluje nekoliko drugače. Medtem ko konstrukcija ostaja v bistvu enaka, gred turbine obstaja samo v samem motorju, ker ni zunanjega cilja, kamor bi prenesla moč, ki jo ustvarja turbina. Namesto tega je glavna naloga gredi turbine vrtenje ventilatorja kompresorja. Delo motorja se izvaja s silo segretega plina pod tlakom, ki zapusti zadnji del motorja in zagotavlja potisk, ki sili ohišje motorja naprej skupaj z letalom, na katerega je pritrjeno.