Kaj je turbinski pogon?

Turbinski pogon je pogon vozila z uporabo turbine. Zaradi majhnega navora turbine se kopenska vozila redko poganja turbina. Vendar pa so morska plovila od svojega izuma v poznem 19. stoletju uporabljala turbine za pogon. Najpogostejši tipi turbin, ki se uporabljajo za pogon, so parne in plinske turbine, ki imajo svoje edinstvene prednosti in slabosti. Danes številne sodobne vojaške ladje uporabljajo parne turbine zaradi njihove visoke hitrosti in učinkovitosti.

Prvo praktično parno turbino, ki se uporablja za pogon in proizvodnjo energije, je izumil sir Charles Parsons leta 1884. Parsonsova turbina se je sčasoma izboljšala in je bila na koncu nameščena v posebej zgrajeno ladjo. Ta ladja, znana kot “Tubrinia”, je bila prvo vodno plovilo, ki ga je kdaj poganjala turbina. Ladja, ki je bila izstreljena leta 1894, je lahko dosegla hitrost 34.5 vozlov (39.7 mph, 63.9 km/h) in je bila uporabljena za prikaz potenciala za pogon parne turbine v morskih plovilih.

Od takrat je uporaba pogona s parno turbino postala vse bolj priljubljena za morska plovila. Turbine so bile zaradi njihove višje toplotne učinkovitosti, hitrosti in razmerja med močjo in maso prednost pred velikimi batnimi parnimi stroji tistega obdobja. Ladji za križarjenje, kot je Cunarder “Lusitania”, so kot glavne motorje uporabljali parne turbine, kar jim je omogočilo, da potujejo bistveno hitreje kot njihove batne turbine. SS “United States”, ki ga poganja parna turbina, še vedno drži modri trak za najhitrejši čezatlantski prehod na zahod, z največjo hitrostjo približno 38 vozlov (43.8 mph, 71 km/h).

Z razvojem jedrske energije je pogon s parnimi turbinami še naprej široko uporabljen vir energije. Plovila na jedrski pogon, vključno s podmornicami, uporabljajo parne turbine kot glavne motorje. Jedrski reaktorji nadomeščajo kotle za segrevanje vrele vode v pregreto paro. Para teče skozi turbino, kjer se nato izčrpa in kondenzira za nadaljnjo uporabo.

Kljub nizkemu navoru so parne turbine že nekaj časa uporabljane v kopenskih vozilih. Ford Nucleon je bil predlagan avtomobil na jedrski pogon, v katerem je majhen jedrski reaktor poganjal turbino. Leta 2009 je britanska ekipa inženirjev podrla svetovni rekord hitrosti na kopnem za avtomobile na parni pogon s parnimi turbinami. Bilo je tudi nekaj lokomotiv, ki jih poganjajo parne turbine.

Ena od pomanjkljivosti parnih turbin je njihov nizek navor. Za premagovanje te težave pa se uporabljajo reduktorji za povečanje navora na račun vrtljajev na minuto (RPM). Medtem ko se zahteve po navoru razlikujejo glede na uporabo, skoraj vsa vozila s parnimi turbinami zahtevajo določeno količino navora, ki je ni mogoče doseči z neposrednim pogonom. Večina vozil, ki jih poganjajo parne turbine, zato uporablja reduktorje.

Alternativa reduktorjem je turboelektrični pogon, pri katerem turbina vrti generator, ki poganja električni motor. Električni motor nato služi kot glavni pogon za vozilo, njegovo moč pa zagotavlja parna turbina. Vendar pa so bili turboelektrični sistemi zaradi svojih stroškov uporabljeni le v majhnem številu ladij in lokomotiv.

Plinske turbine imajo tudi zelo pomembno vlogo pri sodobnem turbinskem pogonu. Za razliko od parne turbine, katere visokohitrostna para obrača več rotorjev, plinske turbine uporabljajo zgorevanje za proizvodnjo toplotnega raztezanja, ki je potrebno za vrtenje. Plinske turbine niso le veliko močnejše od parnih turbin, ampak se lahko vrtijo tudi pri veliko višjih hitrostih. Zaradi tega so se plinske turbine uporabljale za letala, lokomotive, ladje in še težja vojaška vozila.