Što je plinska turbina?

Plinska turbina je rotacijski motor s unutarnjim izgaranjem koji pretvara potencijalnu energiju u plinu, plus kinetičku energiju zraka koji se kreće, u ogromnu količinu energije koja okreće izlaznu osovinu, obavljajući stvarni rad. Postoje mnoge vrste turbinskih motora, od kojih su neki vrlo poznati većini ljudi, a neki od njih mogu biti iznenađujući. Primjerice, vjetrenjača je klasična, vrlo jednostavna turbina, a parni strojevi su također turbinski strojevi. S druge strane, glavni borbeni tenk američke vojske, M1A1 Abrams, također pokreće plinskoturbinski motor.

Možda je korištenje plinskoturbinskog motora s kojim je većina ljudi poznata mlazni pogon – plinskoturbinski mlazni motor. Ovaj masivni motor ilustrira jednu od velikih prednosti plinskoturbinskog motora – ima omjer snage i težine koji je daleko superiorniji u odnosu na drugu glavnu vrstu motora dostupnog: klipni motor, kao što je dizelski motor, koji iskorištava klipnu energiju više klipova. S druge strane, plinskoturbinski motori su mnogo skuplji za izradu i rad od klipnih motora usporedive veličine, što njihovu upotrebu čini previsokom za korištenje u prosječnim potrošačkim aplikacijama kao što su automobili.

Plinskoturbinski motor sastoji se od tri glavne komponente, sve izgrađene oko središnje osovine: kompresora, prostora za izgaranje i same turbine, a sve je zatvoreno tako da može podići tlak. Zrak se uvlači u kompresor pomoću lopatica ventilatora na osovini i prisiljava pod pritiskom u područje izgaranja. Gorivo – najčešće kerozin, propan ili prirodni plin – ubrizgava se pod tlakom u komoru za izgaranje i pali, značajno povećavajući temperaturu, što zauzvrat povećava tlak u komori za izgaranje. Ovaj plin pod pritiskom se potiskuje natrag preko više rebara na osovini turbine, uzrokujući njeno rotiranje i prenosi snagu na kotače spremnika ili rotore helikoptera. Nakon što prijeđe preko rebara turbine, istrošeni plin se iscrpljuje, iako neki plinskoturbinski motori imaju opremu za hvatanje i ponovno korištenje neke toplinske energije u ispušnom plinu.

Zrakoplovni plinskoturbinski motor radi malo drugačije. Iako konstrukcija ostaje u osnovi identična, osovina turbine postoji samo unutar samog motora, jer ne postoji vanjsko odredište na koje bi se prenijela snaga koju proizvodi turbina. Umjesto toga, glavni zadatak osovine turbine je rotacija ventilatora kompresora. Rad motora obavlja sila stlačenog, zagrijanog plina koji napušta stražnji dio motora, stvarajući potisak, koji tjera kućište motora naprijed zajedno sa zrakoplovom na koji je pričvršćen.