Što je turbinski pogon?

Turbinski pogon je pogon vozila pomoću turbine. Zbog malog okretnog momenta turbine, kopnena vozila rijetko se pokreću turbinom. Pomorska plovila, međutim, koriste turbine za pogon od svog izuma u kasnom 19. stoljeću. Najčešći tipovi turbina koje se koriste za pogon su parne i plinske turbine, koje obje imaju svoje jedinstvene prednosti i nedostatke. Danas mnogi moderni vojni brodovi koriste parne turbine zbog svojih velikih brzina i učinkovitosti.

Prvu praktičnu parnu turbinu koja se koristila za pogon i proizvodnju energije izumio je Sir Charles Parsons 1884. Parsonsova turbina se s vremenom poboljšala i na kraju je ugrađena u posebno izgrađen brod. Ovaj brod, poznat kao “Tubrinia”, bio je prvi vodeni brod koji je ikada pokretan turbinom. Porinut 1894. godine, brod je mogao postići brzinu od 34.5 čvorova (39.7 mph, 63.9 km/h), a korišten je za demonstriranje potencijala za pogon parne turbine u pomorskim plovilima.

Od tada je korištenje pogona s parnom turbinom postalo sve popularnije za pomorska plovila. Turbine su bile favorizirane u odnosu na velike klipne parne strojeve tog razdoblja, zbog njihove veće toplinske učinkovitosti, brzine i omjera snage i težine. Cruise lineri, kao što je Cunarder “Lusitania”, koristili su parne turbine kao svoje glavne pokretače, što im je omogućilo da putuju znatno brže od svojih kolega s klipnim pogonom. SS “United States” na pogon parne turbine još uvijek drži Plavu traku za najbrži transatlantski prijelaz na zapadu, s maksimalnom brzinom od oko 38 čvorova (43.8 mph, 71 km/h).

S razvojem nuklearne energije, pogon parnih turbina i dalje je široko korišten izvor energije. Plovila na nuklearni pogon, uključujući podmornice, koriste parne turbine kao svoje glavne pokretače. Nuklearni reaktori zamjenjuju kotlove za zagrijavanje kipuće vode u pregrijanu paru. Para zatim prolazi kroz turbinu, gdje se zatim iscrpljuje i kondenzira za buduću upotrebu.

Unatoč niskom zakretnom momentu, parne turbine su imale određenu primjenu u kopnenim vozilima. Ford Nucleon je bio predloženi automobil na nuklearni pogon, u kojem je mali nuklearni reaktor pokretao turbinu. Godine 2009. britanski tim inženjera oborio je svjetski rekord brzine na kopnu za automobile na parni pogon koji koriste parne turbine. Postojale su i neke lokomotive koje su pokretale parne turbine.

Jedan od nedostataka parnih turbina je njihov nizak moment. Kako bi se prevladao ovaj problem, međutim, koriste se reduktori za povećanje okretnog momenta na račun broja okretaja u minuti (RPM). Dok zahtjevi za okretnim momentom variraju ovisno o primjeni, gotovo sva vozila s parnim turbinama zahtijevaju određenu količinu zakretnog momenta koji se ne može postići izravnim pogonom. Stoga većina vozila pogonjenih parnim turbinama koristi reduktore.

Alternativa redukcijskim zupčanicima je turbo-električni pogon, pri čemu turbina vrti generator koji pokreće električni motor. Električni motor tada služi kao glavni pokretač vozila, a parna turbina daje njegovu snagu. Međutim, zbog svoje cijene, turboelektrični sustavi su korišteni samo u malom broju brodova i lokomotiva.

Plinske turbine također imaju vrlo važnu ulogu u modernom turbinskom pogonu. Za razliku od parne turbine, čija para velike brzine okreće više rotora, plinske turbine koriste izgaranje kako bi proizvele toplinsko širenje potrebno za rotaciju. Plinske turbine ne samo da su daleko snažnije od parnih turbina, već se mogu i rotirati daleko većim brzinama. Zbog toga su se plinske turbine koristile za zrakoplove, lokomotive, brodove, pa čak i teža vojna vozila.