Kas yra turbinos varomoji jėga?

Turbinos varomoji jėga – tai transporto priemonės varymas naudojant turbiną. Dėl mažo turbinos sukimo momento antžeminės transporto priemonės retai varomos turbina. Tačiau jūriniai laivai varo turbinas nuo pat jų išradimo XIX amžiaus pabaigoje. Dažniausiai varymui naudojamos turbinos yra garo ir dujų turbinos, kurios abi turi savo unikalių privalumų ir trūkumų. Šiandien daugelis šiuolaikinių karinių laivų naudoja garo turbinas dėl didelio greičio ir efektyvumo.

Pirmąją praktišką garo turbiną, naudojamą varymui ir energijos gamybai, išrado seras Charlesas Parsonsas 1884 m. Parsonso turbina laikui bėgant tobulėjo ir galiausiai buvo sumontuota specialiai pastatytame laive. Šis laivas, žinomas kaip „Tubrinia“, buvo pirmasis laivas, varomas turbina. Paleistas 1894 m., laivas galėjo pasiekti 34.5 mazgo (39.7 mph, 63.9 km/h) greitį ir buvo naudojamas parodyti garo turbinos varomąją galią jūrų laivuose.

Nuo to laiko garo turbinos varomoji jėga tapo vis populiaresnė jūrų laivams. Dėl didesnio šiluminio efektyvumo, greičio ir galios bei svorio santykio turbinos buvo labiau mėgstamos to meto dideli stūmokliniai garo varikliai. Kruiziniuose laineriuose, tokiuose kaip Cunarder „Lusitania“, kaip pagrindiniai varikliai buvo naudojamos garo turbinos, leidžiančios jiems keliauti žymiai greičiau nei stūmokliniais varikliais. Garo turbina varomas SS „United States“ vis dar turi Blue Riband, skirtą greičiausiam vakarų kryptimi transatlantiniam perėjimui, kurio maksimalus greitis yra apie 38 mazgai (43.8 mph, 71 km/h).

Tobulėjant branduolinei energijai, garo turbinos varomoji jėga ir toliau yra plačiai naudojamas energijos šaltinis. Branduoliniais laivais, įskaitant povandeninius laivus, kaip pagrindiniai varikliai naudojami garo turbinos. Branduoliniai reaktoriai pakeičia katilus, kaitinančius verdantį vandenį į perkaitintus garus. Tada garas paleidžiamas per turbiną, kur jis išleidžiamas ir kondensuojamas, kad būtų galima naudoti ateityje.

Nepaisant mažo sukimo momento, garo turbinos buvo naudojamos antžeminėse transporto priemonėse. „Ford Nucleon“ buvo siūlomas branduoliniu varikliu varomas automobilis, kuriame mažas branduolinis reaktorius varo turbiną. 2009 m. britų inžinierių komanda sumušė garais varomų automobilių, naudojančių garo turbinas, pasaulio greičio rekordą. Taip pat buvo keletas lokomotyvų, kuriuos valdė garo turbinos.

Vienas iš garo turbinų trūkumų yra mažas jų sukimo momentas. Tačiau norint išspręsti šią problemą, naudojamos reduktoriai, kurie padidina sukimo momentą apsisukimų per minutę (RPM) sąskaita. Nors sukimo momento poreikiai skiriasi priklausomai nuo naudojimo, beveik visoms garo turbinomis varomoms transporto priemonėms reikalingas tam tikras sukimo momentas, kurio negalima pasiekti naudojant tiesioginę pavarą. Todėl dauguma transporto priemonių, varomų garo turbinomis, turi reduktorius.

Reduktorių alternatyva yra turboelektrinė pavara, kai turbina suka generatorių, kuris maitina elektros variklį. Tada elektros variklis tarnauja kaip pagrindinis transporto priemonės variklis, o jo galią tiekia garų turbina. Tačiau dėl savo išlaidų turboelektrinės sistemos buvo naudojamos tik nedaugelyje laivų ir lokomotyvų.

Dujų turbinos taip pat atlieka labai svarbų vaidmenį šiuolaikinėje turbinų varyme. Skirtingai nuo garo turbinos, kurios didelio greičio garai suka kelis rotorius, dujų turbinos naudoja degimą, kad sukurtų sukimui reikalingą šiluminę plėtrą. Dujų turbinos yra ne tik daug galingesnės už garo turbinas, bet ir gali suktis daug didesniu greičiu. Dėl šios priežasties dujų turbinos buvo naudojamos orlaiviams, lokomotyvams, laivams ir net sunkesnėms karinėms transporto priemonėms.