Was ist Turbinenantrieb?
Turbinenantrieb ist der Antrieb eines Fahrzeugs durch die Verwendung einer Turbine. Aufgrund des niedrigen Drehmoments der Turbine werden Landfahrzeuge selten von einer Turbine angetrieben. Meeresschiffe haben jedoch seit ihrer Erfindung im späten 19. Jahrhundert Turbinen für den Antrieb eingesetzt. Die häufigsten Arten von Turbinen, die für den Antrieb verwendet werden, sind Dampf- und Gasturbinen, die beide ihre eigenen einzigartigen Vor- und Nachteile haben. Heute beschäftigen viele moderne Militärschiffe Dampfturbinen für ihre hohen Geschwindigkeiten und Effizienz.
Die erste praktische Dampfturbine, die für den Antrieb und die Energieerzeugung verwendet wurde, wurde 1884 von Sir Charles Parsons erfunden. Die Parsons-Turbine verbesserte sich im Laufe der Zeit und wurde schließlich in einem speziell gebauten Schiff installiert. Dieses Schiff, bekannt als "Tubrinia", war das erste Wasserfahrzeug, das jemals von einer Turbine angetrieben wurde. Das 1894 eingeführte Schiff konnte Geschwindigkeiten von 34,5 Knoten (39,7 Meilen pro Stunde, 63,9 km/h) erreichen und wurde verwendet, um das Potenzial für Dampfturbinenantrieb bei Marine zu demonstrierenSchiffe.
Seitdem wurde die Verwendung von Dampfturbinenantrieb für Meeresgefäße immer beliebter. Die Turbinen wurden aufgrund ihres höheren thermischen Wirkungsgrads, der Geschwindigkeit und des Verhältnisses von Strom zu Gewicht gegenüber den großen Hubkolbenmotoren des Zeitraums bevorzugt. Kreuzfahrtschiffe wie The Cunarder "Lusitania" verwendeten Dampfturbinen als Haupttürbler, sodass sie erheblich schneller als ihre kolbengetriebenen Gegenstücke reisen konnten. Die Dampfturbinen-gesteuerte SS "United States" hält immer noch den blauen Riband für die schnellste transatlantische Überfahrt mit westgebundenem, mit einer maximalen Geschwindigkeit von etwa 38 Knoten (43,8 Meilen pro Stunde, 71 km/h).
Mit der Entwicklung der Kernenergie ist Dampfturbinenantrieb weiterhin eine weit verbreitete Stromquelle. Kernschiffe, einschließlich U-Boote, verwenden Dampfturbinen als Haupttouner. Kernreaktoren ersetzen die Kessel, um kochendes Wasser in übergeheizte Wasser zu erhitzenDampf. Der Dampf wird dann durch die Turbine gefahren, wo er dann erschöpft und für zukünftige Verwendung kondensiert wird.
Trotz ihres geringen Drehmoments haben Dampfturbinen in Landfahrzeugen einige Einnahmen genutzt. Der Ford-Nucleon war ein vorgeschlagenes Kernwagen, bei dem ein kleiner Kernreaktor eine Turbine antrat. Im Jahr 2009 brach ein britisches Ingenieurteam den Weltdrehzahlrekord für dampfbetriebene Automobile mit Dampfturbinen. Es wurden auch einige Lokomotiven von Dampfturbinen geführt.
Einer der Stürme von Dampfturbinen ist ihr niedriges Drehmoment. Um dieses Problem zu überwinden, werden jedoch Reduktionsgeräte verwendet, um das Drehmoment auf Kosten von Revolutionen pro Minute (Drehzahl) zu erhöhen. Während das Drehmomentanforderungen je nach Anwendung variiert, benötigen fast alle mit Dampfturbinen betriebenen Fahrzeuge eine bestimmte Menge an Drehmoment, die nicht über eine direkte Fahrt erreicht werden kann. Die meisten Fahrzeuge, die von Dampfturbinen angetrieben werden, verwenden daher Reduktionsgeräte.
Eine Alternative zu Reduktionsgeräten ist ein Turboelektrikum, wobei das tUrbine dreht einen Generator, der einen Elektromotor mitwirft. Der Elektromotor diente dann als Hauptgewerber für das Fahrzeug, wobei die Dampfturbine seine Leistung sorgt. Aufgrund ihrer Kosten wurden jedoch nur in einer geringen Anzahl von Schiffen und Lokomotiven Turboelektrische Systeme verwendet.
Gasturbinen spielen auch eine sehr wichtige Rolle beim modernen Turbinenantrieb. Im Gegensatz zu einer Dampfturbine, deren Hochgeschwindigkeitsdampf mehrere Rotoren verdreht, verwenden Gasturbinen die Verbrennung, um die für die Rotation erforderliche thermische Ausdehnung zu erzeugen. Gasturbinen sind nicht nur weitaus leistungsfähiger als Dampfturbinen, sondern können auch bei weitaus höheren Geschwindigkeiten drehen. Aus diesem Grund wurden Gasturbinen für Flugzeuge, Lokomotiven, Schiffe und noch schwerere Militärfahrzeuge verwendet.