Turbiny gazowe
turbiny gazowe są często używane na statkach, lokomotywach, śmigłowcach, czołgach, a w mniejszym stopniu na samochodach, autobusach i motocyklach.
główna zaleta odrzutowców i turbośmigłowych do napędu samolotów – ich lepsze osiągi na dużych wysokościach w porównaniu z silnikami tłokowymi, szczególnie wolnossącymi – nie ma znaczenia w większości zastosowań samochodowych. Ich przewaga od mocy do masy, choć mniej krytyczna niż w przypadku samolotów, jest nadal ważna.
turbiny gazowe oferują silnik o dużej mocy w bardzo małym i lekkim opakowaniu. Jednak nie są one tak elastyczne i wydajne jak małe silniki tłokowe w szerokim zakresie RPM i mocy potrzebnych w zastosowaniach samochodowych. W seryjnych pojazdach hybrydowych, ponieważ napędzające Silniki elektryczne są mechanicznie odłączane od silnika wytwarzającego energię elektryczną, czas reakcji, słaba wydajność przy niskiej prędkości i niska sprawność przy niskich problemach wyjściowych są znacznie mniej ważne. Turbina może pracować z optymalną prędkością dla swojej mocy wyjściowej, a baterie i ultrakondensatory mogą dostarczać energię w razie potrzeby, przy włączaniu i wyłączaniu silnika, aby uruchomić ją tylko z wysoką wydajnością. Pojawienie się przekładni bezstopniowej może również złagodzić problem reakcji.
turbiny były historycznie droższe w produkcji niż silniki tłokowe, choć częściowo dlatego, że silniki tłokowe były produkowane masowo w ogromnych ilościach przez dziesięciolecia, podczas gdy małe turbiny gazowe są rzadkością; jednak turbiny są produkowane masowo w ściśle powiązanej formie turbosprężarki.
Turbosprężarka jest w zasadzie kompaktową i prostą radialną turbiną gazową o wolnym wałku, która jest napędzana przez spaliny silnika tłokowego. Koło turbiny dośrodkowej napędza koło sprężarki odśrodkowej przez wspólny wirujący wał. To koło doładowuje wlot powietrza do silnika w stopniu, który może być kontrolowany za pomocą wastegate lub dynamicznie modyfikując geometrię obudowy turbiny (jak w turbosprężarce o zmiennej geometrii).służy głównie jako urządzenie do odzyskiwania mocy, które przekształca wiele zmarnowanej energii cieplnej i kinetycznej w doładowanie silnika.
Silniki Turbosprężarkowe (stosowane w niektórych naczepach) są wyposażone w turbiny dmuchane, które są podobne pod względem konstrukcji i wyglądu do turbosprężarki, ponieważ wał turbiny jest mechanicznie lub hydraulicznie połączony z wałem korbowym silnika zamiast ze sprężarką odśrodkową, zapewniając w ten sposób dodatkową moc zamiast doładowania.Podczas gdy Turbosprężarka jest turbiną ciśnieniową, turbina odzyskiwania mocy ma prędkość.
samochody osobowe (samochody, rowery i autobusy)Edit
przeprowadzono szereg eksperymentów z samochodami napędzanymi turbinami gazowymi, największy z nich to Chrysler. Ostatnio pojawiło się pewne zainteresowanie wykorzystaniem silników turbinowych do hybrydowych samochodów elektrycznych. Na przykład konsorcjum kierowane przez firmę Bladon Jets zajmującą się mikro turbinami gazowymi zabezpieczyło inwestycję ze strony Rady ds. strategii technologicznej w celu opracowania ultralekkiego wzmacniacza zasięgu (ULRE) dla pojazdów elektrycznych nowej generacji. Celem konsorcjum, w skład którego wchodzi producent luksusowych samochodów Jaguar Land Rover i wiodący producent maszyn elektrycznych SR Drives, jest wyprodukowanie pierwszego na świecie ekonomicznie opłacalnego i przyjaznego dla środowiska generatora turbiny gazowej zaprojektowanego specjalnie do zastosowań motoryzacyjnych.
wspólna Turbosprężarka do silników benzynowych lub diesla jest również pochodną turbiny.
Samochody Koncepcyjneedit
pierwsze poważne dochodzenie w sprawie zastosowania turbiny gazowej w samochodach miało miejsce w 1946 roku, kiedy dwóch inżynierów, Robert Kafka i Robert engerstein z Carney Associates, nowojorskiej firmy inżynierskiej, wymyślili koncepcję, w której unikalna kompaktowa konstrukcja silnika turbinowego zapewniłaby moc dla samochodu z napędem na tylne koła. Po ukazaniu się artykułu w popularnonaukowym, nie było już dalszych prac, poza etapem papierowym.
w 1950 roku projektant F. R. Bell i główny inżynier Maurice Wilks z brytyjskich producentów samochodów Rover zaprezentowali pierwszy samochód napędzany silnikiem turbiny gazowej. Dwumiejscowy JET1 miał silnik umieszczony za siedzeniami, kratki wlotu powietrza po obu stronach samochodu i wyloty spalin na górze ogona. Podczas testów samochód osiągał prędkość maksymalną 140 km / h (87 mph), przy prędkości turbiny 50 000 obr. / min. Samochód jeździł na benzynie, parafinie (nafcie) lub oleju napędowym, ale problemy ze zużyciem paliwa okazały się nie do pokonania dla samochodu produkcyjnego. Znajduje się na wystawie w londyńskim Muzeum Nauki.
francuski samochód napędzany turbiną, SOCEMA-Grégoire, został zaprezentowany na Salonie Samochodowym w Paryżu w październiku 1952 roku. Został zaprojektowany przez francuskiego inżyniera Jeana-Alberta Grégoire ’ a.
pierwszym samochodem z napędem turbinowym zbudowanym w USA był GM Firebird I, który rozpoczął testy w 1953 roku. Podczas gdy zdjęcia Firebird mogę zasugerować, że ciąg turbiny Jet napędzał samochód jak samolot, turbina faktycznie napędzała tylne koła. Firebird 1 nigdy nie był pomyślany jako komercyjny Samochód osobowy i został zbudowany wyłącznie do testów & oceny, a także do celów public relations.
począwszy od 1954 roku ze zmodyfikowanym Plymouth, amerykański producent samochodów Chrysler zademonstrował kilka prototypowych samochodów napędzanych turbiną gazową z początku od lat 50.do początku lat 80. Chrysler zbudował pięćdziesiąt samochodów Chrysler Turbine w 1963 roku i przeprowadził jedyną konsumencką próbę samochodów napędzanych turbiną gazową. Każda z turbin wykorzystywała unikalny rekuperator obrotowy, zwany regeneratorem, który zwiększał wydajność.
w 1954 roku Fiat zaprezentował Samochód koncepcyjny z silnikiem turbinowym o nazwie Fiat Turbina. Ten pojazd, wyglądając jak samolot z kołami, używał unikalnej kombinacji zarówno ciągu odrzutowego, jak i silnika napędzającego koła. Deklarowano prędkość 282 km / h (175 mph).
oryginalna seria General Motors Firebird była serią samochodów koncepcyjnych opracowanych na potrzeby pokazów motoryzacyjnych w 1953, 1956 i 1959 roku, napędzanych turbinami gazowymi.
w latach 60-tych Ford i GM opracowywały półciężarówki z turbinami gazowymi. Jedna z takich ciężarówek koncepcyjnych była znana jako Big red. Przyczepa miała 29 m długości i 4,0 m wysokości i była pomalowana na Czerwono. Zawierał opracowany przez Forda silnik z turbiną gazową o mocy 450 kW (600 KM) i mocy 1160 N m m (855 lb⋅ft). Kabina posiadała mapę autostradową kontynentalnych Stanów Zjednoczonych, mini-kuchnię, łazienkę i telewizor dla drugiego kierowcy. Los ciężarówki nie jest znany, ale film o niej nadal istnieje.
w wyniku zmian amerykańskiej Ustawy o czystym powietrzu z 1970 roku sfinansowano badania nad rozwojem technologii samochodowych turbin gazowych. Koncepcje projektowe i pojazdy były prowadzone przez Chrysler, General Motors, Ford (we współpracy z AiResearch) i American Motors (we współpracy z Williams Research). Przeprowadzono długoterminowe testy w celu oceny porównywalnej efektywności kosztowej. Kilka AMC Hornetów było napędzanych przez małą regeneracyjną turbinę gazową Williamsa o masie 250 funtów (113 kg) i mocy 80 km (60 kW; 81 PS) przy 4450 obr. / min.
Toyota zaprezentowała kilka samochodów koncepcyjnych napędzanych turbiną gazową, takich jak Century gas turbine hybrid w 1975 roku, Sports 800 Gas Turbine Hybrid w 1979 roku i GTV w 1985 roku. Nie wyprodukowano żadnych pojazdów produkcyjnych. Silnik GT24 został wystawiony w 1977 roku Bez pojazdu.
na początku lat 90.Volvo wprowadziło Volvo ECC, które było hybrydowym pojazdem elektrycznym napędzanym turbiną gazową.
w 1993 roku General Motors wprowadziło pierwszy komercyjny pojazd hybrydowy napędzany turbiną gazową—jako limitowaną serię hybrydową serii Ev-1. Turbina Williams International o mocy 40 kW napędzała alternator, który zasilał bateryjno-elektryczny układ napędowy. Konstrukcja turbiny obejmowała rekuperator. W 2006 roku GM wraz z Jayem Leno wziął udział w projekcie samochodu koncepcyjnego EcoJet.
Na Paris Motor Show 2010 Jaguar zademonstrował swój koncepcyjny samochód Jaguar C-X75. Ten zasilany elektrycznie supersamochód ma prędkość maksymalną 204 mph (328 km/h) i może poruszać się od 0 do 62 mph (0 do 100 km/h) W 3,4 sekundy. Wykorzystuje akumulatory litowo-jonowe do zasilania czterech silników elektrycznych, które łącznie wytwarzają 780 km. Będzie przebył 109 km (68 mil) na jednym ładowaniu akumulatorów i użyje pary turbin gazowych Bladon Micro do ponownego naładowania akumulatorów, zwiększając zasięg do 900 km.
samochody Wyścigoweedit
pierwszy wyścig samochód (tylko w koncepcji) wyposażony w turbinę został w 1955 roku przez US Air Force Group jako hobbystyczny projekt z turbiną wypożyczył je Boeing i samochód wyścigowy należący do Firestone Tire & Rubber company. Pierwszym samochodem wyścigowym wyposażonym w turbinę dla celów rzeczywistych wyścigów był Rover, a zespół Formuły 1 BRM połączył siły, aby wyprodukować Rover-BRM, napędzane turbiną gazową coupe, które weszło do 24-godzinnego wyścigu Le Mans w 1963 roku, prowadzonego przez Grahama Hilla i Richiego Ginthera. Prędkość maksymalna wynosiła 173,5 km/h, a prędkość maksymalna 229 km/h. Amerykański Ray Heppenstall dołączył do Howmet Corporation i McKee Engineering w 1968 roku, aby opracować własny samochód sportowy z turbiną gazową, Howmet TX, który wygrał kilka amerykańskich i europejskich imprez, w tym dwa zwycięstwa, a także wziął udział w 24-godzinnym wyścigu Le Mans w 1968 roku. Samochody wykorzystywały turbiny gazowe Continental, co ostatecznie ustanowiło sześć rekordów prędkości FIA dla samochodów napędzanych turbinami.
dla open wheel racing, rewolucyjny Turbocar STP-Paxton z 1967 roku, napędzany przez legendę wyścigową i przedsiębiorczą Andy ’ ego Granatellego i prowadzony przez Parnellego Jonesa, prawie wygrał Indianapolis 500; samochód z turbiną napędzaną silnikiem Pratt & Whitney ST6B-62 był prawie o okrążenie przed drugim samochodem, gdy łożysko skrzyni biegów zawiodło zaledwie trzy okrążenia od mety. W następnym roku samochód turbinowy STP Lotus 56 zdobył pole position w Indianapolis 500, mimo że nowe przepisy znacznie ograniczyły wlot powietrza. W 1971 roku dyrektor zespołu Lotus Colin Chapman zaprezentował samochód Lotus 56B F1, napędzany turbiną gazową Pratt & Whitney Stn 6/76. Chapman miał reputację konstruowania radykalnych samochodów zdobywających mistrzostwo, ale musiał zrezygnować z projektu, ponieważ było zbyt wiele problemów z turbo lag.
BusesEdit
pojawienie się turbiny Capstone doprowadziło do kilku projektów autobusów hybrydowych, począwszy od HEV-1 przez AVS Z Chattanooga w stanie Tennessee w 1999 roku, a następnie przez Ebus i ISE Research w Kalifornii oraz DesignLine Corporation w Nowej Zelandii (a później w Stanach Zjednoczonych). Hybrydy turbin AVS były nękane problemami z niezawodnością i kontrolą jakości, co doprowadziło do likwidacji AVS w 2003 roku. Najbardziej udana konstrukcja Designline jest obecnie eksploatowana w 5 miastach w 6 krajach, z ponad 30 autobusami na całym świecie, a zamówienia na kilkaset są dostarczane do Baltimore i Nowego Jorku.
Brescia Włochy używa seryjnych autobusów hybrydowych napędzanych mikroturbinami na trasach przez historyczne części miasta.
Motocykleedit
MTT Turbine Superbike pojawił się w 2000 roku (stąd oznaczenie Y2K Superbike przez MTT) i jest pierwszym produkcyjnym motocyklem napędzanym silnikiem turbinowym – konkretnie silnikiem Rolls-Royce Allison model 250 o mocy około 283 kW (380 km). Prędkość-testowane do 365 km / h lub 227 mph (według niektórych opowieści, zespół testowy zabrakło drogi podczas testu), posiada rekord Guinnessa na najmocniejszy motocykl produkcji i najdroższy motocykl produkcji, z ceną 185,000 USD.
Pociągiedit
kilka klas lokomotyw napędzanych było turbinami gazowymi, z których ostatnim wcieleniem był Jettrain Bombardiera.
TanksEdit
dywizja rozwojowa Wehrmachtu heer, heereswaffenamt (Army Ordnance board), od połowy 1944 roku badała wiele projektów silników turbinowych gazowych do stosowania w czołgach. Pierwszy projekt silnika z turbiną gazową przeznaczony do stosowania w napędzie opancerzonych pojazdów bojowych, oparty na BMW 003 GT 101, przeznaczony był do montażu w czołgu Panther.
drugie użycie turbiny gazowej w opancerzonym pojeździe bojowym miało miejsce w 1954 roku, kiedy w brytyjskim czołgu Conqueror zainstalowano i przetestowano jednostkę PU2979 opracowaną specjalnie dla czołgów przez C. A. Parsons and Company. Stridsvagn 103 został opracowany w 1950 roku i był pierwszym masowo produkowanym głównym czołgiem bojowym wykorzystującym silnik turbinowy, Boeing T50. Od tego czasu silniki z turbinami gazowymi były używane jako pomocnicze jednostki napędowe w niektórych czołgach i jako główne zespoły napędowe między innymi w radzieckich / rosyjskich czołgach T-80 i amerykańskich czołgach M1 Abrams. Są lżejsze i mniejsze od silników wysokoprężnych o tej samej mocy wyjściowej, ale zainstalowane do tej pory modele są mniej oszczędne niż równoważny olej napędowy, zwłaszcza na biegu jałowym, wymagając więcej paliwa, aby osiągnąć ten sam zasięg bojowy. Kolejne modele M1 rozwiązały ten problem z akumulatorami lub generatorami pomocniczymi do zasilania systemów zbiornika podczas postoju, oszczędzając paliwo poprzez zmniejszenie konieczności bezczynności głównej turbiny. T-80s może zamontować trzy duże zewnętrzne beczki paliwowe, aby zwiększyć ich zasięg. Rosja wstrzymała produkcję T-80 na rzecz napędzanego silnikiem diesla T-90 (opartego na T-72), podczas gdy Ukraina opracowała napędzane silnikiem diesla T-80UD i T-84 o prawie mocy zbiornika z turbiną gazową. Napęd Diesla francuskiego czołgu Leclerc jest wyposażony w hybrydowy układ doładowania „Hyperbar”, w którym turbosprężarka silnika jest całkowicie zastąpiona małą turbiną gazową, która działa również jako turbosprężarka spalinowa z silnikiem wysokoprężnym, umożliwiając niezależną od obrotów kontrolę poziomu doładowania silnika i osiągnięcie wyższego szczytowego ciśnienia doładowania (niż w przypadku zwykłych turbosprężarek). System ten pozwala na zastosowanie mniejszej pojemności skokowej i lżejszego silnika jako elektrowni zbiornika i skutecznie usuwa opóźnienia turbo. Ta specjalna turbina gazowa / turbosprężarka może również pracować niezależnie od głównego silnika jako zwykły APU.
turbina jest teoretycznie bardziej niezawodna i łatwiejsza w utrzymaniu niż silnik tłokowy, ponieważ ma prostszą konstrukcję z mniejszą liczbą ruchomych części, ale w praktyce części turbiny doświadczają wyższego zużycia ze względu na wyższe prędkości robocze. Łopatki turbiny są bardzo wrażliwe na pył i drobny piasek, dlatego podczas operacji pustynnych filtry powietrza muszą być montowane i wymieniane kilka razy dziennie. Niewłaściwie zamontowany filtr lub fragment pocisku lub pocisku, który przebija filtr, może uszkodzić silnik. Silniki tłokowe (zwłaszcza turbodoładowane) również potrzebują dobrze utrzymanych filtrów, ale są bardziej odporne, jeśli filtr nie powiedzie się.
podobnie jak większość nowoczesnych silników Diesla stosowanych w zbiornikach, turbiny gazowe są zwykle silnikami wielopaliwowymi.
zastosowania Morskie
NavalEdit
turbiny gazowe są stosowane w wielu okrętach marynarki wojennej, gdzie cenione są za dużą moc-stosunek do masy i wynikające z tego przyspieszenie ich statków oraz zdolność do szybkiego startu.
pierwszym okrętem wojennym napędzanym turbiną gazową był motorowodny okręt Royal Navy MGB 2009 (wcześniej MGB 509) przebudowany w 1947 roku. Metropolitan-Vickers wyposażył swój silnik odrzutowy F2 / 3 w turbinę napędową. Parowóz „Grey Goose” został przerobiony na turbiny gazowe Rolls-Royce ’ a w 1952 roku i jako taki był eksploatowany od 1953 roku. Szybkie łodzie patrolowe Bold Pioneer i Bold Pathfinder zbudowane w 1953 roku były pierwszymi okrętami stworzonymi specjalnie do napędu turbin gazowych.
pierwszymi wielkogabarytowymi, częściowo napędzanymi turbinami gazowymi okrętami były fregaty Royal Navy typu 81 (klasy Tribal) z połączonymi silnikami parowymi i gazowymi. Pierwszy, HMS Ashanti został oddany do użytku w 1961 roku.
niemiecka Marynarka Wojenna zwodowała w 1961 roku pierwszą fregatę typu Köln z 2 turbinami gazowymi typu Brown, Boveri& Cie w pierwszym na świecie kombinowanym układzie napędowym z silnikiem wysokoprężnym i gazowym.
Marynarka Wojenna ZSRR zamówiła w 1962 roku pierwszy z 25 niszczycieli typu Kaszin z 4 turbinami gazowymi w układzie napędowym gazowo-gazowym. Okręty te wykorzystywały 4 turbiny gazowe M8E, które generowały 54 000-72 000 kW (72 000-96 000 km). Były to pierwsze duże okręty na świecie napędzane wyłącznie turbinami gazowymi.
duńska Marynarka Wojenna miała w służbie 6 kutrów torpedowych typu Søløven (wersja eksportowa brytyjskiej szybkiej łodzi patrolowej typu Brave) od 1965 do 1990 roku, który miał 3 turbiny gazowe Bristol Proteus (później RR Proteus) o mocy 9510 kW (12 750 SHP) łącznie, plus dwa silniki wysokoprężne General Motors o mocy 340 KW (460 SHP), dla lepszego zużycia paliwa przy niższych prędkościach. Ponadto wyprodukowano 10 kutrów torpedowo – rakietowych klasy Willemoes (w służbie w latach 1974-2000), które miały 3 turbiny gazowe Rolls Royce Marine Proteus o mocy 9510 kW (12 750 shp), takie same jak łodzie typu Søløven, oraz 2 silniki wysokoprężne General Motors o mocy 600 kW (800 shp), również dla poprawy zużycia paliwa przy niskich prędkościach.
szwedzka Marynarka Wojenna wyprodukowała w latach 1966-1967 6 kutrów torpedowych typu Spica napędzanych 3 turbinami Bristol Siddeley Proteus 1282, każda o mocy 3210 kW (4300 shp). Później dołączyło do nich 12 zmodernizowanych okrętów klasy Norrköping, wciąż z tymi samymi silnikami. Z rufowymi wyrzutniami torpedowymi zastąpionymi przez pociski antyszpiegowe, służyły jako łodzie rakietowe do czasu wycofania z eksploatacji w 2005 roku.
Fińska Marynarka Wojenna zamówiła w 1968 roku dwie korwety typu Turunmaa, Turunmaa i Karjala. Były one wyposażone w jedną turbinę gazową Rolls-Royce Olympus TM1 o mocy 16 410 kW (22 000 shp) i trzy silniki Diesla Wärtsilä marine do wolniejszych prędkości. Były to najszybsze okręty Fińskiej Marynarki Wojennej; osiągały prędkość 35 węzłów, a podczas prób morskich 37,3 węzła. Turunmaas zostały wycofane ze służby w 2002 roku. Karjala jest dziś okrętem muzealnym w Turku, a Turunmaa służy jako pływający Warsztat maszynowy i statek szkoleniowy dla Satakunta Polytechnical College.
kolejną serią głównych okrętów marynarki były cztery kanadyjskie śmigłowce klasy Iroquois, przewożące Niszczyciele, zamówione po raz pierwszy w 1972 roku. Wykorzystywały one 2 silniki napędowe główne ft-4, 2 silniki wycieczkowe ft-12 i 3 Generatory słoneczne Saturn o mocy 750 kW.
pierwszy amerykański okręt napędzany turbiną gazową był okrętem United States Coast Guard ’ s Point Thatcher, kutrem zamówionym w 1961 roku, napędzanym przez dwie turbiny o mocy 750 kW (1000 shp) wykorzystujące śmigła o regulowanym skoku. Większe przecinarki o wysokiej wytrzymałości Klasy Hamilton były pierwszą klasą większych przecinarek wykorzystujących turbiny gazowe, z których pierwsza (Uscgc Hamilton) została oddana do użytku w 1967 roku. Od tego czasu zasilały fregaty typu Oliver Hazard Perry, Niszczyciele typu Spruance i Arleigh Burke oraz krążowniki rakietowe typu Ticonderoga. USS Makin Island, zmodyfikowany amfibijny okręt szturmowy typu Wasp, ma być pierwszym w marynarce okrętem szturmowym napędzanym turbinami gazowymi.Morska turbina gazowa działa w bardziej korozyjnej atmosferze ze względu na obecność soli morskiej w powietrzu i paliwie oraz wykorzystanie tańszych paliw.
cywilne statki morskieedytuj
do końca lat 40.większość postępów w zakresie morskich turbin gazowych na całym świecie miała miejsce w biurach projektowych i warsztatach konstruktorów silników, a prace rozwojowe były prowadzone przez brytyjską Royal Navy i inne Marynarki. Podczas gdy zainteresowanie turbiną gazową do celów morskich, zarówno morskich, jak i handlowych, nadal rosło, brak dostępności wyników doświadczeń operacyjnych na wczesnych projektach turbin gazowych ograniczył liczbę nowych przedsięwzięć na morskich statkach handlowych. W 1951 roku, Diesel-elektryczny tankowiec Auris, 12,290 tonaż deadweight (DWT) został wykorzystany do uzyskania doświadczenia operacyjnego z turbiną gazową głównego napędu w warunkach pracy na morzu i tak stał się pierwszym oceanicznym statkiem handlowym napędzanym turbiną gazową. Zbudowany przez Hawthorn Leslie w Hebburn-on-Tyne w Wielkiej Brytanii, zgodnie z planami i specyfikacjami opracowanymi przez Anglo-Saxon Petroleum Company i zwodowany w dniu 21 urodzin księżnej Elżbiety w Wielkiej Brytanii w 1947 roku, okręt został zaprojektowany z układem maszynowni, który umożliwiłby eksperymentalne wykorzystanie ciężkiego paliwa w jednym z jego szybkich silników, a w przyszłości zastąpienie jednego z jego silników wysokoprężnych turbiną gazową. Auris pracował komercyjnie jako tankowiec przez trzy i pół roku z silnikiem diesla z napędem elektrycznym, jak pierwotnie zamówiono, ale w 1951 roku jeden z czterech silników Diesla o mocy 824 kW (1105 km) – znanych jako „Faith”, „Hope”, „Charity” i „Prudence” – został zastąpiony pierwszym na świecie morskim silnikiem turbinowym, turbodoładowaniem gazowym o mocy 890 kW (1200 km) zbudowanym przez brytyjską firmę Thompson-Houston w Rugby. Po udanych próbach morskich u wybrzeży Northumbrii, Auris wypłynął z Hebburn-on-Tyne w październiku 1951 roku, kierując się do Port Arthur w USA, a następnie Curacao na południowych Karaibach, wracając do Avonmouth po 44 dniach na morzu, pomyślnie kończąc historyczną przeprawę przez Transatlantyk. W tym czasie na morzu turbina gazowa spalała olej napędowy i działała bez mimowolnego zatrzymania lub jakichkolwiek trudności mechanicznych. Następnie odwiedził Swansea, Hull, Rotterdam, Oslo i Southampton, pokonując łącznie 13 211 mil morskich. Auris zamienił wszystkie swoje elektrownie Na bezpośrednio sprzężoną turbinę gazową o mocy 3910 kW (5250 shp), aby stać się pierwszym cywilnym statkiem, który działał wyłącznie na mocy turbiny gazowej.
pomimo sukcesu tego wczesnego eksperymentalnego rejsu turbina gazowa nie zastąpiła silnika Diesla jako urządzenia napędowego dla dużych statków handlowych. Przy stałych prędkościach przelotowych silnik wysokoprężny po prostu nie miał sobie równych w istotnym obszarze oszczędności paliwa. Turbina gazowa odniosła większy sukces na okrętach Royal Navy i innych flotach morskich świata, gdzie nagłe i szybkie zmiany prędkości są wymagane przez okręty wojenne w akcji.
United States Maritime Commission szukała opcji aktualizacji okrętów typu Liberty z okresu II wojny światowej, a wśród nich wybrano ciężkie turbiny gazowe. W 1956 roku John Sergeant został wydłużony i wyposażony w turbinę gazową General Electric o mocy 4900 kW (6600 shp) HD z regeneracją spalin, przekładnią redukcyjną i śmigłem o zmiennym skoku. Pracował przez 9700 godzin, wykorzystując paliwo resztkowe (Bunkier C) przez 7000 godzin. Wydajność paliwa była na równi z napędem parowym na poziomie 0,318 kg / kW (0,523 funta / km) na godzinę, a moc wyjściowa była wyższa niż oczekiwano na poziomie 5,603 kW (7,514 shp) ze względu na temperaturę otoczenia trasy Morza Północnego niższą od temperatury projektowej turbiny gazowej. Dało to okrętowi zdolność do osiągania prędkości 18 węzłów, z 11 węzłów przy pierwotnej elektrowni, oraz znacznie przekraczającą 15 węzłów. Okręt odbył swój pierwszy transatlantycki rejs ze średnią prędkością 16.8 węzłów, mimo niesprzyjającej pogody po drodze. Odpowiednie paliwo Bunkier C było dostępne tylko w ograniczonych portach, ponieważ jakość paliwa miała charakter krytyczny. Olej opałowy również musiał być oczyszczany na pokładzie w celu zmniejszenia zanieczyszczeń i był to pracochłonny proces, który nie był odpowiedni do automatyzacji w tym czasie. Ostatecznie śmigło o zmiennym skoku, które było nowej i niesprawdzonej konstrukcji, zakończyło próbę, ponieważ trzy kolejne coroczne inspekcje wykazały pękanie naprężeniowe. Nie odbiło się to jednak źle na koncepcji turbiny gazowej z napędem morskim, a próba zakończyła się sukcesem. Sukces tego badania otworzył drogę do dalszego rozwoju przez GE w zakresie wykorzystania turbin gazowych HD do użytku morskiego z ciężkimi paliwami. „John Sergeant” został złomowany w 1972 roku w Portsmouth PA.
Boeing uruchomił swój pierwszy pasażerski Wodnosamolot z napędem wodnym Boeing 929, w kwietniu 1974. Okręty te były napędzane przez dwie turbiny gazowe Allison 501-KF.
w latach 1971-1981 Seatrain Lines obsługiwała regularne przewozy kontenerowe między portami na wschodnim wybrzeżu Stanów Zjednoczonych a portami w północno-zachodniej Europie przez Północny Atlantyk czterema kontenerowcami o pojemności 26 000 ton DWT. Okręty te były napędzane przez bliźniacze turbiny gazowe Pratt & Whitney serii FT 4. Cztery okręty tej klasy otrzymały nazwy Euroliner, Eurofreighter, Asialiner i Asiafreighter. Po dramatycznej Organizacji Krajów Eksportujących Ropę Naftową (OPEC) wzrost cen w połowie lat 70., działalność została ograniczona przez rosnące koszty paliwa. Podjęto pewne modyfikacje układów silników na tych okrętach, aby umożliwić spalanie niższego gatunku paliwa (tj. oleju napędowego morskiego). Redukcja kosztów paliwa była udana przy użyciu innego nieprzetestowanego paliwa w morskiej turbinie gazowej, ale koszty konserwacji wzrosły wraz ze zmianą paliwa. Po 1981 roku statki zostały sprzedane i zmodernizowane, co w tym czasie, było bardziej ekonomiczne silniki napędzane silnikiem Diesla, ale zwiększony rozmiar silnika zmniejszył przestrzeń ładunkową.
pierwszym promem pasażerskim wykorzystującym turbinę gazową był GTS Finnjet, zbudowany w 1977 roku i napędzany przez dwie turbiny Pratt& Whitney FT 4C-1 DLF, generujące 55 000 kW (74 000 shp) i napędzające okręt do prędkości 31 węzłów. Jednak Finnjet zilustrował również wady napędu turbin gazowych w komercyjnych jednostkach, ponieważ wysokie ceny paliwa sprawiły, że jego eksploatacja była nieopłacalna. Po czterech latach służby na statku zainstalowano dodatkowe silniki Diesla, aby obniżyć koszty eksploatacji poza sezonem. Finnjet był również pierwszym okrętem z połączonym napędem spalinowo-elektrycznym i gazowym. Innym przykładem komercyjnego zastosowania turbin gazowych na statku pasażerskim są promy fastcraft klasy HSS firmy Stena Line. HSS 1500-statki klasy Stena Explorer, Stena Voyager i Stena Discovery wykorzystują połączone układy gazowe bliźniaczych GE LM2500 i GE LM1600 o łącznej mocy 68 000 kW (91 000 shp). Nieco mniejsza Stena Carisma klasy HSS 900, wykorzystuje bliźniacze turbiny ABB-STAL GT35 o mocy 34 000 kW (46 000 shp) brutto. Stena Discovery została wycofana ze służby w 2007 roku, kolejna ofiara zbyt wysokich kosztów paliwa.
w lipcu 2000 roku Millennium stał się pierwszym statkiem wycieczkowym napędzanym zarówno turbinami gazowymi, jak i parowymi. Okręt wyposażony był w dwa generatory turbiny gazowej General Electric LM2500, których ciepło wylotowe było używane do obsługi generatora turbiny parowej w konfiguracji coges (połączonej gazowo-elektrycznej i parowej). Napęd zapewniały dwie napędzane elektrycznie kapsuły azymutalne Rolls-Royce Mermaid. Liniowiec RMS Queen Mary 2 wykorzystuje połączoną konfigurację oleju napędowego i gazu.
w morskich zastosowaniach wyścigowych katamaran Miss GEICO 2010 C5000 Mystic wykorzystuje dwie turbiny Lycoming T-55 do swojego systemu zasilania.
Leave a Reply