عمود توربيني

This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed. Find sources: "Turboshaft" – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (March 2023) (Learn how and when to remove this message)

Part of a series on
Aircraft propulsion
Shaft engines: driving propellers, rotors, ducted fans or propfans
Internal thermal engines: Piston engine Diesel engine Wankel engine Turbines: Turboprop Turboshaft External thermal engines: Steam power Electric motors: Electric aircraft Clockwork drives: Human-powered
Reaction engines
Turbines: Turbojet Turbofan Propfan Rocket-powered Air turborocket Air-augmented rocket Motorjet Pulsejet Valveless pulsejet Gluhareff Pressure Jet Aerospike engine Pulse detonation engine Rotating detonation engine Ramjet Scramjet Shcramjet
v t e

محرك العمود التوربيني هو شكل من أشكال التوربينات الغازية التي تم تحسينها لإنتاج قوة حصان العمود بدلاً من الدفع النفاث . من حيث المفهوم، تتشابه محركات العمود التوربيني إلى حد كبير مع المحركات النفاثة ، مع توسع توربيني إضافي لاستخراج الطاقة الحرارية من العادم وتحويلها إلى قوة عمود خرج. وهي أكثر تشابهًا مع المحركات التوربينية المروحية ، مع اختلافات طفيفة فقط، وغالبًا ما يتم بيع محرك واحد في كلا الشكلين.

تُستخدم محركات العمود التوربيني عادةً في التطبيقات التي تتطلب إنتاج طاقة مرتفعًا ومستدامًا وموثوقية عالية وحجمًا صغيرًا ووزنًا خفيفًا. وتشمل هذه الطائرات المروحية ووحدات الطاقة المساعدة والقوارب والسفن والدبابات والمركبات الهوائية والمعدات الثابتة.

قد يتكون محرك العمود التوربيني من مجموعتين رئيسيتين من الأجزاء: "مولد الغاز" و"قسم الطاقة". يتكون مولد الغاز من الضاغط وغرف الاحتراق مع أجهزة الإشعال وفوهات الوقود ومرحلة واحدة أو أكثر من التوربينات . يتكون قسم الطاقة من مراحل إضافية من التوربينات ونظام تخفيض التروس ومخرج العمود. يقوم مولد الغاز بإنشاء غازات التمدد الساخنة لتشغيل قسم الطاقة. اعتمادًا على التصميم، قد يتم تشغيل ملحقات المحرك إما بواسطة مولد الغاز أو بواسطة قسم الطاقة.

في أغلب التصميمات، يكون مولد الغاز وقسم الطاقة منفصلين ميكانيكيًا بحيث يمكن لكل منهما الدوران بسرعات مختلفة مناسبة للظروف، ويشار إلى ذلك باسم " توربين الطاقة الحرة ". يمكن أن يكون توربين الطاقة الحرة ميزة تصميم مفيدة للغاية للمركبات، حيث يسمح للتصميم بالاستغناء عن وزن وتكلفة ناقل الحركة المعقد متعدد النسب والقابض .

من الأمثلة غير المعتادة لمبدأ العمود التوربيني هو محرك توربوفان Pratt & Whitney F135 -PW-600 لطائرة Lockheed F-35B Lightning II ذات الإقلاع والهبوط العمودي - في الوضع التقليدي يعمل كمحرك توربوفان، ولكن عند تشغيل نظام رفع Rolls-Royce ، فإنه يتحول جزئيًا إلى وضع العمود التوربيني لإرسال 29000 حصان إلى الأمام من خلال عمود ^[1] وجزئيًا إلى وضع التوربوفان لمواصلة إرسال الدفع إلى مروحة المحرك الرئيسي والفوهة الخلفية.

تستخدم المروحيات الكبيرة محركين أو ثلاثة محركات توربينية. تستخدم مروحية Mil Mi-26 محركين من طراز Lotarev D-136 بقوة 11400 حصان لكل منهما، ^[2] بينما تستخدم مروحية Sikorsky CH-53E Super Stallion ثلاثة محركات من طراز General Electric T64 بقوة 4380 حصان لكل منها. ^[3]

تم اختبار أول محرك توربيني غازي تم أخذه في الاعتبار لمركبة قتالية مدرعة، وهو GT 101 الذي كان يعتمد على المحرك التوربيني النفاث BMW 003 ، في دبابة بانثر في منتصف عام 1944. ^{[4] [ الصفحة مطلوبة ]} تم بناء أول محرك توربيني للطائرات العمودية من قبل شركة المحركات الفرنسية Turbomeca ، بقيادة مؤسسها جوزيف سزيدلوسكي . في عام 1948، قاموا ببناء أول محرك توربيني بتصميم فرنسي، 100-shp 782. تم تصميمه في الأصل كوحدة طاقة مساعدة ، وسرعان ما تم تكييفه لدفع الطائرات، ووجد مكانة كمحطة طاقة لطائرات الهليكوبتر التي تعمل بالتوربينات العمودية في الخمسينيات. في عام 1950، استخدمت Turbomeca عملها من 782 لتطوير Artouste الأكبر سعة 280 shp ، والتي تم استخدامها على نطاق واسع في Aérospatiale Alouette II وطائرات الهليكوبتر الأخرى. ^[5] حدث هذا في أعقاب التثبيت التجريبي لمحرك توربيني من طراز بوينج T50 في نموذج من طائرة كامان K-225 المتزامنة في 11 ديسمبر 1951، كأول طائرة هليكوبتر تعمل بمحرك توربيني من أي نوع في العالم تطير. ^[6]

كانت دبابة T-80 ، التي دخلت الخدمة مع الجيش السوفيتي في عام 1976، أول دبابة تستخدم توربينًا غازيًا كمحرك رئيسي لها. منذ عام 1980، قام الجيش الأمريكي بتشغيل دبابة M1 Abrams ، التي تحتوي أيضًا على محرك توربيني غازي. (تستخدم معظم الدبابات محركات ديزل ذات مكبس ترددي). كانت الدبابة السويدية Stridsvagn 103 أول دبابة تستخدم توربينًا غازيًا كمحرك ثانوي عالي القدرة "للسباق" لزيادة أداء محرك المكبس الأساسي. تحتوي محركات العمود التوربيني المستخدمة في جميع هذه الدبابات على أجزاء أقل بكثير من محركات المكبس التي تحل محلها أو تكملها، وهي موثوقة للغاية من الناحية الميكانيكية، وتنتج ضوضاء خارجية منخفضة، وتعمل على أي وقود تقريبًا: البنزين ووقود الديزل ووقود الطائرات. ومع ذلك، فإن محركات العمود التوربيني تستهلك وقودًا أعلى بكثير من محركات الديزل المستخدمة في غالبية الدبابات القتالية الرئيسية الحديثة.

• محرك نفاث
• محرك القرص الموجي
• MTT Turbine Superbike ، دراجة نارية خارقة تعمل بمحرك توربيني
• نقل الطاقة الكهربائية عن طريق التوربينات