가스터빈

Gas turbine
가스 터빈 구성의 예: (1) 터보젯, (2) 터보프롭, (3) 터보샤프트(전기 발전기로 표시됨), (4) 하이바이패스 터보팬, (5) 터보팬 연소 후 로우바이패스

가스터빈(gas turbine)은 연속류 내연기관의 한 종류입니다.[1]모든 가스 터빈 엔진에 공통적으로 사용되는 주요 부품은 (가스 발생기 또는 코어로 알려진) 동력 생산 부분을 형성하며, 유동 방향에 있습니다.

가스 발생기의 용도에 맞게 추가 구성요소를 추가해야 합니다.모두에게 공통적인 것은 공기 흡입구이지만 정지 상태에서 초음속에 이르기까지 다양한 속도로 해상 사용, 육상 사용 또는 비행의 요구 사항에 적합하도록 다양한 구성을 갖추고 있습니다.추진 노즐은 비행을 위한 추력을 생산하기 위해 추가됩니다.아음속 비행 속도에서 (추진 효율을 증가시킴으로써) 연료 소모를 줄이기 위해 프로펠러(터보프로프) 또는 덕트 팬(터보팬)을 구동하기 위해 여분의 터빈이 추가됩니다.헬리콥터 로터 또는 육상 차량 변속기(터보샤프트), 해상 프로펠러 또는 전기 발전기(동력 터빈)를 구동하기 위해서도 여분의 터빈이 필요합니다.애프터 버너를 추가하면 비행에 대한 추력 대 중량 비율이 향상됩니다.

가스 터빈의 기본 작동은 공기를 작동 유체로 하는 브레이튼 사이클입니다. 대기 공기는 컴프레서를 통해 흐르며 이 컴프레서를 통해 더 높은 압력으로 흐릅니다. 그런 다음 공기에 연료를 분사하고 점화하여 연소가 고온의 흐름을 생성하도록 에너지를 추가합니다. 이 고온의 가압 가스는 터빈으로 터빈으로 들어갑니다.압축기 구동에 사용되는 공정에서 샤프트 작업 출력을 생성하는 것; 터보젯 엔진에서 직접 추력을 생성하거나 팬, 프로펠러에 연결될 수 있는 제2의 독립 터빈(동력 터빈으로 알려짐)을 회전시키는 것과 같이 외부 작업에 용도를 변경할 수 있는 배기 가스에서 사용되지 않은 에너지가 배출됩니다.또는 발전기.가스 터빈의 목적은 추진력과 샤프트 작업 사이의 가장 바람직한 에너지 분할을 달성하기 위한 설계를 결정합니다.가스 터빈은 동일한 공기를 재사용하지 않는 개방형 시스템이기 때문에 브레이튼 사이클의 네 번째 단계(작동 유체의 냉각)는 생략됩니다.

가스 터빈은 항공기, 기차, 선박, 전기 발전기, 펌프, 가스 압축기 및 탱크에 전원을 공급하는 데 사용됩니다.[2]

개발 연표

존 바버의 가스터빈 스케치, 그의 특허에서.
  • 50: 히어로의 엔진에 대한 초기 기록 (에올리파일)그것은 실용적인 목적에 도움이 되지 않았을 가능성이 높으며 오히려 호기심에 가까웠습니다. 그럼에도 불구하고, 그것은 모든 현대 터빈 엔진이 의존하는 물리학의 중요한 원리를 보여주었습니다.[3]
  • 1000: "도마등" (중국어: 走马灯, ē ă) 은 북송 초기에 중국인들이 등잔회에서 사용했습니다.램프에 불이 들어오면 가열된 기류가 상승하여 말 형상이 부착된 임펠러를 구동하고, 임펠러의 그림자는 랜턴의 외부 스크린에 투영됩니다.[4]
  • 1500: Leonardo da Vinci가 그린 Smoke jack: 화재로 인한 뜨거운 공기가 벽난로의 배기덕트에 장착된 1단 축류 터빈 로터를 통해 상승하고 기어 체인 연결로 로스팅 침을 돌립니다.
  • 1791: 영국인 John Barber에게 최초의 진정한 가스터빈에 대한 특허가 주어졌습니다.그의 발명품은 오늘날의 가스터빈에 존재하는 대부분의 요소들을 가지고 있었습니다.그 터빈은 이 없는 마차에 동력을 공급하도록 설계되었습니다.[5][6]
  • 1894년: 찰스 파슨스 경은 증기 터빈으로 배를 추진하는 아이디어에 대한 특허를 얻었고, 그 당시 가장 빠른 속도로 떠다니는 선박인 터비니아호를 만들었습니다.
  • 1899년: 찰스 고든 커티스가 미국 최초의 가스터빈 엔진을 특허 받았습니다.[7]
  • 1900: Sanford Alexander Moss가 가스터빈에 관한 논문을 제출했습니다.1903년, 모스는 매사추세츠주 린에 있는 제너럴 일렉트릭의 증기 터빈 부서의 엔지니어가 되었습니다.[8]그곳에 있는 동안, 그는 터보차저의 개발에 그의 개념들 중 일부를 적용시켰습니다.[8]
  • 1903: 노르웨이인 æ지디우스 엘링은 공기역학에 대한 지식이 제한되어 있던 시기에 성과로 여겨졌던, 자신의 부품을 작동하기 위해 필요한 것보다 더 많은 전력을 생산할 수 있는 최초의 가스 터빈을 만들었습니다.회전식 압축기와 터빈을 사용하여 11마력을 생산했습니다.[9]
  • 1904: 프란츠 스톨제(Franz Stolze)가 설계한 가스터빈 엔진이 그의 초기 1873년 특허 출원을 바탕으로 베를린에서 제작 및 테스트되었습니다.Stolze 가스 터빈은 자체적인 작동을 유지하기에는 너무 비효율적이었습니다.[3]
  • 1906: Armengaud-Lemale 가스 터빈이 프랑스에서 테스트되었습니다.이것은 오거스트 라토가 설계하고 브라운 보베리 회사가 만든 25단 원심 압축기를 포함한 비교적 큰 기계였습니다.가스 터빈은 자체적인 공기 압축을 유지할 수 있었지만 유용한 작업을 생산하기에는 너무 비효율적이었습니다.[3]
  • 1910: 홀츠워스 임펄스 터빈(펄스 연소) 150 kW (200 hp)[3] 달성.
  • 1920년대 통로를 통한 가스 흐름에 대한 실용적인 이론은 A에 의해 에어포일을 통과하는 가스 흐름에 대한 보다 공식적인 이론으로 발전되었습니다. A. 그리피스는 1926년 터빈 설계의 공기역학 이론을 출판하는 결과를 낳았습니다.프로펠러를 구동하기에 적합한 축류 터빈의 작동 테스트베드 설계는 왕립 항공 기관에 의해 개발되었습니다.[10]
  • 1930: 그의 아이디어에 대해 영국 공군으로부터 관심을 찾지 못했던 프랭크 휘틀제트 추진을 위한 원심 가스 터빈에 대한 디자인 특허를[11] 받았습니다.1937년 4월 영국에서 처음으로 성공적인 엔진 시운전이 이루어졌습니다.[12]
  • 1932: 스위스의 브라운 보베리 회사는 터보 차저 증기 발생 벨록스 보일러의 일부로 축류 압축기와 터빈 터보 세트를 판매하기 시작했습니다.가스 터빈 원리에 따라 증기 증발 튜브는 가스 터빈 연소실 내에 배치됩니다. 첫 번째 Velox 공장은 프랑스 Calvados의 Mondeville에 세워졌습니다.[13]
  • 1936년: 브라운 보베리사(Brown Boveri Company)가 최초의 항류식 산업용 가스터빈을 위탁 생산하여 미국 펜실베니아주 선 오일(Sun Oil)의 마커스 훅(Marcus Hook) 정유공장에서 서비스를 시작합니다.[14]
  • 1937: 영국(Frank Whittle's)과 독일(Hans von Ohain's Heinkel HeS 1)에서 작동 중인 개념 증명 원형 터보제트 엔진.Henry Tizard,[15] 파워 제트 엔진 추가 개발을 위한 영국 정부 자금 확보
  • 1939년: 최초의 4 MW 유틸리티 발전 가스 터빈은 브라운 보베리 회사에 의해 스위스 뇌샤텔의 비상 발전소를 위해 건설되었습니다.[16]
  • 1944년: 융커스 주모 004 엔진이 완전 생산에 들어가 메서슈미트 Me 262와 같은 독일 최초의 군용 제트기에 동력을 공급합니다.이것은 하늘에 가스터빈 통치의 시작을 나타냅니다.
  • 1946년: 휘틀과 헤인 콘스탄트의 작업을 통합하기 위해 파워 제트와 RAE 터빈 사업부로부터 국가 가스 터빈 설립.[17]스위스 베즈나우(Beznau)에서 27 MW를 생산하는 최초의 상업용 재가열/재증발 장치가 위탁되었습니다.[18]
  • 1947: Metropolitan Vickers G1 (Gatric)이 영국 해군의 M.GB 2009 선박에 대한 해상 시험을 완료하면 최초의 해상 가스 터빈이 됩니다.Gatric은 메트로폴리탄 비커스 F2 제트 엔진을 기반으로 한 항공 유도 가스 터빈이었습니다.[19][20]
  • 1995년: Siemens단일 결정 터빈 블레이드 기술을 생산 모델에 통합하여 작동 온도와 효율성을 높이는 최초의 대형 전기 생산 가스 터빈 제조업체가 되었습니다.[21]
  • 2011 Mitsubishi Heavy Industries는 효고 다카사고에서 최초로 60% 이상의 효율을 가진 복합 사이클 가스 터빈(M501J)을 테스트했습니다.[22][23]

운행론

브레이튼 사이클

이상적인 가스 터빈에서 가스는 등방성 압축, 등방성(정압) 연소, 등방성 팽창 및 열 거부의 네 가지 열역학적 과정을 거칩니다.이것들은 모두 "정압 사이클"이라고도 알려진 브레이튼 사이클을 구성합니다.[24]모든 프로세스(압축, 점화 연소, 배기)가 동시에 연속적으로 발생한다는 점에서 오토 사이클과 구별됩니다.[24]

실제 가스 터빈에서, 기계적 에너지는 가스가 압축될 때 (원심 압축기 또는 축방향 압축기에서) 압력 및 열 에너지로 비가역적으로 변경됩니다(내부 마찰 및 난류로 인해).연소실에서 열이 추가되고 기체의 특정 부피가 증가하며 압력이 약간 감소합니다.터빈의 스테이터와 로터 통로를 통해 팽창하는 동안 비가역적 에너지 변환이 다시 한번 발생합니다.열 거부를 대신하여 신선한 공기가 유입됩니다.

공기는 축방향 또는 원심방향 또는 둘의 조합으로 구성된 가스 발생기라고 불리는 압축기에 의해 흡입됩니다.[24]그런 다음 이 공기는 환형, 캔형 또는 캔형으로 설계될 수 있는 연소기 섹션으로 유도됩니다.[24]연소기 섹션에서는 컴프레서에서 나오는 공기의 약 70%가 냉각을 위해 연소기 자체 주위로 유도됩니다.[24]나머지 약 30%[24]의 공기는 연료와 혼합되어 이미 연소 중인 공기-연료 혼합물에 의해 점화되어 터빈 전체에 걸쳐 생산 동력을 확장합니다.그러면 혼합물이 이렇게 팽창하면 연소기 섹션을 벗어나 터빈 섹션 전체에 걸쳐 속도가 증가하여 터빈 블레이드를 타격하고 디스크가 부착된 디스크를 회전시킴으로써 유용한 동력이 생성됩니다.생산된 전력 중 60-70%는 가스 발전기에만 사용됩니다.[24]나머지 동력은 엔진이 사용되는 것(일반적으로 항공 애플리케이션)에 동력을 공급하는 데 사용되며, 터보젯에서 추진되며, 터보팬의 팬, 터보샤프트의 로터 또는 부속품, 터보프롭의 기어 감속 및 프로펠러를 구동하는 데 사용됩니다.[25][24]

엔진에 산업용 발전기 또는 헬리콥터 로터를 구동하기 위한 동력 터빈이 추가되어 있는 경우 배기 덕트의 압력 손실을 극복하고 배기 가스를 배출하기에 충분한 에너지만 남아 있는 상태에서 출구 압력이 최대한 입구 압력에 근접합니다.터보프롭 엔진의 경우 프로펠러 출력과 제트 추진력 사이에 특정한 균형이 있어 가장 경제적인 작동이 가능합니다.터보젯 엔진에서는 컴프레서 및 기타 구성 요소를 구동하기에 충분한 압력과 에너지만 흐름에서 추출됩니다.나머지 고압 가스는 노즐을 통해 가속되어 항공기를 추진하는 제트를 제공합니다.

엔진이 작을수록 필요한 블레이드 팁 속도를 달성하려면 샤프트의 회전 속도가 높아야 합니다.블레이드 팁 속도는 터빈과 컴프레서가 얻을 수 있는 최대 압력비를 결정합니다.이는 결국 엔진이 얻을 수 있는 최대 출력과 효율을 제한합니다.팁 속도가 일정하게 유지되기 위해서는 로터의 직경이 절반으로 줄어들면 회전 속도가 두 배로 증가해야 합니다.예를 들어, 대형 제트 엔진은 약 10,000-25,000rpm으로 작동하는 반면 마이크로 터빈은 500,000rpm으로 빠르게 회전합니다.[26]

기계적으로 가스 터빈은 왕복동 엔진보다 상당히 덜 복잡할 수 있습니다.단순 터빈에는 컴프레서/샤프트/터빈 로터 어셈블리라는 하나의 주요 이동 부품이 있을 수 있으며 연료 시스템에는 다른 이동 부품이 있을 수 있습니다.이것은 결국 가격으로 이어질 수 있습니다.예를 들어, 재료비로 10,000 ℛ ℳ의 비용이 든 주모 004는 35,000 ℛ ℳ의 융커스 213 피스톤 엔진에 비해 저렴했으며, BMW 801의 경우 1,400 시간에 비해 완성(제조, 조립 및 배송 포함)하는 데 375 시간의 저숙련 노동만 필요했습니다.그러나 이는 효율성과 신뢰성 저하로 이어지기도 했습니다.(현대 제트 엔진 또는 복합 사이클 발전소에서 볼 수 있는 것과 같은) 더 진보된 가스 터빈은 2개 또는 3개의 샤프트(스풀), 수백 개의 압축기 및 터빈 블레이드, 가동 고정자 블레이드 및 연료, 오일 및 공기 시스템을 위한 광범위한 외부 배관을 가질 수 있습니다. 이들은 온도 저항성 합금을 사용합니다.정밀한 제작이 필요한 타이트한 사양으로 제작됩니다.이 모든 것은 종종 단순한 가스 터빈의 구조를 피스톤 엔진보다 더 복잡하게 만듭니다.

또한 현대의 가스 터빈 발전소에서 최적의 성능을 발휘하기 위해서는 정확한 연료 사양에 맞게 가스를 준비해야 합니다.연료 가스 컨디셔닝 시스템은 압력, 온도, 가스 성분 및 관련 워브 지수 측면에서 터빈에 들어가기 전에 천연 가스가 정확한 연료 사양에 도달하도록 처리합니다.

가스 터빈 엔진의 가장 큰 장점은 동력 대 중량비입니다.[citation needed]상당한 유용한 작업이 비교적 가벼운 엔진에 의해 생성될 수 있기 때문에 가스 터빈은 항공기 추진에 완벽하게 적합합니다.

스러스트 베어링저널 베어링은 설계의 중요한 부분입니다.유압식 오일 베어링 또는 오일 냉각식 롤링 요소 베어링입니다.포일 베어링은 마이크로 터빈과[29] 같은 일부 소형 기계에 사용되며 소형 가스 터빈/보조 동력 장치에도[30] 강력한 잠재력을 가지고 있습니다.

크리프

터빈 설계, 특히 터빈 블레이드가 직면한 주요 과제는 작동 중에 발생하는 높은 온도와 응력에 의해 유발되는 크리프(creep)를 감소시키는 것입니다.더 높은 작동 온도는 효율성을 높이기 위해 지속적으로 요구되지만 크리프 속도가 높아지면 비용이 발생합니다.따라서 크리프(creep)를 제한하면서 최적의 성능을 달성하기 위해 여러 방법이 사용되었으며, 가장 성공적인 방법은 고성능 코팅 및 단결정 초합금입니다.[31]이러한 기술은 전위 활강, 전위 상승 및 확산 흐름으로 크게 분류될 수 있는 메커니즘에 의해 발생하는 변형을 제한함으로써 작동합니다.

보호 코팅은 블레이드의 열 절연성을 제공하며 산화내식성을 제공합니다.열 장벽 코팅(TBC)은 종종 안정화된 이산화 지르코늄 기반 세라믹 및 산화/부식 저항성 코팅(본드 코팅)은 일반적으로 알루미나이드 또는 MCrAlY(여기서 M은 전형적으로 Fe 및/또는 Cr) 합금으로 구성됩니다.TBC를 사용하면 초합금 기판의 온도 노출이 제한되므로 합금 내에서 활성 종(일반적으로 빈 공간)의 확산성이 감소되고 전위 및 빈 크리프가 감소됩니다.1 ~ 200 μm의 코팅은 블레이드 온도를 최대 200 °C(392 °F)까지 낮출 수 있음을 발견했습니다.[32]본드 코팅은 팩 카버라이징을 사용하여 기판 표면에 직접 도포되며 TBC에 대한 접착력과 기판에 대한 내산화성을 향상시키는 이중의 목적을 수행합니다.본드 코트의 Al은 산화 저항성을 제공하는 TBC-본드 코트 계면에 AlO를23 형성하지만, 또한 그 자체와 기판 사이에 바람직하지 않은 인터 확산(ID) 영역을 형성합니다.[33]산화 저항성은 블레이드의 수명을 증가시키고 블레이드 외부의 축적으로 인한 효율 손실을 제한하기 때문에 ID 영역과 관련된 단점을 능가합니다.[34]

니켈계 초합금은 조성과 이로 인한 미세구조로 인해 향상된 강도와 크리프 저항성을 자랑합니다.감마(γ) FCC 니켈은 코히어런트의 균일한 분산을 촉진하기 위해 알루미늄 및 티타늄과 합금화됩니다.Ni(Al,Ti) 감마 프라임(γ') 상.미세하게 분산된 γ의 침전물은 전위운동을 방해하고 임계응력을 발생시켜 크리프의 발생에 필요한 응력을 증가시킵니다.또한, γ'은 전위가 이를 전단 통과하기 더 어렵게 만드는 순서화된 L1 상입니다.또한 고형 용액에 레늄루테늄과 같은 내화성 원소를 첨가하여 크리프 강도를 향상시킬 수 있습니다.이러한 원소의 첨가는 감마원상의 확산을 감소시켜 피로저항성, 강도 및 크리프저항성을 유지합니다.[36]단결정 초합금의 개발로 크리프 저항성도 크게 향상되었습니다.결정립 경계가 없기 때문에 단결정은 코블 크리프를 제거하고 결과적으로 더 적은 모드로 변형되어 크리프 속도가 감소합니다.[37]단결정은 고온에서는 크리프가 낮지만, 홀-페치 관계에 의해 강도가 결정되는 상온에서는 항복응력이 현저히 낮습니다.저온 항복 강도가 감소하지 않으면서 고온 크리프를 제한하도록 설계 매개변수를 최적화하려면 주의가 필요합니다.

종류들

제트 엔진

전형적인 축류식 가스 터빈 터보젯, J85는 전시용 섹션입니다.흐름은 좌측에서 우측, 다단 컴프레서는 좌측, 연소실 중앙, 2단 터빈은 우측

공기 호흡 제트 엔진은 배기 가스 또는 가스 터빈에 연결된 덕트 팬에서 추력을 생성하도록 최적화된 가스 터빈입니다.[38]배기 가스의 직접적인 충격으로부터 추력을 발생시키는 제트 엔진은 종종 터보제트라고 불립니다.터보제트는 아직도 많은 군과 민간 운용자들과 함께 운용되고 있지만, 터보제트의 낮은 연비와 높은 소음 때문에 대부분 터보팬 엔진에 유리하게 단계적으로 폐지되어 왔습니다.[24]덕트형 팬을 추가하여 추력을 발생시키는 것을 터보팬 또는 (거의) 팬 제트라고 합니다.이러한 엔진은 엔진 전면에서 볼 수 있는 덕트 팬에 의해 추진력의 거의 80%를 생산합니다.이 모델은 로우 바이패스 터보팬하이 바이패스의 두 가지 유형으로 출시되며, 그 차이는 팬이 이동하는 공기의 양으로 "바이패스 공기"라고 불립니다.이 엔진은 추가 연료 소모 없이 추진력을 높일 수 있다는 장점이 있습니다.[24][25]

가스 터빈은 또한 많은 액체 연료 로켓에 사용되는데, 가스 터빈은 터보펌프에 동력을 공급하는 데 사용되어 경량 저압 탱크의 사용을 허용하여 로켓의 빈 무게를 줄입니다.

터보프롭 엔진

터보프롭 엔진은 효율적인 프로펠러 작동에 필요한 높은 터빈 섹션 작동 속도(종종 수십만 개)를 낮은 수천 개로 변환하기 위해 감속 기어를 사용하여 항공기 프로펠러를 구동하는 터빈 엔진입니다.터보프롭 엔진을 사용하는 장점은 터빈 엔진의 높은 출력중량 비율을 활용하여 프로펠러를 구동하므로 보다 강력하면서도 작은 엔진을 사용할 수 있습니다.[25]터보프롭 엔진은 필라투스 PC-12와 같은 광범위한 업무용 항공기, 비치크래프트 1900과 같은 통근용 항공기, 세스나 208 카라반 또는 드 하빌랜드 캐나다 대시 8과 같은 소형 화물 항공기 및 에어버스 A400M 운송과 같은 대형 항공기(일반적으로 군용)에 사용됩니다.록히드 AC-130과 60년 된 투폴레프 Tu-95 전략폭격기.군용 터보프롭 엔진은 다양할 수 있지만 민간 시장에서는 프리터빈 터보샤프트 엔진인 프랫 휘트니 캐나다 PT6와 고정 터빈 엔진인 허니웰 TPE331(이전에는 Garrett AiResearch 331로 지정됨)의 두 가지 주요 엔진이 있습니다.

공기유도성 가스터빈

전기 발전소 응용분야의 LM6000

공기유도성 가스터빈은 일반적으로 기존의 항공기 가스터빈 엔진을 기반으로 하며 산업용 가스터빈보다 작고 가볍습니다.[39]

공기 유도체는 가동을 멈추고 부하 변화를 산업용 기계보다 더 빠르게 처리할 수 있기 때문에 전기 발전에 사용됩니다.[40]그것들은 또한 해양 산업에서 무게를 줄이기 위해 사용됩니다.일반적인 유형으로는 General Electric LM2500, General Electric LM6000, 그리고 Pratt & Whitney PW4000Rolls-Royce RB211의 공기 유도 버전이 있습니다.[39]

아마추어 가스터빈

점점 더 많은 수의 가스 터빈이 아마추어들에 의해 사용되거나 심지어 건설되고 있습니다.

가장 간단한 형태로, 이 터빈들은 군사적 잉여 또는 스크레이퍼드 판매를 통해 구입한 후 엔진 수집 취미의 일부로 전시용으로 작동되는 상업용 터빈입니다.[41][42]가장 극단적인 형태로 아마추어들은 전문적인 수리를 넘어 엔진까지 재구축한 뒤 육상 속도 기록을 놓고 경쟁을 벌였습니다.

가장 간단한 형태의 자체 제작 가스 터빈은 자동차 터보차저를 핵심 부품으로 사용합니다.연소실은 컴프레서와 터빈 섹션 사이에 제작되고 플럼핑됩니다.[43]

또한 더 정교한 터보제트가 제작되었는데, 이 터보제트의 추진력과 가벼운 무게는 대형 모델의 항공기를 작동시키기에 충분합니다.[44]Schreckling 설계는[44] 합판, 에폭시 및 랩핑된 탄소 섬유 가닥으로 원심 압축기 휠을 제작하는 등 전체 엔진을 원료로 구성합니다.

몇몇 작은 회사들은 현재 아마추어들을 위해 작은 터빈들과 부품들을 생산하고 있습니다.대부분의 터보제트 추진 모델 항공기들은 슈레클링과 같은 홈빌드가 아닌 이러한 상업용 및 준상업용 마이크로터빈을 사용하고 있습니다.[45]

보조 전원 장치

소형 가스 터빈은 항공기와 같은 더 크고 이동식인 기계에 보조 동력을 공급하기 위한 보조 동력 장치(APU)로 사용되며 터보샤프트 설계입니다.[24]다음을 제공합니다.

  • 공기 사이클 기계식 공조 및 환기를 위한 압축 공기,
  • 제트 엔진을 위한 압축 공기 시동력,
  • 기계적(샤프트) 동력을 기어박스에 전달하여 축이 있는 부속품을 구동합니다.
  • APU에서 멀리 떨어진 소비 장치로 가는 전기, 유압 및 기타 동력 전달원.

발전용 산업용 가스터빈

캘리포니아에 있는 복합 사이클 가스 화력 발전소게이트웨이 발전소는 두 개의 GE 7F.04 연소 터빈을 사용하여 천연 가스를 연소합니다.
GEH 직렬 발전용 가스터빈: 복합 사이클 구성에서, 그것의 최고 열역학적 효율은 62.22%입니다.

산업용 가스터빈은 프레임, 베어링, 블레이드의 구조가 더 무겁다는 점에서 항공 설계와 다릅니다.또한 이러한 장비는 전원을 공급하는 장치(종종 전기 발전기) 및 잔류 에너지(대개 열)를 회수하는 데 사용되는 2차 에너지 장비와 훨씬 더 밀접하게 통합되어 있습니다.

휴대용 이동식 공장에서부터 목적에 맞게 제작된 건물에 수용된 100톤 이상의 크고 복잡한 시스템에 이르기까지 그 크기는 다양합니다.가스터빈을 축 동력으로만 사용할 경우 열효율은 약 30%입니다.하지만 전기를 생산하는 것보다 구입하는 것이 더 저렴할지도 모릅니다.따라서 많은 엔진이 CHP(Combined Heat and Power) 구성에 사용되며, 이는 휴대용 컨테이너 구성에 통합되기에 충분히 작을 수 있습니다.

가스 터빈은 터빈으로부터 폐열이 열 회수 증기 발생기(HRSG)에 의해 회수되어 결합 사이클 구성의 통상적인 증기 터빈에 동력을 공급할 때 특히 효율적일 수 있습니다.[46]605MW 제너럴 일렉트릭 9HA는 최고 1,540°C(2,800°F)의 온도에서 62.22%의 효율성을 달성했습니다.[47]2018년 GE는 적층 제조 및 연소 혁신의 발전으로 인해 복합 사이클에서 64% 이상의 효율성으로 826 MW HA를 제공하며, 2017년 수주량의 63.7%에서 2020년대 초까지 65%를 달성할 예정입니다.[48]2018년 3월, GE Power는 7HA 터빈의 총 효율이 63.08%에 달했습니다.[49]

공기 유도 가스 터빈은 또한 복합 사이클에서 사용될 수 있기 때문에 더 높은 효율로 이어지지만, 특정하게 설계된 산업용 가스 터빈만큼 높지는 않을 것입니다.또한 열병합 발전 구성으로 작동할 수도 있습니다. 배기 가스는 공간 또는 물 가열에 사용되거나, 유입 공기를 냉각하고 출력을 높이기 위한 흡수식 칠러를 구동합니다. 터빈 유입 공기 냉각이라고 알려진 기술입니다.

또한 몇 분 이내에 전원을 켜고 끌 수 있다는 점도 중요한 장점으로, 수요가 가장 많거나 예상치 못한 기간에 전원을 공급할 수 있습니다.단일 사이클(가스 터빈만 해당) 발전소는 복합 사이클 발전소보다 효율성이 떨어지기 때문에 보통 피크 발전소로 사용되며, 이 발전소는 전력 수요와 지역의 발전 용량에 따라 하루에 몇 시간에서 수십 시간까지 운영됩니다.발전소 용량에 따라 기본 부하와 부하가 부족하거나 연료비가 적게 드는 지역에서는 가스터빈 발전소가 하루 중 대부분의 시간을 정기적으로 가동할 수 있습니다.대형 단일 사이클 가스 터빈은 일반적으로 100~400메가와트의 전력을 생산하며, 35~40%의 열역학적 효율을 갖습니다.[50]

기계식 구동용 산업용 가스터빈

산업용 가스터빈은 기계적 구동만을 위해 사용되거나 회수 증기발생기와 연동하여 사용되는 것으로 발전 세트와 차이가 있으며, 단일 샤프트와 달리 이중 샤프트 설계가 적용되는 경우가 많습니다.전력 범위는 1 메가와트에서 50 메가와트까지 다양합니다.[citation needed]이러한 엔진은 직접 또는 기어박스를 통해 펌프 또는 컴프레서 어셈블리에 연결됩니다.대부분의 설비는 석유 및 가스 산업에서 사용됩니다.기계식 드라이브 애플리케이션은 효율성을 약 2% 향상시킵니다.

오일 및 가스 플랫폼에서는 이러한 엔진이 압축기를 구동하여 가스를 웰에 주입하여 다른 보어를 통해 오일을 끌어올리거나, 수송을 위해 가스를 압축해야 합니다.또한 플랫폼에 전력을 공급하는 데도 자주 사용됩니다.이러한 플랫폼은 가스를 극히 낮은 비용(종종 연소 가스 없음)으로 얻기 때문에 CHP 시스템과 함께 엔진을 사용할 필요가 없습니다.동일한 회사들은 펌프 세트를 사용하여 유체를 다양한 간격으로 착륙시키고 파이프라인을 가로지르도록 구동합니다.

압축공기 에너지 저장

현대적인 개발은 압축 공기 저장소로 압축기와 터빈을 분리하여 다른 방식으로 효율성을 개선하고자 합니다.종래의 터빈에서는, 압축기를 구동하기 위해서 발전된 동력의 최대 절반이 사용됩니다.압축 공기 에너지 저장 구성에서는 풍력 발전소에서 공급하거나 수요가 적고 가격이 저렴한 시기에 공개 시장에서 구입한 전력을 압축기를 구동하는 데 사용하고, 압축 공기는 필요할 때 터빈을 작동시키기 위해 방출됩니다.

터보샤프트 엔진

터보샤프트 엔진은 가스 펌핑 스테이션 및 천연 가스 액화 플랜트에서 압축기를 구동하는 데 사용됩니다.그들은 또한 항공에서 가장 작은 현대 헬리콥터를 제외한 모든 헬리콥터에 동력을 공급하기 위해 사용되며, 대형 상업용 항공기에서 보조 동력 장치로 기능합니다.1차 샤프트는 컴프레서 및 컴프레서 터빈을 운반하며, 이 터빈은 연소기와 함께 가스 제너레이터(Gas Gas Generator라고 불립니다.헬리콥터의 로터를 구동하기 위해 별도로 회전하는 동력 터빈이 일반적으로 사용됩니다.가스 발생기와 동력 터빈/로터가 각자의 속도로 회전할 수 있도록 함으로써 설계의 유연성을 높일 수 있습니다.

방사형 가스터빈

스케일 제트 엔진

스케일 제트 엔진은 이 초기 풀 스케일 엔진의 축소 버전입니다.

소형 가스 터빈 또는 마이크로 제트라고도 합니다.

이러한 점을 염두에 두고 현대 마이크로젯의 선구자인 Kurt Schreckling은 세계 최초의 마이크로 터빈 중 하나인 FD3/67을 생산했습니다.[44]이 엔진은 최대 22톤의 추진력을 생산할 수 있으며, 대부분의 기계적 사고를 가진 사람들이 금속 선반과 같은 기본적인 공학 도구를 가지고 만들 수 있습니다.[44]

마이크로터빈

피스톤 엔진 터보차저, 항공기 APU 또는 소형 제트 엔진에서 진화된 마이크로터빈냉장고 크기의 25-500 킬로와트 터빈입니다.마이크로터빈은 리큐퍼레이터가 없는 경우 약 15%의 효율을, 리큐퍼레이터가 있는 경우에는 20~30%의 효율을, 열병합 발전에서는 85%의 열-전기 효율을 얻을 수 있습니다.[51]

외연

대부분의 가스 터빈은 내연 기관이지만, 또한 외부 연소 가스 터빈을 제조하는 것도 가능합니다. 즉, 터빈 버전의 열풍 기관입니다.이러한 시스템은 일반적으로 EFGT(External Fired Gas Turbine) 또는 IFGT(Indirectly Fired Gas Turbine)로 표시됩니다.

미분탄 또는 미분쇄 바이오매스(톱밥 등)를 연료로 사용하기 위한 목적으로 외부 연소가 사용되어 왔습니다.간접 시스템에서는 열 교환기가 사용되며, 연소 생성물이 없는 깨끗한 공기만 동력 터빈을 통과합니다.외부 연소의 간접 유형에서는 열 효율이 더 낮지만, 터빈 블레이드는 연소 생성물이 발생하지 않으므로 훨씬 낮은 품질(따라서 저렴한) 연료를 사용할 수 있습니다.

외부 연소를 사용하는 경우 터빈의 배기 공기를 1차 연소 공기로 사용하는 것이 가능합니다.이를 통해 전 세계적인 열 손실을 효과적으로 줄일 수 있지만, 연소 배기와 관련된 열 손실은 피할 수 없습니다.

헬륨 또는 초임계 이산화탄소를 기반으로 하는 폐사이클 가스터빈은 또한 미래의 고온 태양열 및 원자력 발전과 함께 사용될 가능성이 있습니다.

지상 차량에서

MAZ-7907, 터빈-전기변속기가 장착된 트랜스포터 엑토르 런처

가스 터빈은 종종 , 기관차, 헬리콥터, 탱크에 사용되며, 그보다 더 적은 범위에서는 자동차, 버스, 오토바이에 사용됩니다.

비행기 추진을 위한 제트 및 터보프롭의 주요 장점은 피스톤 엔진, 특히 자연 흡기 엔진과 비교하여 높은 고도에서 우수한 성능을 발휘하며, 대부분의 자동차 용도에서는 무관합니다.항공기에 비해 덜 중요한 전력 대 중량의 이점은 여전히 중요합니다.

가스 터빈은 매우 작고 가벼운 패키지로 고출력 엔진을 제공합니다.그러나 이 엔진은 차량 용도에 필요한 광범위한 RPM과 동력에 비해 소형 피스톤 엔진만큼 반응성이 뛰어나지 않으며 효율적이지도 않습니다.직렬 하이브리드 차량에서는 구동 전기 모터가 발전 엔진에서 기계적으로 분리되기 때문에 응답성, 저속에서의 낮은 성능 및 낮은 출력 문제에서의 낮은 효율성은 훨씬 덜 중요합니다.터빈은 출력을 위해 최적의 속도로 작동할 수 있으며 배터리와 울트라 커패시터는 필요에 따라 전력을 공급할 수 있으며 엔진을 껐다 켜서 고효율로만 작동시킬 수 있습니다.연속 가변 변속기의 등장은 응답성 문제를 완화할 수도 있습니다.

터빈은 역사적으로 피스톤 엔진보다 생산 비용이 더 많이 들었지만, 이는 부분적으로 피스톤 엔진이 수십 년 동안 대량으로 양산된 반면 소형 가스 터빈 엔진은 희귀하기 때문입니다. 그러나 터빈은 터보차저와 밀접한 관련이 있는 형태로 대량 생산됩니다.

터보차저는 기본적으로 피스톤 엔진의 배기 가스에 의해 구동되는 작고 간단한 자유축 방사형 가스 터빈입니다.구심성 터빈 휠은 공통 회전축을 통해 원심 압축기 휠을 구동합니다.이 휠은 웨이스트게이트를 통해 또는 터빈 하우징의 형상을 동적으로 변경하여 제어할 수 있는 정도로 엔진 공기 흡입구를 과급시킵니다(가변 형상 터보차저에서와 같이).이 장치는 주로 낭비되는 많은 열 및 운동 에너지를 엔진 부스트로 변환하는 동력 회수 장치의 역할을 합니다.

터보 컴파운드 엔진(일부 세미트레일러 트럭에 실제로 사용됨)에는 터빈 축이 원심 압축기 대신 엔진의 크랭크 축에 기계적 또는 유압적으로 연결되는 것을 제외하고 터보차저와 디자인 및 외관이 유사한 블로우다운 터빈이 장착되어 있습니다.따라서 승압 대신에 추가적인 동력을 제공합니다.터보차저가 압력 터빈인 반면, 동력 회수 터빈은 속도 터빈입니다.[citation needed]

승용차(자동차, 자전거, 버스)

크라이슬러에서 가장 큰 가스터빈 동력 자동차로 많은 실험이 이루어졌습니다.[52][53]최근에는 하이브리드 전기 자동차에 터빈 엔진을 사용하는 것에 관심이 있습니다.예를 들어, 마이크로 가스 터빈 회사인 Bladon Jets가 이끄는 컨소시엄은 차세대 전기 자동차를 위한 ULRE(Ultra Lightweight Range Extender)를 개발하기 위해 기술 전략 위원회로부터 투자를 확보했습니다.고급 자동차 제조업체인 Jaguar Land Rover와 선도적인 전기 기계 회사인 SR Drive가 포함된 이 컨소시엄의 목적은 자동차 용도에 맞게 설계된 세계 최초의 상업적으로 실행 가능한, 그리고 환경 친화적인 가스 터빈 발전기를 생산하는 것입니다.[54]

가솔린 엔진이나 디젤 엔진에 사용되는 일반적인 터보차저도 터빈 파생형입니다.

컨셉트카

1950년형 로버 JET1

자동차에 가스 터빈을 사용하는 것에 대한 최초의 진지한 조사는 1946년 뉴욕의 엔지니어링 회사인 카니 어소시에이츠의 Robert Kafka와 Robert Engerstein 두 엔지니어가 독특한 소형 터빈 엔진 설계가 뒷바퀴 구동 자동차에 동력을 제공하는 개념을 고안했을 때였습니다.Popular Science에 기사가 나온 후, 종이 단계를 넘어 더 이상의 작업은 없었습니다.[55]

초기 개념(1950년대/60년대)

1950년, 영국 자동차 제조업체 로버의 디자이너 F.R. 벨과 수석 엔지니어 모리스 윌크스는 가스 터빈 엔진으로 작동되는 첫 번째 자동차를 공개했습니다.2인승 JET1은 엔진이 좌석 뒤에 위치하고, 차량 양쪽에 공기 흡입 그릴이 있고, 배기가스 배출구가 꼬리 위쪽에 있습니다.테스트 중에 이 차는 터빈 속도 50,000rpm에서 최고 속도 140km/h(87mph)에 도달했습니다.JET1은 1950년 영국과 미국에서 공개된 후 개발되었으며 1952년 6월 벨기에 자베케 고속도로에서 240km/h(150mph)를 초과하는 속도 시험을 거쳤습니다.[56]자동차는 휘발유, 파라핀 또는 경유로 운행되었지만 연료 소비 문제는 생산차로서 극복할 수 없는 것으로 드러났습니다. JET1은 런던 과학 박물관에 전시되어 있습니다.

1952년 10월 파리 오토쇼에서 프랑스의 터빈 동력 자동차인 SOCEMA-Grégoire가 전시되었습니다.프랑스 엔지니어 장 알베르 그레구아르가 디자인했습니다.[57]

GM 파이어버드 I

미국에서 만들어진 최초의 터빈 동력 자동차는 1953년에 평가를 시작한 GM 파이어버드 I입니다.파이어버드 I의 사진은 제트 터빈의 추진력이 자동차를 항공기처럼 추진시켰음을 시사할 수 있지만, 실제로는 뒷바퀴를 터빈이 운전한 것입니다.파이어버드 I은 결코 상용 승용차가 아니며 단지 테스트 및 평가, 홍보 목적으로만 제작되었습니다.[58]1953년, 1956년, 1959년 모토라마 자동차 전시회를 위해 각각 가스 터빈으로 구동되는 파이어버드 컨셉 자동차가 추가로 개발되었습니다.GM Research 가스 터빈 엔진은 1953년의 Turbo-Cruiser I을 시작으로 일련의 트랜짓 버스에도 장착되었습니다.[59]

Crysler 1963 Turbine 자동차의 엔진실

1954년에 플리머스를 개조한 것을 시작으로,[60] 미국의 자동차 제조업체인 크라이슬러는 1950년대 초부터 1980년대 초까지 가스 터빈으로 움직이는 여러 원형 자동차를 시연했습니다.크라이슬러는 1963년 크라이슬러 터빈 자동차 50대를 제작해 가스터빈 동력 자동차의 유일한 소비자 시험을 실시했습니다.[61]각각의 터빈은 효율성을 높이는 재생기라고 불리는 독특한 회전 복열기를 사용했습니다.[60]

1954년, 피아트피아트 투르비나라고 불리는 터빈 엔진을 가진 컨셉트카를 선보였습니다.바퀴 달린 항공기처럼 생긴 이 차량은 제트 추진력과 바퀴를 구동하는 엔진의 독특한 조합을 사용했습니다.시속 282km(175mph)의 속도를 주장했습니다.[62]

1960년대에 포드와 GM도 가스터빈 세미트럭을 개발하고 있었습니다.포드는 1964년 세계 박람회에서 빅 레드를 선보였습니다.[63]트레일러와 함께, 그것은 길이 29m (96ft), 높이 4.0m (13ft), 그리고 진홍색으로 칠해졌습니다.출력 450kW(600hp)와 1,160N ⋅m(855lb ⋅ft)의 출력과 토크를 자랑하는 포드사가 개발한 가스 터빈 엔진이 장착되어 있었습니다.택시는 미국 대륙의 고속도로 지도, 미니 부엌, 화장실, 그리고 운전자를 위한 TV를 자랑했습니다.트럭의 운명은 수십 년 동안 알려지지 않았지만, 2021년 초에 개인 손으로 재발견되어 운행 중인 질서로 복구되었습니다.[64][65]GM의 쉐보레 사업부는 파이어버드와 유사한 개념으로 터빈 모터를 장착한 터보 타이탄 시리즈 콘셉트 트럭을 제작했는데, 터보 타이탄 I(c.1959년, 파이어버드 II와 GT-304 엔진 공유), 터보 타이탄 II(c.1962년, 파이어버드 III와 GT-305 엔진 공유), 터보 타이탄 III(1965년, GT-309 엔진 공유) 등이 여기에 포함됩니다.GM 바이슨 가스터빈 트럭은 1964년 세계박람회에서 전시되었습니다.[66]

배출가스 및 연비(1970년대/80년대)

1970년 미국 청정 공기법 개정의 결과로, 연구는 자동차 가스 터빈 기술 개발에 자금을 지원받았습니다.[67]디자인 컨셉과 차량은 크라이슬러, 제너럴 모터스, 포드(AiResearch와 협력), 아메리칸 모터스(Williams Research와 협력)가 담당했습니다.[68]비교 가능한 비용 효율성을 평가하기 위해 장기 테스트를 실시했습니다.[69]여러 개의 AMC 호넷은 무게 250파운드(113kg)의 소형 Williams 재생 가스 터빈에 의해 구동되었으며 4450rpm에서 80마력(60kW; 81PS)을 생산했습니다.[70][71][72]

1982년 제너럴 모터스(General Motors)는 석탄 분진을 분쇄한 가스 터빈으로 구동되는 올즈모빌 델타 88을 사용했습니다.이것은 당시[73][74][75] 미국과 서방세계가 중동 석유에 대한 의존도를 줄이기 위해 고려되었습니다.

도요타1975년 센추리 가스터빈 하이브리드, 1979년 스포츠 800 가스터빈 하이브리드, 1985년 GTV 등 여러 가지 가스터빈 동력 콘셉트카를 선보였습니다.생산 차량은 제작되지 않았습니다.GT24 엔진은 1977년 차량 없이 전시되었습니다.

후기발전

1990년대 초, 볼보는 가스 터빈으로 구동되는 하이브리드 전기 자동차볼보 ECC를 선보였습니다.[76]

1993년 General MotorsEV-1 시리즈 하이브리드의 한정 생산으로 최초의 상업용 가스 터빈 동력 하이브리드 차량을 선보였습니다.Williams International 40 kW 터빈은 배터리 전기 파워트레인에 동력을 공급하는 교류 발전기를 구동했습니다.터빈 설계에는 복열기가 포함되어 있었습니다.2006년에 GM은 제이 레노와 함께 에코젯 컨셉트카 프로젝트에 착수했습니다.

2010년 파리 모터쇼에서 재규어재규어 C-X75 컨셉트카를 선보였습니다.이 전기 동력 슈퍼카의 최고 속도는 328km/h(204mph)이며 0에서 62km/h(0에서 100km/h)까지 3.4초 만에 이동할 수 있습니다.리튬 이온 배터리를 사용하여 4개의 전기 모터를 구동하여 780 bhp를 생산합니다.배터리를 한번 충전하면 68마일(109km)을 주행할 수 있으며, Bladon Micro Gas Turbine 한 쌍을 사용하여 범위가 560마일(900km)까지 확장되는 배터리를 재충전합니다.[77]

경주용 자동차

1967 STP 오일 트리트먼트 스페셜이 인디애나폴리스 모터 스피드웨이 명예의 전당 박물관에 전시되어 있으며, 프랫 휘트니 가스 터빈이 전시되어 있습니다.
1968년식 Howmet TX, 터빈으로 움직이는 경주용 자동차로는 유일하게 경주에서 우승했습니다.

1955년 미국 공군에서 처음으로 터빈을 장착한 경주용 자동차가 보잉사에 의해 터빈을 대여하고 파이어스톤 타이어 앤 러버 회사가 소유한 경주용 자동차로 취미 프로젝트로 개발되었습니다.[78]실제 경주를 위한 목적으로 터빈이 장착된 최초의 경주용 자동차는 Rober에 의해 만들어졌으며 BRM Formula One 팀은 가스 터빈으로 구동되는 쿠페인 Rover-BRM을 생산하기 위해 힘을 합쳤습니다. 이 쿠페는 1963년 Graham Hill과 Richie Ginther운전한 Le Mans 24 Hours에 들어갔습니다.그것은 평균 107.8 mph (173.5 km/h)였고 최고 속도는 142 mph (229 km/h)였습니다.미국인 레이 헤펜스톨(Ray Hepenstall)은 1968년 Howmet Corporation과 McKee Engineering에 합류하여 자체 가스 터빈 스포츠카를 개발했습니다. Howmet TX는 두 번의 우승을 포함하여 여러 미국 및 유럽 행사를 운영했으며 1968년 24 Hours of Le Mans에도 참가했습니다.이 자동차들은 컨티넨탈 가스 터빈을 사용했는데, 이 터빈은 결국 터빈으로 움직이는 자동차의 6개의 FIA 육상 속도 기록을 세웠습니다.[79]

오픈 레이싱의 경우, 1967년형 혁명적인 STP-팩스턴 터보카는 레이싱계의 전설이자 기업가적인 전설인 앤디 그라나텔리가 출전하고 파넬리 존스가 운전하는 인디애나폴리스 500에서 거의 우승을 차지했습니다. 프랫 & 휘트니 ST6B-62 동력 터빈 자동차는 기어박스 베어링이 결승선에서 3바퀴만 떨어져도 2등 차량보다 거의 한 바퀴 앞섰습니다.다음 해 STP 로터스 56 터빈 자동차는 비록 새로운 규칙이 공기 흡입을 극적으로 제한했음에도 불구하고 인디애나폴리스 500 폴 포지션을 차지했습니다.1971년 로터스의 교장인 콜린 채프먼(Colin Champman)은 프랫 앤 휘트니 STN 6/76 가스 터빈으로 구동되는 로터스 56B F1 자동차를 선보였습니다.채프먼은 급진적인 우승 자동차를 만드는 것으로 명성을 얻었지만, 터보랙과 관련된 문제들이 너무 많아 프로젝트를 포기해야 했습니다.

버스

GT-30x 시리즈의 가스 터빈(브랜드 "휘파람")은 1950년대와 1960년대에 터보크루저 I(1953, GT-300)을 포함한 여러 원형 버스에 장착되었습니다.터보크루저 II(1964, GT-309);Turbo-Cruiser III(1968, GT-309), RTX(1968,[80] GT-309), RTS 3T(1972).

캡스톤 터빈의 도래로 인해 1999년 테네시 주 채터누가의 AVS에 의한 HEV-1을 시작으로 캘리포니아의 Ebus 및 ISE Research, 뉴질랜드(이후 미국)의 DesignLine Corporation 등 여러 하이브리드 버스 설계가 이루어졌습니다.AVS 터빈 하이브리드는 신뢰성 및 품질 관리 문제로 어려움을 겪었고, 이로 인해 2003년 AVS가 청산되었습니다.디자인라인에서 가장 성공적인 디자인은 현재 6개국 5개 도시에서 운영되고 있으며, 전 세계적으로 30대 이상의 버스가 운행되고 있으며, 볼티모어와 뉴욕시에 수백 대의 주문이 배달되고 있습니다.

브레시아 이탈리아는 마이크로터빈으로 구동되는 직렬 하이브리드 버스를 도시의 역사적 구역을 통과하는 경로에 사용하고 있습니다.[81]

오토바이

MTT 터빈 슈퍼바이크는 2000년에 출시되었으며(이에 따라 MTT는 Y2K 슈퍼바이크로 명명됨), 터빈 엔진으로 구동되는 최초의 생산 오토바이입니다. 특히 롤스로이스 앨리슨 모델 250 터보샤프트 엔진은 약 283 kW(380 bhp)를 생산합니다.365km/h 또는 227mph의 속도로 테스트되었으며(몇몇 이야기에 따르면 테스트 중에 테스트 팀이 도로에서 뛰쳐나왔다고 합니다), 가장 강력한 생산 오토바이와 가장 비싼 생산 오토바이에 대한 기네스 세계 기록을 보유하고 있으며 가격은 미화 185,000달러입니다.

트레인스

몇몇 기관차는 가스터빈으로 동력을 공급받는데, 가장 최근의 화신은 봄바디어제트트레인입니다.

탱크

2003년 2월 쿠웨이트 캠프 코요테에 있는 M1 에이브럼스 탱크에 제1전차대 소속 해병대원들이 허니웰 AGT1500 멀티 연료 터빈을 싣고 있습니다.

제3제국 독일군의 개발 부서인 히어스와프남트(Heereswaffenamt)는 1944년 중반부터 탱크에 사용하기 위한 여러 가지 가스 터빈 엔진 설계를 연구했습니다.최초의 가스터빈 엔진 설계는 장갑차 추진에 사용하기 위한 으로 BMW 003 기반 GT 101은 팬터 탱크에 장착하기 위한 것이었습니다.[82]전쟁이 끝날 무렵, 자그트타이거는 앞서 언급한 가스터빈 중 하나를 장착했습니다.[83]

장갑 전투 차량에 가스 터빈을 두 번째로 사용한 것은 1954년, PU2979라는 유닛이 C에 의해 탱크용으로 특별히 개발되었을 때였습니다. A. 파슨스 컴퍼니는 영국 정복자 탱크에 설치되어 시운전되었습니다.[84]Stridsvagn 103호는 1950년대에 개발되었으며, 터빈 엔진인 보잉 T50을 사용한 최초의 양산 주력 전차였습니다.이후 가스터빈 엔진은 일부 탱크에서는 보조 동력 장치로, 소련/러시아 T-80, 미국 M1 에이브럼스 탱크 등에서는 주 동력 장치로 사용되고 있습니다.동일한 지속 출력에서 디젤 엔진보다 가볍고 작지만, 현재까지 장착된 모델은 동급 디젤보다 연비가 낮으며, 특히 공회전 시에는 동일한 전투 범위를 달성하기 위해 더 많은 연료가 필요합니다.M1의 후속 모델은 정지 상태에서 탱크의 시스템에 동력을 공급하기 위해 배터리 팩 또는 보조 발전기를 사용하여 이러한 문제를 해결했으며, 메인 터빈을 공회전할 필요성을 줄여 연료를 절약했습니다.T-80은 3개의 대형 외부 연료 드럼을 장착하여 사거리를 늘릴 수 있습니다.러시아는 T-80을 경유 T-90(T-72 기준)에 유리하게 생산을 중단했고, 우크라이나는 거의 가스터빈 탱크의 힘으로 T-80UD와 T-84를 개발했습니다.프랑스 르클레르 탱크의 디젤 발전소는 "하이퍼바" 하이브리드 슈퍼차저 시스템을 갖추고 있으며, 엔진의 터보차저가 디젤 배기 터보차저의 보조 역할을 하는 소형 가스 터빈으로 완전히 교체되어 있습니다.엔진 RPM에 독립적인 부스트 레벨 제어 및 (일반 터보차저보다) 더 높은 피크 부스트 압력에 도달할 수 있습니다.이 시스템은 배기량이 작고 엔진이 가벼워 탱크의 발전소로 사용할 수 있으며 터보랙을 효과적으로 제거할 수 있습니다.이 특수 가스 터빈/터보차저는 일반적인 APU로서 메인 엔진과 독립적으로 작동할 수도 있습니다.

터빈은 이론적으로 피스톤 엔진에 비해 안정성이 높고 유지보수가 용이하며, 구조가 단순하고 가동 부품의 수가 적어 구조가 간단하지만, 실제로 터빈 부품의 경우 작업 속도가 빨라 마모율이 더 높습니다.터빈 블레이드는 먼지와 미세 모래에 매우 민감하기 때문에 사막에서 매일 여러 번 에어 필터를 장착하고 교환해야 합니다.필터가 잘못 장착되었거나, 필터에 구멍이 뚫린 탄환이나 껍질 조각이 엔진을 손상시킬 수 있습니다.피스톤 엔진(특히 터보차지된 경우) 또한 잘 유지되는 필터가 필요하지만, 필터가 고장나면 더욱 탄력적입니다.

탱크에 사용되는 대부분의 현대 디젤 엔진들처럼, 가스 터빈들은 보통 다 연료 엔진들입니다.

해양 응용 프로그램

해군

MGB 2009년식 가스터빈

가스 터빈은 많은 해군 함정에 사용되는데, 그들은 높은 중량 대비 전력과 그로 인한 선박의 가속력과 신속한 진행 능력으로 평가받고 있습니다.

최초의 가스터빈 추진 해군 함정은 1947년 개조된 영국 해군의 모터건보트 MGB 2009(구 MGB 509)입니다.Metropolitan-VickersF2/3 제트 엔진에 동력 터빈을 장착했습니다.1952년에 롤스로이스 가스터빈으로 개조되어 1953년부터 운행되었습니다.[85]1953년에 건조된 볼드급 고속 순찰 보트 볼드 파이오니어볼드 패스파인더는 가스 터빈 추진을 위해 특별히 제작된 최초의 선박입니다.[86]

부분적으로 가스 터빈을 사용하는 최초의 대형 선박은 증기와 가스 발전소를 결합한 영국 해군의 81형(부족급) 호위함이었습니다.첫번째, HMS 아샨티는 1961년에 취역했습니다.

독일 해군은 1961년 세계 최초의 복합 디젤가스 추진 시스템에 브라운, 보베리, 시에 가스 터빈 2기를 탑재쾰른급 호위함을 진수했습니다.

소련 해군은 1962년에 가스와 가스 추진 시스템을 결합한 4개의 가스 터빈을 갖춘 25대의 카신급 구축함 중 최초로 취역했습니다.이 선박들은 4개의 M8E 가스 터빈을 사용했으며, 이 터빈은 54,000–72,000 kW (72,000–96,000 hp)를 생산했습니다.이 배들은 가스터빈만으로 작동되는 세계 최초의 대형 선박들이었습니다.

프로젝트 61 대형 ASW 선박, 카신급 구축함

덴마크 해군은 1965년부터 1990년까지 6척의 ø뢰벤급 어뢰정(영국 브레이브급 고속순찰정의 수출용 버전)을 운용했는데, 3척의 브리스톨 프로테우스(이후 RR 프로테우스) 해상 가스 터빈이 합쳐져서 9,510kW(12,750shp)로 평가되었고, 2척의 제너럴 모터스 디젤 엔진이 340kW(460shp)로 평가되었습니다.더 느린 속도에서 더 나은 연비를 위해.[87]또한 10척의 Willemoes Class Torpute/Guided Missile 보트(1974년부터 2000년까지 사용)도 생산했는데, 이 보트에는 롤스로이스 마린 프로테우스 가스 터빈 3대도 ø뢰벤급 보트와 동일한 9,510kW(12,750shp)와 600kW(800shp)의 General Motors Diesel Engine 2대도 장착되어 있어 저속에서의 연비 향상도 가능했습니다.

1966년부터 1967년까지 스웨덴 해군은 3개의 브리스톨 시들리 프로테우스 1282 터빈에 의해 구동되는 스피카급 어뢰정 6척을 생산했습니다.그들은 나중에 12척의 업그레이드된 노르쾨핑급 함선에 의해 합류되었는데, 여전히 같은 엔진을 가지고 있습니다.그들의 뒷 어뢰관이 대(對) 미사일로 대체되면서 그들은 2005년 마지막이 퇴역할 때까지 미사일 보트 역할을 했습니다.[89]

핀란드 해군은 1968년 투룬마카르잘라라는 척의 투룬마급 코르벳을 의뢰했습니다.그들은 16,410 kW (22,000 shp) 롤스로이스 올림푸스 TM1 가스터빈 1대와 느린 속도를 위해 3대의 베르트실래 해양 디젤을 장착했습니다.그들은 핀란드 해군에서 가장 빠른 배였고, 정기적으로 해상 시험 동안 35노트, 37.3노트의 속도를 달성했습니다.투룬마족은 2002년에 해체되었습니다.카르잘라는 오늘날 투르쿠박물관 선박이며, 투룬마는 사타쿤타 폴리테크니컬 칼리지의 부유식 기계 공장과 훈련선 역할을 하고 있습니다.

1972년에 처음 취역한 구축함을 실은 캐나다의 이로쿼이급 헬리콥터가 그 다음 시리즈의 주요 해군 함정이었습니다.그들은 2개의 ft-4 주 추진 엔진, 2개의 ft-12 크루즈 엔진, 그리고 3개의 솔라 새턴 750 kW 발전기를 사용했습니다.

USS 포드의 LM2500 가스터빈

미국 최초의 가스 터빈 동력선은 1961년에 의뢰된 미국 해안 경비대의 포인트 대처호로, 피치 프로펠러를 사용하는 두 개의 750 kW (1,000 shp) 터빈에 의해 구동되었습니다.[90]대형 Hamilton급 High Endurance Cutters는 가스 터빈을 사용하는 최초의 대형 절단기로 1967년에 첫 번째(USCGC Hamilton)가 도입되었습니다.이후 미 해군의 올리버 아자르 페리급 호위함스프루언스·알레이 버크급 구축함, 티콘데로가급 유도탄 순양함 등에 전력을 공급했습니다.와스프급 강습상륙함을 개조한 USS 마킨 아일랜드는 가스터빈으로 구동되는 해군 최초의 강습상륙함이 될 예정입니다.해양 가스 터빈은 공기와 연료에 천일염이 존재하고 저렴한 연료를 사용하기 때문에 더욱 부식성이 높은 대기에서 작동합니다.

민해상

1940년대 후반까지 전 세계의 해양 가스 터빈에 대한 발전의 대부분은 설계 사무실에서 이루어졌으며 엔진 제작자의 작업장과 개발 작업은 영국 해군과 다른 해군에 의해 주도되었습니다.해군 및 상업용 가스 터빈에 대한 관심이 지속적으로 증가하는 반면, 초기 가스 터빈 프로젝트에 대한 운영 경험의 가용성 부족은 항해 중인 상업용 선박에 대한 새로운 벤처 기업의 수를 제한했습니다.

1951년, 디젤-전기 유조선 Auris, 12,290 데드웨이트 톤수(DWT)는 해상에서의 서비스 조건 하에서 주요 추진 가스 터빈의 작동 경험을 얻기 위해 사용되었고, 따라서 가스 터빈에 의해 구동되는 최초의 원양 상선이 되었습니다.영국 Hebburn-on-Tyne에 있는 Hawthorn Leslie앵글로색슨 석유 회사에 의해 작성된 계획과 사양에 따라 건조되었고 1947년 영국 엘리자베스 공주의 21번째 생일에 진수된 이 배는 고속 엔진 중 하나에 중유를 실험적으로 사용할 수 있도록 엔진룸 배치로 설계되었습니다.또한 향후 디젤 엔진 중 하나를 가스 터빈으로 대체할 수 있을 것입니다.[91]오리스는 상업적으로 3년 반 동안 디젤 전기 추진 장치와 함께 유조선으로 운영되었지만 1951년에 "Faith", "Hope", "Charity", "Pruccessy"로 알려진 4개의 824 kW(1,105 bhp) 디젤 엔진 중 하나가 세계 최초의 해상 가스 터빈 엔진인 890 kW로 대체되었습니다.200 bhp) 럭비브리티시 톰슨-휴스턴 회사가 만든 개방형 가스 터보 알터네이터.노섬브리아 해안에서 성공적인 해상 시험에 이어, 오리스호는 1951년 10월 헵번온타인호를 출항하여 미국의 포트 아서호로 향했고, 그 후 남카리브해의 큐라카오호가 44일간의 해상 항해를 마치고 에이본머스로 돌아와 역사적인 대서양 횡단을 성공적으로 마쳤습니다.이 시간 동안 바다에서 가스 터빈은 디젤 연료를 연소시켰으며 비자발적 정지나 어떤 종류의 기계적 어려움 없이 작동했습니다.그녀는 이어서 스완지, 헐, 로테르담, 오슬로 그리고 사우샘프턴을 총 13,211 해리에 걸쳐 방문했습니다. 후 오리호는 모든 발전소를 3,910 kW(5,250 shp)의 직접 연결된 가스 터빈으로 교체하여 가스 터빈 동력만으로 작동하는 최초의 민간 선박이 되었습니다.

이 초기 실험 항해의 성공에도 불구하고 가스 터빈은 디젤 엔진을 대형 상선의 추진 장치로 대체하지 않았습니다.일정한 순항 속도에서 디젤 엔진은 연비의 중요 영역에서 독보적인 위치를 차지했습니다.가스터빈은 영국 해군 함정들과 세계의 다른 해군 함대들에서 더 많은 성공을 거두었는데, 이 곳에서는 전투 중인 군함들에 의해 갑작스럽고 빠른 속도의 변화가 요구됩니다.[92]

미국해사위원회는 제2차 세계대전 자유의 선박을 업데이트하기 위한 옵션을 찾고 있었고, 중장비 가스터빈이 그 중 하나였습니다.1956년 존 병장은 4,900 kW (6,600 shp) HD 가스 터빈을 장착하고 배기 가스 재생, 감속 기어, 가변 피치 프로펠러를 장착했습니다.잔여 연료(벙커C)를 사용해 7,000시간 동안 9,700시간 운행했습니다.연료효율은 시간당 0.318 kg/kW(0.523 lb/hp)로 증기추진력과 동등한 수준을 보였으며,[93] 북해 항로의 주변온도가 가스터빈의 설계온도보다 낮아 출력이 5,603 kW(7,514 shp)로 예상보다 높았습니다.이것은 원래의 발전소와 11노트에서 증가한 18노트의 속도 능력을 갖게 했고 목표한 15노트를 훨씬 초과했습니다.그 배는 도중에 약간의 거친 날씨에도 불구하고 평균 16.8노트의 속도로 대서양을 횡단했습니다.연료의 품질이 매우 중요하기 때문에 적합한 벙커C 연료는 제한된 포트에서만 사용할 수 있었습니다.또한 오염 물질을 줄이기 위해 연료 오일을 기내에서 처리해야 했으며 이는 당시 자동화에는 적합하지 않은 노동 집약적인 프로세스였습니다.결국, 시험되지 않은 새로운 설계의 가변 피치 프로펠러는 세 번의 연간 검사에서 응력 균열이 발견됨에 따라 시험을 종료했습니다.이것은 해양 추진 가스 터빈 개념을 잘 반영하지 못했고, 그 시도는 전체적으로 성공적이었습니다.이 시도의 성공은 GE가 중연료를 사용하는 해양용 HD 가스터빈의 사용에 대해 더 많은 개발의 길을 열었습니다.[94]존 병장은 1972년 포츠머스 PA에서 폐기되었습니다.

보잉 제트포일 929-100-007 터보JET우르젤라

보잉사는 1974년 4월 워터제트 추진 하이드로포일 보잉 929를 처음으로 출시했습니다.그 배들은 앨리슨 501-KF 가스터빈 두 대에 의해 가동되었습니다.[95]

1971년과 1981년 사이에 Seatrain Lines는 26,000톤 DWT의 4척의 컨테이너선으로 미국 동부 연안의 항구와 북대서양을 가로지르는 북서 유럽의 항구 사이에 정기 컨테이너 서비스를 운영했습니다.이 배들은 FT 4 시리즈의 두 대의 프랫 앤 휘트니 가스 터빈에 의해 구동되었습니다.이 배들의 이름은 유로라이너, 유로 화물선, 아시아 화물선, 아시아 화물선이었습니다.1970년대 중반 석유수출국기구(OPEC)의 가격이 급격히 인상된 이후, 연료비 상승으로 운영이 제한되었습니다.저급 연료(즉, 해양 디젤)의 연소를 허용하기 위해 해당 선박의 엔진 시스템을 일부 수정했습니다.해상 가스 터빈에서 시험되지 않은 다른 연료를 사용하여 연료 비용을 절감하는 데 성공했지만 연료 변화에 따라 유지 관리 비용이 증가했습니다.1981년 이후에는 디젤 엔진이 더 경제적이었지만, 엔진 크기가 증가하면서 화물 공간이 줄어들었습니다.[citation needed]

가스 터빈을 사용한 최초의 여객선은 1977년에 제작된 GTS 핀젯으로, 두 대의 프랫 휘트니 FT 4C-1 DLF 터빈에 의해 구동되어 55,000kW(74,000shp)를 생산하고 선박을 31노트의 속도로 추진했습니다.그러나, 핀젯은 높은 연료 가격으로 인해 그녀의 운영을 수익성이 떨어졌기 때문에 상업용 우주선에서 가스 터빈 추진의 단점을 보여주기도 했습니다.4년간의 운항 끝에 비수기 운영비 절감을 위해 배에 디젤 엔진을 추가로 장착했습니다.또한 핀젯은 디젤 전기와 가스 추진력이 결합된 최초의 선박이기도 합니다.여객선에서 가스터빈을 상업적으로 사용하는 또 다른 예는 Stena LineHSS급 패스트크래프트 페리입니다.HSS 1500급 Stena Explorer, Stena VoyagerStena Discovery 선박은 쌍둥이 GELM2500과 GELM1600 전력을 결합한 가스가스 설정을 사용하여 총 68,000kW(91,000shp)의 전력을 공급합니다.약간 작은 HSS 900 클래스 Stena Carisma는 트윈 ABB를 사용합니다.총 34,000kW(46,000shp)로 등급이 매겨진 STAL GT35 터빈.스테나 디스커버리호는 2007년 운행을 중단했는데, 또 다른 피해자는 연료비가 너무 비싸기 때문입니다.[citation needed]

2000년 7월에 밀레니엄호는 가스터빈과 증기터빈으로 구동되는 최초의 유람선이 되었습니다.이 선박에는 배기열이 증기 터빈 발전기를 COGES(COGES) 구성으로 작동시키는 데 사용된 두 대의 General Electric LM2500 가스 터빈 발전기가 있습니다.추진력은 전기로 구동되는 두 개의 롤스로이스 머메이드 방위각 포드에 의해 제공되었습니다.라이너 RMS 메리 2는 디젤과 가스가 결합된 구성을 사용합니다.[96]

2010 C5000 Mystic catamaran Miss GEICO는 해양 레이싱 어플리케이션에서 동력 시스템에 두 개의 라이커밍 T-55 터빈을 사용합니다.[citation needed]

기술의 진보

가스터빈 기술은 처음부터 꾸준히 발전해 왔으며 계속 발전하고 있습니다.개발은 더 작은 가스 터빈과 더 강력하고 효율적인 엔진을 모두 활발하게 생산하고 있습니다.이러한 진보에 도움이 되는 것은 컴퓨터 기반 설계(특히, 계산 유체 역학 및 유한 요소 해석) 및 진보된 재료의 개발: 우수한 고온 강도를 갖는 기본 재료(예를 들어,항복 강도 이상을 나타내는 단일 crystal 초합금) 또는 higher 온도로부터 구조 재료를 보호하는 열 차단 코팅.이러한 진보는 압축비와 터빈 입구 온도를 높이고 연소 효율을 높이며 엔진 부품의 냉각을 개선할 수 있게 해 줍니다.

전산 유체 역학(CFD)은 복잡한 점성 유동과 관련된 열 전달 현상에 대한 이해를 향상시킴으로써 가스 터빈 엔진 구성 요소의 성능과 효율을 크게 향상시키는데 기여했습니다.이러한 이유로 CFD는 가스[97][98] 터빈 엔진의 설계 및 개발에 사용되는 핵심 연산 도구 중 하나입니다.

초기 가스 터빈의 단순 사이클 효율은 인터쿨링(inter-cooling), 재생(recuration) 및 재가열(rehating)을 통합함으로써 실질적으로 두 배가 되었습니다.물론 이러한 개선은 초기 비용과 운영 비용의 증가를 감수해야 하며, 연료 비용의 감소가 다른 비용의 증가를 상쇄하지 않는 한 정당화될 수 없습니다.상대적으로 낮은 연료 가격, 설치 비용을 최소화하려는 업계의 일반적인 바람, 그리고 단순 사이클 효율성이 약 40%로 크게 증가했기 때문에 이러한 변경 사항을 선택할 필요가 거의 없었습니다.[99]

배출 측면에서는 NOx 배출을 줄이고 최신 배출 규정을 충족시키기 위해 터빈 입구 온도를 높이는 동시에 불꽃 최고 온도를 낮추는 것이 과제입니다.2011년 5월, 미쓰비시 중공업은 320 메가와트 가스터빈에서 터빈 입구 온도가 1,600 °C를 달성했으며, 총 열효율이 60%[100]를 넘는 가스터빈 복합발전 응용 분야에서 460 MW를 달성했습니다.

순응형 포일 베어링은 1990년대에 가스 터빈에 상업적으로 도입되었습니다.이를 통해 10만 번 이상의 시동/정지 사이클을 견딜 수 있으며 오일 시스템이 필요 없게 되었습니다.마이크로 일렉트로닉스와 파워 스위칭 기술의 적용은 분배 및 차량 추진을 위한 마이크로터빈에 의한 상업적으로 실행 가능한 발전의 개발을 가능하게 했습니다.

장점과 단점

가스터빈 엔진의 장점과 단점은 다음과 같습니다.[101]

장점은 다음과 같습니다.

  • 왕복 엔진에 비해 매우 높은 동력 대 중량비.
  • 동일한 동력 등급의 대부분 왕복동 엔진보다 작음.
  • 메인 샤프트의 부드러운 회전은 왕복 엔진보다 훨씬 적은 진동을 발생시킵니다.
  • 왕복 엔진보다 움직이는 부품 수가 적으면 유지보수 비용이 절감되고 사용 기간 동안 신뢰성/가용성이 높아집니다.
  • 특히 지속적인 고출력 출력이 요구되는 애플리케이션에서는 더욱 높은 신뢰성을 제공합니다.
  • 폐열은 거의 전적으로 배기 장치에서 발산됩니다.따라서 혼합 사이클의 물을 끓이거나 열병합 발전에 매우 유용한 고온 배기 스트림이 생성됩니다.
  • 일반적으로 왕복 엔진보다 낮은 피크 연소 압력
  • 발전에 사용되는 대형 가스 터빈은 동기 속도로 작동하지만, 더 작은 "자유 터빈 장치"에서는 높은 샤프트 속도가 높습니다.
  • 윤활유 비용 및 소비량이 적습니다.
  • 다양한 연료로 작동할 수 있습니다.
  • 과잉 공기, 완전 연소 및 차가운 표면에서의 화염 "급류"로 인한 CO 및 HC의 독성 배출이 매우 낮습니다.

단점은 다음과 같습니다.

  • 이국적인 소재를 사용하기 때문에 코어 엔진 비용이 높을 수 있습니다.
  • 공회전 속도에서 왕복 엔진보다 효율이 떨어집니다.
  • 왕복 엔진보다 시동 시간이 깁니다.
  • 왕복 엔진에 비해 동력 수요 변화에 반응성이 떨어집니다.
  • 특징적인 칭얼거림은 억제하기 어려울 수 있습니다.

주요 제조업체

테스트

영국, 독일, 기타 국가 및 국제 시험 코드는 가스 터빈을 시험하는 데 사용되는 절차와 정의를 표준화하는 데 사용됩니다.사용할 테스트 코드의 선택은 구매자와 제조자 간의 합의이며 터빈 및 관련 시스템의 설계에 어느 정도 중요성을 가지고 있습니다.미국에서 ASME는 가스터빈에 대한 여러 가지 성능 테스트 코드를 제작했습니다.여기에는 ASME PTC 22–2014가 포함됩니다.이러한 ASME 성능 테스트 코드는 가스 터빈 테스트에 대한 국제적인 인정과 인정을 받았습니다.PTC 22를 포함한 ASME 성능 테스트 코드의 가장 중요하고 차별화되는 단일 특성은 측정의 테스트 불확도가 테스트의 품질을 나타내며 상용 공차로 사용되지 않는다는 것입니다.

참고 항목

참고문헌

  1. ^ Wragg, David W. (1973). A Dictionary of Aviation (first ed.). Osprey. p. 141. ISBN 9780850451634.
  2. ^ Sonntag, Richard E.; Borgnakke, Claus (2006). Introduction to engineering thermodynamics (Second ed.). John Wiley. ISBN 9780471737599.
  3. ^ a b c d Eckardt, Dietrich (2014). "3.2 Early Attempts with the Gas Turbine Principle". Gas Turbine Powerhouse. Oldenbourg Verlag Munchen. ISBN 9783486735710.
  4. ^ Zhang, B. (14 December 2014). Lu, Yongxiang (ed.). A History of Chinese Science and Technology: Volume 3. Springer Berlin Heidelberg. pp. 308–310. ISBN 978-3662441626.
  5. ^ "Massachusetts Institute of Technology Gas Turbine Lab". Web.mit.edu. 27 August 1939. Retrieved 13 August 2012.
  6. ^ 영국 특허 제1833호 – Motive Power 획득 및 적용, & c. 운동 조달 및 야금 작업 촉진을 위한 가연성 공기 상승 방법
  7. ^ "History – Biographies, Landmarks, Patents". ASME. 10 March 1905. Retrieved 13 August 2012.
  8. ^ a b 눈, 231-232쪽.
  9. ^ Bakken, Lars E et al., p.83-88. "순출력을 부여한 최초의 가스터빈 100주년: æ지디우스 엘링에 대한 헌사"ASME. 2004
  10. ^ Armstrong, F.W (2020). "Farnborough and the Beginnings of Gas Turbine Propulsion" (PDF). Journal of Aeronautical History. Royal Aeronautical Society.
  11. ^ "Welcome to the Frank Whittle Website". www.frankwhittle.co.uk. Archived from the original on 13 February 2012. Retrieved 22 October 2016.
  12. ^ Kreith, Frank, ed. (1998). The CRC Handbook of Mechanical Engineering (Second ed.). US: CRC Press. p. 222. ISBN 978-0-8493-9418-8.
  13. ^ "University of Bochum "In Touch Magazine 2005", p. 5" (PDF). Archived from the original (PDF) on 13 March 2012. Retrieved 13 August 2012.
  14. ^ Brun, Klaus; Kurz, Rainer (2019). Introduction to Gas Turbine Theory (4 ed.). Solar Turbines Incorporated. p. 15. ISBN 978-0-578-48386-3.
  15. ^ 1996년 존 골리입니다"제트: 프랭크 휘틀과 제트 엔진의 발명."ISBN 978-1-907472-00-8
  16. ^ Eckardt, D. and Rufli, P. "Advanced Gas Turbine Technology – ABB/BBC Historical Firsts", ASME J. Eng.가스터브.전력, 2002, 페이지 124, 542–549
  17. ^ Giffard, Hermione (10 October 2016). Making Jet Engines in World War II: Britain, Germany, and the United States. University of Chicago Press. ISBN 978-0-226-38859-5.
  18. ^ 에카르트, D. "가스 터빈 발전소"2014. ISBN 978-3-11-035962-6
  19. ^ "Post War Advances in Propulsion". The Times. 15 June 1953. p. 20. Retrieved 8 January 2021.
  20. ^ Nunn, Robert H (25 February 1977). The Marine Gas Turbine-The UK Provides a Case Study in Technological Development (PDF) (Report). US Office of Naval Research. p. 5. Archived (PDF) from the original on 19 April 2021.
  21. ^ Langston, Lee S. (6 February 2017). "Each Blade a Single Crystal". American Scientist. Retrieved 25 January 2019.
  22. ^ Hada, Satoshi; et al. "Test Results of the World's First 1,600C J-series Gas Turbine" (PDF). Archived from the original (PDF) on 16 October 2015. Retrieved 15 October 2015.
  23. ^ "Gas Turbines breaking the 60% efficiency barrier". Cogeneration & On-Site Power Production. 5 January 2010. Archived from the original on 30 September 2013.
  24. ^ a b c d e f g h i j k 8083 Aviation Maintenance Technician Handbook–Powerplant Volume 1 (PDF). USA: Federal Aviation Administration. 2018. ISBN 978-0983865810.
  25. ^ a b c A&P Powerplant Textbook (3rd ed.). Jeppeson. 2011. ISBN 978-0884873389.
  26. ^ Waumans, T.; Vleugels, P.; Peirs, J.; Al-Bender, F.; Reynaerts, D. (2006). Rotordynamic behaviour of a micro-turbine rotor on air bearings: modelling techniques and experimental verification, p. 182 (PDF). ISMA. International Conference on Noise and Vibration Engineering. Archived from the original (PDF) on 25 February 2013. Retrieved 7 January 2013.
  27. ^ 크리스토퍼, 존.히틀러의 X-Plane을 위한 경쟁 (The Mill, Gloucestershire:역사출판사, 2013), p.74.
  28. ^ 크리스토퍼, 75쪽.
  29. ^ Nalepa, Krzysztof; Pietkiewicz2, Paweł; Żywica, Grzegorz (November 2009). "Development of the foil bearing technology" (PDF). Technical Sciences. 12: 229–240. doi:10.2478/v10022-009-0019-2 (inactive 1 August 2023). S2CID 44838086. Retrieved 1 March 2022.{{cite journal}}: CS1 메인 : 2023년 8월 기준 DOI 비활성화 (링크)
  30. ^ Agrawal, Giri L. (2 June 1997). Foil Air/Gas Bearing Technology – An Overview. ASME 1997 International Gas Turbine and Aeroengine Congress and Exhibition. pp. V001T04A006. doi:10.1115/97-GT-347. ISBN 978-0-7918-7868-2. Retrieved 23 July 2018.
  31. ^ Hazel, Brian; Rigney, Joe; Gorman, Mark; Boutwell, Brett; Darolia, Ram (2008). "Development of Improved Bond Coat for Enhanced Turbine Durability". Superalloys 2008 (Eleventh International Symposium). Superalloys. US: The Minerals, Metals & Materials Society. pp. 753–760. doi:10.7449/2008/Superalloys_2008_753_760. ISBN 978-0-87339-728-5.
  32. ^ "터빈 블레이드용 코팅"
  33. ^ A.W. 제임스 외."가스터빈: 운전 조건, 구성 요소 및 재료 요구 사항"
  34. ^ 타마린, Y. 터빈 블레이드용 보호 코팅.2002. ASM 인터내셔널.pp 3-5
  35. ^ A. Nowotnik "니켈 기반 초합금"
  36. ^ Latief, F.H.; Kakehi, K. (2013) "알루미늄화된 Ni계 단결정 초합금의 크리프 거동에 대한 재함량 및 결정학적 배향의 영향"재질 & 디자인 49:485-492
  37. ^ Caron P., Khan T. "단결정 가스터빈 블레이드 적용을 위한 Ni 기반 초합금의 진화"
  38. ^ Dick, Erik (2015). "Thrust Gas Turbines". Fundamentals of Turbomachines. 109.
  39. ^ a b Robb, Drew (1 December 2017). "Aeroderivative gas turbines". Turbomachinery International Magazine. Retrieved 26 June 2020.
  40. ^ Smith, R. P. (1996). Power generation using high efficiency aeroderivative gas turbines. International Conference on Opportunities and Advances in International Electric Power Generation (Conf. Publ. No. 419). Durham, UK. pp. 104–110. doi:10.1049/cp:19960128.
  41. ^ "Vulcan APU startup". Archived from the original (video) on 13 April 2013.
  42. ^ "Bristol Siddeley Proteus". Internal Fire Museum of Power. 1999. Archived from the original on 18 January 2009.
  43. ^ "Jet Racer". Scrapheap Challenge. Season 6. UK. 2003. Retrieved 13 March 2016.
  44. ^ a b c d Schreckling, Kurt (1994). Gas Turbines for Model Aircraft. Traplet Publications. ISBN 978-0-9510589-1-6.
  45. ^ Kamps, Thomas (2005). Model Jet Engines. Traplet Publications. ISBN 978-1-900371-91-9.
  46. ^ Langston, Lee S. (July 2012). "Efficiency by the Numbers". Archived from the original on 7 February 2013.
  47. ^ Kellner, Tomas (17 June 2016). "Here's Why The Latest Guinness World Record Will Keep France Lit Up Long After Soccer Fans Leave" (Press release). General Electric.
  48. ^ "HA technology now available at industry-first 64 percent efficiency" (Press release). GE Power. 4 December 2017.
  49. ^ "GE's HA Gas Turbine Delivers Second World Record for Efficiency" (Press release). GE Power. 27 March 2018.
  50. ^ Ratliff, Phil; Garbett, Paul; Fischer, Willibald (September 2007). "The New Siemens Gas Turbine SGT5-8000H for More Customer Benefit" (PDF). VGB PowerTech. Siemens Power Generation. Archived from the original (PDF) on 13 August 2011. Retrieved 17 July 2010.
  51. ^ Capehart, Barney L. (22 December 2016). "Microturbines". Whole Building Design Guide. National Institute of Building Sciences.
  52. ^ "크라이슬러 가스터빈 차량의 역사" Engineering Section 1979 발행
  53. ^ 2008년 5월 11일 회수된 "크라이슬러, 엑스너 컨셉트1940년부터 1961년까지"
  54. ^ Bladon Jets와 Jaguar Land Rover, 가스 터빈 전기 자동차 프로젝트를 위한 자금 지원 획득 2012년 3월 13일 Wayback Machine에서 보관
  55. ^ "Gas Turbines For Autos". Popular Science. 146 (8): 121. May 1946. Retrieved 13 March 2016.
  56. ^ Bobbitt, Malcolm (2007) [1994]. "III – Gas-Turbines and the Jet Era". Rover P4 Series (revised ed.). Dorchester, UK: Veloce Publishing. pp. 84–87. ISBN 978-1-903706-57-2. Retrieved 17 October 2014.
  57. ^ Depreux, Stephane (February 2005). "Rétromobile 2005". Classics.com. Archived from the original on 16 December 2018.
  58. ^ "Gas Turbine Auto". Popular Mechanics. 101 (3): 90. March 1954.
  59. ^ Turunen, W.A.; Collman, J.S. (1966). "The General Motors Research GT-309 Gas Turbine Engine". Transactions. SAE Technical Paper Series. Society of Automotive Engineering. 74: 357–377. doi:10.4271/650714. JSTOR 44554219.
  60. ^ a b "Turbo Plymouth Threatens Future of Standard". Popular Science. 165 (1): 102. July 1954. Retrieved 13 March 2016.
  61. ^ "Chrysler turbine engines and cars". Allpar.com. Retrieved 13 March 2016.
  62. ^ "Italy's Turbo Car Hits 175 m.p.h." Popular Mechanics. 165 (1): 120. July 1954. Retrieved 13 March 2016.
  63. ^ Holderith, Peter (24 March 2021). "We Found Ford's Incredible Turbine-Powered Semi-Truck 'Big Red' That's Been Lost for Decades". The Drive. US. Retrieved 27 March 2021.
  64. ^ " Big Red " Experimental Gas Turbine Semi Truck 1964 New York World's Fair XD10344. Ford Motor Company. 1966. Archived from the original on 30 October 2021. Retrieved 4 September 2020 – via YouTube.
  65. ^ Holderith, Peter (19 August 2020). "Ford's Giant Turbine Semi-Truck 'Big Red' Is Lost Somewhere in the American Southeast". The Drive. US. Retrieved 21 August 2020.
  66. ^ Dnistran, Iulian (20 April 2021). "The story of Turbo Titan - Chevy's long-lost gas turbine truck". TopSpeed. Retrieved 12 September 2022.
  67. ^ Linden, Lawrence H.; Kumar, Subramanyam; Samuelson, Paul R. (December 1977). Issues in Federally Supported Research on Advanced Automotive Power Systems. Division of Policy Research and Analysis, National Science Foundation. p. 49. hdl:1721.1/31259.
  68. ^ 린든, 53페이지.
  69. ^ Verrelli, L. D.; Andary, C. J. (May 1972). "Exhaust Emission Analysis of the Williams Research Gas Turbine AMC Hornet". National Technical Information Service. OSTI 5038506. PB218687.
  70. ^ Norbye, Jan P. (March 1971). "Tiny 80-HP gas turbine to power compact car". Popular Science. 198 (3): 34. Retrieved 13 March 2016.
  71. ^ Ludvigsen, Karl (November 1971). "Williams Turbine Takes the Road". Motor Trend. 23 (11).
  72. ^ Norbye, Jan P.; Dunne, Jim (September 1973). "Gas turbine car: it's now or never". Popular Science. 302 (3): 59.
  73. ^ Roy, Rex (2 January 2009). "Coal in Your Stocking? Fuel up the Cadillac!". The New York Times.
  74. ^ "This Oldsmobile was powered by a coal-burning turbine engine". 16 January 2017.
  75. ^ "GM made a coal-powered car in the 80s". 20 March 2018.
  76. ^ "Article in Green Car". Greencar.com. 31 October 2007. Archived from the original on 13 August 2012. Retrieved 13 August 2012.
  77. ^ Nagy, Chris (1 October 2010). "The Electric Cat: Jaguar C-X75 Concept Supercar". Automoblog.net. Retrieved 13 March 2016.
  78. ^ "Turbine Drives Retired Racing Car". Popular Science: 89. June 1955. Retrieved 23 July 2018.
  79. ^ "The history of the Howmet TX turbine car of 1968, still the world's only turbine powered race winner". Pete Stowe Motorsport History. June 2006. Archived from the original on 2 March 2008. Retrieved 31 January 2008.
  80. ^ Brophy, Jim (2 June 2018). "Bus Stop Classics: General Motors (GM) Turbo Cruiser I, II and III Urban Transit Coaches – Maverick (Top Gun), Your Bus is Here..." Curbside Classic. Retrieved 12 September 2022.
  81. ^ "Serial Hybrid Busses for a Public Transport scheme in Brescia (Italy)". Draft.fgm-amor.at. Archived from the original on 16 March 2012. Retrieved 13 August 2012.
  82. ^ Kay, Antony L. (2002). German jet engine and gas turbine development 1930 – 1945. Airlife. ISBN 9781840372946.
  83. ^ Fletcher, David (2017). "Gas Turbine Jagdtiger". tankmuseum.org.
  84. ^ Ogorkiewicz, Richard M. (1991). Technology of Tanks. Jane's Information Group. p. 259. ISBN 9780710605955.
  85. ^ Walsh, Philip P.; Fletcher, Paul (2004). Gas Turbine Performance (2nd ed.). John Wiley and Sons. p. 25. ISBN 978-0-632-06434-2.
  86. ^ "The first marine gas turbine, 1947". Scienceandsociety.co.uk. 23 April 2008. Retrieved 13 August 2012.
  87. ^ 쇠뢰벤급 어뢰정, 1965년 웨이백 머신에서 2011년 11월 15일 보관
  88. ^ Willemoes급 어뢰/유도탄정, 1974년 8월 20일 웨이백 머신에서 보관
  89. ^ 고속 미사일정
  90. ^ "US Coast Guard Historian's website, USCGC Point Thatcher (WPB-82314)" (PDF). Retrieved 13 August 2012.
  91. ^ "Operation of a Marine Gas Turbine Under Sea Conditions". Journal of the American Society for Naval Engineers. 66 (2): 457–466. 2009. doi:10.1111/j.1559-3584.1954.tb03976.x.
  92. ^ Future Ship Powering Options: Exploring alternative methods of ship propulsion. Royal Academy of Engineering Prince Philip House. 2013. ISBN 9781909327016.
  93. ^ 해군교육훈련프로그램개발센터 해양가스터빈 소개(1978) 해군교육훈련지원사령부, pp. 3
  94. ^ National Research Council(미국) 해상산업 혁신(1979) 해상교통연구위원회, 127-131쪽
  95. ^ "Jetfoil/hydrofoil Historical Snapshot". Boeing.
  96. ^ "GE – Aviation: GE Goes from Installation to Optimized Reliability for Cruise Ship Gas Turbine Installations". Geae.com. 16 March 2004. Archived from the original on 16 April 2011. Retrieved 13 August 2012.
  97. ^ "CFD for Aero Engines" (PDF). HCL Technologies. April 2011. Archived from the original (PDF) on 9 July 2017. Retrieved 13 March 2016.
  98. ^ Chrystie, R; Burns, I; Kaminski, C (2013). "Temperature Response of an Acoustically Forced Turbulent Lean Premixed Flame: A Quantitative Experimental Determination". Combustion Science and Technology. 185: 180–199. doi:10.1080/00102202.2012.714020. S2CID 46039754.
  99. ^ Çengel, Yunus A.; Boles., Michael A. (2011). 9-8. Thermodynamics: An Engineering Approach (7th ed.). New York: McGraw-Hill. p. 510.
  100. ^ "MHI Achieves 1,600 °C Turbine Inlet Temperature in Test Operation of World's Highest Thermal Efficiency "J-Series" Gas Turbine". Mitsubishi Heavy Industries. 26 May 2011. Archived from the original on 13 November 2013.
  101. ^ Brain, Marshall (1 April 2000). "How Gas Turbine Engines Work". Science.howstuffworks.com. Retrieved 13 March 2016.

추가열람

외부 링크