כחול 75 - יולי 2018
חופש גדול רגוע והמון הפלגות כיפיות לכולם!



 
דף הבית > כתבות טכניות > המנוע ומערכת הדלק > טורבינות גז
טורבינות גז
טורבינות גז
גליון 26

מהנדס כלי השיט יוחנן ממן מספר על ה"דבר הבא" בנושא הנעת יאכטות:
לפני כשנתיים במהלך הפלגה בסרדיניה, הייתי עד למחזה מתעתע למדי: משהו שנראה כמו כלי שיט נע לרוחב קו האופק במהירות לא הגיונית. המשקפת גילתה כי אכן מדובר בכלי שיט מנועי, שחזותו מזכירה סרטי מדע בדיוני, המרחף על פני המים במהירות כמעט "בדיונית". מיד לאחר עגינה במרינה הקרובה הלכתי לרציף ה"סופר יאכטות" וגיליתי כי זו יאכטה מנועית מבית "Wally " היוקרתי, אורכה 118 רגל והיא בעלת דחי של 81 טונות, המצוידת ב 3 טורבינות המספקות 5,600 כ"ס כל אחת, ומגיעה למהירות של 70 קשר(!).
תחנות כוח (גנראטורים), מטוסי סילון, הליקופטרים הן מספר דוגמאות בהן נעשה שימוש בטורבינה על מנת לייצר כוח. טורבינת גז נקראת כך על מנת להבדילה מטורבינת קיטור (או טורבינות מים) אך היא עושה שימוש בכל מיני דלקים כולל דלק סילוני, בנזין ודיזל.
הטורבינה בתצורתה הבסיסית ביותר הינה מנוע סיבובי הבנוי ממדחס, תא בעירה ומניפה רב להבית. חלקי הטורבינה מסודרים בטור על גבי ציר מרכזי. אוויר שנכנס לטורבינה דרך כונסי אוויר גדולים במיוחד ובלחץ אטמוספרי עובר דרך המדחס שמעלה את לחץ האוויר בצורה משמעותית לפני כניסתו אל תא הבעירה. בתא הבעירה האוויר הדחוס מתערבב עם רסס מאוד דק וחזק של דלק. התערובת נדלקת וממשיכה לזרום אל מניפת הטורבינה. תערובת זו הינה גז בטמפרטורה גבוהה יותר, מהירות גבוהה יותר ונפח גדול יותר בהשוואה לאוויר הנכנס. אנרגיה עצומה זו גורמת לסיבוב מניפת הטורבינה במהירות גבוהה. מאחר והמניפה מותקנת על גבי הציר המרכזי למעשה הציר המסתובב משמש להנעה של המדחף, להאצה של מים במנועי סילון (Jet ) כמו ב 118 Wallypower , לסיבוב המדחס (בשלב כניסת האוויר) ועוד. האוויר החם ביותר עובר דרך מערכות אחרות (כמו מחליפי חום) לניצול טוב יותר של האנרגיה הטמונה בו ולאחר מכן נפלט החוצה בטמפרטורות נמוכות יותר.
הטורבינות הראשונות בשימוש ימי היו בעלות ניצולת טרמית (35%) נחותה מזו של מנועי דיזל (43%), אך כיום ניתן להגיע לניצולת טרמית של עד 60%.
יתרונן הגדול של טורבינות הגז הוא ביחס כוח-למשקל שאין שני לו בעולם מנועי הבעירה הפנימיים, יתרון מוחץ בכלי שיט קטנים-בינוניים, מהירים (יאכטות מנועיות, מעבורות מהירות וכלי שיט צבאיים). מנועים רגילים יכולים להגיע למשקל של עד פי 10 מטורבינה בעלת הספק זהה. יתרון דומה נוסף הינו המקום הקטן יחסית שתופסת טורבינה לעומת מנועי בעירה פנימיים בעלי הספק דומה.
לטורבינות הגז מספר חסרונות: החסרון העיקרי הוא מחירן הגבוה מאוד. דבר זה נובע ממגבלות חומרים קיימים: חלקי טורבינה רבים עשויים מחומרים יקרים ובעלי מידות מדויקות ביותר, על מנת לעמוד בעומסי החום ובמהירויות סיבוב גדולות ביותר (עשרות אלפי סל"ד). חסרון נוסף הוא הצורך בפתחי כניסה ויציאת אוויר גדולים במיוחד (כונסי האוויר של היאכטה מבית Wally , מזכירים את כונסי האוויר של מטוסי קרב אימתניים) דבר העומד בסתירה לעקרונות בטיחות כלי שיט. גם תצרוכת דלק הגדולה בעשרות אחוזים (יכולה להגיע גם למאות אחוזים) לעומת מנועי בעירה פנימית רגילים, מהווה חסרון לא מבוטל.
בדרך כלל טורבינות גז אינן מותקנות כמנוע בלעדי בכלי שיט מאחר והן אינן יעילות במהירויות נמוכות ומשתנות. הסידור המצוי הינו מנועי דיזל למהירויות תמרון ומעבר לשימוש בטורבינה לצורך הפלגות ממושכות במהירות גבוהה, קבועה יחסית.
נכון להיום טורבינות להנעת כלי שיט הן נחלתם של עשירים מופלגים אך ישנן חברות העסוקות בפיתוח (ואף בייצור, אם כי מצומצם) של טורבינות קטנות וזולות יחסית ולדעתי לא ירחק היום בו הן תהיינה חלופה מציאותית למנועי בעירה פנימית.
לשאלות ולמידע נוסף ניתן לפנות בדוא"ל ליוחנן ממן: marexp@gmail.com
תגובות
שם הכותב
כותרת

טוען תגובות..
© כל הזכויות שמורות | טלפון: 03-6950950 | פקס: 03-6957282
<