Spaľovacia turbína

thumb|400px|Schéma spaľovacej turbíny:<br>
1 – Vstup<br> 
2 – Nízkotlakový kompresor<br> 
3 – Vysokotlakový kompresor<br> 
4 – Spaľovacia komora<br> 
5 – vysokotlaková(-é) turbína (-y) a vystupná dýza<br> 
6 – Horúca časť<br> 
7 – Turbína<br> 
8 – Spaľovacia komora<br> 
9 – Chladná časť<br> 
10 – Vstup vzduchu
[thumb|Prúdový motor [Pratt & WHittney.]]
**Spaľovacia turbína** je tepelný stroj ktorého pracovnou látkou sú spaliny vzniknuté spaľovaním paliva v spaľovacej komore. Vstreknuté palivo sa spaľuje so vzduchom ktorý sa predtým stláča v kompresore. Spaliny pri prechode turbínou odovzdávajú jej lopatkám svoju kinetickú energiu.

Spaľovacia turbína patrí do skupiny spaľovacích motorov s vnútorným spaľovaním pretože spaľovacia komora je jej súčasť.

## Princíp práce
Kompresor spaľovacej turbíny väčšinou riešený ako lopatkový turbokompresor nasáva atmosférický vzduch ktorý stláča na vyšší tlak sprevádzaný vzostupom teploty. Stlačený vzduch sa vedie do spaľovacej komory kam sa priebežne vstrekuje palivo ktoré sa v stlačenom vzduchu spaľuje. Pretože spaľovacia komora nie je uzavretá ale vedie spaliny na lopatky turbíny dochádza len k miernemu nárastu tlaku spalín. Energia získaná spálením paliva sa premení hlavne na tepelnú a kinetickú energiu spalín. Na lopatkách turbíny sa časť energie spalín premieňa na mechanickú tým že roztáča rotor turbíny. Časť vytvorenej mechanickej energie sa odvedie hriadeľom časť sa použije na pohon turbokompresora. Zvyšná časť ostáva vo forme tepelnej a kinetickej energie spalín.

Pretože spaľovanie prebieha pri približne konštantnom tlaku takáto turbína sa nazýva aj *izobarická* alebo *rovnotlaková*. Jej zjednodušený teoretický model opisuje Eriksonov-Braytonov cyklus alebo Jouleov-Braytonov cyklus pri predpoklade izotermickej kompresie a expanzie a úplnej regenerácie tepla.

## Konštrukčné riešenia
Termodynamická a celková účinnosť rovnotlakových turbín je v jednoduchom *jednohriadeľovom* usporiadaní nízka pohybuje sa na úrovni 30 až 50% účinnosti vznetových motorov. 

Pre dosiahnutie vhodných vlastností na rôzne účely použitia sa turbíny konštruujú v *dvojhriadeľovom* prípadne *viachriadeľovom* usporiadaní. Jednotlivé hriadele spájajú turbínu s kompresorom alebo odvádzajú účinný výkon z turbíny von. Takéto riešenia obsahujú viaceré kompresory a viaceré turbíny ktoré sú pneumaticky zapojené do série. To znamená že vzduch alebo spaliny prechádzajú postupne dvoma a viac obežnými kolesami a v každom sa zväčšuje kompresia alebo expanzia. Pre ďalšie zlepšenie účinnosti môže byť do cesty zaradený aj výmenník tepla v ktorom odchádzajúce spaliny ohrievajú prichádzajúci vzduch.

### Kompresor
Kompresory spaľovacej turbíny sa podľa prevažujúceho prúdenia vzduchu rozdeľujú na:
* *osové (axiálne)* – v ktorých vzduch prúdi prevažne v smere osi rotácie rotora.

* *odstredivé (radiálne)* – v ktorých sa smer prúdenia mení ale na významnej časti dráhy je kolmý na os rotácie rotora.

## Vlastnosti spaľovacích turbín
V porovnaní s piestovými spaľovacími motormi majú turbíny **výhody**:
* nižší obsah škodlivín v spalinách
* malé nároky na kvalitu paliva
* vysoká pravidelnosť chodu a malá nevyváženosť
* ľahká štartovateľnosť
* nízka výkonová hmotnosť
* lepší priebeh točivého momentu z hľadiska trakčných požiadaviek
* schopnosť spracovávať nízke teplotné a tlakové spády často inak nevyužiteľné,

ale aj **nevýhody**:
* vysoká merná spotreba paliva z dôvodu nízkych teplotných spádov – 700 °C krátkodobo 1 400 °C
* z toho vyplývajúca nízka účinnosť
* malé akceleračné schopnosti
* vysoké tepelné namáhanie lopatiek a z toho vyplývajúca nízka životnosť
* vyššia hlučnosť

## Využitie spaľovacích turbín
Spaľovacie turbíny našli uplatnenie na pohon:
* *cestných [[vozidlo|vozidiel]]* – s výkonom 100 – 500 kW
** *[[tank]]ov*
* *[[rušeň|rušňov]]* – s výkonom 1 300 – 3 550 kW rôzne riešenia s 15 až 23 stupňovým kompresorom a 4 až 11 stupňovou turbínou
* *[[lietadlo|lietadiel]]*
** *v [[turbovrtuľový motor|turbovrtuľových jednotkách]]* – využívajúcich prácu turbíny na pohon vrtule
** *ako turbokompresorové [[Reaktívny motor|prúdové motory]]* – využívajúcich väčšiu časť energie spalín na vyvodenie reaktívnych síl
** *ako [[náporový motor|náporové motory]]* – bez kompresora, stlačenie vzduchu sa dosahuje rýchlosťou letu
* *[[loď|lodí]]* – s výkonom až do 100 000 kW

## Zdroje
* Trnka J. Urban J.: *Spaľovacie motory*. Alfa Bratislava 1992.

## Iné projekty