Okręty wojenne - napęd

[Michał_86]

Witam

Mógłbym prosić o krótki opis ewolucji napędu okrętowego od Napoléon (1852) do napędu atomowego?

[Maciej3]

Najpierw były żagle.
Potem ktoś na lądzie ( nazywał się bodajże James Watts ) wymyślił maszynę parową. Więc zamontowano ją na okręcie, początkowo jako maszynę pomocniczą.
Para była wytwarzana w kotle ( podgrzewano wodę przy pomocy spalania węgla ), jak się zebrało odpowiednie ciśnienie, to była przekazywana do tłoka który się przesuwał. Ktoś tam wpadł na pomysł, że para która wylatuje z tłoka jeszcze ma sporo energii, więc można dać na wylocie kolejny tłok. Tak powstały maszyny podwójnego rozprężania. Ale z kolei para z 2-go stopnia też miała energię, więc wstawiono kolejny i tak powstały potrójnego rozprężania. Każdy kolejny tłok musiał mieć coraz większą średnicę, więc poza jakimiś wyjątkami maszyn poczwórnego rozprężania nie robiono. O pięciokrotnym nie słyszałem.
Tłok coś tam przesuwał. Początkowo podłączono to do koła z łopatkami które było częściowo zanurzone w wodzie i jak się obracało to powodowało przesunięcie okrętu. Coś jak koło młyńskie tylko w drugą stronę.
Potem ktoś wpadł na pomysł śruby która ostatecznie wygrała z kołem łopatkowym z wielu powodów. ( przez jakiś czas budowano jednostki z kołami łopatkowymi oraz jednostki ze śrubami a potem śruby wygrały - przynajmniej w wojsku ).
Później wymyślono turbiny ( tak po prawdzie to chyba wcześniej - ten pierwszy pojazd napędzany parą opisywany w książkach o samochodach to był turbinowy, ale jakoś do zastosowań praktycznych turbina się na początku nie przyjęła, dopiero sporo po maszynie parowej ).
Turbina ( a więc wałek z szeregiem zamocowanych na nim łopatek ) była nadal napędzana parą z kotła parowego.
I znów jak z kołem łopatkowym budowano równolegle takie i takie okręty, a nawet powstały ( nie ukończone ) okręty z napędem na część śrub z turbinami a na część z maszynami parowymi.
Ostatecznie maszyna parowa przegrała.
W międzyczasie zaczęto przechodzić na opalanie kotłów ropą zamiast węgla. Wszystko to działo się mniej więcej równocześnie. Piszę co się wcześniej zaczęło, ale nie było jakiejś granicy, że do tego roku budujemy to a potem już nie. Wydawałoby się że w Anglii tak było z maszynami tłokowymi, gdzieś koło HMS Dreadnought, ale gdzie tam. Jeszcze w II wojnie powstało sporo okrętów ( ale tych mniejszych i mniej znaczących ) napędzanych maszynami tłokowymi, bo producenci turbin nie wyrabiali, bo mieli zdecydowanie mniejsze moce niż w I wojnie.
W międzyczasie ( ale po turbinie ) na okrętach wojennych pojawiły się silniki wysokoprężne ( popularnie zwane dieslami ). Benzynowe jako napęd okrętów się nie przyjęły, choć przez jakiś czas były używane do napędu maszyn pomocniczych np. prądnic.
Ciężko powiedzieć czy diesle wygrały, czy przegrały. Turbiny były bardziej popularne, ale diesle się trochę rozpowszechniły. Powstało trochę okrętów z napędem dieslowsko/turboparowym.

Jeśli chodzi o jednostki z napędem atomowym ( przynajmniej te pierwsze ) to byłą to klasyczna siłownia z turbiną parową. Tyle że para pochodziła nie od kotła opalanego czymś tam, tylko z chłodzenia reaktora.

Robiono też turbiny gazowe. Zasada ta sama co w parze, tyle że napędza ją gaz.
I znów buduje ( czy budowało ) się okręty z siłownią kombinowaną. Diesle + turbiny gazowe.

Tak przy okazji - to co to za gaz i z czego się bierze? Bo przecież nie z butli naładowanych pod ciśnieniem, bo to technicznie niemożliwe,

[Maciej3]

Aj byłbym zapomniał o dość ważnej sprawie.
Okręty z napędem turbinowym na początku miały turbinę połączoną na sztywno z wałem napędowym. Był to kompromis - czyli rozwiązanie z którego każdy jest niezadowolony. Bo turbina pracuje ekonomicznie jak się obraca szybko ( kila czy kilkanaście tys obrotów na minutę ) a śruba jak wolno. Najlepiej sto parędziesiąt obrotów na minutę, niech będzie 200 parę.
W związku z czym napędy turbinowe pierwszego pokolenia były nieekonomiczne przy prędkościach marszowych i spalały dużo paliwa.
Rozwiązanie pierwsi wymyślili najwięksi konserwatyści czyli Anglicy.
Zrobili przekładnie zębate. Pierwszy większy okręt to "wielki krążownik lekki typu Couregaous". Potem Hood.
Amerykanie poszli w kierunku napędu turboelektrycznego. Czyli turbiny napędzały solidne generatory prądu a śruby były napędzane przez silniki elektryczne.
Niemcy coś tam kombinowali z przekładnią hydrauliczną, ale to się nie przyjęło. Chyba dlatego, że były na tej przekładni spore straty mocy ( kilka czy kilkanaście procent ) i pewnie komplikacja czy masa tego rozwiązania też miała coś do powiedzenia.
Ostatecznie ( przynajmniej do końca II wojny ) wygrały zębate przekładnie redukcyjne. W czasie II wojny najdalej poszli Amerykanie i zastosowali dwustopniowe przekładnie redukcyjne co pozwoliło jeszcze bardziej przyśpieszyć turbinę i jednocześnie spowolnić śrubę.
Inni używali tylko jednostopniowych.

[Speedy]

Hejka

Robiono też turbiny gazowe. Zasada ta sama co w parze, tyle że napędza ją gaz.
I znów buduje ( czy budowało ) się okręty z siłownią kombinowaną. Diesle + turbiny gazowe.

Tak przy okazji - to co to za gaz i z czego się bierze? Bo przecież nie z butli naładowanych pod ciśnieniem, bo to technicznie niemożliwe,

Gaz się bierze z wytwornicy gazu. Na dobrą sprawę jest to po prostu gorące powietrze (bardzo gorące; nie wiem jak na okrętach, pewnie nie ma tam aż takich ekstremów, ale w nowoczesnych silnikach turboodrzutowych temperatura na pierwszym stopniu turbiny sięga 1800 st.C). Wytwornica gazów to jest generalnie taki "palnik", a raczej komora spalania, do której wtłaczane jest powietrze i paliwo. Paliwo spala się, podgrzewając powietrze. W efekcie powstaje ów właśnie gaz roboczy, mieszanina gorącego powietrza i spalin, który rozprężając się napotyka po drodze turbinę i kręci nią, a turbina napędza okręt czy coś tam. No i oczywiście napędza też sprężarkę, tłoczącą powietrze do wytwornicy gazu.
Zaletą turbin z okrętowego punktu widzenia jest olbrzymia moc jednostkowa, pozwalająca pływać bardzo szybko, mimo względnie niewielkiej i lekkiej siłowni, oraz względnie prosta, niezawodna konstrukcja. Ponadto turbina gazowa ma ekstremalnie krótki czas rozruchu, czas od zimnego startu do osiągnięcia mocy maksymalnej nawet w ogromnych siłowniach okrętowych jest rzędu kilku minut. Wadą jest wytwarzanie wielkich ilości gorących spalin (duży ślad termiczny okrętu) i mało ekonomiczna praca na niskich obrotach. Dlatego siłownie takie często się projektuje jako kombinowane, w rodzaju CODAG (Combined Diesel And Gas-turbine): do marszu z prędkością ekonomiczną wykorzystuje się w nich silniki Diesla, zaś dla osiągnięcia prędkości maksymalnej np. w warunkach bojowych, uruchamiane są dodatkowo turbiny gazowe. Sztuczka ta ma kilka odmian; np. CODOG - Combined Diesel Or Gas-turbine, w której przy prędkości max. pracują tylko turbiny a diesle są wyłączane, a także, analogicznie, COGAG i COGOG - Combined Gas- And (Or) Gas-turbine, w których siłownię stanowią dwa zespoły turbin gazowych, jedne optymalizowane do pracy w zakresie prędkości ekonomicznej (czyli o mniejszej mocy) a drugie - do prędkości maksymalnej (o wielkiej mocy), włączane jednocześnie lub zamiennie.

[JacekZ]

Co do parowych maszyn tłokowych na okrętach II WS to w niektórych jednostkach maszyny dziedziczono po pierwotnym cywilnym przeznaczeniu jeśli np trawler rybacki zostawał trałowcem to dalej napędzała go parowa maszyna tłokowa. Takie siłownie były dobrze znane mobilizowanym rezerwistom ze statków rybackich, wielorybniczych czy niewielkich frachtowców. Ważna ponadto była duża dostępność części które nierzadko mogła wykonać firma dysponująca o wiele prostszym parkiem maszynowym oraz zaplecze remontowe dla takich siłowni dostępne w niewielkich portach.
Przekładnie hydrauliczne (dokładniej hydrokinetyczne) zaczęły swą historię w szczecińskim Vulcanie (inż. Konrad Foetinger). Na próbach przekładnia wypadła lepiej niż się jej konstruktor spodziewał, choć nie sprawdziła się na morzu to od niej wywodzą się przekładnie stosowane w kolejnictwie, pojazdach roboczych i automatycznych skrzyniach biegów w samochodach.
Źródłem gazu dla okrętowej turbiny gazowej jest bardzo często odpowiednio zmodyfikowany turboodrzutowy silnik lotniczy zasilający właściwą turbinę napędzającą śrubę.

[Gregski]

Bo turbina pracuje ekonomicznie jak się obraca szybko ( kila czy kilkanaście tys obrotów na minutę

Tu chyba odrobinę przesadziłeś...

[Colonel]

Po co odgrzewanie starego tematu w taki sposób. Wystarczy poszukać chocby po Wiki, bez wiekszego wysiłku... a potem odszczekać.

[Teller]

Z mojego punktu widzenia, to temat na taki spory "lotniskowiec Tellera" w starym stylu z Iron Cats. No, ale tak parę uwag na szybko.

Silniki wysokoprężne (żadne tam silniki Diesla) nie przyjęły się w siłowniach okrętowych z jednego powodu -- zbyt małej mocy jednostkowej. Radziłbym sobie Panom poczytać trochę o kolejnictwie, tam ten problem byl onegdaj bardzo widoczny . Już w latach 30-tych nie było problemem zbudowanie parowozu tłokowego o mocy 6 tysięcy KM, ale zrobienie lokomotywy o napędzie wysokoprężnym i zbliżonej mocy jednostki napędowej było nawet w latach 60-tych potężnym wyzwaniem. Prawdę mówiąc, Union Pacific, prokurując następcę dla kultowego typu 4000 Big Boy, szybciej dorobiła się lokomotyw turbogazowych o wielkiej mocy (równie kultowy typ 8500 Big Blow), niż wysokoprężnych (niemniej kultowy DDA-40X Centennial). Ten sam problem, w większym zakresie mocy, występuje w przypadku siłowni okrętowych -- turbozespół parowy o wydajności 50 tysięcy KM z pojedynczego wału napędowego jest o wiele łatwiejszy do wykonania, niż porównywalny silnik wysokoprężny.

Poza tym silniki wysokoprężne mają poważny problem, jakim są drgania, wytwarzane podczas pracy. Tu znów pozornie humorystyczne porównanie -- stare jeziorowe statki wycieczkowe o napędzie parowym mają kadłuby w doskonałym stanie nawet po stuletniej pracy. Nowsze, o napędzie wysokoprężnym, idą na złom po kilkudziesięciu latach, bo kadłub, poddany wieloletnim drganiom, nie jest w stanie dłużej utrzymać szczelności. Podobnie rzecz się ma w przypadku dużych siłowni okrętowych.

Generalnie każdy napęd, opisywany przez Macieja3 ma swoje zalety. Maszyna tłokowa jest nawrotna -- może pracować przy marszu wstecz w identycznym trybie i z identyczną mocą, jak przy marszu naprzód; to tylko kwestia przełożenia jednej dźwigni w rozrządzie pary. W przypadku turbiny to niestety wykluczone. Dlatego maszyny tłokowe jeszcze długo po rozpowszechnieniu napędu turbinowego były preferowane dla jednostek o wymaganej dużej manewrowości, przede wszystkim holowników portowych. Poza tym maszyna tłokowa ma dobre charakterystyki ekonomiczne w dużym zakresie prędkości, a turbina parowa jest naprawdę wydajna tylko przy wysokich obrotach. Kolejną zaletą maszyny tłokowej jest cicha praca (mało drgań) i solidna konstrukcja, odporna na uderzenia i zdolna do pracy w zanurzeniu (jedno i drugie przydaje się w boju), tudzież łatwość napraw.

Zalet turbin wobec maszyny parowej nie będę wymieniał, bo wałkowano to w istocie nieraz w prawie każdej książce o rozwoju okrętów wojennych, więc niech się męczą inni . Przypomnę tylko, że i one przeszły swoje etapy 'podwójnego' i 'potrójnego' rozprężania; oryginalnie turbina napędowa miała jeden kadłub i jeden zestaw wieńców. Później ktoś wpadł na pomysł wykorzystania pary odlotowej do napędu drugiej turbiny, tym razem niskociśnieniowej, a potem podłączono obie turbiny do wspólnego wału napędowego. I tak samo, jak stopień niskociśnieniowy maszyny tłokowej często ma dwa cylindry, tak też turbina niskociśnieniowa jest wykonywana w układzie dwuprzepływowym, czyli z dwoma układami wieńców łopatek i kierownic na wspólnym wale.

Generalną wadą napędu parowego, i turbinowego i tłokowego, jest konieczność stosowania kotłowni i długi czas podnoszenia pary, nawet rzędu 12 godzin. Poza tym i jeden i drugi typ wymaga skraplacza, a ten z kolei odpowiedniej dostępności wody chłodzącej. Silnik wysokoprężny można uruchomić bardzo szybko i nie wymaga on dużych ilości czystej wody kotłowej, a zakres chłodzenia jest o wiele mniejszy. Natomiast, jak już powiedziałem, moc jednostkowa i drgania czynią go kłopotliwym w przypadku napędu dużych jednostek o wysokich prędkościach marszu.

Turbina gazowa, podobnie jak silnik wysokoprężny, pozwala się dość szybko uruchomić (choć też wymaga nagrzewania, a silnie rozgrzanego wału nie wolno zastopować natychmiast z uwagi na ryzyko wygięcia). Zaletą jest też brak kotłowni, wadą konieczność studzenia spalin i silnie palne paliwo. Nie mówiac oczywiście o kwestii filtrów powietrza, bo turbina gazowa zużywa go ogromne ilości, więc też chłonie wszystko, co w tym powietrzu jest. Gdy Amerykanie budowali dla Cesarstwa Iranu niszczyciele typu Kurusz (późniejszy typ KIdd), musieli opracować szczególnie skuteczne filtry, bo okręty miały pracować w warunkach obecności drobnego pylu piaskowego, jak to na Bliskim Wschodzie bywa. Tu akurat silnik wysokoprężny jest lepszy, bo mniej powietrzożerny.

A technicznie rzecz biorąc, okrętowa turbina gazowa to po prostu silnik turbowałowy, i działa dokładnie tak samo, jak na samolotach o napędzie turbośmigłowym -- w obu przypadkach moc z wału jest przekazywana poprzez przekładnię zębatą do pędnika, śmigła bądź śruby; nie ma tu żadnej wielkiej filozofii. Zresztą nawet odrzutowce mają turbiny gazowe (tak zwane APU, Auxiliary Propulsion Unit) do nąpędzania osprzętu pokładowego w razie wyłączenia silników głównych.

[Maciej]

Teller, przepraszam, że nie na temat ale muszę to napisać; uwielbiam czytać Twoje wypowiedzi! Naprawdę.

Pozdrawiam,
Maciej

[jarman]

Teller, przepraszam, że nie na temat ale muszę to napisać; uwielbiam czytać Twoje wypowiedzi! Naprawdę.

To ja do tych zachwytów dorzucę parę łyżek dziegciu bo Teller przestawia tu poglady w kilku miejscach co najmniej kontrowersyje. Zastanawiałem się nawet czy cały ten tekst to nie prowokacja, ale potraktowałem go powaznie - więc po kolei:

Silniki wysokoprężne (żadne tam silniki Diesla) nie przyjęły się w siłowniach okrętowych

Silnikami wysokoprężnymi napędzane są tysiące okrętów: patrolowców, trałowców, okrętów podwodnych z napędem spalinowo-elektrycznym, desantowych, transportowców, a wśród większych: korwet, fregat i niszczycieli z bezpośrednim napędem przekładniowym albo częściej kombinowanym (CODOG, CODAG) – jak można więc twierdzić, że silniki wysokoprężne nie przyjęły się w siłowniach okrętowych?

Radziłbym sobie Panom poczytać trochę o kolejnictwie

A ja bym jednak proponował coś o siłowniach okrętowych zamiast kolejnictwa. Jeżeli nie coś technicznego to chociażby „Dwa wieki napędu mechanicznego statków” – świetna praca popularnonaukowa doskonałego znawcy tematu doc. Przemysława Urbańskiego – mojego wykładowcy zresztą.

turbozespół parowy o wydajności 50 tysięcy KM z pojedynczego wału napędowego jest o wiele łatwiejszy do wykonania, niż porównywalny silnik wysokoprężny

To opinia mocno dyskusyjna. Seryjne produkowane silniki wysokoprężne zestawiane są ze standardowych układów cylindrowych, dla których moc pojedynczego przekracza obecnie 18 tys. KM. Nie ma więc problemu z zestawieniem takiej ich ilości jaka potrzebna jest dla osiągnięcia mocy projektowanej siłowni. Elementy konstrukcyjne turbin (zwłaszcza łopatki) są bardziej wymagające materiałowo, a sam obieg wymaga min. kotła, kondensatora, uzdatniania wody kotłowej i na pewno jest trudniejszy w eksploatacji. Przede wszystkim jednak siłownie turboparowe mają znacznie niższą sprawność niż z silnikami wysokoprężnymi. Porównywalne sprawności osiągnęły dopiero współcześnie, ale powierzchnie ogrzewalne ich kotłów budowane są ze specjalnych, wysokowytrzymałych i drogich stali. Wolnoobrotowe silniki wysokoprężne to standard niemal „z półki”. I to jest główny powód, dla którego niemal 100% eksploatowanych obecnie statków ma siłownie z silnikami wysokoprężnymi.

[jarman]

Mój ciąg dalszy

Poza tym silniki wysokoprężne mają poważny problem, jakim są drgania, wytwarzane podczas pracy.

Maszyny tłokowe generalnie charakteryzują się większymi drganiami niż maszyny wirnikowe. W cylindrach silników wysokoprężnych po wtrysku paliwa następuje gwałtowny wzrost ciśnienia, które obniża się wraz z ruchem tłoka w dół. Maszyny parowe też nie były wolne od drgań, chociaż pracowały bardziej równomiernie ze względu na względnie stałe ciśnienie pary w cylindrach. Problem drgań maszyn tłokowych jest tym mniejszy im więcej układów (cylindrów) one mają.

Nowsze, o napędzie wysokoprężnym, idą na złom po kilkudziesięciu latach, bo kadłub, poddany wieloletnim drganiom, nie jest w stanie dłużej utrzymać szczelności.

Stwierdzenie, że głównym powodem złomowania statków są rozszczelnienia ich kadłubów na skutek „wieloletnich drgań” jest rzeczywiście rewolucyjne, armatorskie służby eksploatacyjne pewno o tym nie wiedzą.

Maszyna tłokowa jest nawrotna -- może pracować przy marszu wstecz w identycznym trybie i z identyczną mocą, jak przy marszu naprzód; to tylko kwestia przełożenia jednej dźwigni w rozrządzie pary. W przypadku turbiny to niestety wykluczone.

Turbiny parowe także mogą być maszynami nawrotnymi, co uzyskuje się poprzez zabudowane w części niskoprężnej 2-3 stopni biegu wstecz. Zmiana kierunku obrotów turbozespołu odbywa się przez zmykanie i otwieranie odpowiednich zaworów dolotowych pary. Oczywiście taki turbozespół ma „wstecz” znacznie mniejszą moc niż „naprzód”, ale do manewrowania w zupełności to wystarczy. Przypomina mi się tu zresztą zdjęcie z prób któregoś z pancerników amerykańskich (o ile pamiętam chyba typu Colorado) płynącego wstecz z prędkością 15 węzłów – czyli całkiem szybko!

Poza tym maszyna tłokowa ma dobre charakterystyki ekonomiczne w dużym zakresie prędkości, a turbina parowa jest naprawdę wydajna tylko przy wysokich obrotach.

Wszystkie układy energetyczne projektuje się na założony obszar pracy gdzie ich sprawność jest największa. Dla okrętów wojennych będą to prędkości maksymalne, dla statków handlowych podróżne. Rzeczywiście parowe maszyny tłokowe mają bardziej „płaskie” charakterystyki, ale sprawność okrętowych siłowni turboparowych dla mniejszych obciążeń uzyskuje się np. poprzez stosowanie turbin marszowych, albo odłączalnych części wysokoprężnych turbozespołów.

Kolejną zaletą maszyny tłokowej jest cicha praca (mało drgań) i solidna konstrukcja, odporna na uderzenia i zdolna do pracy w zanurzeniu

Chciałbym zobaczyć taką „podwodną” maszynę parową. Pracowałaby pewno do czasu aż do oleju dostałaby się wystarczająca ilość wody żeby zrobiła się z niego emulsja, która spowodowałby zatarcie łożysk – czyli nie za długo. Kartery pionowych maszyn parowych bywały zwykle otwarte, z łożyskami głównymi i krzyżulcowymi wodzików „prawie na wierzchu” – żeby się o tym przekonać wystarczy zajrzeć do siłowni Sołdka.

[jarman]

I jeszcze trochę:

Poza tym i jeden i drugi typ wymaga skraplacza, a ten z kolei odpowiedniej dostępności wody chłodzącej.

Każda maszyna cieplna wymaga chłodzenia – zasady termodynamiki są takie same dla maszyn i turbin parowych, jak silników spalinowych i turbin gazowych – musi być górne i dolne źródło ciepła. Dostępność wody chłodzącej w morzach i oceanach jest natomiast nieograniczona . Zarówno w obiegach parowych, jak i chłodzenia silników spalinowych stosuje się układy zamknięte. Cyrkulująca w nich woda jest odpowiednio skraplana i chłodzona w kondensatorach pary lub chłodzona w chłodnicach wody silników spalinowych. W normalnej eksploatacji niezbędne jest jedynie uzupełnianie ubytków w tych obiegach. Kondensatory i chłodnice chłodzone są z kolei wodą zaburtową.

Silnik wysokoprężny można uruchomić bardzo szybko i nie wymaga on dużych ilości czystej wody kotłowej

Silnik spalinowy w ogóle nie wymaga wody kotłowej o wysokiej jakości, bo nie jest kotłem, a temperatura wody go chłodzącej jest stosunkowo niska – wystarczy więc jak jest to woda słodka uzdatniona chemicznie. Obiegi kotłowe – zwłaszcza wysokociśnieniowe potrzebują wody o wysokiej czystości (zdemineralizowanej) do produkcji, której potrzebne są „małe fabryczki chemiczne”. Obiegi parowo-wodne jak pisałem wyżej są zamknięte i podczas normalnej pracy uzupełnia się tylko ubytki wody, które to ilości wcale nie są duże. Więcej wody potrzeba do napełnienia obiegu, ale odbywa się to zwykle w stoczni po remoncie kotła. Chyba, że w morzu nastąpiła awaria, której naprawa wymaga zrzutu wody z obiegu, ale wtedy to siła wyższa.

a zakres chłodzenia jest o wiele mniejszy.

Mniejszy „zakres” chłodzenia silnika wynika przede wszystkim z jego wyższej sprawności niż sprawność maszyny czy turbiny parowej oraz większych strat wylotowych w spalinach z silnika niż z kotła. Więcej ciepła musi być więc odbierane w kondensatorze maszyny czy turbiny parowej niż w chłodnicy silnika spalinowego.

Natomiast, jak już powiedziałem, moc jednostkowa i drgania czynią go kłopotliwym w przypadku napędu dużych jednostek o wysokich prędkościach marszu.

To nie jest prawda. Przykładem jest chociażby jeden z największych kontenerowców Emma Mærsk (170 794 GT; 14,5 tys. TEU; wym.: 397,7 m x 56,6m x 15,5 m) napędzany silnikiem Wartsila-Sulzer RTA96-C o mocy 109 tys. KM i prędkości podróżnej 27 węzłów. Mniejszych, ale też dużych statków napędzanych silnikami wysokoprężnymi pływają dziesiątki.

[jarman]

I to już naprawdę na zakończenie:

Później ktoś wpadł na pomysł wykorzystania pary odlotowej do napędu drugiej turbiny, tym razem niskociśnieniowej, a potem podłączono obie turbiny do wspólnego wału napędowego.

W historii rozwoju siłowni (nie tylko okrętowych) było akurat odwrotnie. To podnoszenie parametrów pary świeżej powodujące zwiększenie liczby stopni i pociągające za sobą wydłużenie wałów oraz kadłubów spowodowało konieczność podziału turbin na części. Rozprężanie pary odbywało się początkowo do ciśnienia zbliżonego do atmosferycznego – później zwiększano stopień próżni w kondensatorze. Od strony wylotu turbiny nie było więc zbyt wiele energii do wykorzystania żeby dodawać jeszcze jakąś „turbinę niskociśnieniową”. Początkowo rzeczywiście budowano siłownie z turbinami wysoko- i niskociśnieniowymi pracującymi bezpośrenio na indywidulane linie wałów, później wraz z rozwojem konstrukcji przekładni zbiorczo-redukcyjnych konstruowano turbozespoły pracujące na wspólną linię wałów złożone z części wysoko- i niskociśnieniowych, z czasem dodatkowo jeszcze turbin marszowych.

A technicznie rzecz biorąc, okrętowa turbina gazowa to po prostu silnik turbowałowy,

...

nie ma tu żadnej wielkiej filozofii.

Nie wiem, co to za zwierz ten "silnik turbowałowy” i może nie ma w nim żadnej filozofii, ale w tych kilku zdaniach jest pomieszanie z poplątaniem. Spróbuje więc trochę to wyprostować. Turbiny gazowe stosowane w siłowniach okrętowych (lądowych zresztą też) „działają” dokładnie na takiej samej zasadzie jak lotnicze silniki odrzutowe i to nie tylko napędów pomocniczych, ale i głównych też. Turbina gazowa (to kolokwializm, bo poprawnie powinna być nazywana turbozespołem spalinowym) jest zbudowana ze sprężarki osiowej i umieszczonej z nią na wspólnym wale turbiny. Pomiędzy sprężarką, a turbiną usytuowana jest komora spalania z kilkoma (czasem kilkunastoma) palnikami, które są zasilane paliwem ciekłym na okrętach i w samolotach, bądź zwykle gazem ziemnym w siłowniach lądowych. Spalane w sprężonym powietrzu paliwo powoduje powstanie dużej ilości gazów spalinowych, które poruszają turbinę napędzającą sprężarkę. W przypadku lotniczego silnika odrzutowego za turbiną napędu sprężarki zabudowany jest dyfuzor, który powoduje gwałtowne rozprężanie się gazów spalinowych i powstawanie siły ciągu poruszającej samolot. W silnikach wykorzystywanych do napędów mechanicznych za stopniami turbiny napędzającymi sprężarkę zamontowane są dodatkowe stopnie turbiny wytwarzającej energię mechaniczną. Z wałem turbozespołu sprzężony jest (zwykle poprzez przekładnie zębate lub hydrauliczne) napędzany mechanizm (np. śruba okrętowa, czy generator), albo osadzone jest na nim śmigło w przypadku lotniczego silnika turbośmigłowego. Turbiny gazowe napędu mechanicznego mogą być jednowałowe (stopnie sprężarki i wszystkie stopnie turbiny są zamontowane na wspólnym wale), albo dwuwałowe – stopnie sprężarki i stopnie turbiny ją napędzającej są zamontowane na jednym wale, a stopnie turbiny napędzające sprzężone z nią mechanizmy na drugim. I tak to ma się z „turbinami gazowymi” – rzeczywiście żadna filozofia.

To by było na tyle mojej próby usystematyzowania skomplikowanej tematyki siłowni okrętowych. Jeżeli komuś udało się dobrnąć do końca to może znalazł coś dla siebie.

[jogi balboa]

Turbiny gazowe stosowane w siłowniach okrętowych (lądowych zresztą też) „działają” dokładnie na takiej samej zasadzie jak lotnicze silniki odrzutowe

Jest jakiś okręt na którym śrubę napędową zastąpiono dyszą?

[Marek T]

Jest jakiś okręt na którym śrubę napędową zastąpiono dyszą?

Tak, nazywa się to napęd strugowodny. Stosowano go np. na wodolotach typu PEGASUS.
http://pl.wikipedia.org/wiki/P%C4%99dnik_wodnoodrzutowy

[jarman]

Turbiny gazowe stosowane w siłowniach okrętowych (lądowych zresztą też) „działają” dokładnie na takiej samej zasadzie jak lotnicze silniki odrzutowe

Jest jakiś okręt na którym śrubę napędową zastąpiono dyszą?

Jogiemu pewno raczej chodziło o okręt z silnikiem odrzutowym! W tej chwili nie przychodzi mi nic do głowy poza "wehikułem" Jamesa Bonda jakim poruszał sie po wodzie w którymś z 007. Odebrałem to zresztą jako lekki przytyk - bo może za bardzo się wymądrzam . Ale to w dobrej wierze - żeby szerzyć wiedzę techniczną wśród nie okrętowców. Starałem się żeby tekst był pisany w miarę prosto. Można to napisać i tak: "Proces wytwarzania energii cieplnej w turbozespołach spalinowych służących do napędu mechanicznego przebiega tak samo jak w lotniczych silnikach odrzutowych. Maszyny te różnią się natomiast sposobem wykorzystania energi cieplnej spalin po przepracowaniu w stopniach turbiny napędzających sprężarkę. W turbozespołach spalinowych do napędu mechanicznego energia ta zamieniana jest w dalszych stopniach turbiny na energię kinetyczną wirnika, który przekazuje (zwykle poprzez przekładnię redukcyjną) pracę na pędnik śrubowy albo sprzężone z turbiną napędzane urządzenie. W lotniczych silnikach odrzutowych energia gazów spalinowych rozprężających sie w dyfuzorze wylotowym zamieniana jest w energię kinetyczną ciągu poruszającego samolot". Niby to samo a brzmi inaczej