Un motore a turbina a gas utilizza un gas in pressione per far girare una turbina e un compressore. All’interno del motore, il carburante viene acceso per aumentare la temperatura e la pressione del gas. Questo fa s? che il gas agisca sulla turbina a una velocit? pi? elevata. I motori a turbina a gas sono utilizzati per alimentare molti aerei e barche e sono stati recentemente utilizzati in alcuni carri armati.
Una turbina utilizza l’energia di un fluido che scorre per ruotare una ruota. Il concetto di turbina esiste da molti anni; i mulini a vento e le ruote idrauliche sono semplici esempi. L’aria in movimento passa sopra le pale inclinate di un mulino a vento, facendo girare la ruota. Le turbine possono anche essere utilizzate con il vapore, come nel caso di molte centrali elettriche. La turbina in un motore a turbina a gas, tuttavia, utilizza aria altamente pressurizzata per ruotare.
L’ingegnere norvegese Aegidius Elling ottenne un brevetto per una turbina a gas nel 1884. Il suo primo modello di turbina che produceva pi? energia di quella che consumava fu svelato nel 1903. Il design di Elling bloccava un compressore d’aria rotante sulla turbina, una caratteristica ampiamente usata oggi. Credeva che se fossero stati trovati materiali pi? resistenti al calore, il motore a turbina a gas poteva essere utilizzato per alimentare gli aeroplani.
Le parti principali di un motore a turbina a gas sono il compressore, l’area di combustione e la turbina. L’aria entra nel compressore a pressione normale e quindi viene compressa. Nell’area di combustione viene bruciato un certo tipo di combustibile per aumentare la temperatura e il contenuto energetico dell’aria. Il gas ad alta temperatura e alta pressione viene quindi costretto a uscire dal motore, facendo girare la turbina verso l’esterno. Un albero solido collega il compressore e la turbina: la rotazione della turbina viene utilizzata per far girare il compressore, il che rende il motore nel suo insieme pi? efficiente.
L’albero che collega il compressore alla turbina pu? o meno essere utilizzato per alimentare dispositivi aggiuntivi. In un motore a reazione, il metodo per ottenere la spinta sta espellendo il gas di scarico ad alta velocit?, causando l’avanzamento dell’aeromobile. Nei veicoli che non sono alimentati dalla spinta, l’albero rotante pu? essere utilizzato per eseguire lavori meccanici. A tale scopo il serbatoio M1 Abrams dell’esercito degli Stati Uniti utilizza un motore a turbina a gas. In questo caso, il flusso di gas viene utilizzato per ruotare un albero che alimenta i gradini del serbatoio.
Un motore a turbina a gas presenta numerosi vantaggi rispetto al tipo di motore presente nella maggior parte delle automobili. Prima di tutto, ha un miglior rapporto peso / potenza. I motori a turbina a gas sono anche pi? piccoli delle loro controparti automobilistiche per una determinata quantit? di potenza. Questi motivi spiegano perch? molti elicotteri e aeroplani utilizzano questo tipo di motore.