La propulsión de turbina es la propulsión de un vehículo mediante el uso de una turbina. Debido al bajo par de la turbina, los vehículos terrestres rara vez son propulsados por una turbina. Los buques marinos, sin embargo, han empleado turbinas para la propulsión desde su invención a fines del siglo XIX. Los tipos más comunes de turbinas que se utilizan para la propulsión son las turbinas de vapor y de gas, las cuales tienen sus propias ventajas y desventajas únicas. Hoy en día, muchos barcos militares modernos emplean turbinas de vapor por su alta velocidad y eficiencia.
La primera turbina de vapor práctica utilizada para propulsión y generación de energía fue inventada por Sir Charles Parsons en 1884. La turbina Parsons mejoró con el tiempo y finalmente se instaló en un barco especialmente construido. Este barco, conocido como el «Tubrinia», fue la primera embarcación en ser propulsada por una turbina. Lanzado en 1894, el barco podía alcanzar velocidades de 34.5 nudos (39.7 mph, 63.9 km / h) y se utilizó para demostrar el potencial de propulsión de turbinas de vapor en embarcaciones marinas.
Desde entonces, el uso de propulsión de turbina de vapor se hizo cada vez más popular para los buques marinos. Las turbinas se vieron favorecidas sobre las grandes máquinas de vapor recíprocas de la época, debido a sus mayores eficiencias térmicas, velocidad y relación potencia-peso. Los cruceros, como el Cunarder «Lusitania», empleaban turbinas de vapor como motores principales, lo que les permitía viajar significativamente más rápido que sus contrapartes accionadas por pistón. El SS “Estados Unidos”, impulsado por turbinas de vapor, todavía tiene el Blue Riband para el cruce transatlántico más rápido con destino al oeste, con una velocidad máxima de aproximadamente 38 nudos (43.8 mph, 71 km / h).
Con el desarrollo de la energía nuclear, la propulsión de turbinas de vapor sigue siendo una fuente de energía ampliamente utilizada. Los buques de propulsión nuclear, incluidos los submarinos, emplean turbinas de vapor como motores principales. Los reactores nucleares reemplazan las calderas para calentar agua hirviendo en vapor sobrecalentado. Luego, el vapor pasa a través de la turbina, donde luego se agota y se condensa para uso futuro.
A pesar de su bajo par, las turbinas de vapor se han utilizado en vehículos terrestres. El Ford Nucleon era un automóvil de propulsión nuclear propuesto, en el que un pequeño reactor nuclear impulsaba una turbina. En 2009, un equipo británico de ingenieros rompió el récord mundial de velocidad en tierra para automóviles a vapor que utilizan turbinas de vapor. También ha habido algunas locomotoras que funcionan con turbinas de vapor.
Una de las desventajas de las turbinas de vapor es su bajo par. Sin embargo, para superar este problema, se utilizan engranajes reductores para aumentar el par a expensas de las revoluciones por minuto (RPM). Si bien las demandas de torsión varían según la aplicación, casi todos los vehículos impulsados por turbinas de vapor requieren una cierta cantidad de torsión que no se puede lograr mediante un accionamiento directo. La mayoría de los vehículos impulsados por turbinas de vapor, por lo tanto, emplean engranajes reductores.
Una alternativa a los engranajes reductores es un propulsor turboeléctrico, en el que la turbina hace girar un generador que alimenta un motor eléctrico. Luego, el motor eléctrico actúa como el motor principal del vehículo, con la turbina de vapor proporcionando su energía. Sin embargo, debido a su costo, los sistemas turboeléctricos solo se han utilizado en un pequeño número de barcos y locomotoras.
Las turbinas de gas también juegan un papel muy importante en la propulsión de turbinas modernas. A diferencia de una turbina de vapor, cuyo vapor de alta velocidad hace girar múltiples rotores, las turbinas de gas utilizan la combustión para producir la expansión térmica necesaria para la rotación. Las turbinas de gas no solo son mucho más potentes que las turbinas de vapor, sino que también pueden girar a velocidades mucho más altas. Debido a esto, las turbinas de gas se han utilizado para aviones, locomotoras, barcos e incluso vehículos militares más pesados.