The Development of Gas Turbine Materials

توربین مزایای زیادی نسبت به سایر موتورهای اصلی برای تولید نیرو دارد. اولین توربین از آب به عنوان سیال عامل استفاده می کرد و این اصل هنوز در تولید برق آبی استفاده می شود. توربین بخار در اواخر قرن نوزدهم توسعه یافت و برای اولین بار توسط پارسونز در سال 1897 برای نیروی محرکه دریایی استفاده شد. از آن زمان به طور گسترده به پرمصرف ترین محرک اصلی در تولید برق و نیروی محرکه دریایی تبدیل شده است. تجهیزات مورد نیاز برای تولید بخار حجیم است، اما مشخص شد که اگر گازهای داغ مورد استفاده برای تولید بخار بتواند مستقیماً توربین را به حرکت درآورد، نیروگاه بسیار فشرده‌تری می‌توان طراحی کرد. تلاش‌های اولیه برای تولید توربین‌های گازی به دلایل متعددی ناموفق بود، یکی از مشکلات اصلی این بود که موادی با قابلیت کار در تنش‌ها و دماهای کافی بالا در دسترس نبودند. پس از اولین موتور آزمایشی Whittle در سال 1937، تاکید بر توسعه موتور توربین گاز برای پیشرانه هواپیما در طول جنگ جهانی دوم این وضعیت را به طرز چشمگیری تغییر داد. هواپیماهای غیرنظامی توربین گازی در اوایل دهه 1950 وارد خدمات خطوط هوایی شدند و توربین های گازی نیز با موفقیت در زمینه های دیگر رقابت کردند. جدای از بازار هواپیما، آنها به طور گسترده در مجموعه های پمپاژ برای خطوط لوله انتقال نفت و گاز و تولید برق در اوج بار استفاده شده اند. استفاده در نیروی محرکه کشتی های جنگی در حال افزایش است و در حال حاضر فعالیت های عمده ای، به ویژه در ایالات متحده آمریکا، در پیشرفت های پیشران خودرو وجود دارد.

The turbine has many advantages over other prime movers for producing power. The first turbine used water as the working fluid and this principle is still used in hydro-electric power generation. The steam turbine was developed late in the nineteenth century and was first applied to marine propulsion by Parsons in 1897. Since that time it has become the most widely used prime mover in electricity generation and marine propulsion. The equipment required to generate steam is bulky however and it was realised that much more compact power plant could be designed if the hot gases used for steam generation could drive the turbine directly. Early attempts to produce gas turbines were unsuccessful for several reasons, one major problem being that materials with the capability of operating at sufficiently high stresses and temperatures were not available. Following the first experimental Whittle engine in 1937, the emphasis on the development of the gas turbine engine for aircraft propulsion during World War II changed this situation dramatically. Gas turbine powered civil aircraft entered airline service in the early 1950s and gas turbines also began to compete successfully in other fields. Apart from the aircraft market, they have been used widely in pumping sets for oil and gas transmission pipelines and peak load electricity generation. Use in warship propulsion is increasing and there is currently major activity, in the USA in particular, in developments for vehicular propulsion.