Los buques de guerra de la era de la Segunda Guerra Mundial eran usualmente (pero no siempre) impulsados por sistemas de vapor, también conocidos como el Ciclo de Rankine. Los detalles dependían del país y la edad del barco (ver más abajo). Un puñado, como los cruceros blindados alemanes de la clase Deutschland, funcionaban con motores recíprocos Diesel marinos, ciclo Diesel. Algunas pequeñas patrulleras tenían motores de gasolina.
Los motores de vapor hierven el agua en vapor y usan la presión de vapor para alimentar el motor. Los barcos más antiguos a veces usaban carbón como combustible, casi todos los barcos más nuevos usaban petróleo, que es más fácil de almacenar y no necesita ser almacenado en la caldera.
Las calderas antiguas eran calderas de tubo de fuego “marino escocés”. La caldera consistía en un gran tambor de agua con una cámara de combustión en el interior y tubos para que los gases de escape volvieran a pasar por la caldera. El combustible se quema en la cámara pasando calor al agua, y el gas de escape pasa a través de los tubos, pasando más calor al agua antes de salir de la pila. Se forma vapor en la parte superior de la caldera.
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(vista lateral esquemática de una caldera de tubo de fuego)
Los barcos más nuevos tenían calderas de tubos de agua “Yarrow”. Estos consistían en una cámara de combustión con los tambores y tubos de agua adentro. El agua ingresó a los dos tambores en la parte inferior y pasó al superior a través de los tubos expuestos al gas de combustión. Se forma vapor en la parte superior del tambor superior.
(Tubos de caldera y juegos de tambores Yarrow, estos estarían dentro de una cámara de combustión sellada).
Los barcos que eran más viejos o no necesitaban ser rápidos tenían máquinas de vapor recíprocas de triple expansión. El vapor ingresa a un pequeño pistón, luego pasa a través de un conjunto de pistones progresivamente más grandes que le permiten suministrar potencia constante a medida que pierde presión. Estos podrían ser muy grandes, un par de pisos de altura.
Los barcos más nuevos y rápidos usaban turbinas de vapor. Estos vinieron en tres configuraciones:
1. Accionamiento directo. El eje va directo a la hélice. Estos funcionaron mal a baja velocidad y solo funcionaron bien hacia adelante.
2. Orientado. Las turbinas manejaban una transmisión de engranajes que se conectaba a la hélice permitiendo un funcionamiento más eficiente de la turbina de alta velocidad incluso a baja velocidad. También podría revertir la hélice. Estas cajas de cambios son difíciles y caras de fabricar.
3. Turbo-eléctrico. La turbina manejaba un generador eléctrico que accionaba un motor eléctrico. Esto tenía la ventaja de también producir energía para el barco, y la velocidad y la dirección eran fáciles de ajustar, pero ocupaban más espacio y serían más vulnerables a las inundaciones.
Los motores diesel aparecieron en varios barcos pequeños como los escoltas de destructores clase Edsall de la Marina de los EE. UU., Y en algunos barcos grandes como los cruceros blindados de clase Deutschland (también conocidos como “acorazados de bolsillo”). Sin embargo, ninguno apareció en los acorazados de tamaño completo.
El poder del vapor ha caído en desgracia en los buques de guerra de hoy. Muchos usan turbinas de combustión (piense en un motor a reacción pero conduzca la hélice con potencia del eje). Estos son más eficientes en combustible que las calderas de gasoil, y el aceite combustible es costoso. Los barcos más grandes que utilizan energía de vapor a menudo usan un reactor nuclear en lugar de una caldera, que no necesita combustible durante más de una década.