Кпд теплового двигателя прнципиально ограничен фундаментальными термодинамическими законами, в частности, формулой Карно. Он не может превышать (Тн-Тх)/Тн, где Тн, Тх - это температура рабочего тела в нагретом и холодном состоянии. Поэтому радикальный путь повышения кпд - это повышение температуры работы двигателя. Именно поэтому кпд реактивных двигателей заметно выше, чем традиционных поршневых (так что дело там не только в отсутствии ривошипно-шатунного механизма и потерь на трение) - температура газов в камере сгорания реактивного двигателя может быть существенно выше того, что имеет место в цилиндре ДВС.
По этой же причине столь большие усилия ведущие автомобильные компании тратят на разработку керамических двигателей. Теплостойкость керамики заметно выше, чем металла, поэтому в таких двигателях можно работать с более высокой температурой смеси, чем в существующих.
Каверзный вопрос, потому что не определено, что такое "описать принцип"... Самая первая паровая турбина появилась ещё в Древней Греции - но, будучи паровой турбиной по принципу действия, она осталась не более чем забавной игрушкой, созданной Героном из Александрии, и никакого практического применения не получила ни тогда, ни позже. Принцип же этой игрушки был им описан в трактате "Пневматика".
Что интересно, что этот принцип Герон, не исключено, придумал не сам, а позаимствовал у другого древнегреческого инженера строго говоря, он, как и Герон, жил в Египте. Ну то есть там, где сейчас расположен Египет) - Ктесибия, жившего в 3 веке до н. э. Описание этого устройства можно найти и у Витрувия, жившего на рубеже тысячелетий (80 г. до н. э. - 15 г. н. э.; тем самым и Ветрувий, и тем более Ктесибий оказываются предшественниками Герона Александрийского).
Конструкции, напоминающие современные турбины в несколько большей степени, нежели эолеопил Герона-Ветрувия-Ктес<wbr />ибия, появились уже в Средние века, причём первая такая конструкция принадлежит Таки ад-Дину, жившему в Истанбуле в 16 веке. Вот его устройство уже имело вполне такое практическое применение: вращать вертел в жаровне.
Варп-двигатель ещё нигде не применяется, т.к. до сих пор не построен. Это чисто умозрительная идея, сушествующая лишь в качестве очень далёкой возможной перспективы. Принцип его действия состоит в искривлении пространства. Если взять лист бумаги и согнуть его пополам, то самые удалённые точки, лежащие на противоположных концах листа, окажутся совсем рядом друг с другом. И даже очень медленная улитка теперь сможет достаточно быстро достичь одной точки из другой. Вот примерно так думают искривлять пространство с помощью варп-двигателя, сближая между собой самые отдалённые точки пространства. Но как конкретно искривить пространство, какую технологию применить, - этого нет даже в идеях. Лично я думаю, что варп-двигатель вообще никогда не создадут по двум причинам. Во-первых, для искривления пространства Вселенной нужна энергия, сравнимая с энергией самой Вселенной. И вряд ли мы будем обладать такой энергией даже в самом отдалённом будущем. Во-вторых, есть гораздо более простые способы достижения ближайших звёзд в нашей галактике, а достигнуть края Вселенной у нас просто не будет никакой необходимости.
Ну, да по большей части всё зависит от стоимости машины и стоимости её эксплуатации.
Тогда тот или иной двигатель проявляет свои преимущества.
Относительно более дешёвый поршневой двигатель и более экономичный использует более дорогое топливо и по своим габаритам и массе его не всегда можно разместить там где удобно. Конечно конструкторские хитрости могут максимально сгладить недостатки, но их возможности не безграничны.
Турбовальный двигатель (вертолётный турбореактивный двигатель) более прожорлив, но питается отнюдь не таким дорогим и более эффективным топливом чем бензин. Сама по себе турбина дороже поршневого двигателя. Однако турбина удивительно компактна её можно расположить где угодно сэкономив внутренне пространство, вес, объём кабины, проёмы для погрузки/выгрузки. Кроме того для полётов над морем требуется для надёжности два двигателя и это именно турбина, с поршневыми двигателями такой фокус вряд ли получится.
Ми-4, под капотом поршневой двигатель, точно такой же ставился на различные истребители времён ВОВ и послевоенные транспортные и пассажирские самолёты.
Ми-8 - прямой потомок Ми-4 с двумя турбинами, успешно летает и сейчас.
Из множества противоречивых свойств этих силовых агрегатов современная техника сделала вывод о целесообразности использования поршневых двигателей на лёгких вертолётах и турбин для больших многофункциональных машин.
Где то здесь лежит примерная граница использования поршневых и турбовальных двигателей. Вертолёты Робинсон со схожими характеристиками. На 44-м стоит шестицилиндровый двигатель, на 66-м - турбина.
В пику вам помещаю картинку, опровергающую сам вопрос. Во первых, корпус этой посудины не рассчитан для больших скоростей, во всяком случае, такой вывод можно сделать с этого ракурса фотографии.
Во вторых, увеличение мощности разумно до определенного предела, как только судно выходит на режим глиссирования, дальнейшее увеличение мощности скорости не придаст. Скорость можно увеличивать только за счет изменения углов лопастей винта.
Я бы решил, что это рекламное фото производителя лодочных моторов.
Третий довод - на суда таких размеров, обычно ставят стационарный двигатель с откидной колонкой.
Мощность в две тысячи лошадиных сил используется на буксирах или толкачах.
Про обслуживание такой гирлянды, я просто промолчу.
