定转速重型燃气轮机为单轴转子，它的燃气发生器涡轮和动力涡轮是一体的；而轻型燃气轮机一般为双轴转子或多轴转子，燃气发生器涡轮和动力涡轮是分开的。燃气发生器涡轮驱动压气机完成气体压缩，而动力涡轮完成外部设备需要的功率转换，称为分轴输出，动力涡轮又称自由涡轮。由于分轴输出这一特点，大大扩展了轻型燃气轮机的应用领域，既可以发电，又可以机械驱动，尤其是适合用作舰船推进动力。

燃气轮机动力涡轮一般有两种来源：一是直接继承航空发动机的低压涡轮或略做修改，如LM2500、LM6000、MT30、QD70等；二是全新设计动力涡轮，如FT8、PW4000、GTU-25PER、GTU-16PER、QD128等。

动力涡轮的转速选择以获得高的推进效率和低的噪声水平为出发点，螺旋桨最好选择较低转速。为了简化齿轮传动装置，提高传动的可靠性，动力涡轮也应采用较低转速。动力涡轮的较低转速设计还会带来低应力的好处。另外，降低转速，在圆周速度一定的条件下，排气通流面积就要增大，余速损失可以减小。从涡轮设计点和效率的角度考虑，随着转速的增高，效率先是增加，而后下降，存在一个最佳转速。较低转速设计可能增加级数和重量，从而增加加工制造成本。

为促使动力涡轮在较小涡轮载荷系数、较小流量系数的高效率区域内工作，必须提高动力涡轮的切线速度。尽力增加动力涡轮的平均直径，而这不可避免地造成大扩张角的动力涡轮流道，机匣扩张角可达20°～35°。与此同时，为保证气流流畅地从低压涡轮流到动力涡轮，船用燃气轮机一般在低压涡轮与动力涡轮之间设计一个过渡段流道，而过渡段内部流动品质对下游动力涡轮的性能有明显的影响。

动力涡轮总体膨胀比一般为3～5，与之对应的级数通常设计成4级，也有2级或5级甚至6级的情况。动力涡轮级数选择要综合考虑以下因素的影响：

①支承。动力涡轮安装箱体要采取减振措施，用于船舶动力燃气轮机的轴承也要有承受左右加速度冲击的能力。因此，动力涡轮悬臂式转子的质量不能过大，即级数不能太多，否则轴径要加粗，切线速度增大，止推轴承要加大，滑油供油量也要随之增加。对于两端支承的结构则允许有较多的级数，例如LM2500的6级动力涡轮。

②效率与成本。动力涡轮级数增加，级负荷可相应降低，涡轮效率会有所提高，变工况性能也会变好，动力涡轮的径向尺寸也可得到有效控制。例如：FT4C-3F的动力涡轮由原来的2级改为3级，降低了级焓降，使动力涡轮效率提高到88%，功率增加了6%，油耗降低了4%。不过，制造成本也随级数增加而相应增加。

③发展。考虑到燃气轮机可能的功率挖潜，级负荷选择应当有一定的裕度，强度上应当有一定的储备，因此，设计时级数宁可选多些。例如：斯贝SM1A的2级动力涡轮使用时允许提高输出功率15%。

④用途。如果是加速燃气轮机，则其使用时间短，主要不从效率考虑。为降低成本，减少结构复杂性，有时倾向于减少级数。

动力涡轮的通流形式采用等内径的居多，如WR21、MT30等。等中径的也有采用，如斯贝、ME990。少数采用等外径设计，如LM2500为等外径的通流形式，它由TF39航空发动机的低压涡轮衍生而来。

动力涡轮的进口燃气温度和压力等参数都不是独立选择的，它取决于燃气发生器的参数。不管是航机舰改还是专用化设计船用燃气轮机，与同类航空发动机相比，其动力涡轮进口燃气温度要低得多。例如：LM2500动力涡轮进口温度只有764.4℃，而母型机CF6-6发动机低压涡轮巡航工况进口温度为782.2℃，前者比后者低20℃左右。

在气动性能设计中，动力涡轮的设计与燃气发生器涡轮的设计没有本质的区别，设计体系可以共用。不同的是动力涡轮一般都是多级，级负荷较低，叶片也不需要冷却，因此效率可以设计得更高，通常在0.9～0.93左右。考虑到舰船燃气轮机动力涡轮通常是在变工况条件下运行的，低工况多变特征易恶化动力涡轮性能，一般地，在30%功率工况下运行时，动力涡轮效率下降高达3%～5%，这也对动力涡轮的变工况适应性提出了具体要求。

由于船用燃气轮机的燃气发生器采用“整体吊装”和“以换代修”的维修、使用方式，动力涡轮则由于工作温度、压力降低，通常设计为具有10万小时以上的寿命。动力涡轮可长期连续使用，有利于采用更换燃气发生器的检修方式，使燃气轮机动力装置达到很高的利用率。在动力涡轮设计中，须综合考虑燃气轮机的使用环境、生产加工工艺、叶盘材料以及能够与主机更好匹配等因素，分别对过渡段、静动叶片及轮盘、排气蜗壳等部件进行全新气动及结构设计。

基于动力涡轮的长寿命要求，在动力涡轮设计中也希望其有一定的通用性，即适于配装多种燃气发生器及多种用途，以求降低成本。例如，奥林帕斯TM3B和FT4的动力涡轮经适当改变后，分别可用于RB211和FT9。

动力涡轮一般通过减速齿轮箱与船舶轴系和螺旋桨连接，总速比一般在10左右或更大。在海洋环境和作战条件下，风浪和水下爆炸对动力涡轮结构的可靠性提出了特殊要求。因此，在结构设计中，要攻克因工作应力、温差、材料、使用环境等因素引起的结构强度、抗氧化、耐腐蚀、长寿命等难题。此外，由于动力涡轮没有压气机抵消一部分轴向力，转子轴向力会比较大，因此，轴向力的平衡更显重要，涉及空气系统、结构强度、密封等专业的内容。