Jet Motorları ve Özellikleri





Jet motorunun arkaya doğru yarattığı tepki ile ileri doğru hareket sağlaması Sir Isaac Newton’un (1642 – 1727) 1686 yılında bulduğu “Hareket Yasalarının üçüncüsü ile açıklanmaktadır. Hareket yasalarının üçüncüsünde “iki cismin etkisi daima eşit ve zıt yöndedir. Diğer bir anlatımla tepki, etkiye daima eşit ve zıt yöndedir” denmektedir. 

Jet motor nozzle’ından çıkan yanmış hava / yakıt karışımının tepkisi aynı ölçüde ve zıt yönde etki yaratmakta, bu tepkime ileri doğru hareket meydana getirmektedir. Jet motoru; hava girişi, kompresör, yanma odaları, çıkış türbünü ve nozzle’dan oluşmaktadır.

Uçaklarda kullanılan motorların iki ana görevi vardır. Bunlardan biri, kalkış yapan bir uçağın yer sürüklemesinin yenilerek uçağın ivmelendirilmesi, diğeri de uçağın öngörülen hızlarda uçuşu esnasında meydana gelen sürükleme kuvvetine eşit bir çekme kuvveti (veya tepki) sağlanmasıdır. Bu görevleri yapacak bir uçak motorunda şu özellikle aranır: 

Hafiflik: Bu terimin birimi, pervaneli güç gruplarında beygir gücü başına kuru motor ağırlığı (kg/HP veya kN/kW), jet motorlarında da statik tepki kuvveti başına kuru motor ağırlığı (kg/kg, lb/lb, kN/kN) şeklindedir.  

Güvenilirlik: Uçağı havada tutabilmesi için gerekli hızı sağlayan motorun güvenilir olması, yani revizyonlar arası kullanım sırasında arıza yapmadan çalışması gerekir. 

Ekonomi: Özgül yakıt sarfiyatının, ilk alış fiyatının ve uçuş saati başına yapılan bakım ve revizyon masraflarının minimum seviyede olması istenen bir niteliktir. 

Özgül yakıt sarfiyatı: Yakıt sarfiyatları seyahat uçuşu esnasında, sürüklemeye eşit olan çekme kuvvetlerinin kullanıldığı hallere karşılık gelmektedir. Bu özgül yakıt sarfiyatına, jet motorlarında Tepki Özgül Yakıt Sarfiyatı (Thrust Specific Fuel Consumption- TSFC,CT) denir. Bunun pervaneli uçaklardaki karşılığı CpV/gprop ; Cp, şaft beygir gücüyle (SHP) alakalı özgül yakıt sarfiyatı; V, uçağın hızı; ve gprop, pervanenin verimidir. M(mach)=0,4 ~ 0,5 hız bölgesine kadar pistonlu motorların en düşük yakıt sarfiyatlı motorlar olduğu görülmektedir. Turboprop motorlar pistonlu motorlardan daha fazla yakıt sarf etmelerine rağmen, benzinden daha ucuz olan kerozen yakıtını kullanırlar. Turbojet motorlar en yüksek yakıt sarfiyatlı motorlardır. Turbofan motorlar ise M=0,4 ~0,5 in üzerindeki hızlarda en düşük yakıt sarfiyatlı motorlar olup, bypass oranı arttıkça yakıt sarfiyatı daha da azalmaktadır.

Özgül yakıt birimi: Pistonlu motorlarda - kg/HP, lb/HP, N/kW Turboprop motorlarda - kg/SHP, lb/SHP, N/kW Turbojet ve turbofan motorlarda - kg/kgf/saat, lb/lbf/saat, N/kW 

Motorun alınış maliyeti: Beygir gücü başına 25-50 $ lık fiyatla pistonlu motor ilk maliyet bakımından en ucuz motordur. Turboprop motorların fiyatları şaft beygir gücü başına 60-100 $ mertebesindedir. Turboprop motorların fiyatları, motorun boyutlarına bağlı olarak kalkıştaki kg. tepki kuvveti başına 44-88 $ civarındadır. 

Motorun bakımı: İki ana bakım arasındaki zamn normal emişli pistonlu motorlarda 1500~2000 saat, süper şarjlı pistonlu motorlarda 1000~1500 saat civarındadır. İyi bir turboprop motoru için, bu değer 4000 saat mertebesindedir.

Minimum aerodinamik sürükleme ve motor boyutları: Motor, motor kaportası ve motoru uçak yapısına bağlayan motor sehpasının parazit sürüklemesinin minimum düzeyde olması istenir. Bu da motor boyutlarının mümkün olduğu kadar küçük olması ile mümkündür. Gürültü ve titreşim: Özellikle kalkış ve tırmanış sırasında maksimum güçle çalışan uçak motorlarının hava alanları yakınındaki yerleşme bölgelerinde rahatsız edici gürültü yapmaması istenir. Pistonlu motorların en büyük handikabı pistonların gidip gelme hareketinin doğurduğu motor gürültüsü ve titreşimidir. Turboprop motorlardaki mekanik gürültü seviyesi pervane gürültüsüne nazaran daha azdır. Jet motoru uçağın içinde oturanlar bakımından en sessiz motor tipidir, fakat yerdeki bir gözlemciye göre, özellikle kalkış ve yaklaşma safhalarında maksimum gürültü seviyesine sahiptir. Motor gazlarının düşük egzoz hızı nedeniyle turbofan motorlar turbojet motorlara nazaran daha sessizdirler. Bu tür motorlardaki fan gürültüsünün daha da azaltılması için çeşitli önlemler alınmaya çalışılmaktadır. Pervaneli motorların dış gürültüsü daha yavaş dönen pervane kullanımıyla da azaltılabilir.

İçten yanmalı motor olarak tanımlanan, genel olarak uçaklarda kullanılan jet motoru, ön kısımdan emdiği havayı, kompresörde sıkıştırdıktan sonra yakıt / hava karışımının yanma odalarında yanmasıyla oluşan büyük ölçüde genleşmiş ve yanmış karışımın nozzle’dan dışarı çıkmasıyla yarattığı tepki ile ileri doğru hareket sağlar. 



Kaynak : Bulanık Mantık Denetleyicisi ile Uçak Yakıt Tüketiminin Modellenmesi Doktora Tezi (Ümit İSKENDER)


Post a Comment

Previous Post Next Post