 |
Turbojet Motor
|
Uçak motorlarındaki önemli iki karakteristik bizim için oldukça önem arz eder; oluşturduğu güç olan itki kuvveti (thrust) ve yakıt tüketimi olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu iki karakteristik bir uçağın performansını doğrudan belirleyen etkenlerdir. Ses hızı üzerinde ilk uçan uçak Bell X-1 ve hipersonik hızlarda ilk uçan uçak olan North American X-15 uçaklarında roket motorları ilk tepki kuvvetini oluşturması için kullanılmıştır. Ayrıca JATO uçaklarında, 2. Dünya Savaşında daha kısa sürede pistten ayrılmalarında kalkış desteği sağlamaları amacıyla roket motorları kullanılmıştır.
Roket Motorlu Jato Uçakları Kalkış
Önceki konularda bahsetmiş
olduğumuz konuyu tekrar vurgulamak gerekirse; pervaneli uçak motoru olarak
bilinen turboprop motorlar düşük thrusta sahip, oldukça yüksek verimli uçak
motorlarıdır. Turbojet motorlar ise turboprop motorlar ile kıyaslandığında
oldukça yüksek thrusta sahip olup, verimlilikleri ise düşüktür. Yukarıda
bahsettiğimiz roket motorlar ise çok zayıf verimlilikle inanılmaz yüksek thrust
kuvvetleri oluştururlar. Bu bağlamda, uçak motorları için yüksek thrust kuvveti
düşük verimlilik anlamına gelmektedir.
TURBOJET
MOTORLAR
Turbojet motor komponentlerinin
basit şematik gösterimi aşağıdaki şekilde mevcuttur. Ayrıca statik basınç p,
statik sıcaklık T ve eksenel akış hızı V olarak gösterilmiştir. Hava
akışı giriş difüzörüne V∞ hızı ile girer.
(Gerçekte; difüzör giriş hızı V∞’den bir miktar daha hızlı veya daha yavaştır.)
Difüzörde (1-2), hava akışı yavaşlatılır ve bunun sonucunda p ve T
değerlerinde artış meydana gelir. Sonrasında hava, kompresöre girer (2-3),
burada kompresör bladelerini dönmesi ile hava üzerinde iş yapılır, yapılan iş sonucunda
basınç p ve sıcaklık T önemli ölçüde artar. Kompresörden çıkan hava yanma odasına
doğru ilerler. Yanma odasında; basıncı ve sıcaklığı artırılmış hava, yakıt ile
karıştırılarak sabit basınçta yakılır (3-4). Yanma odasında, önceden basınç ve
sıcaklığı yükseltilmiş hava, yakıt ile karıştırılır, hava – yakıt karışımının yanma
prosesi sonrasında, türbin kısmına doğru genişlemesi sağlanır (4-5). Hava yakıt
karışımının yakılması ve gazın genişlemesi sonrasında genişleyen gazdan türbini
döndürmesi suretiyle iş elde edilir. Döndürme işlemi; türbinle kompresör
arasında var olan şaftı da döndürmesi ile kompresör türbin etkisi ile tahrik
edilir. Son olarak; türbindeki genleşen hava-yakıt karışımı olan gaz egzozdan
jet etkisini de oluşturarak Vj hızı ile çıkar (5-6).
Turbojet Komponent Şeması
Grafiğin e kısmında turbojet
motorunun her bir komponentinin thrust kuvvetinin üretimine etkisi
gözükmektedir. Difüzör ve özelliklede kompresördeki yüksek basınç thrust üretim
yönünde büyük kuvvet oluşturur. Bu yüksek basınç aynı zamanda yanma odasından
önce sıcaklığında artmasını sağlar.
Thrust;
Ae : Nozul Çıkış Alanı p∞ = Çevre
Basıncı
Turbojetler için spesifik yakıt
tüketimi, pistonlu motorlardan daha farklı olarak tanımlanmaktadır. Jet motorunun
ölçülebilir çıktısı itki kuvvetiyken (thrust), pistonlu motorlardaki çıktı ise
güçtür. Bu sebepten dolayı turbojet motorlarda spesifik yakıt tüketimi güçten
çok itki kuvvetine dayalıdır, bu sebepten sıklıkla thrust spesifik yakıt tüketimi (ct)
olarak adlandırılır.
ct = birim
zamanda birim thrust için yakılan yakıt ağırlığı
veya
