Herkese yeni bir yazıdan merhaba! Uçaklarda Kullanılan Motor Tipleri Hakkında konuşacağız. Buyrun geçelim!
Bir hava aracının başarılı bir şekilde uçması iki tür tutunma ile gerçekleşir birisi aerostatik tutunma diğeri ise aerodinamik tutunmadır. Aerostatik tutunma havadan hafif hava araçlarının havada tutunarak hareket etmesidir. Aerodinamik tutunma ise havadan ağır hava araçlarının hareket ederek havada tutunma olayıdır. Havadan ağır hava araçları motor, kanat ve aerodinamik özellikleri sayesinde başarılı bir şekilde uçuşunu gerçekleştirir. Havadan ağır hava araçlarının havada thrust yani itki kuvvetini oluşturabilmesi için motorlara ihtiyacı vardır ve motorlar çeşitli özelliklere göre sınıflandırılır. Bu yazımızda da hava araçlarında kullanılan motorların özelliklerinden bahsedeceğiz. Hava araçlarında kullanılan motor tipleri:
- Pistonlu motorlar
- Jet Motorları
Pistonlu Motorlar
Pistonlu motorlar, ulaşımdan endüstriye birçok alanda bir asırdan çok daha uzun bir süredir verimli bir şekilde kullanılmaktadır. Bu motorlarda genel olarak mekanik enerji, pistonların ileri geri veya yukarı aşağı doğru yapmış oldukları hareket vasıtasıyla elde edilmektedir. Diğer bir deyişle bu motorlar, enerjinin bir türden başka bir türe dönüşümünü sağlayan sistemlerdir. Tekrarlanan bir dizim hareket sonucunda yakıt yakılır ve enerji ortaya çıkar bu dizimler:
- Giriş Zamanı: Piston silindir içerisinde aşağıya doğru hareket ederken, giriş valfi açılarak içeriye hava ve yakıt girişi sağlanır.
- Sıkıştırma Zamanı: Pistonlar yukarı doğru hareket ederken silindir içerisindeki taze hava ve yakıt karışımı sıkıştırılır.
- Ateşleme Zamanı: Piston sıkıştırma zamanının sonuna doğru yaklaşırken sıkıştırılan karışım bir kıvılcım ile ateşlenir.
- Güç Zamanı: Yanan gazlar genleşerek pistonu aşağıya doğru hareket etmeye zorlar
- Egzoz Zamanı: Piston yukarı doğru hareket eder, bu esnada egzoz valfi açık olduğundan silindir içindeki yanmış gazlar dışarıya atılır.
Piston motorlarda yanma işlemi sabit hacimde gerçekleşir. Bu prensipte çalışan piston motorların iki farklı tipi bulunmaktadır. Bunlar iki zamanlı ve dört zamanlı pistonlu motor olarak tanımlanır.
Uçaklarda çoğunlukla dört zamanlı motorlar kullanılmakla beraber özellikle ultralight gibi küçük hava araçlarında iki zamanlı motorların kullanıldığı da görülür.
Pistonlu Motor Tipleri
Wright kardeşlerin 1903 yılında gerçekleştirdikleri ilk motorlu uçuştan bu yana, havacılıkta birçok pistonlu motor tipleri kullanılmıştır. Bu motorlar silindir dizilişine göre ve soğutma sistemine göre ikiye ayrılmıştır.
Silindir Dizilişine Göre
- Radyal
- Sıralı
- V-tip
- Boksör
Soğutma Sistemine Göre
- Hava soğutmalı
- Sıvı soğutmalı
Pistonlu Motor kullanan bazı uçaklar:
- Curtiss P-40 Warhawk
- Fw 190 A-5
- Westland Whirlwind (helicopter)
Genelde eski uçaklardır.
Jet Motorları
Jet motorları, Newton’un üçüncü yasasına göre çalışan motorlardır. Bu yasa özetle, her etkinin bir tepki kuvveti oluşturduğunu ifade etmektedir. Diğer bir deyişle bir cisme dışardan bir kuvvet uygulandığında, cisimde kuvveti uygulayan sisteme eşit şiddette ancak zıt yönlü bir kuvvet uygular. Jet motorlarının hem girişleri hem de çıkışları atmosfere sürekli açık olduğundan etki ve tepki eş zamanlı olarak meydana gelir.
Bu alandaki ilk mekanik çalışmalar 1900’lü yılların başında ortaya çıktığı görülür. Bu ilk çalışmalardan en çok bilineni Dr. Sanford Moss’un gaz türbinleri üzerine hazırladığı tezdir. Dr. Moss, yaptığı çalışmalarla turbo-süperşarj kavramının ortaya çıkmasına katkı sağlamıştır. Daha sonra günümüzdeki anlamıyla bir turbojete en yakın motor patenti, İngiltere’den Frank Whittle tarafından 1930 yılında alınmış olup, bu motor, bu tarihten 11 yıl sonra gerçek bir uçak üzerinde kullanılma imkanı bulmuştur. W1 olarak isimlendirilen bu motorun kullanıldığı uçak Gloster E28/39’dur.
Almanya’dan Hans Von Ohain isimli bir mühendis, 1000 Lb itki kuvvetinde bir motoru tasarlayıp imal etmiştir. Bu motor ise Gloster E28/39’dan iki yıl önce, 1939 yılında ilk başarılı uçuşunu Heinkel He-178 isimli uçak ile gerçekleştirmiştir. Bu uçak ilk sivil jet motorlu uçak olarak tarihe geçmiştir. Günümüzdeki turbojet motor kavramına oldukça yakın olarak tasarlanan bu motorlarda üç ana bölüm söz konusudur. Bunlar:
- Kompresör
- Yanma odası
- Türbin
Günümüzde başta büyük yolcu uçakları ile askeri alanda kullanılan savaş uçakları olmak üzere kargo, bölgesel taşımacılık, genel havacılık gibi birçok alanda jet motorlarının kullanıldığı görülmektedir. Bu motorlar sayesinde ses hızının 2-3 katı gibi hızlar veya 600 tonluk kalkış ağırlıkları elde edilebilmektedir.
Gaz Türbinli Motorlar
Günümüz uçaklarında genelde bu motor kullanılır. Gaz türbinli motorların temelde dört farklı türü mevuttur. Bunlar:
- Turbojet
- Turbofan
- Turboprop
- Turboşaft
Turbojet Motorlar
Gaz türbinli motor ailesinin en eski ve en temel üyesi olan turbojet motorların çalışma prensibi oldukça basittir. Turbojet motora hava, öncelikle hava girişi adı verilen yapıdan girer. Burada itibaren motora giren havanın ilk karşılaşacağı ilk motor bölümü kompresördür. Hava, bu bölümde sıkıştırıldıktan sonra yakıtla karıştırılarak, yanma işleminin gerçekleşeceği yanma odası bölümüne geçer ve trübin bölümüne yönelir. Egzoz gazları trübini çevirerek mekanik enerji üretir ve trübinden çıkan yanmış gazlar egzoz bölümü vasıtasıyla atmosfere yüksek hızlı bir şekilde salınır ve uçak itki kuvvetini elde eder.
Turbojet kullanan bazı uçaklar:
- Boeing 707
- Boeing 720
- Concorde
Turboprop Motorlar
Turboprop motorların turbojet motorlardan en önemli iki farkı vardır:
- Motorun önünde bir pervanenin bulunması
- Motor itkisini egzozdan çıkan yüksek hızlı gaz akışı yerine bu pervaneden elde edilmesidir.
Türbinlerden elde edilen mekanik enerjinin bir kısmı kompresörleri döndürmek için kullanılırken, esas kısmı pervaneyi döndürmek amacıyla kullanılır. Bu motorlara sahip hava araçları, 400-650 km/saat hızlarda en verimli şekilde uçabilmektedir. Gaz trübinli motorlar arasında özgül yakıt tüketimleri en düşük motor tipidir.
Turbopop Motor kullanan bazı uçaklar:
- Airbus A400M
- Cessna 441
- Antonow An-22
Turboşaft Motorlar
Pervane haricinde başka bir ünite için şaft vasıtasıyla güç üreten motorlara turboşaft motor denir. Gaz üretici ve güç trübini bölümü olmak üzere iki ana bölümden oluşmaktadır. Gaz üretici bölümdeki türbin yalnızca gaz üretici bölümde bulunan kompresörü döndürür.
Turboşaft motorlar günümüzde genellikle helikopterlerde ve büyük yolcu uçaklarının kuyruk kısmında yer alan ve APU adı verilen motorlarda kullanılmaktadır. Aynı güçte bir piston motora göre ağırlıkları 5-8 kat daha düşük olabilmektedir.
Turboşaft Motor kullanan bazı uçaklar:
- Bell 206 (Helikopter)
- Mi-17 (Helikopter)
- Eurocopter Tiger (Helikopter)
Turbofan Motorlar
Turbofan motorlar, turbojet ve turboprop motorlar arasındaki boşluğu doldurmak ve bu iki motor türünün avantajlarını bir araya getirmek amacıyla geliştirilmişlerdir. Bu motorlar, turbojet motorlar gibi hava araçlarının yüksek hızlarda uçmalarını sağlarken motor verimi olarak turboprop motorlara daha yakın değerler edilmesini sağlar.
Günümüzde sadece sivil uçaklar değil, askeri uçaklarda da büyük bir çoğunlukla turbofan motorlar kullanılmaktadır.
Turbofan Motor kullanan bazı uçaklar:
- Boeing 737
- Boeing 747
- Boeing 767
- Boeing 777
- Boeing 787
- Airbus A300
- Airbus A310
- Airbus A320
- Airbus A330
Gaz trübinli motorların bölümleri
Temel seviyede bir gaz türbinli motor; hava girişi, kompresör, yanma odası, türbin ve egzoz olmak üzere beş ana bölümden oluşmaktadır.
1- Hava Girişi
Bu bölüm havanın motorlar ilk temasa geçtiği bölümdür hava bu bölümden motora girer.
2- Kompresör
Kompresörlerin görevi, motora giren havanın basıncını artırarak önce bir difüzör bölümüne, ardından da yanma odasına, doğru basınç, sıcaklık ve hızda yönlendirmektir.
3- Yanma Odası
Yakıt enjeksiyon sistemi ve yakıt hava karışımının yakılmasını sağlamak üzere bir ateşleme sisteminden oluşur. Bu bölümün temel görevi, hava akışı içerisinde belirli bir oranda yakıt püskürtmek, ardından bu karışımı bir kıvılcım vasıtasıyla yakmaktır.
4- Türbin
Yanma odasında üretilen ısı enerjisinin mekanik enerjiye dönüştürüldüğü ünitelerdir.
5- Egzoz
Türbinden gelen gazların mümkün olduğunca yüksek hızlarda atmosfere atılmasını ve dolayısıyla yüksek itki kuvveti elde edilmesini sağlamaktır.
Uçaklarda Kullanılan Motor Tipleri yazımın da sonuna geldik. Diğer yazıma buradan ulaşabilir, Uçaklarda Kullanılan Motor Tipleri hakkında görüşlerinizi bana ulaştırabilirsiniz. Görüşmek üzere!
Kaynak
- Kitap, Uçak Bilgisi ve Uçuş İlkeleri – Sinem Kahvecioğlu, Enis T.Turgut
- Kitap, Uçuş Teorisi ve Temel Uçak Bilgisi – Seyhun Durmuş
