Jet Motorları-Bilgi:

1--Turbojet motorlar:

1.1--En basit gaz türbinli motorlardır. Gaz jeneratörünün önüne bir difüzör, arka tarafına bir nozül eklenerek yapılırlar. Uçağın hızından dolayı difüzörde artan basınç, kompresörle daha da arttırılarak yanma oda-sına gönderilir. Bu tür motorlarda ikincil akış yoktur. Yanmış gazların kullanımı nozül sayesinde olur.

Gaz türbinlerinin yanma odaları kabaca iki kısma ayrılır; asıl alevin oluştuğu birincil kısım ve yanmış gazların sıcaklığını düşürmek amacıyla kompresörden gelen havanın gönderildiği ikincil kısım.

1.2--Sonuçta yanmış gazlar türbinden geçip nozüle geldiklerinde, oksijence oldukça zengindirler. Özellikle savaş uçaklarında, oksijence zengin yanmış gazlara ikinci kez yakıt gönderilerek itki arttırılır. “Art yanma” (after burner) adı verilen bu işlemde doğal olarak sadece itki değil, yakıt sarfiyatı da artar.

1.3--Turbojet motorları geçen kütleden çok, yanmış gazların hızını arttırdıkları için yüksek hızlara daha uygun motorlardır. Düşük hızlarda ve kalkışlarda zorlanırlar. Tek veya çift şaftlı olabilirler. F-5 uçaklarında kullanılan J-85, F-4 Phantom uçaklarında kullanılan J-79 motorları art yakıcılı turbojet motorlarıdır.

2--Turboshaft Motorlar:

2.1--Turboshaft motorlar, turboprop motorlara çok benzer. Aradaki tek fark, turboshaft motorların, sıcak gazların kullanımında, tüm enerjilerini serbest türbini döndürmek için harcamalarıdır. Yani hiç itki kuvveti yaratmazlar.

2.2--Çok küçük piston motorlu helikopterler dışında tüm helikopterler turboshaft motorlarla donatılmışlardır. GE T700 ve Allison Model 250 değişik güç grubu sınıfında en çok bilinen motorlardır

3—Scramjet:

3.1--Ramj etlerin süpersonik hava alıklarında akışın hızı ses altı hızlara düşer. Akışı bu hıza düşürmek için yaratılan eğik şokların neden olduğu kayıpları azaltmak amacıyla, scramjetler geliştirilmeye başladı.Burada amaç hava alığında ses üstü hızı korumak. Buysa, yanmanın hızının da süpersonik olmasını gerektiriyor. Her ne kadar süpersonik yanma, aslında bir patlama (detonation) ise de, ancak çok yüksek ses altı hızlarda yanma gerçekleşir. Yakıt olarak da, en yüksek alev hızını sağlayan hidrojen kullanılır.

3.2--Süpersonik yanmalı ramj etin kısaltılmışı olan scram- jetler çok yüksek hızlarda Mach 12-20 arasında uçabiliyorlar.Fakat ramj etler gibi ilk hıza ihtiyaçları var; ki, bu da olduk¬ça yüksek bir değer: Mach 4,5! (Karşılaştırmak için: günümüzün en hızlı savaş uçağı SR-71’in hızı ancak 3,2 Mach’a erişebiliyor.) Scramj etlerin uçtuğu atmosfer sınırında, havanın yoğunluğu çok düşük oluyor. Fakat çok yüksek hızla uçtuklarından bu ince havada bile yanma için yeterli oksijeni sağlayabiliyorlar; dolayısıyla sadece yakıta, yani hidrojene ihtiyaç duyuyorlar.

3.3--2004 yılında NASA X-43A deneysel scramjet uçağı Mach 9,68’lik bir hıza ulaştı. Bu testler günümüzde çok kısa sürüyor, çünkü yüksek hızın yarattığı yüksek sıcaklık nedeniyle uçak havada yanıyor. Bununla beraber scramjet teknolojisiyle ilgili çalışmalar sadece Amerika’da değil, Rusya, Çin ve Hindistan gibi ülkelerde de, ucuza uzaya çıkma projeleri çerçevesinde yürütülüyor.

4--Turbofan Motorlar:

4.1--Turbofan motorlarda, gelen hava ikiye ayrılır. Birincil hava fan veya alçak basınç kompresöründen geç-tikten sonra gaz jeneratörünün içine girer; ikincil hava ise fan veya alçak basınç kompresöründen geçtikten sonra motorun etrafından akar. Motorun etrafından akan havanın debisinin motorun içinden geçen hava debisine oranı “bypass oranı” olarak adlandırılır.

4.2--Turbofan motorlar da alçak bypass oranlı ya da yüksek bypass oranlı olmak üzere ikiye ayrılır. Fan veya alçak basınç kompresörünün sıkıştırma oranı görece düşük olmasına rağmen, içinden geçen hava debisi büyük olduğundan yapılan iş alçak basınç türbiniyle karşılanır. Dolayısıyla sıcak gaz kullanımında ikinci bir türbin, enerjinin bir kısmını daha alır.

4.3--Turbofan motorları itki için dışarı atılan gazların debisini de arttırdıkları için, düşük hızlarda ve kalkışta çok daha iyi bir performans gösterirler. Bunun dışında genellikle düşük bypass oranlı motorlarda motorun etrafından akan hava, motorun içinden geçen hava ile karıştırılarak nozüle verilerek itkinin daha da artması sağlanır.

4.4--Yüksek bypass oranlı motorlarda ise, her iki akış ayrı ayrı atmosfere verilir. Alçak bypass oranlı (motor dışından akan havanın, içten geçenden daha az debili olduğu) turbofan motorlar genellikle savaş uçaklarında art yakıcılı olarak kullanılırlar.

4.5--İki veya üç şaftlı olabilirler. F-16 ve F-15’te kullanılan GE Fİ 10 ya da P&W Fİ00 motorları, F-18’de kullanılan GE F404 motorları, alçak bypass oranlı art yakıcılı iki şaftlı turbofan motorlara örnektir. Yüksek bypass oranlı turbofan motorlarda motorun çevresinden akan hava akışına dışarıdan ısı ile enerji verilmediği için, sadece sıkıştırmayla hızlandırılan havanın enerjisi düşüktür.

4.6--Dolayısıyla düşük hızlarda ve kalkışta oldukça etkili bir performans gösteren bu tip motorlar uçağın hızı artmaya başladıkça düşük enerjili akış nedeniyle itki değerini kaybetmeye başlar. Bu nedenle yolcu uçakları için en uygun motorlar bunlardır. GE 90, Rolls-Royce Trent serisi, bu tip motorların en iyi bilinenleridir.

5--Turboprop Motorlar:

5.1--Bu tip motorlar, ağırlıklı olarak, sıcak gazların enerjisini, mekanik şaft gücüne dönüştürürler. İkincil akışları yoktur.Gaz jeneratörünün arkasında yer alan ve onunla mekanik olarak bir bağlantısı olamayan ikinci bir türbin vardır. Bu tübin mekanik bağlantısı olmadığından “serbest türbin” olarak adlandırılır ve mekanik şaft enerjisinin istendiği pervanenin dişli kutusuna bağlanmıştır.

5.2--Yanmış gazların enerjisinin yaklaşık yüzde 90’ı serbest türbini döndürmek için harcanır. Yaklaşık yüzde 10 enerji de itme yaratmak için kullanılır.

5.3--Çok küçük piston motorlu uçaklar dışında tüm pervaneli uçaklar tur- boprop motorlarla donatılmışlardır. P&W Canada PT6 serisi, Rolls-Royce AE 2100, bu tip motorların bilinen örnekleridir.

Süper motorların geliştirilmesine yön

Kaynak:NTV Bilim Ekim 2009