Bu sayfada Jet Motoru nasıl çalışır, Jet Motoru ilk hareketi nasıl alır, Jet Motoru çalışma prensibi, Jet Motoru nasıl yapılır, türkçe videolu anlatım vb. armaların cevaplarını bulabilirsiniz....

Jet Motoru Hakkında Herşey Nasıl Çalışır İlk Hareketi Nasıl Alır

Jet Motoru Genel Bilgiler ve Türkçe Videolu Anlatım

Jet motoru diğer adıyla tepkili motor, atmosferden aldığı havayı sıkıştırıp yakıtla yakmak suretiyle ısıtır. Bu ısıtma neticesinde ortaya çıkan gazları, hızla dışarı püskürtüp, ters yönde bir itme gücü oluşturur. Bu güçle, motorun bağlı olduğu aracın hareket etmesi sağlanır. Bu motorlar, Newton'ın hareket yasalarına bağlı olarak geliştirilmiştir. Bu yasaya göre; her etki eşit büyüklükte ve ters yönde bir tepki doğurur.

1903'ten 1935'e kadar olan dönemde, uçakların itme sistemlerinde alternatif piston hareketli içten yanmalı motor ve pervane düzenekleri kullanılıyordu. 1935'de Hans von Ohain tarafından ilk jet motorlu uçak (jet uçağı) yapıldı. Jet motorlu uçaklar, diğer uçaklara göre çok daha hızlı ve çok daha yükseğe çıkabiliyor. Günümüzde birçok jet motoru çeşidi geliştirilmiştir. Bunlardan bazıları; turbojet, turbofan, turboprop, turboşaft ve ramjettir.

Jet motorlarını balona benzetebiliriz. Bir balonunun içine hava bastıktan sonra ağız kısımını bağlamadan bıraktınız mı? Eminim ki herkes yapmıştır ve tepkiyi görmüştür. Jet motoru çıkış noktasında oldukça yüksek seviyede basınç ve hıza sahip olan hava akımı vardır. İtki-tepki prensibini ele alırsak; motorun ileriye doğru gitmesi için itilmek isteyen havanın tepkisi aracın ileriye bir hareketi söz konusudur. Motorun ana çalışma prensibini bölümlere ayırırsak;

Gaz türbini: Havayı içeri çeken, sıkıştıran ve püskürten makinedir. Kısacası çek, sıkıştır, patlat, püskürt.

Çekme: Büyük fan vasıtasıyla havayı motorun içine çekmesine yardım eder. Çekilen havanın bir kısmı ana kısma iletilir, diğer kısmı ise püskürtme aşamasına gider.

Kompresör: Havayı sıkıştırarak sıcaklığını ve basıncını yükseltip yanma odasına gönderen sistem.

Patlatma: Yakıt, küçük bir tüp ile eklenir. Şıkıştırma aşamasındaki yüksek başınçla birleştirilir ve birleştirilen karşım ateşlenir. Sonuç olarak kontrollü bir patlama ortaya çıkar. Motorun şekli nedeniyle arka tarafa yönlendirilir.

Püskürtme: Son aşamamız olan püskürtme, motorun iç kısmında bulunan sıcak hava, patlamış hava, ana fandan doğrudan gelen hava ile karışır. Bu karışımın sonucunda ise; motorun arka tarafından yüksek hızda püskürtülür. Püskürtmenin boyutu çok kuvettli olmasıyla itme kuvveti çıkar. Hava akımının bir kısmı, motorun çalışmasını sürdürmek için motorun ana milini döndürmede kullanılır. Geri kalanı ise tamamen hareket için kullanılır.

Jet Motoru Tarihçesi

Gaz tepkimesiyle çalışan ilk makine M.S. 250 yılında İskenderiyeli Heron tarafından buhar tepkisinden faydalanılarak gerçekleştirildi. Bu, içine gönderilen buharı iki tarafında bulunan kıvrık borulardan fışkırtarak dönen bir küresel kap şeklindeydi. Gaz tepkisiyle çalışan roketler, M.S. 1232'de Kaifengfu Savaşı'nda Çinliler tarafından silâh olarak kullanıldı. Çinlilerin aynı prensibe göre çalışan havaî fişekleri kullanmaları M.Ö. 3000 yılına kadar dayanır. İnsan tarafından idâre edilen ilk taşıt aracının gaz tepkisiyle tahriki, İngiliz fizikçi Newton tarafından gerçekleştirildi. 1687'de Newton “Hareket Miktarı Teoremi” ile jet tepkisini fiziki olarak açıkladı. Bunun uygulaması olarak da buhar tepkisi kullanarak bir arabanın hareketini sağladı.

Jet Motoru Gelişimi ve Çalışma Prensibi

Günümüzün jet motorlarının esası olan gaz türbini ilk defa 1791 yılında John Baber tarafından tasarlandı. İlk başarılı uygulama ise 1911'de Alfred Büchi tarafından tasarlanan türboşarjörlerin Brown-boveri firması tarafından îmâli ve 1916da uçaklarda kullanılmaya başlanmasıyla gerçekleştirildi. Gaz türbininin bir uygulaması olan turboşarjör motordan çıkan sıcak egzoz gazlarının bir türbini, türbinin de motorun yanma odasına sıkıştırılmış basınçlı hava gönderen kompresörü tahrik etmesiyle çalışır.

Basınçlı havanın içine yakıt püskürtülmesi ile yanma sonucu ısınarak âniden genişleyen hava egzoztan hızla çıkarken türbini de döndürür. Bu sayede motorun gücü çok artmış olur. Egzoz gazlarının jet tepkisinden uçakların tahrikinde faydalanmayı tasarlayarak ilk defa gerçekleştiren kişi İngiliz Krallık Hava kuvvetleri pilotlarından Frank Whittle'dir. Whittle, 1930 yılında, bir gaz türbini ile bir difüzörü birleştirerek yaptığı jet motorunun patentini aldı.

1936 yılında turbojet adıyla da bilinen bu motorun geliştirilmesi ve îmâli için Power Jets Ltd. adlı bir şirket kurdu. 1939'da İngilizlerden önce Almanlar, 1937'de Hans von Ohain tarafından geliştirilen Hes 3B adlı jet motorunu ilk defa bir uçakta kullanarak Heinkel He 178 ile bir deneme uçuşu yaptılar. Ancak ilk başarı sağlanan uygulama Whittle tarafından geliştirilen Power Jet W.1 adlı jet motorunu kullanan Gloster G.49 uçağı ile 15 Mayıs 1941'de İngilizler tarafından gerçekleştirildi. Jet uçakları İkinci Dünya Savaşı'nın sonlarına doğru yaygın olarak kullanılmaya başlanmış ancak savaşın gidişatına bir etkileri olmamıştır. Savaş sırasında en başarılı uygulama ise Messerschmitt Me 262 uçaklarıyla Almanlar tarafından gerçekleştirilmiştir. Bu uçaklarda Almanlar günümüzde kullanılan eksenel akışlı kompresörleri başarıyla uygulamışlardır. İngilizlerin gerçekleştirdikleri jet motorlarında ise merkezkaç kompresörler kullanılıyordu.

MotorlarNasıl ÇalışırTeknoloji

Kasım 27, 2019

Turbofan Motor nasıl çalışır, Turbofan Motor çalışma prensibi ve yapımı, Turbofan Motor özellikleri ve kısımları verim artışı vb. armaların cevaplarını bu sayfamızda bulabilirsiniz...

Turbofan Motor Yapımı ve Çalışma Prensibi

Bir turbofan motorunun nasıl çalıştığını anlayabilmek için öncelikle bir turbofan motorunun ne olduğunu anlamamız gerekir. Turbofan motoru, ağırlıklı olarak orta ve büyük boyutta uçaklar tarafından kullanılan bir tür gaz türbini motorudur. Eğer daha önce ticari bir uçak görmüşseniz, Bypass Turbofan Motorunu görme şansınız yüksek demektir (bu makalenin ilerleyen bölümlerinde bypass oranına değinilecektir).

Turbofan motorları genellikle benzer büyüklükteki pistonlu motorlara (otomobillerde kullanılanlar gibi) nazaran ağırlık oranına göre daha iyi bir itme gücü sağlar, bu nedenle ağırlık oranına ilişkin ürettiği itme gücü daha az verimli olan pistonlu motorları büyük uçaklarda göremezsiniz. Turbofan motorlarının kullanılmasının bir diğer nedeni ise pistonlu motor muadillerine göre çok daha güvenilir olmasıdır. Bir Turbofan motorundaki tüm yapılar, pistonlu motorlardakinin aksine aynı yönde hareket eder.

Turbofan Motorların Dayandığı Prensipler

Turbofan motorunda kullanılan en temel bilimsel ilke Newton'un 1. hareket yasasıdır.

"Eğer bir cisim hareketsiz olarak duruyor veya sabit bir hızda gidiyorsa, dışardan bir kuvvet uygulanıncaya kadar hareketsiz olarak kalmaya veya sabit hızda gitmeye devam edecek, bir kuvvet uygulandığında ise, cisim, o kuvvetin yönünde hızlanacaktır"

Newton'un 1. Yasasına göre matematiksel ifade şöyle olur:

Prensibe göre: Motora giren hava motor vasıtasıyla hızlandırılır ve daha sonra dışarı atılır, motorun hızlandırılmış havası, prensip olarak bir pervane ile aynı olup çok daha fazla paladan oluşan fanı çalıştırmak için kullanılır. Çalıştırılmış fan ve hızlanmış egzoz gazlarının birleşimi ileri bir itmeye sebep olur. Bu itme, uçağın ileriye hareketini sağlayan şeydir.

Turbofan motorların aşamaları

Turbofan motorda dört ana aşama bulunur; Havanın girişi (Emme), Sıkıştırma, Yanma ve Egzoz. Bu dört aşamanın her biri, en nihayetinde itme üretmek için birlikte çalışırlar. Dört aşamanın her biri, nihai olarak itme kuvveti üretmek için birlikte çalışıyor.

Turbofan Motor Giriş Aşaması

Turbofan motorunun giriş aşaması motorun kompresörünü soğuk hava ile besler. Bazı hava motorun içine doğru giderken bazı hava motorun dış tarafından geçer, işte bu havanın motora girmemesi bypaslanması şeklinde söylenir. Giren hava ile atılan havanın oranı genellikle bypass (atlama) oranı olarak adlandırılır. Motor dışından geçen hava akımı kütlesinin jet motoruna giren hava akımı kütlesinden çok daha büyük olması özelliği ile çoğu büyük uçakta yüksek bypasslı Turbofan motorları bulunur.

Turbofan Motor Yüksek bypass Oranı

Yüksek bypass oranının iki önemli avantajı daha düşük yakıt tüketimi ve daha düşük gürültülü üretim sağlamasıdır. Bu iki avantaj, hava yolu yöneticilerinin daha az verimli olan düşük bypass motorlarından ziyade yüksek Bypass motorları daha çok tercih edip satın almalarını sağlar.

Turbofan Motor Düşük-bypass Oranı

Yüksek bypass oranlarının en büyük dezavantajı, ses altı hızlarda (ses hızından daha yavaş) uçmaya sınırlanmış olmasıdır.

Turbofan Motor Sıkıştırma Aşaması

Motorun sıkıştırma aşaması, her türlü gaz türbini motorunun verimi için oldukça önemli bir konudur. Sıkıştırma aşaması, havanın yanma aşamasında ateşlenebilmesi için doğru basınç ve sıcaklıkta olmasını sağlar. Kompresör sabit bıçaklardan (statör bıçakları olarak da bilinir) ve tahrik bıçaklarından (rotor bıçakları olarak da bilinir) oluşur; döner ve sabit bıçakların kombinasyonu, havanın yüksek basınca maruz kalarak daha yüksek termal enerjiye sahip olmasına neden olur. Sıcak basınçlı hava daha sonra yanma odasına akar.

Turbofan Motor Yanma Aşaması

Odadaki yapılarla birlikte yanma aşaması, hava-yakıt karışımını oluşturmaktan ve yakılmasından sorumludur. Yanma odası, yakıtın ateşlenerek yüksek sıcaklık ve basınçlı havada yakılmasını sağlayan yakıt enjektör sisteminden oluşur. Hava yakıt karışımı yanarken hızla genişleyerek (hacmi artar) arka taraftaki egzoz aşamasına geçmeye zorlanır. Genişleyen gazlar ile ortaya çıkan muazzam enerji, yanma türbinine bağlı koaksiyal şaft vasıtasıyla dönme enerjisine çevrilir.

Turbofan Motor Egzoz Aşaması

Egzoz aşamasında meydana gelen itme gücü, açık bir şekilde Newton'un 3. Kanununa dayanmaktadır.

" Bir cisme etki eden kuvvete eşit ve ters yönde bir tepki oluşur."

Matematiksel ifadesi: F1 = -F2’dir.

Egzoz gazları, motorun arka tarafından yüksek hızda çıkar, bu egzoz gazlarının reaksiyon kuvveti ise egzozun ters yönünde olup itki kuvveti olarak tanımlanır.

Turbofan Motor Mekaniği

Bu enerji değişimi ile çalışan büyük fan yüksek bypasslı Turbofan motorlarda pervaneye benzer şekilde davranır. Yanma türbini aşamasında genleşen gazlar, şaftı çalıştırarak büyük fanların dönmesini sağlar. Büyük fan havayı, yakıtla tutuşarak yanmasına neden olacak doğru basınç ve sıcaklığa gelmesini sağlayan bypass ve sıkıştırma odasına havayı yönlendirir.

Ancak, turbofan motoru, hava yakıt karışımını yakmak için sıcak ve sıkıştırılmış havaya ihtiyaç duyuyor ve sıkıştırma aşamasında görev alan fanları çalıştırmak için sonradan yanmalı türbinleri çalıştırmamız gerekiyorsa, belki şunu soruyor olabilirsiniz: Bir turbofan motoru nasıl başlatılır?

Turbofan motoru nasıl başlatılır?

Fanın bıçakları, yanma döngüsünü başlatmak için dönme enerjisine ihtiyaç duyar; bu nedenle, mühendisler, Hava Türbin Marş motoru adı verilen yüksek basınçlı bir giriş ağzı tasarlamıştır. Hava türbini marşı motorun yanına takılır.

Hava türbin marş motoru, aşağıda gösterilen start arabasıyla çalıştırılan küçük basınçlı bir türbindir. Start ​​arabası, debriyaj vasıtasıyla motor miline bağlı olan hava türbin marşına basınçlı hava gönderir. Böylelikle, hava türbin marş motorunu döndürülerek, motora giren havanın sıkıştığı motor kompresörünün dönmesine neden olur. Hava türbin marş motoru, motorun ondan bağımsız şekilde rölantide çalışmasına kadar şaftı döndürmeye devam eder.

Mühendisler ve teknisyenler, 21. yüzyılın Turbofan motorlarını geliştirmek için daima yeni yollar bulmaya devam etmektedir. Artık bir Turbofan motorunun nasıl çalıştığına dair giriş niteliğinde bir anlama ve bakış açısına sahip olduğunuza göre, onu bir akranınıza veya aile üyesine açıklamayı deneyin. Açıklamanızı anlayabiliyorsa, o zaman turbofan motorunun temellerini biliyorsunuz demektir. Eğer anlamadıysa kendinize bir iyilik yaparak bu makaleyi tekrar okumanızı öneririz.

Turbofan Motorlarda Verim

Isıl Verim

Isıl verim; motordan çıkan net gücün yakıttan elde edilen ısıl enerjinin oranına denir. Bir ideal turbojet motorunun T-s diyagramına göre ısıl verim.

İtme Verimi

İtme verimi; yararlı güç çıkışının toplam güç çıkışına oranı olarak tanımlanır. Yararlı gücü, thrust kuvveti üretimi ve uçuş hızının çarpımı olarak ifade edebilirken, toplam güç çıkışı ise motorun içinden geçen gazın kinetik enerjisindeki değişim oranıdır.

Performans kapasitesini artırmak için günümüzde iki kriter izlenir:

Kompresör basınç oranını artırarak termodinamik çevrim verimini artırmak
Türbin giriş sıcaklığını artırarak motor güç çıkışını artırmak

Mekanik Tasarımda Bu Kriterlerin Sonuçları Ne olur? Amaç 1: Kompresör Basınç Oranını Artırmak Kompresör Basınç Oranındaki Değişim

Çözüm 1 : Stator kanatçıklarının değişken konsepti
Güvenilir hava akışının kontrol sisteminin tasarımı
Yüksek sıcaklık ve basınçlarda kanatçıkların ucundan gerçekleşecek hava sızıntısının korunması

Çözüm 2 : Çoklu Rotor Konsepti

Avantajları

Yüksek basınç ve düşük basınç kısımlarında en uygun hız seçenekleri
Kompresör kısımlarının sayılarının azaltılması
Düşük basınç ve yüksek basınç rotorlarının arasına soğuk havayı daha kolay almak
Sadece yüksek basınç rotoru döneceği için daha kolay motor startı

MotorlarNasıl ÇalışırÖzellikleriTeknoloji

Kasım 27, 2019

Retarder nedir, ne demektir, ne işe yarar, nasıl çalışır, Retarder fren sistemi arızaları ve faydaları, Retarder dizel motor ve egzoz freni hakkında bilgiler.

Retarder Fren Nedir?

MotorlarNe İşe YararNedirOtomobilTeknoloji

Ocak 11, 2019

Uçak motorlarının tarihçesi, uçak motorlarının tarihsel gelişimi, Uçak motorlarının gelişim öyküsü

İşte Uçak Motorlarının Tarihçesi ve Gelişimi

Wright kardeşlerin 1903 yılındaki uçuşundan II. Dünya Savaşının sonuna kadar uçaklara gerekli itki gücü pistonlu – pervaneli motorlardan elde edilmişti. Bu motorlar otomobil endüstrisinde kullanıldığından uçaklar için de doğal başlangıç noktasını oluşturdu. 1930’ların sonlarına doğru pervaneli uçak motorları artık pistonlu – pervaneli uçak motorları performans limitlerine ulaşmış, yüksek hızlara çıkılabilmesinden dolayı jet tepkili uçak motorları gelişim sürecinde rol almaya başlamışlardı. 1950 yıllarında jet motorlarla güçlendirilmiş uçakların ses hızlarına kolaylıkla ulaşabiliyordu. 1950 yıllarının sonunda turbojet motorlar artık Comet, Caravelle ve Boeing 707 gibi ticari uçuşlara entegre oluyordu. Yüksek yakıt tüketimi ve ürettikleri yüksek sesten dolayı 1960’lı yıllara geldiğimizde yerini turbofan uçak motorlarına bırakacaktı. Yüksek by-pass oranlı turbofan motorların gelişimi sonucunda sağladığı; yüksek yakıt verimliliği ve güvenirliliği ile geniş gövdeli uçaklarda tercih sebebi olmaktaydı.

20. yüzyıl başlarında hava emişli jet motorları Lorin ve M. Guillaume tarafından patentlendirildi ancak bunlar uygulamaya geçirilemedi. 1903 yılında Elling gaz türbini fikrini patentleyerek, Norveç’te 11 hp gücünde bir prototip üretti. 1930 yılında İngiltere’den Sir Frank Whittle da turbojet motor fikrinin patentini alarak Power Jet Ltd. firmasında 1937 yılında ilk prototipini üretti. Yapılan çeşitli deneylerden oldukça başarılı sonuçlar alındıktan sonra İngiliz Havacılık Bakanlığı Gloster deneme uçağı üzerinde bir geliştirme programı başlattı. W1X motorunun başarılı geçen testlerinin ardından İngiliz uçak motor üreticileri bilhassa Rolls-Royce turbojet motorunu geliştirmeye başladı. Amerikan ordusu bu yeni motoru ve ilgili teknolojiyi, İngilizler ile çeşitli anlaşmalar sonucunda, benzer isimle (GE 1-A) Amerika’da üretmeye başladılar. By-pass özelliğine sahip turbofan motor fikri de yine Sir Frank Whittle aitti. Bu fikre öncülük eden turbojet motorlarının yakıt tüketimini azaltma çalışmalarıydı.

Birleşik Krallıkta turbojet motorlar ile ilgili çalışmalar yürütülürken, Alman bilim insanı von Ohain tarafından turbojet motoru üzerinde çalışılıyordu. Araştırma Heinkel’de özel bir takım tarafından yürütülüyordu. Prototip turbojet motor 1937 yılında üretildi. Radyal turbomakine bileşenleri ile birlikte yakıt olarak Hidrojen kullanılmıştı. Testleri tamamlanması sonrasında metrekarede 1000 hp beygire eşdeğer güce ulaşılmıştı. Aynı firma tarafından prototip uçak He – 178 üretilerek, yeniden şekillendirilerek uçağa uyarlanan motor ile entegre edildi ve He S3 ismini aldı. 1939 yılında, turbojet motorlu He – 178 uçağı ilk uçuşunu gerçekleştirdi. Ayrıca bu uçuş; turbojet motorlarının güçlendirmesi ile gerçekleştirilen ilk uçuştur. Yüksek hız seviyelerine ulaşarak başarılı uçuş gerçekleştiren uçak, Alman uçak motor firmaları olan Junkers ve BMW ile Heinkel arasında iş birliği geliştirildi. Motor daha ileri seviyeye taşınacak ve eksenel akışlı kompresör ve türbin kullanılacaktı. Jumo004B motoru gelişmiş Alman savaş uçaklarında kullanıldı. Turbojet motorundaki gelişmeler 2. Dünya Savaşı sonuna kadar devam etti.

Von Ohain’e göre; ilk gelişimden günümüzdeki teknolojik seviyeye kadar motor teknolojisindeki gelişim:

> Yanma prosesinin araştırılması sonucunda, yanma odasına giren kütle akışının artması ve basınç düşmelerinin azaltılması ile % 99’lara ulaşan yanma verimliliği
> Yapısal tasarımın ve malzemelerin gelişimi
> Hava soğutma etkinliğinin arttırarak türbin sıcaklık kapasitesinin arttırılması sonucunda türbin politropik verimin artması
> İtki nozulunda ve uçakla ilgili diğer kısımlarda ileri kontrol seviyeleri
> Kontrol sistemlerinin gelişimi
> Titreşimlerin azaltılması

Turbojet gelişim sürecinde ortalama verimliliğin arttırılması amacıyla yapılan araştırmalarda, performans ve verimliliğin kompresör basınç oranının arttırılması ile direkt olarak ilişkili olduğu görülmüştür. Bu sebepten dolayı, 1930 yılları sonrasında turbofan ve turbojet motorlarının kompresör basınç oranları sürekli artma yönünde geliştirildi. Değişken stator kanatçıklarının kullanılması neticesinde daha yüksek kompresör basınç oranlarına ulaşmak azalan akışlarda oranlarında bile mümkün oldu. Yükseltilen basınçla; motor uzunluğu, motor ön alanı ve elde edilen güç başına motor ağırlığı azaltıldı.

Hava akışlı motorların gelişim süreci hala sürmektedir. Daha yüksek uçuş hızlarının daha yüksek bileşen verimliliği ile eldesi yakın geleceğin araştırma konularındandır. Malzeme biliminin bize sunabileceği daha hafif malzemeler ile daha az yakıt tüketimi ve bunun sonucunda daha yüksek verimli motorların üretimi bizler için oldukça önemlidir.

Etiketler:Uçak Motor

MotorlarTeknoloji

Ocak 07, 2019