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.
0 Comments: