Turbofan Motor

Turbofan Motor Nedir?

Turbofan, itişi egzoz gazıyla beraber, ön kısımdaki geniş fanla da sağlanan güvenilir ve bakımıkolay jet motoru tipidir. Ön kısmı büyük, arka kısmı koni şeklinde ve daha küçüktür. Genelde yolcu uçaklarında kullanılır.

Ön kısımdaki türbin vasıtasıyla emilen hava kompresser pervaneler tarafından yanma odasına alınır, burada yogunlaştırılan hava aynı anda yakıt (bazı motorlarda bir miktar su karıştırılır) ile yakıldığında müthiş bir itme kuvveti oluşur. Buna roket ivmelenmesi de diyebiliriz. Oluşan bu itme gücü egzoz çıkışındaki türbinler vasıtasıyla dışarı gönderilir, tüm bu sistem aynı mile bağlı bir düzenektir.

Bypass motorları olarak da bilinen turbofan motorları, turbojet motorlarına göre daha çok yakıt tasarrufu sağlarlar ve daha sessiz çalışırlar.

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.

Turbofan 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 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 Düşük bypass Oranı

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

Turbofan 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.

Turbofan 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 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.