Uçak Motorları

Uçak Motoru Nedir?

Uçak motoru, uçağa itiş gücünü sağlamak için mekanik güç üreten bileşendir. Uçak motorları çoğunlukla hafif pistonlu motorlardan veya gaz türbinli motorlardan oluşur.Uçakların uçuşunu, havada tutunmasını sağlayan kanatlardır. Motorların görevi ise uçağı öne doğru iterek hava akımının kanatların üstünden gitmesini sağlayarak kaldırma kuvveti oluşturmaktır.

Jet motorları pistonlu motorlar gibi havayı çekerler, sıkıştırırlar yanma odasında yakarlar ve arka taraftan yüksek hızla fırlatırlar. Yüksek hızla fırlatılırken arkada bulunan türbin kanatlarını çevirir. Buda ön tarafta bulunan havayı sıkıştıran kompasörü çalıştırır. Buna çekirdek motor denir.

• Turbojet Motor: Çekirdek motor arkadaki havayı hızlı bir şekilde atması
• Turboshaft Motor:  Arkasına bir sıra daha türbin eklenerek onu çevirmesini sağlayarak o güçlede helikopter pervanesi çevirmesi  Örnek: Helikopter
• Turboprop Motor: Aynı güçle motor önündeki pervaneyi çevirmesi Örnek: Hürkuş
• Turbofan Motor: Motor önünde o türbinle çok daha büyük itki almak için büyük bir fan çevirmesi Örnek: Yolcu Uçakları, Kargo Uçakları

Uçak Motorunun Çalışma Prensibi

Uçak Motorunun Görevleri Nelerdir?

Uçak motorunun ana fonksiyonu uçağa gereken hareketi sağlamaktır. Motorun uçaktaki görevleri;

1. İtiş gücü sağlamak
2. Elektrik gücü sağlamak
3. Hidrolik gücü sağlamak
4. Pnomatik gücü sağlamak

Hava Soluyan Motorlar

• Turbojet, turbofan, turboprop, turboşaft ve ramjet
• Turbojet ve ramjet motorunun yarattığı itki kuvveti motordan çıkan akışkan jetinden kaynaklanır
• Turbofan, turboprop ve turboşaft ise turbojetin değiştirilmesi ile elde edilmişlerdir ve itki kuvvetini fan, pervane ya da mil kullanarak üretirler.

Gaz Üreteci Nedir?

• Türbinli bir motorun “kalbi” gaz üretecidir. Ana bileşenleri kompresör, yanma odası ve türbindir. Gaz üretecinin amacı yüksek sıcaklık ve yüksek basınçta gaz elde etmektir.

Jet Motorları, atmosferden aldığı havayı sıkıştırarak kullanılan yakıt ile yakıp ısıtır. Isıtma sonucu ortaya çıkan gazları hızlı bir biçimde dışarı doğru püskürterek, ters yönde bir itme gücü oluşturur. Oluşan bu güçle motorun bağlı olduğu hava aracının hareket etmesi sağlanır.

Uçak Motoru Türleri

ŞAFTLI MOTORLAR: Şaft motordan aldığı dönme hareketini iletir.

İçten yanmalı motorlar: İçten yanmalı motorlar, yakıtın motor içinde yanma odası adı verilen sınırlı bir alan içinde yakılması ile oluşan basıncın, piston denen parçayı hareket ettirmesi ile oluşan makinedir. Pistonlu motor, Wankel motor, Türbin motor

• Pistonlu motor: genellikle basıncı dönen bir harekete dönüştürmek için bir veya daha fazla piston kullanan bir motordur. İçten yanmalı motorlar, buhar motoru ve stirling motoru olmak üzere üç türde bulunmaktadır.
• Wankel motor: Wankel motoru; ekzantrik döner tasarıma sahip, yanma basıncını döner harekete çeviren içten yanmalı bir motordur. Bu motorlarda diğer içten yanmalı motorlardan farklı olarak, kenarları yayvanlaştırılmış üçgen şeklinde döner pistonlar kullanılır.
• Türbin motorları: pistonlu motorlarda olduğu gibi yakıt ve hava yakar ama pistonu aşağı yukarı hareket ettirmek yerine türbin denilen bir grup fan palini yüksek hızda döndürür. Türbin motorları ilk olarak II. Dünya Savaşı sırasında uçaklarda kullanıldı. Türbin motorlarının birçok çeşidi vardır.

•        Şaftlı Türbin Motorlar: Turboprop, Turboşaft
  
•        Tepkili Türbin Motorlar: Turbojet, Turbofan, Propfan

Dıştan yanmalı motorlar: Dıştan yanmalı motor, yakıtın yanması ile sistemde çalışacak olan farklı bir akışkanı ısıtarak o akışkan aracılığı ile enerji dönüşümünü yapan bir motordur. 

• Buhar güçlü motor: Buhar makinesi, buharın içinde var olan ısı enerjisini, mekanik enerjiye dönüştüren bir dıştan yanmalı motordur.

TEPKİLİ MOTORLAR (JET MOTORLARI): Jet motoru diğer adıyla tepkili motor, atmosferden aldığı havayı sıkıştırıp yakıtla yakarak ısıtır. Bu ısıtma sonucunda ortaya çıkan gazları, hızla dışarı püskürterek, ters yönde bir itme gücü oluşturur. Bu güçle, motorun bağlı olduğu aracın hareket etmesi sağlanır

• Türbin motorları: pistonlu motorlarda olduğu gibi yakıt ve hava yakar ama pistonu aşağı yukarı hareket ettirmek yerine türbin denilen bir grup fan palini yüksek hızda döndürür. Türbin motorları ilk olarak II. Dünya Savaşı sırasında uçaklarda kullanıldı. Türbin motorlarının birçok çeşidi vardır.

•         Şaftlı Türbin Motorlar: Turboprop, Turboşaft
•         Tepkili Türbin Motorlar: Turbojet, Turbofan, Propfan

• Roket motoru: Roket motoru ya da yalnızca roket olarak adlandırılan jet motoru onun en yüksek itici hızına ulaşabilmesi için depolanmış ve belli bir kütlesi bulunan yakıta sahiptir. Roket motorları tepki motorlarıdır ve Newton’un üçüncü kanunu doğrultusunda itme kuvveti sağlar. Roket motorları onların jetlerini oluşturmak amacıyla, harici materyale ihtiyaç duymadıkları için füzeler gibi dünyasal kullanımlara ek olarak uzay aracı için de kullanılabilir. Roket motorların yanma olmayan formları olmasına rağmen, onların çoğu içten yanmalı formlardadırlar.
• Termojet: Termojet veya Motorjet ön kısmında bir hava menfezi bulunan tepkili motor. Bu motorda içeri emilen hava bir kompresör vasıtasıyla yanma hücresine sevkedilir ve burada akaryakıt ile karıştırılarak yakılır; genişleyen hava, yüksek bir süratle, dışarı atılır. İlk uygulama 1910 yılında Henri Coanda tarafıdnan yapılmıştır.
• Pulsejet: Pulse jet motoru, en basit anlamda yanma sonucu oluşan etkiden yararlanan jet motorlardır. Bu motorlar az sayıda hareketli parçalardan oluşabildiği gibi tamamen hareketsiz parçalardan da oluşabilir ve statik çalışabilmektedirler.
• Ramjet: Ramjet bazen kullanılan adıyla soba borusu jet, hareketli parça kullanmayan bir jet motoru türü. Yüksek hızda kulanılan basit bir motordur. Bu avantajı sayesinde füze sistemlerinde kullanılmıştır.
  Ramjet, ileri itişli sıkıştırılmış hava alışlı döner kömpresörü bulunmayan bir jet motor çeşididir. Düşük hızlarda itki oluşturmadığı için yerde duran bir uçağı harekete geçiremez. Yüksek hızlı uçuşlar için uygundur. Kompresör ya da türbin gibi hareketli parçaları olmayan bir motor türüdür. Ramjetler çalışabilmek için bir ön hıza ihtiyacı vardır ve ses-üstü hızlarda (M > 1) çalışmaya başlayabilirler. Bu çeşit motorlar 5 Mach hızına kadar çalışırlar. Daha yüksek hızlara çıkılması için Scramjet motorlarına ihtiyaç vardır. Yüksek hız gerektiren uygulamalarda kullanılmaktadırlar, silah yapımcıları dış kabuklu ağır silahlara ramjet ekleyerek menzilini arttırdılar.

•         Scramjet: Scramjet bir ramjet çeşidi olup farklı olarak supersonik yanma odasına sahiptir. Havanın sıkıştırılarak alındığı, yakıtın yakıldığı yanma odası ve egzozun giriş hızından daha hızlı ayrıldığı lüleye sahiptir.

Uçak Motorunun Gelişimi

• 1848: John Stringfellow önemsiz gibi görünse de, örnek gösterilebilecek güç kapasitesine sahip bir buhar motoru yaptı.
• 1903: Charlie Taylor Wright Flyer için 12 beygir gücünde sıralı tip motor yaptı.
• 1903: Yıldız tipi motor için standart oluşturacak olan Manly-Balzer motoru projesi başladı.
• 1906: Léon Levavasseur, başarılı soğutma yapan V8 motorunu uçaklarda kullanılması için uyarladı.
• 1908: René Lorin ilk tepkili jet motorunun patentini aldı. ucaklar.org
• 1908: Dünyanın ilk Döner motoru olan Gnome Omega’nın üretimine başlanıldı. 1909 yılında Gnome motorlu Farman III uçağı hiç durmadan 180 kilometre mesafe katederek dünya rekoru kırdı. Bu nedenle Grande Semaine d’Aviation de la Champagne dayanıklılık ödülünü kazandı.
• 1910: Paris Aero Salonunda piston motorlu ve kanallı fana sahip Coandă-1910 uçağı sergilendi. Uçak bu şekilde uçtu ancak alınan patent itme kuvvetinin artması için egzoz gazının kanalın içine sevk edilmesinden dolayı alınmıştı.
• 1914: Auguste Rateau yüksek irtifa performansını arttırmak için – turbo bir – egzoz beslemeli kompresör kullanılmasını önerir ve yapılan testler sonucunda önerisi kabul edilmez.
• 1917-1918 -Idflieg ait -numbered R.30 / 16 örnek Imperial German Luftstreitkräfte ‘ın Zeppelin-Staaken R.VI ağır bombardıman bir ile uçmak için bilinen en eski süperkompresör donanımlı uçak, olur Mercedes d.II düz altı motor Merkezdeki gövdede, R.30 / 16’nın dört Mercedes D.IVa motoru için bir Brown-Boveri mekanik süper şarjı kullanıyordu .
• 1918: Sanford Alexander Moss , Rateau’nun fikrini seçti ve ilk başarılı turboşarjı yarattı 
• 1926: Armstrong Siddeley Jaguar IV (S), uçak kullanımına yönelik ilk seri üretilen motor; dişli tahrikli bir santrifüjlü supercharger ile iki sıralı radyal .
• 1930: Frank Whittle bir turbojet motoru için ilk patentini verdi .
• Haziran 1939: Heinkel He 176 , sadece sıvı yakıtlı roket motoru ile çalışan ilk başarılı uçak.
• Ağustos 1939: Heinkel HeS 3 turbojet, öncü Alman Heinkel He 178 uçağını harekete geçirdi .
• 1940: Jendrassik Cs-1 , dünyanın ilk turboprop motor çalıştırması. Hizmete girmedi.
• 1943 Daimler-Benz DB 670 , ilk turbofan koşusu
• 1944: Messerschmitt Me 163 B Dünyanın ilk roketli savaş uçakları konuşlandırıldı Komet .
• 1945: İlk turboprop destekli uçak, iki Rolls-Royce Trent motorlu modifiye bir Gloster Meteor uçtu .
• 1947: Bell X-1 roket güdümlü uçak ses hızını aştı.
• 1948: 100 shp 782, uçak kullanımına uygulanacak ilk turboşarjlı motor; 1950’de daha büyük 280 shp (210 kW) Turbomeca Artouste’u geliştirmek için kullanıldı.
• 1949: Leduc 010 , dünyanın ilk ramjet motorlu uçak uçağı.
• 1950: Dünyanın ilk üretim turbofanı olan Rolls-Royce Conway hizmete girdi.
• 1968: General Electric TF39 yüksek bypass turbofan daha yüksek itme ve çok daha iyi verimlilik sunarak hizmete girdi.
• 2002: HyShot scramjet uçtu.
• 2004: rakımı koruyan ilk scramjet i NASA X-43