• Gizlilik
  • Koşullar
  • Hakkımızda
  • İletişim
  • Dergiye Abone Ol
  • Hesabım

Sepetinizde ürün bulunmuyor.

ENG
DefenceTurk
TUSAŞ 47 Yaşında!
Dergi
  • Anasayfa
  • Haberler
    • Genel Haberler
    • Kara Kuvvetleri ve Kara Sistemleri
    • Deniz Kuvvetleri ve Deniz Sistemleri
    • Hava Kuvvetleri & Havacılık ve Uzay Sistemleri
  • Özgün
    • Sistemler ve İncelemeler
    • Yazılar ve Analizler
    • Söyleşiler
  • Ürünler
    • Kara Araçları
    • Deniz Araçları
    • Havacılık ve Uzay Sistemleri
    • Silah Sistemleri
    • Radar ve Elektronik Harp Sistemleri
    • Entegre Güvenlik Sistemleri
    • Muhabere ve Elektronik Sistemler
    • Tedarik ve Ar-Ge Projeleri
  • Ansiklopedi
  • Dergilerİndirim
  • Hizmetlerimiz
  • Dergi İçerikleri
  • IDEF’21
  • Giriş
Sonuç Yok
Tüm Sonuçları Görüntüle
  • Anasayfa
  • Haberler
    • Genel Haberler
    • Kara Kuvvetleri ve Kara Sistemleri
    • Deniz Kuvvetleri ve Deniz Sistemleri
    • Hava Kuvvetleri & Havacılık ve Uzay Sistemleri
  • Özgün
    • Sistemler ve İncelemeler
    • Yazılar ve Analizler
    • Söyleşiler
  • Ürünler
    • Kara Araçları
    • Deniz Araçları
    • Havacılık ve Uzay Sistemleri
    • Silah Sistemleri
    • Radar ve Elektronik Harp Sistemleri
    • Entegre Güvenlik Sistemleri
    • Muhabere ve Elektronik Sistemler
    • Tedarik ve Ar-Ge Projeleri
  • Ansiklopedi
  • Dergilerİndirim
  • Hizmetlerimiz
  • Dergi İçerikleri
  • IDEF’21
Sonuç Yok
Tüm Sonuçları Görüntüle
DefenceTurk

Değişken Bypass Oranlı Jet Motorları: 6. Nesil Turbofan Motorlar

Sinan Şal Yazar: Sinan Şal
27 Ara 2020 19:22
Kategori: Özgün Yazılar, Yazılar ve Analizler
A A
0
6. nesil Tempest savaş uçağı - Birleşik Krallık
FacebookTwitterLinkedinWhatsappTelegramQR Kodu

Askerî havacılık tarihinde pistonlu motorlardan turbojet motorlara olan teknolojik sıçramayı, turbojet motorlardan turbofan motorlara olan sıçrama izlemiştir. Askerî amaçlı motor tasarımı ile ilgili bir sonraki teknolojik sıçramanın ise değişken bypass oranlı, üç akışlı turbofan motorlar ile gerçekleşmesi beklenmektedir. Askerî olarak kullanılan ilk jet motoru yaklaşık 70 yıl önce gerçekleşen çok gizli bir projenin sonucuydu. Geçmişten farklı olarak, önümüzdeki bu yeni teknolojik sıçrama öncesi bu kez ortaklar / şirketler bunun hakkında konuşuyorlar ya da konuşmak istiyorlar.

Askerî motor teknolojilerinde gözlemlenen teknolojik gelişim

Gelecek nesil savaş uçakları için yeni nesil motorların geliştirilmesi kaçınılmaz olacaktır. Günümüzde 6. nesil platformlar ile ilgili devam eden çalışmaları göz önüne alınca bu platformlara uygun motor geliştirilmesi daha da önem kazanacaktır.

F-35 Müşterek Taarruz Uçağı için 5. nesil motor geliştirilmesi konusunda 2007 yılında Amerikan Hava Kuvvetleri, GE Aviation ve Rolls-Royce konsorsiyumu ile Pratt&Whitney şirketlerini seçmiş fakat 2011 yılında bütçe kesintisi ile ilgili kongre kararı sonrası GE Aviation ve Rolls-Royce ortak tasarımı olan F136 motorunun (motor testleri devam ederken) daha fazla finanse edilmeyeceği kararı alınmıştır. Takip eden yıl içerisinde 6. nesil motor geliştirilmesi konusunda en belirgin adımı 2012 yılında AETD programı ile Amerikan Hava Kuvvetleri atmıştır ve motor geliştirilmesi konusunda hem GE Aviation hem de Pratt&Whitney firmalarına finansman sağlamıştır. 6. nesil motorlar için konsept olarak görebileceğimiz değişken bypass oranlı turbofan motorlar için 1978 yılında alınmış patentler dahi bulunmaktadır. Kavram/fikir olarak 40 yıllık bir geçmişi olmasına rağmen bu alanda çalışmaların başlaması için platform teknolojisinin de gelişmesi gerekmiştir. Yakın zamanda Birleşik Krallık öncülüğünde yürütülen TEMPEST programı kapsamında İngiliz devi Rolls-Royce tarafından yapılan açıklamalarda 6. nesil motorlar işaret edilmektedir.

Bu çalışmada, AETD ve ADVENT programları ile 6. nesil motorlar için devam eden çalışmaları ve hedeflenen motor teknolojisinin detayları ile 5. nesil motorlara kıyasla getireceği yeniliklere değinerek ilerleyen dönemlerde bu konsepte neden ihtiyaç duyulacağını anlatmayı hedeflemekteyim.

AETD Programı ve Yeni Nesil Motorlar

AETD (Adaptif Motor Teknolojisi Geliştirme) ve ADVENT (Adaptif Çok Yönlü Motor Teknolojisi) programlarının hedeflediği 6. nesil motorların getireceği avantajları sıralamadan önce günümüz motor teknolojisine kısaca değinerek neden böyle bir değişikliğe ihtiyaç duyulduğunu anlatmayı amaçlıyorum. Günümüzde (işlevsel olarak görev yapan) turbofan motorlar, iki ana kategoriden oluşmaktadır; yüksek bypass oranlı ve düşük bypass oranlı turbofan motorlar. Yüksek bypass oranlı turbofan motorlar, yüksek verimliliklerinden dolayı sivil havacılıkta kullanılmaktadır ve bypass oranları >10 mertebelerine ulaşmıştır. Düşük bypass oranlı turbofan motorlar ise sağladıkları yüksek itki/ağırlık oranından dolayı askerî platformlarda tercih edilmiştir.

Bu iki özelliği tek bir motorda birleştirebilsek ve askerî platformlarda kullanabilsek nasıl olurdu? Aynı motorda yüksek performans ve yakıt verimliliği nasıl sağlanabilir?

Performans – Verim İkilemi

Yüksek itkiye ihtiyaç olduğunda yüksek itki elde edebilmeye, fakat yüksek itkiye ihtiyaç olmadığı zamanlarda yakıt tasarruflu bir moda geçebilmeye olanak sağlayan bir motor elde ederdik. Basitçe söylemek gerekirse değişken bypass oranlı jet motor, bir ticari motorun en iyi yönlerini alarak onu bir savaş motorunun en iyi yönleriyle birleştirerek askerî platformlara uygun yeni bir mimari ortaya çıkardı.

Değişken bypass oranlı jet motorunun 5. nesil motorlara kıyasla üstünlükleri

6. nesil motorlar için hedeflenen değişken bypass oranı ile gerektiğinde düşük yakıt tüketimi (yüksek bypass) moduna geçilebilecek ve ihtiyaç duyulduğunda ise yüksek itki (düşük bypass) moduna geçiş yapılabilecektir. Bunun neticesinde 5. nesil motorlara kıyasla ~%25 daha az yakıt tüketimi, ~%30-35 artırılmış menzil ve %10’dan daha fazla itki artışı sağlanması hedeflenmektedir. Bunu yapabilmek adına motorda üçüncü bir akış hattı düşünülmektedir. Bu konuyu daha iyi anlatabilmek için günümüzde kullanılan düşük bypass oranlı turbofan motorlara bakmamız işimizi kolaylaştıracaktır. Fan çıkışında ana akış havası ikiye ayrılarak bir kısmı çekirdek olarak adlandırabileceğimiz yüksek basınç kompresörü-yanma odası-türbinler-egzoz şeklinde devam ederken, bir kısmı ise kompresör gövdesi ile dış kabuk arasından devam etmektedir.

Düşük bypass oranlı jet motoru (2 adet akış hattı görülmektedir)

Değişken bypass oranlı motorlarda ise fan çıkış havası üç ana akıma ayrılarak bir kısmı çekirdek motordan, diğer iki akım ise tamamen statik iki farklı bölgeden geçmektedir. Böylece yüksek itki gerektiğinde en dışta bulunan bypass kısmı kapatılarak motorun bypass oranı düşürülüp angajman anında motor en yüksek itkiyi üreterek pilota avantaj sağlarken, diğer durumlarda ise bypass oranını artırarak daha uzun menzil uçmasını sağlamayı hedeflemektedir.

Değişken bypass oranlı jet motoru (3 adet akış hattı görülmektedir)

Yeni nesil ya da 6. nesil olarak adlandırabileceğimiz motorları 5. nesil motorlar ile kıyasladığımızda en önemli farklılıkları üç farklı akışa imkan verecek fan modülü ve seramik matris kompozit (CMC) malzemeden yapılmış dönen kanatçıklar olacaktır. Bu farklılıklar daha verimli bir motor, yüksek itki, iyileştirilmiş ısı yönetimi, artırılmış menzil ve sürüklenmeyi (drag) azaltırken artırılmış giriş geri kazanımı (inlet recovery) sağlayacaktır.

Değişken bypass oranlı jet motoru çalışma modları

2014 yılında ilk ve tek üç akışlı değişken bypass oranlı turbofan motor test edildi ve bunu takiben Mart 2015’te ön tasarım incelemesinin başarıyla tamamlanması sağlandı. Birinci fazda motorun ön tasarımı, yanma odası, yüksek basınç kompresörü ve CMC kullanılarak imal edilen parçaların testleri tamamlanmıştır. İkinci fazda ise fan testleri ve çekirdek motor testleri tamamlanmıştır. Burada, jet motorları tarihindeki en yüksek kompresör ve türbin sıcaklıklarına ulaşıldı. Bu ilerlemenin sağlanabilmesi için motorda seramik matris kompozit (CMC) malzemeden yapılmış ve sıcak bölgede kullanılan parçalar ile katmanlı imalatın önemini göz ardı etmemek gerekir.

ADVENT kapsamında düşük basınç türbininde kullanılan CMC kanatçıklar
Test edilen değişken bypass oranlı turbofan motor

İlk konsept motorun geliştirilmesinin tüm maliyetinin 1 milyar $ olduğu ve tüm program maliyetinin ise yaklaşık 100 milyar $ olduğu belirtilmektedir. GE ve Pratt&Whitney tarafından geliştirilmesi devam eden bu motorlardan seçilecek olan versiyonun,  F-35’lerde daha az yakıt tüketimi, artırılmış menzil ve daha yüksek itki sağlamak amaçlı motor yükseltme programı kapsamında kullanılması düşünülmektedir. İlerleyen dönemlerde F-35 sistem geliştirme kapsamında değişken bypass oranlı yeni nesil motorların kullanılabileceği Lockheed Martin’e ait sunumdan alınan görselde sağ alt köşede görülmektedir.

F-35 sistem geliştirme kapsamında düşünülen değişiklikler

Değişken bypass oranlı turbofan motorların taarruz uçakları dışında bombacı ve taktik uçaklarda da kullanılabilecek şekilde tasarlanması hedeflenmektedir.

TEMPEST Programı ve Avrupa’da Başlayan Yeni Nesil Motor Çalışmaları

16 Temmuz 2018 tarihinde gerçekleştirilen meşhur Farnborough Uluslararası Hava Gösterisi ya da diğer adıyla Farnborough Havacılık Fuarı’nda İngiliz Savunma Bakanı Gavin Williamson tarafından TEMPEST projesi açıklandı. Konsorsiyumda yer alan İngiliz devi Rolls-Royce’un geliştireceği motor ile ilgili detaylar basına yansıdıkça, değişken bypass oranlı turbofan motorun Amerika kıtası dışında Avrupa’da geliştirilmesi amacıyla çalışmaların başladığı anlaşılıyordu. İlk ipuçları Rolls-Royce Askerî Motorlar Gelecek Projeler Baş Mühendisi Conrad Banks’in açıklamalarında gizliydi. Banks, değişken bypass oranlı ve entegre jeneratör ile çalışacak bir motordan bahsediyordu. 6. nesil platformların “uçan enerji santralleri” olacağı düşünüldüğünde (özellikle lazer silahlar ve gelişmiş aviyoniklerin enerji ihtiyacı düşünüldüğünde; 6. nesil platformlar için kullanılan bir benzetme), platformun ihtiyaç duyacağı elektriksel gücün motordan sağlanacağı anlaşılmaktaydı. TEMPEST programı ve kullanılacak motor ile ilgili detaylar zamanla belli olmaya başlamıştı ki, bu da, motorun şaftına entegre edilmesi planlanan bir jeneratör yardımıyla 1 MW elektriksel güç üretiminin planlanmakta olduğudur.

TEMPEST programında platform ve silah sistemleri için elektrik enerjisi üreten ve aynı zamanda değişken bypass oranlı 6. nesil bir turbofan motor tasarımı, bizlere bu yarışta Avrupa’nın ABD’ye rakip olabileceğini gösterse de şunu unutmamak lazım ki ABD bu yarışta motor testi aşamasına geldiğinden bir adım önde bulunmaktadır.

Kaynaklar: 

  1. Speed and efficiency: are adaptive jet engines the way forward? – AirforceTechnology 
  2. Pratt & Whitney
  3. GE Aviation
  4. US4080785A, “Modulating bypass variable cycle turbofan engine”, 1978
  5. Rolls Royce

Sinan Şal

İlginizi Çekebilir:

 

Havacılığın Kalbi: Gaz Türbinli Motorlar

Gaz Türbinli Motorlar – 2 | Kompresör

Sinan Şal
Sinan Şal
Etiketler: 6. Nesil Turbofan MotorlarDeğişken Bypass Oranlı MotorGaz Türbin Motorjet motor
SPONSORLU İÇERİK
Önceki Haber

ABD Ordusunun yeni uzun menzilli topçu sistemi 70 km’den hedefini vurdu

Sonraki Haber

Tarım ve Orman Bakanlığı 2021’de 3 İnsansız Hava Aracı teslim alacak

İlgili Yazılar

Type 45 sınıfı hava savunma destroyerleri
Haberler

Type 45 sınıfı hava savunma destroyerleri

1 gün önce
Türkiye’nin İlk .50 Kalibre Anti-Materyal Keskin Nişancı Tüfeği: KSR50
Haberler

Türkiye’nin İlk .50 Kalibre Anti-Materyal Keskin Nişancı Tüfeği: KSR50

2 hafta önce
Haberler

KALEKALIP milli tüfek ailesi: KCR

4 hafta önce
Ekipmanlarda Kademe Sistemi | Bölüm-I
Özgün Yazılar

Ekipmanlarda Kademe Sistemi | Bölüm-I

1 ay önce
NATO Ülkelerinin Savunma Harcamaları (2014-2021) ve Değerlendirmeler
Yazılar ve Analizler

NATO Ülkelerinin Savunma Harcamaları (2014-2021) ve Değerlendirmeler

1 ay önce
Rus Hava Kuvvetleri’nin Ukrayna’daki “Düşüşü”
Yazılar ve Analizler

Rus Hava Kuvvetleri’nin Ukrayna’daki “Düşüşü”

2 ay önce
Sonraki Haber
Bayraktar TB2 İHA, Tarım ve Orman Bakanlığı envanterine girdi

Tarım ve Orman Bakanlığı 2021'de 3 İnsansız Hava Aracı teslim alacak

Please login to join discussion

Google Haberler

İlginizi Çekebilir

TUSAŞ hava aracı malzeme testlerinde yapay zeka temelli bir kabiliyeti millileştirdi
Haberler

TUSAŞ hava aracı malzeme testlerinde yapay zeka temelli bir kabiliyeti millileştirdi

5 gün önce
Haberler

MURAD Uçak/İHA AESA Radarı entegrasyon ve deneme aşamasında

7 gün önce
Pakistan’ın ilk MİLGEM gemisi “BABUR” denizle buluşuyor
Deniz Kuvvetleri ve Deniz Sistemleri

PN MİLGEM projesinin üçüncü gemisi denize iniyor

3 gün önce

Ulusal Savunmanın Medyadaki Güçlü Sesi

@ 2021 Defence Turk. Tüm hakları saklıdır.

Ulusal Savunmanın Medyadaki Güçlü Sesi

  • ENG
  • Hesabım
  • Hizmetlerimiz
  • Dergi İçerikleri
  • Özgün Yazılar
  • Savunma Sanayii Ansiklopedisi
  • Hakkımızda
  • İletişim
  • Dergiye Abone Ol
  • Dergiler
Menu
  • ENG
  • Hesabım
  • Hizmetlerimiz
  • Dergi İçerikleri
  • Özgün Yazılar
  • Savunma Sanayii Ansiklopedisi
  • Hakkımızda
  • İletişim
  • Dergiye Abone Ol
  • Dergiler
Sonuç Yok
Tüm Sonuçları Görüntüle
  • Giriş
  • Sepet
  • ENG
  • Hesabım
  • Hizmetlerimiz
  • Dergi İçerikleri
  • Özgün Yazılar
  • Savunma Sanayii Ansiklopedisi
  • Hakkımızda
  • İletişim
  • Dergiye Abone Ol
  • Dergiler

© 2020 Tüm hakları saklıdır.
DefenceTurk

Tekrar Hoşgeldiniz!

Lütfen hesap bilgilerinizi girin

Şifrenizi mi unuttunuz?

Parolanızı kurtarın

Şifrenizi sıfırlamak için lütfen e-posta adresi veya kullanıcı adı girin.

Giriş

Defence Turk'ün Yeni Hizmetleri

Defence Turk sektöre yönelik yeni hizmetlerini sunar. Profesyonel ekibimiz sorunlarınıza çözümler üretmek için yanınızda!

Hizmetleri Keşfedin
Hemen iletişime geç
Konuşma başlat
Merhaba! Aşağıdaki Defence Turk logosuna tıklayarak bizimle Whatsapp üzerinden iletişime geçebilirsiniz.
Ekibimiz birazdan sizinle iletişime geçecek
Defence Turk
Yazmak için buraya tıklayın