• 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

Gaz Türbinleri Nasıl Çalışır? Tasarım Zorlukları Nedir?

Sinan Şal Yazar: Sinan Şal
05 Şub 2021 19:22
Kategori: Yazılar ve Analizler
A A
0
Gaz Türbinleri Nasıl Çalışır? Tasarım Zorlukları Nedir?
FacebookTwitterLinkedinWhatsappTelegramQR Kodu

“Bugün sizlere gaz türbinlerinin ne kadar zorlayıcı bir ortamda bulunduklarını ve nasıl çalıştıklarını anlatacağım. Yazının ana fikri, motor çalışırken içinde bulunduğu zorlayıcı şartlar, her bir bölümün kendine özgü zorlukları nelerdir gibi konular olacak.  Türbin kompresörü çevirir evet ama ne şartlar altında bu gerçekleşir? Biz mühendisler ne gibi zorlukların üstesinden geliyoruz, bugün bu konulara odaklanacağız.

Ülkemizin geliştirdiği uzun ömürlü ilk türbinli motor olma özelliğine sahip TEI tasarımı TS1400 motorunun nasıl çalıştığı konusunda çok fazla soru aldığımdan gaz türbinlerinin çalışma mantığını ve üstesinden gelmemiz gereken tasarımsal ve operasyonel zorlukların neler olduğunu turboşaft motor üzerinden anlatmayı uygun gördüm.”

Bu yazıdaki içerikleri aşağıdaki videodan da izleyebilirsiniz:

Havacılıkta kullanılan türbinli motorlar itki üreten ya da güç üreten motorlar olmak üzere 2 ana kategoriye ayrılırlar. Turbojet ve turbofan motorlar itki üreten türlerdir, turboprop ve turboşaft motorlar ise güç üreten türbinli motorlardır.

Türbinli Motorlar

Çekirdek motor ya da gaz jeneratörü olarak adlandırılan kısım tüm türbinli motorlarda ortaktır.  Bu sebepten dolayı çekirdek motordan başlanacak ve sonrasında turboşaft motora geçiş yapılacak.

Çekirdek Motor

Çekirdek motor ya da gaz jeneratörü olarak adlandırılan kısım tüm türbinli motorlarda ortaktır. Çekirdek motor, girişte kompresör, sonrasında yanmanın gerçekleştiği yanma odası ve kompresörü çeviren yüksek basınç türbininden oluşur.

Motor tipine göre geri kalan yapıda farklılıklar görülür. Turbofan motorlarda giriş kısmında fan ve düşük basınç kompresörü bulunur, arka kısımda ise düşük basınç türbini bulunur. Düşük basınç türbini, fan ile düşük basınç kompresörünü çevirir. Turboşaft ve turboprop motorlarda ise çekirdek motora ek olarak yüksek basınç türbininin sonrasında düşük basınç türbini olarak adlandırılan ve şaft gücü üreterek bir yükü çeviren güç türbini bulunur. Güç türbini, enerjinin tamamını gaz jeneratör türbin çıkış gazından alır ve bunu çıkış şaftı aracılığıyla sürmesi amaçlanan kısma iletir. Çoğunlukla, güç türbini gaz jeneratörüne ya da çekirdek motora mekanik olarak bağlı değildir. “Serbest güç türbini” olarak adlandırılan bu tasarım, güç türbininin hızının, motor içerisinde ilave bir redüksiyon dişli kutusuna ihtiyaç duymadan, enerji vereceği komponente göre optimize edilmesini sağlar.

Yüksek bypass oranlı turbofan motor

“Çekirdek motordan kısaca bahsedildikten sonra, motorun tüm modüllerini ve yağlama sistemi gibi fonksiyonel bölümleri turboşaft motor başlığında anlatılmakta.”

Turboşaft Motor

Turboşaft ve turboprop motorlar birbirlerini çok benzerler ve birçok turboşaft motorun turboprop modeli de mevcuttur. Örnek olarak GE tasarımı T700 ve CT7 turboşaft ve turboprop motor ailesi örnek verilebilir. CT7 motoru; Bell 525, Sikorsky S-70, AgustaWestland AW189 olmak üzere çeşitli helikopterlere güç sağlar. Motorun turboprop versiyonu, CN235 ve Saab 340 gibi uçaklara güç sağlar. CT7 turboprop varyantları, turboshaft motorlarla aynı çekirdeği kullanır ve çekirdek motorun önüne takılan pervane ve dişli kutusu bulunur. Turboşaft ve turboprop arasındaki temel fark, turboprop versiyondaki pervanenin yüklerini destekleyecek şekilde motorun tasarlanması ve güç türbininin pervaneyi çevirecek bir dişli kutusu ile entegre edilmesi gerekliliğidir. TEI tarafından geliştirilen TS1400 turboşaft motoru; güç türbininde yapılacak değişiklikler, motora entegre edilecek dişli kutusu ve pervane ile turboprop motora çevrilerek Hürkuş’ta kullanılabilir. Teorik olarak bunun önünde bir engel bulunmamaktadır.

CT7 turboprop motor
T700 Turboşaft motor

Gaz Türbini Tasarlamanın Zorlukları

Yazının ana konusu olarak turboşaft motorların yapısından, motorun çalıştığı zorlayıcı ortamın detaylarından ve gaz türbini tasarlamanın zorluklarından bahsedilmektedir.

Turboşaft motorlar, güç üretmek üzere optimize edilmişlerdir. Yüksek güç/ağırlık oranları, hafif olmaları ve hacimsel olarak az yer kaplamaları sebebiyle çoğunlukla helikopterlerde ve APU denilen yardımcı güç ünitelerinde kullanılırlar.

Turboşaft motoru 6 ana bölüme ayrılmaktadır. Bu bölümler:

  • Aksesuarlar ve Fonksiyonel Gruplar
  • Giriş Bölümü
  • Kompresör
  • Yanma Odası
  • Gaz Jeneratör Türbin (Yüksek Basınç Türbini)
  • Güç türbininden oluşur.

Bu bölümler sırası ile kısaca anlatılacaktır. Anlatırken ise her bölümün kendine özgü zorluklarından bahsedilecektir.

Aksesuarlar ve Fonksiyonel Gruplar

İlk olarak Aksesuarlar ve Fonksiyonel Grupların detayından bahsetmek gerekmekte. Bu kısım:

  • Aksesuar dişli kutusu ve giriş partikül ayırıcı gibi aksesuarlar
  • Yakıt pompası, filtreler, vb. yapılardan oluşan yakıt sistemi
  • Ateşleyici, alternatör, vb. yapılar içeren elektriksel sistemler
  • Pompalar, yağ soğutucu, filtre, sıcaklık ve basınç sensörü, vb. yapılar içeren yağlama sistemi
  • Buzlanma önleme sistemi, başlatma valfi, müşteri tahliye havası, vb. yapılar içeren ikincil akış sisteminden oluşur.

Bu kısımdaki zorlukları birkaç örnek ile anlatmak gerekirse; “mesela giriş partikül ayırıcı. Afganistan’a iniş yapan askeri bir helikopterin etrafa saçtığı toz bulutunun etkilerine yakından bakalım. Motora kaçan bu tozun motorda yaratacağı etkiyi düşünsenize.”

Çöl ortamına iniş yapmakta olan bir helikopter

Birçok turboşaft motorda, motorun girişine gelen bu parçacıkların büyük bir kısmını kompresöre gitmeden önce ayırmak için giriş partikül ayırıcı olarak adlandırılan bir ekipman kullanılmakta. Buna rağmen bu partiküllerin kompresör kanatçıklarında meydana getirdiği erozyon ile aşınma ve bazen türbin kanatçıklarındaki tıkanma görüldüğünce şaşırtıcı etkiler bırakmaktadır.

Kompresör kanatçığı erezyon ile aşınma (a) ve Türbin kanatçığı tıkanma (b)

Giriş partikül ayırıcı, çok yüksek oranlarda bu partikülleri ayırmalı ve kompresöre kaçmasını önlemelidir.

Devamında değinilmesi gereken konu Buz önleme sistemleridir. Gaz türbinleri yüksek irtifada ve nispeten düşük güçlerde çalıştıklarında havada bulunan su buharı motor girişinde sabit yüzeylerde yoğuşabilir ve buzlanmaya neden olabilir. Hava sıcaklığı ve havada bulunan nem miktarına bağlı olarak değişen bu durumun motor tasarımında dikkate alınması gerekir. Buzun yüzeylerde oluşmasını önlemek amacıyla, kompresörden çekilen nispeten sıcak hava yüzeylere iletilir. Burada amaç yüzeyleri yeteri kadar ısıtarak buz oluşmasını önlemektir. Bu sistem sürekli çalışan bir sistem değildir. Gerek oldukça devreye alınır. Sistem çalıştığında kompresörden sıkıştırılmış hava çekildiğinden motorda güç kaybına neden olur ama sürekli devrede olmadığından anlık kayıplardır bunlar.

Motor girişinden buzlanma örneği
Buz önleme sistemi

Detayını ve zorluklarının konuşulması gereken bir sonraki konu ise yağlama sistemidir. Yağlama sistemleri kritik öneme sahiptir. Motorun ana şaftında kullanılan rulmanların yağlanması ve aynı zamanda ortaya çıkan ısının uzaklaştırılması amacıyla gaz türbinlerinde yağlama sistemi mevcuttur. Havacılığa uygun sentetik yağlar kapalı bir çevrim ile dolaştırılır ve bu amaçla yağ tankı, yağ pompası, ısı değiştirici vb. ekipmanlara ihtiyaç duyulur. Motorun aksesuar dişli kutusu tarafından tahrik edilen bu pompalar da yine havacılığa uygun olmalıdır. Yağlama sisteminin en büyük zorlukları manevra durumunda kendini gösterir. Askeri helikopterlerin ya da savaş uçaklarının yaptığı manevralar düşünüldüğünde zorluğu ortaya çıkmaktadır. Kaç derece yuvarlanma ve yunuslama hareketi yapıyorlar ya da kaç g ile manevra yapıyorlar. İşte tüm bu zamanlarda motorun rulmanlarının yağlanmaya devam etmesi gerekmektedir. Çok kısa süreli yağ kesintileri dışında sistem sürekli çalışmalıdır. Ayrıca bu esnada yağın rulman karteri dışına da kaçmaması gerekir. Kaçması halinde motor yangını ile sonuçlanacak durumlar oluşabilir. Tüm bu şartlar altında çalışacak bir yağlama sistemi tasarımı tahmin edeceğiniz gibi kolay olmamaktadır. Genel çözümler ise, manevra durumlarında devreye giren acil durum yağlama sistemleri ya da bazı savaş uçaklarında olduğu gibi aerobatik dediğimiz tank tasarımlarıdır. Tabi tüm manevra şartlarında yağ tankından yağı emebilecek bir yapıyı da tasarlamanız gerekmektedir.

Yağlama sistemi

Giriş Bölümü

Giriş bölümü olarak adlandırılan kısım hava alığından başlayarak kompresör girişine kadar devam eden kısımdır. Hava akışının minimum kayıp ile düzgün ve çalkantısız olarak kompresör girişine gelmesinden sorumludur. Birçok turboşaft motorda giriş havasında bulunan partiküllerin kompresöre gitmemesi amacıyla giriş partikül ayırıcısı bulunduğundan bahsetmiştim. Giriş bölümünün tasarımı, motorda partikül ayırıcı bulunması halinde buna uygun tasarlanır.

Giriş Partikül Ayırıcı

Kompresör

Tüm türbinli motorlarda, gelen havanın yanma odasına girmeden önce basıncını artırmak için bir kompresör bulunur. Kompresör performansının motorun performansı üzerinde büyük bir etkisi vardır.

Türbinli motorlarda kullanılan iki ana tip kompresör vardır. Bunlar eksenel kompresör ve radyal kompresördür. Turboşaft motorlarda çoğunlukla radyal kompresör ya da eksenel+radyal kompresör kombinasyonları kullanılır. TEI TS1400 motoru 2 kademe radyal kompresörden oluşurken, GE T700 motoru ise 5 kademe eksenel ve 1 kademe radyal kompresörden oluşmaktadır.

Radyal kompresörlerde impeller olarak adlandırılan hareketli kısım, akışı radyal yönde dışarı doğru fırlatarak hızlandırır. Bu esnada akışkan basıncı da artar. Akış sonrasında difüzör olarak adlandırılan hareketsiz yapılarda yavaşlatılarak basıncın daha da artması sağlanır.

Radyal kompresörlerin eksenel kompresörlere kıyasla avantajları, tasarımı ve imalatlarının daha kolay olmasıdır ve çoğu zaman sadece tek kademe ile verimli bir yanma için yeterli basıncı sağlayabilirler. Motor debisi ve kompresör çıkış oranı radyal kompresör kullanan motorlarda eksenel kompresörlü motorlara kıyasla daha düşüktür. Bunun sonucu olarak itki ve yakıt ekonomisi anlamında dezavantajlı durumdadırlar. Performans anlamında eksenel kompresörlere kıyasla dezavantajlı olsalar da imalat ve montajının daha basit olması ve daha robust olmalarından dolayı turboşaft ve turboprop motorlarda daha çok tercih edilirler.

Eksenel kompresörler ise daha yüksek motor debileri ve kompresör çıkışı basıncından dolayı daha yüksek itki ve yakıt verimliliği ile sağlarlar. İtki ve yakıt tüketiminin çok daha önemli olduğu turbofan motorlarda çoğunlukla eksenel kompresör görmemizin nedeni de bu durumdur.

Peki kompresör tasarımındaki zorluklar nelerdir? Kompresör tasarımı pek kolay değildir. Öncelikle bunu belirmek gerekmektedir. Birçok sorun ile karşılaşmak olasıdır. Tasarlanan her gaz türbininden performans anlamında tasarım noktasında hedeflenen bir sıkıştırma oranı vardır.

Tasarım bir noktaya göre yapılsa da tasarım dışı tüm noktaların kontrol edilerek tüm çalışma aralığında kompresörün stabil çalışmasının sağlanması gerekir. Burada kompresörün çalışma eğrisi ile karşı karşıya kalınıyor. Çalışma eğrisinin surge çizgisi olarak adlandırılan kısımdan yeteri kadar uzak olması gerekir. Buna surge margin denilir. Yeteri kadar surge margin bulundurulmazsa kompresörün stabil çalıştırılması pek olası değildir. En ufak bir giriş bozuntusunda ya da ani hızlanma-yavaşlama durumlarında stall ya da surge ile karşılaşılabilir. Eksenel kompresörler çok kademelidir, radyal kompresörler ise 1 ya da 2 kademelidir. Kompresörlerde bu kademelerin birbiri ile eşleşmesi de çok önemlidir. Kompresör bir bütün olarak stabil çalışmalıdır.

Kompresör çalışma eğrisi – surge marjini

Başka bir problem ise motorun başlatılması esnasında gözlemlenir. Normal çalışma noktasında, yüksek sıkıştırma oranlı kompresörlerde, ilk kademeden son kademeye doğru sıkıştırılan havanın yoğunluğu artarken ana akış yolunun kesiti azalır ki kompresör önden arkaya doğru dengeli yüklensin. Kademeler boyunca eksenel hız değişmez. Fakat başlatma anında hava debileri düşüktür ve düşük şaft hızlarından dolayı da arka kademelere doğru yoğunluk artışı pek olmaz. Bu durumda ön kademeler aşırı yüklü iken arka kademelerde eksenel hız da yüksek olduğundan daha az yüklüdürler. Başlatma sürecinde, kompresörün ön ve arka kısımlarında yükleme farkılıkları ve eksenel hız farklılıklarının çözülmesi gerekir. Aksi halde kompresör stall olabilir. Bu problemin farklı çözümleri olsa da kompresörün orta bölgelerinden dışarıya hava atılması ve sabit kanatçıkların açılarının VSV olarak adlandırılan yapılar ile ayarlanması en yaygın olanlardır.

VSV mekanizması

Yanma Odası

Kompresör ile türbin arasında yanma odası bulunur. Kompresörden çıkan havanın bir kısmı doğrudan yanma odasına girer ve yakıt ile karışarak ateşleme sonrası yanmanın gerçekleşmesini sağlar. Havanın geri kalan kısmı ise yanma odasının gömlek kısmında bulunan deliklerden yanma sonrası akış ile karışarak gaz jeneratör türbine ulaşır. Yanma odaları eksenel ve ters akış olmak üzere 2 ana kategoriye ayrılırlar. En yaygın olanı eksenel yanma odasıdır. Ters akış yanma odalarında, kompresör-türbin ana şaftının toplam uzunluğunda önemli bir kısalma sağlanır ve ayrıca yakıt enjektörlerinin bakımı erişim rahatlığından dolayı daha kolaydır. Ters akış yanma odaları sağladıkları boy avantajından dolayı çoğunlukla turboşaft ve turboprop motorlarda görülmelerine rağmen, az da olsa bazı turbofan motorlarda da ters akış yanma odası görülmektedir.

Yanma Odası Konfigürasyonları

Yanma odaları yüksek yanma verimi, minimum basınç kaybı ve maksimum ısıyı yayacak şekilde limitli bir alan içerisinde tasarlanırlar. Yanma odası bünyesinde birçok zorluk barındırır. Bunlardan ilki her şart altında yanmanın sağlanması ve daha da önemlisi devam ettirilmesidir. Yanma için kullanılan hidrokarbonların en optimum şekilde yandıkları hava/yakıt oranı vardır. Buna stokiometrik oran denilmektedir.

Tabi bu oranın sağlanması yanma için tek başına yeterli değildir. Yakıtın uygun tanecik boyutuna parçalanması ve ayrıca igniter denilen ateşleyiciye de ihtiyaç vardır.

Gaz türbinleri her türlü hava koşulunda çalışacak şekilde tasarlanır. Mesela yağmur yağdığında. Yağmur altında motora giren su yanma odasında sönmeye sebep olmamalıdır. Sertifikasyon kapsamında motor üreticileri bu durumda yanmanın sönmediğini göstermek zorundadırlar. Bir başka zorluk ise emisyonlar ile ilgilidir. Özellikle ticari motorlarda havacılık regülasyonlarının belirlediği emisyon değerlerinin aşılmaması gerekir. Bunun çözümü için GE ya da P&W gibi firmalar “lean burn combustor” dediğimiz fakir yanmaya göre yanma odaları ve yakıt enjektörleri tasarlamaktadır. Bu teknoloji kritik bir teknolojidir. Bir başka zorluk ise yüksek irtifada tekrar ateşlemedir. Motor yüksek irtifada bir şekilde sustuğunda kısa süre içinde tekrar ateşlenmesi gerekir.

Ayrıca, yanma odası çıkış sıcaklık profilinin türbin girişinde hedeflenen değere getirilmesi de önemlidir. Bu profildeki her sapma daha fazla soğutma ihtiyacı doğurur ya da türbinin ömründe azalmaya sebep olur.

“Gelelim tasarımı bence en zorlu olan bölüm olan gaz jeneratör türbin ya da daha bilinen adıyla yüksek basınç türbinine.”

Gaz Jeneratör Türbin / Yüksek Basınç Türbini

Yanma odası çıkışında yer alan gaz jeneratör türbini, kompresörü çalıştırmak için gerekli torku sağlar yani kompresörü çeviren türbindir. Türbin, ters yönde çalışan bir kompresör gibidir aslında. Statik kanatçıklar ile basınç hıza dönüştürülür ve hareketli kanatçıklar bu hızı dönme hareketine dönüştürür. Radyal ve eksenel olmak üzere iki tür türbin vardır, ancak eksenel türbinler çok daha yaygındır.

Türbinler, kompresörlerin aksine sıkıştırmayıp, genişleme yaptıklarından akış ayrılması olmaksızın çok daha yüksek akış açıları mümkündür ve bu nedenle eksenel türbinler eksenel kompresörlerden çok daha az kademeye sahiptirler. Turbojet motorlardan bir örnek vermek gerekirse, KALE KTJ 3200 motorunda 4 kademe eksenel kompresör bulunurken, türbin bölümü tek kademe ekseneldir.

Türbin kanatçıkları üzerindeki gerilme kompresörlere oranla çok daha yüksektir. Kanatçıklar, bu koşullarda, dönme kuvvetlerine de dayanabilmelidir. Gerçekten de türbin kanadı tasarımı, motor tasarımı üzerindeki sınırlayıcı faktörlerden biridir. Kanatçıklar, “sürünme ya da creep” olarak bilinen bir olay olan merkezkaç kuvveti altında gerildikleri için periyodik olarak değiştirilmelidir.

Bulundukları zorlayıcı ortam nedeniyle türbin kanatçıklarında günümüzde tek kristal alaşımlar ya da CMC gibi en gelişmiş malzemeler kullanılır. Türbin giriş sıcaklığı motor performansını doğrudan etkilediğinden, türbinler kanatçıkların yapıldığı malzemenin erime sıcaklığının üzerinde bir ortamda soğutmanın varlığı sayesinde çalışabilirler.

Bu konu ile ilgili detaylı bir video yayınlamıştım. Kanalımdan detaylı olarak izleyebilirsiniz.

“Benim de bu yayında bahsettiğim, türbinin kompresörü çevirdiği herkes tarafından bilinen bir durumdur. Peki, türbin bunu ne kadar zorlu bir ortamda gerçekleştirmektedir? Bu kısma odaklanalım.”

Motor maksimum devirde çalışırken, tek bir türbin kanatçığı ne büyüklükte bir merkezkaç kuvvet oluşturur? Tek bir kanatçığın ürettiği güç kaç kW değerindedir? Bu soruya herkesin yakından tanıdığı bir motor üzerinden yanıt aranabilir. Boeing 737 ve Airbus A319, A320 gibi dar gövdeli uçaklarda kullanılan ve belki de herkesin en az 1 kere uçtuğu CFM56 motoru güzel bir örnek olacaktır. CFM56 motorunda tek kademeli eksenel bir türbin bulunmaktadır. Bu türbinin tek bir kanatçığı maksimum devirde dönerken türbin diskine 10 tondan fazla bir merkezkaç kuvveti etkir. Tek bir kanatçık ve 10 tondan fazla bir kuvvet. Diske etkiyen toplam merkezkaç kuvveti ise 800 tondan daha büyüktür. -Muazzam bir kuvvet.- Aynı zamanda disklerin sıcak olduğu da düşünüldüğünde böyle bir kuvvet altında binlerce saat çalışması türbin tasarımının ne kadar zor olduğunu gözler önüne sermekte. CFM56 motoru tek başına 1 milyar saatten fazla uçuş süresine sahiptir. 30bin den fazla motor satılmıştır şimdiye kadar.

Peki tek bir kanatçık ne kadar güç üretmektedir? Bu sorunun cevabını da EJ200 benzeri düşük bypass oranlı bir turbofan motor üzerinden aranabilir. Bu ölçekteki bir motorda tek bir türbin kanatçığı 250 kW’ın üzerinde güç üretmektedir.

Motorun en maliyetli bölümü türbin kısmıdır. Bir makalede okumuştum. CFM56 motorunun türbin kanatçıklarının (döner kanatçıklar) tamamının maliyeti (80 kanatçık) yaklaşık olarak 700 bin ile 1 milyon USD arası bir maliyeti bulunmaktaymış. Böyle zorlayıcı şartlar altında çalışan parçaların maliyetinin bu kadar yüksek olması sizleri şaşırtabilir ama normaldir.

Güç Türbini

Güç türbini, enerjinin tamamını gaz jeneratör türbin çıkış gazından alır ve bunu çıkış şaftı aracılığıyla sürmesi amaçlanan cihaza iletir. Güç türbini, bir redüksiyon dişli kutusuna veya doğrudan bir çıkış şaftına bağlıdır. Helikopterlerde mesela, güç türbini transmisyon sistemine güç sağlar. Transmisyon sistemi ise, gücü motordan ana rotora, kuyruk rotoruna ve diğer aksesuarlara aktarır. Transmisyon sisteminin ana bileşenleri, ana rotor şanzımanı, kuyruk rotor tahrik sistemi, debriyaj ve serbest dönme ünitesidir. Serbest devinim ünitesi, ana rotor transmisyonunun otorotasyon sırasında kuyruk rotor tahrik şaftını çalıştırmasına izin verir. Ana rotor transmisyonunun birincil amacı, motor çıkış devrini optimum rotor devrine düşürmektir. Bu oran, çeşitli helikopterler için farklıdır. Bununla ilgili bir örnek vermek gerekirse; Sikorsky S-70 helikopterinde GE T700 turboşaft motoru kullanılmaktadır. T700 güç türbini çıkış şaft dönme hızı 20.000 rpm iken ana pervane yaklaşık olarak 260 rpm ile döner. Ana dişli kutusunun sağladığı oran 77,5:1’dir.

Güç türbinlerinin bulundukları ortam, gaz jeneratör türbinlere kıyasla daha az zorlayıcıdır.

“Bu yazının odağı performans hedeflerini sağlayan bir motorun tasarımsal zorlukları olmuştur. Güç ya da itki ile yakıt tüketimi hedeflerini belirtilen bir hacim ve ağırlık limitleri içerisinde gerçekleştirmek genellikle başlı başına zorlayıcı bir durumdur. Bu konuyu ayrıca incelemek üzere şimdilik kenara park ediyorum.”

Motorun bütünü ile ilgili titreşim ve rotor dinamiği konusunda da dikkat edilmesi gereken detaylar bulunmaktadır. Öncelikle motorun çalışma hız aralığında herhangi bir çakışma bulunmamalıdır. Motordaki tüm bölümler bir bütün halinde uyum içinde çalışmalıdır.

Turboşaft ve genel olarak türbinli motorların çalışma mantığını anlattığım yazının sonuna geldik. Motorun her bir bölümünün kendine has tasarım zorluklarından bahsederek aslında motor tasarlamanın çok da kolay bir iş olmadığını, tasarımda çalışan mühendislerin ne gibi zorlukların üstesinden geldiklerini kısa da olsa anlattım.

Sinan Şal

Sinan Şal
Sinan Şal
Etiketler: Enginegaz türbinGaz Türbinli Motorjet motorMotoruçak motoru
SPONSORLU İÇERİK
Önceki Haber

Northrop Grumman ve Ultra denizaltı savunma harbi yeteneklerini birleştiriyor

Sonraki Haber

Çin, İran’ın Beidou Navigasyon Uydu Sistemi’ni (BDS) kullanmasına onay verdi

İlgili Yazılar

Ekipmanlarda Kademe Sistemi | Bölüm-I
Özgün Yazılar

Ekipmanlarda Kademe Sistemi | Bölüm-I

4 hafta 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
Ukrayna – Rusya Savaşı’nın Görünmeyen Yüzü: Siber Savaş
Yazılar ve Analizler

Ukrayna – Rusya Savaşı’nın Görünmeyen Yüzü: Siber Savaş

2 ay önce
Özbek ve Rus birlikleri Afganistan sınırında tatbikat yapacak
Özgün Yazılar

Ukrayna’daki Rus Keşif Mangası Ekipmanları

2 ay önce
Rusya – Ukrayna Savaşı’nda ilk 4 Günün Değerlendirmeleri
Yazılar ve Analizler

Rusya – Ukrayna Savaşı’nda ilk 4 Günün Değerlendirmeleri

3 ay önce
Sonraki Haber
Çin, İran’ın Beidou Navigasyon Uydu Sistemi’ni (BDS) kullanmasına onay verdi

Çin, İran'ın Beidou Navigasyon Uydu Sistemi'ni (BDS) kullanmasına onay verdi

Please login to join discussion

Google Haberler

İlginizi Çekebilir

Fransız Hava Kuvvetleri 17. A400M askeri nakliye uçağını teslim aldı
Haberler

Rheinmetall, Almanya’ya A400M uçakları için bakım eğitimi ekipmanı sağlayacak

6 gün önce
Savunma Sanayii Başkanlığı’nın logosu yenilendi
Haberler

Savunma Sanayii Başkanlığı’nın logosu yenilendi

6 saat önce
Minyatür Bombanın F-16 savaş uçaklarındaki atışlı testleri sürüyor
Haberler

ASELSAN’dan savaş uçaklarına “Çok Maksatlı Pylon”

4 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