İngiliz Frank Whittle ve Alman Hans Von Oha’in jet motorlarının mucitleridir. Ancak birbirlerinden bağımsız bir şekilde jet motorları tasarlamışlardır. 1930’lu yıllardan beri geliştirilen jet motorları prensibinin tarihçesi aslında gaz tepkimesi ile çalışan makinelerin icat edilmesinden başlayarak günümüz tepkili motor sistemlerini kapsayan bir süreçtir. M.Ö. 3000 yıllarında Çinlilerin gaz tepkisi ile uçan havai fişekler kullandığı tarihi belgelerde kaydedilmiştir. Jet motorlarının temelini oluşturan gaz türbini, ilk 1791 yılında John Baber tarafından dizayn edilmiştir.
Gaz türbininin ilk başarılı uygulaması 1911 yılında Alfred Büchi tarafından tasarlanan turbo-şarjörlerin Brown-Boveri firması tarafından üretilerek, 1916 yılında ilk kez uçaklarda kullanılmasıdır. Turbo-şarjörler, motordan çıkan sıcak egzoz gazlarının bir türbini tahrik etmesi sonucu yanma odasına sıkıştırılmış basınçlı hava gönderen kompresörün tahrik edilmesi prensibi ile çalışır. Turboşarjörler jet motorlarının geliştirilmesi için büyük bir ön gelişme olmuştur.
Jet Motoru Nedir?
Gaz akışını yüksek basınçla ve hızla püskürterek yüksek düzeyde itme gücü sağlayan motor. Bir yada daha fazla motordan gelen itme, uçağı ileriye doğru iter ve özel olarak şekillendirilmiş kanatları hava geçişi ile zorlayarak lift adı verilen kaldırma kuvvetini oluşturur. Bu kısımda “özel olarak şekillendirilmiş kanatlar” derken aslında airfoil (yani uçağın kanat profili) kast ediliyor. Jet motorunun daha teknik adı gaz türbinidir. Bu isim daha çok motorun nasıl çalıştığını açıklar.
Frank Whittle’nin tasarladığı ilk jet motoru. Ek olarak, bu jet motorunda havayı motorun içine çekecek olan fan yoktur.
Jet Motoru Nasıl Çalışır?
Jet motoru hava içerisindeki yakıtı yakarak sıcak egzoz gazını dışarıya püskürtme prensibi ile çalışır. Newton’un 3. Hareket Yasası bize “Her zaman eşit ve ters bir tepki kuvveti vardır” diyor, yani jet motorundan dışarıya püskürtülen sıcak hava uçağın ileri doğru hareket etmesine sebep olacaktır. Şimdi basit bir jet motorunun nasıl çalıştığını inceleyelim.
Motorun ön kısmında bulunan fan (2), atmosferdeki havayı içine çeker. Fanın çektiği hava kompresör (3) tarafından sıkıştırılarak yanma odasına gönderilir (iki kademeli düşük basınç ve yüksek basınç kompresörleri de kullanılabiliyor, kompresör türlerini de daha sonraki yazılarımda yazacağım) ve yanma odasında üzerine yakıt tankı içerisinden (4) yakıt püskürtülür. Bujiler aracılığı ile oluşan kıvılcım, sıkışan hava ve yakıtı ateşler. Yanma odasında (5) büyük bir patlama ve basınç oluşur.
Sıkışan ve yanan gaz genleşerek dışarı çıkmaya çalışırken bir itme kuvveti oluşur. Egzoz gazının oluşturduğu itki kuvveti motorun bağlı olduğu uçağın ileri doğru hareket etmesini sağlar. Egzoz gazı motordan çıkarken (8) türbini (6) de hareket ettirir. Türbin mili (7), fanları ve kompresörü döndürerek işlemin devamlılığını sağlar. 8 Numaralı parça nozzle çıkan egzoz gazının hızını arttırır.
Yıllar içerisinde jet motorunun farklı türleri ortaya çıkmıştır. Turbojet, turbofan, turboprop, turboşaft, ramjet gibi. Bazıları çok yüksek olmayan hızlarda yüksek verimli olurken, bazıları daha yüksek hızlarda daha verimli olabiliyor. Jet motorunu ana prensipleriyle anlatmaya çalıştım.İlerleyen zamanlarda yaptığım araştırmalar neticesinde jet motorları hakkında daha spesifik yazılar yazmayı planlıyorum.
İlginizi çekebilir: uçak motoru nasıl çalışır