Turboprop Motor

Turboprop motor, turbojet motorundan aldığı güçle, bir pervaneyi çeviren motor çeşididir. Turboprop motor, hem jet motorlarından hem de pistonlu motorlardan bazı avantajları bir araya getirir. Genellikle orta ve küçük boyutlu uçaklarda, özellikle bölgesel taşıma uçaklarında ve askeri uçaklarda kullanılır. Jetlerin güvenilirliğini, alçak ve orta irtifalarda pervaneli uçakların verimliliği ile birleştirir. 50’den fazla koltuklu bir yolcu uçağından, tek pilotlu bir cropduster’a kadar her şeyde bulunan turboprop motorlar, güvenli ve verimli bölgesel seyahat için mükemmeldir.

Turboprop motor nedir kısaca bilgi edindik. Turboprop motorun özellikleri konusuna da göz atarak bu motor tipi hakkında daha detaylı bilgi sahibi olalım. Turboprop motor, jet motorlarının temel işleyiş prensiplerini içerir. Hava emilir, sıkıştırılır, yakıt enjekte edilir, yanma gerçekleşir ve yüksek basınçlı gazlar oluşur. Ancak, bu motor tipi, dönen bir şaft üzerinde çalışan bir türbinle birleştirilmiş bir pervane sistemi içerir. En belirgin özelliklerinden biri, dönen bir şaftın bir pervane sistemini çalıştırmasıdır. Pervane, hava akışını hızlandırarak itme kuvveti üretir ve uçağın ileri doğru hareket etmesini sağlar. Düşük hızlarda ve düşük irtifalarda etkili olan pistonlu motorlardan daha yüksek hızlarda ve irtifalarda kullanılabilir. Bu nedenle, turboprop motorlar, bölgesel taşıma uçakları, askeri uçaklar ve diğer özel uçaklar gibi birçok farklı uygulama için tercih edilir. Kalkış ve iniş gibi kısa mesafe operasyonları için tasarlanabilirler. Bu özellik, turboprop uçakların daha küçük havaalanlarına inip kalkabilmesini sağlar. Düşük hızlarda ve düşük irtifalarda çalışırken, turboprop motorları genellikle yakıt ekonomisi açısından avantajlıdır. Bu, uzun menzilli uçuşlar için ekonomik bir seçenek olmalarını sağlar. Jet motorlarına kıyasla daha düşük ses seviyelerine sahiptirler, bu da çevresel etkileri azaltabilir. Özetle turboprop motor, hem hızlı ulaşım hem de kısa mesafe operasyonları için uygun bir motor tipidir.

Turboprop motorları, düşük hızlarda ve düşük irtifalarda etkili olan pistonlu motorlardan daha yüksek hızlarda ve irtifalarda kullanılabilir. Aynı zamanda, jet motorlarından farklı olarak, turboprop motorları düşük hızlarda daha etkili olabilir. Kalkış ve iniş gibi kısa mesafeli alanlarda kullanılmak üzere tasarlanabilir. Turboprop motor kullanım alanları, küçük ve orta boyutlu uçaklardan, askeri uçaklara kadar çeşitli uygulamaları kapsamaktadır. Hem sivil hem de askeri sektörlerde yaygın olarak kullanılan bir motor tipidir.

Turboprop Motor Çalışma Prensibi

Turboprop motorlar arasında en popüler olanlardan biri Pratt & Whitney PT6’dır. 1960’larda hizmete girmesinden bu yana 41.000’den fazla PT6A motoru üretildi ve 335 milyondan fazla uçuş saati biriktirdi. 69 PT6 modelinin gücü 500 şaft beygir gücünden (SHP) 2.000 SHP’ye kadar değişir. Tüm turboprop motorlar tam olarak PT6 gibi çalışmasa da hepsi aynı temel kavramları takip eder. Yaygın popülaritesi nedeniyle, turboprop çalışma prensibi konusu ele alınırken harika bir örnek diyebiliriz.

1.      Ters Akış

Turbofan veya turbojet uçakların aksine, hava, PT6 gibi turboproplardan ters akışla hareket eder.

Pervanenin altındaki veya yanındaki büyük hava girişleri, havayı motor güvenlik duvarına doğru geriye doğru hareket ettiği girişlere alır. Girişin kıç sınırına ulaşıldığında, hava uçağın önüne doğru 180 derecelik bir dönüş yapar.

Buna ek olarak, hava yakıcıya ulaştığında tekrar yön değiştirerek daha kısa, daha kompakt bir motora izin verir.

2.      Sıkıştırma

Eksenel akış olan ilk kompresör kademeleri, havayı hızlandırmak ve sıkıştırmak için bir dizi kanat profili şeklinde eğirme bıçağı kullanır. Buna eksenel akış denir, çünkü hava motordan motorun şaftına paralel bir yönde geçer. Hava, kompresörden geçerken, her bir kanat seti biraz daha küçüktür, havaya daha fazla enerji ve sıkıştırma ekler.

Her kompresör kanadı seti arasında stator adı verilen hareket etmeyen kanat profili şeklindeki kanatlar bulunur. Bu statorlar, dönme enerjisini statik basınca dönüştürerek havanın basıncını arttırır. Statorlar, havayı bir sonraki döner kanat setine girmek için hazırlar. Başka bir deyişle, hava akışını düzeltir ve stabilize ederler.

Son eksenel akışlı kompresör aşamasını geçtikten sonra hava, santrifüj akışlı bir kompresör aşamasına geçer. Hava dışarıya, motor çekirdeğinden uzağa ve yanma odalarına doğru atılır. Hava, 90 derecelik bir dönüş daha yapmış olur.

3.      Yanma

Yakıcı, yangının meydana geldiği yerdir. Hava, kompresörden çıkıp yakıcıya girerken yakıtla karıştırılır ve ateşlenir. Bu süreç her ne kadar kulağa basit gibi gelse de aslında çok karmaşık bir süreçtir. Bunun nedeni, hava, yakıcıdan son derece hızlı bir şekilde hareket ederken, yakıcının yakıt/hava karışımının sabit, sürekli yanmasını sürdürmesi gerektiğidir.

Difüzör, kompresörden gelen havayı yavaşlatarak tutuşmayı kolaylaştırır. Kubbe ve girdaplar havaya türbülans katar, böylece yakıtla daha kolay karışabilir. Yakıt enjektörü memeleri, yakıtı havaya püskürterek tutuşabilen bir yakıt/hava karışımı oluşturur. Oradan, astar gerçek yanmanın gerçekleştiği yerdir. Astarın, yanma bölgesinde birden fazla noktaya hava girmesine izin veren birkaç girişi vardır.

Ateşleyiciler yanma aşamasının son parçalarıdır. Arabanızdaki veya pistonlu motorlu uçağınızdaki bujilere çok benzerler. Ateşleyiciler ateşi yaktığında, kendi kendini idame ettirir ve ateşleyiciler kapatılır.

4.      Türbinler

Hava yakıcıdan geçtiğinde, kompresör türbininden akar. Türbin, kompresördeki kanatlara çok benzeyen bir dizi kanat profili şeklindeki kanattır. Sıcak, yüksek hızlı hava türbin kanatlarının üzerinden akarken, havadan enerji çekerler, kompresör türbinini bir daire içinde döndürürler ve bağlı olduğu motor milini döndürürler. Bu, kompresör bölümünün ve tüm motor tahrikli aksesuarların bağlı olduğu şaftın aynısıdır. Yanma odasındaki alev yandığı sürece kendi kendini idame ettiren bir güç döngüsüdür. Toplam motor gücünün yaklaşık %70’i, bir PT6’daki kompresör bölümünü ve motor tahrikli aksesuarları döndürmeye ayrılmıştır.

Kompresör türbini, motor milinin arka kısmını, 37.000 RPM’den fazla döndürüyor olsa da pervaneyi döndürmez. Kompresör türbininin hemen önünde tamamen ayrı bir ikinci motor mili bulunur.

Kompresör türbininden geçen hava akışı daha sonra motorun güç türbinleriyle karşılaşır. Bu güç türbinleri, kanat profili şeklindeki kanatları ile tıpkı kompresör türbini gibi döner. Bu ileri motor mili doğrudan pervaneye bağlıdır ve pervanenin dönmesi için güç sağlar. Toplam motor gücünün yaklaşık %30’u bir PT6’da pervaneyi döndürmeye ayrılmıştır.

5.      Redüksiyon Şanzıman

Turbopropun önündeki pervanenin, güç türbinlerinin yaklaşık 33.000 RPM’sinde dönmesinin hiçbir yolu yoktur. Çoğu PT6 motorunda olduğu gibi RPM’yi 1900 RPM’lik kırmızı çizgiye düşürmek için bir dizi redüksiyon dişlisi takılmıştır.

6.      Egzoz

Güç türbinlerinden geçen egzoz havasının pratik bir kullanımı yoktur. Motordan uzaklaşacak şekilde egzoz borularından dışarı yönlendirilir. Bazı uçaklarda POH, doğrudan egzoz gazları tarafından üretilen itme kuvvetini gösteren bir sayı sağlar. Genellikle üretilen toplam itme kuvvetinin sadece yüzde birkaçıdır.

Turboprop Motorun Avantajları

Turboprop motorlar, genellikle turbofan veya turbojet motorlu uçaklardan daha düşük servis tavanlarına sahipken, yolcu başına önemli ölçüde daha az yakıt yakarlar. İtici verimlilik eğrisi nedeniyle, 400 knot’tan daha düşük hızlarda en verimlidirler. Pahalı olsalar da son derece güvenilirdirler. Bu, turbopropları nispeten kısa bölgesel uçuşlar için mükemmel bir motor tipi yapar. Bu yüzden onlara Dash-8-Q400, Cessna Caravan, Pilatus PC-12 ve Beechcraft King Air gibi uçaklarda rastlarsınız.

Bir uçağı turboprop motorla donatmak, alçak irtifa bölgesel uçuşlar için dünyanın da en iyisidir. Hava sıkıştırılır, yakılır ve pervaneyi döndüren güce dönüştürülür. Pistonlu uçaklarla karşılaştırıldığında, çok daha az titreşime sahip nispeten az hareketli parçaya sahiptirler. Bu da onları son derece güvenilir kılar.

BİR CEVAP BIRAK

Please enter your comment!
Please enter your name here