Pazar, Mayıs 9, 2021
Ana Sayfa TEKNİK TURBOPROP MOTORLAR

TURBOPROP MOTORLAR

Turboprop Motorun Tanımı

Bir turboprop motoru, bir uçak pervanesi çeviren türbin motorudur. Pervanelerin dönmesini sağlamak için tasarlanan turboprop motoru, jet motorunun yüksek dönüşünü, eklenen dişli kutusu yardımıyla pervanelerin çalışabileceği daha küçük devirlere çevirir. Turbojetin gaz üreticisi olarak adlandırılan, temel bölümü terk ederek egzoz borusu içinde ilerleyen yanmış gazların pervaneyi tahrik etmek için ilave edilmiş olan türbini çevirmek için kullanıldığı motorlara turboprop motorlar denir.

Turboprop motorunun hücum açısı değiştirilebilen pervaneleri, piston motorlu pervanelerde olduğu gibi kokpitten ayarlanan hızda dönerler. Turboprop donanımlı uçaklar, daha düşük uçuş hızlarında çok verimlidir. Koltuk mil başına daha az yakıt yakar ve aynı boyutta bir turbojet veya turbofan destekli uçaklardan daha az kalkış ve iniş için pist gerektirir.

Bir turboprop motoru, enerji üretmek için bir turbojet ile aynı prensipleri kullanır, yani En basitşekil olarak turboprop, intake (giriş), kompresör, yanma odası, türbin ve nozzle bölümlerinden oluşur.

C:\Users\Polat\Desktop\6c58f895-60d7-43dc-8d21-b7f10587f5e2.jpg

Turboprop Motorun Tarihçesi

Alan Arnold Griffith türbin tasarımı üzerine 1926 senesinde bir makale yayınladı. Kraliyet Hava Kuruluşundan sonraki çalışmalar, bir şafta ve oradan bir pervaneye güç sağlamak amacıyla kullanılabilecek akyisal türbin tasarımlarını araştırdı. 1929’dan itibaren Frank Whittle, saf jet itme gücü sağlayacak santrifüj türbin tasarımları üzerinde çalışmaya başladı.

Dünyada ilk turboprop Macar makine mühendisi György Jendrassik tarafından tasarlanmıştır. Jendrassik 1928’de bir turboprop fikri yayınladı ve 12 Mart 1929’da buluşunun patentini aldı.1937 ile 1941 yılları arasından Budapeşte’de üretildi ve test edildi.15 kompresör ve 7 türbin kademesi, yanma odası ve diğer birçok modern özellik ile aksiyal akış tasarımıydı. İngiliz havacılık yayın uçuşunun Şubat 1944 sayısında ayrıntılı bir turboprop motorunun çizimi yayınlandı. İlk turboprop motoru  Rolls-Royce RB idi. 50 trent, redüksiyon dişlisi ve bir Rotol beş kanatlı pervane ile donatılmış ve dönüştürülmüş Gloster Meteor Ee227’ye takıldı ve bu da dünyanın ilk turboprop destekli uçağı oldu.

Turboprop motor destekli Gloster Meteor Ee227
C:\Users\Polat\Desktop\MeteorTrent_2.jpg

Turboprop Motorun Özellikleri

Bir turboproptaki egzoz itişi, türbin genleşmesinden ek güç (kompresörü çalıştırmak içingerekli olana kadar) çıkarılarak elde edilen şaft gücü lehine feda edilir. Türbin sistemindeki ek genişleme sayesinde, egzoz jetindeki artık enerji düşüktür. Sonuç olarak, egzoz jeti tipik olarak toplam itmenin yaklaşık %10’undan daha azını üretir. Pervane düşük hızlarda ve daha az yüksek hızlarda daha yüksek bir oranda itme gelir.

Turboprop ve turbojet arasındaki birincil fark, pervaneyi sürmek için tasarıma ek türbinler, bir güç mili ve bir redüksiyon şanzımanı dahil edilmesidir. Şanzıman, motor kompresörünü tahrik eden, pervaneyi ve motoru mekanik olarak birbirine bağlayan aynı türbinler ve şaft tarafından tahrik edilebilir veya türbinler, şanzımana güç sağlamak için konsantrik, mekanik olarak izole edilmiş bir şaft kullanan güç türbini ile ayrı olabilir. İkinci tasarım, “serbest güç türbini” veya daha basit bir şekilde “serbest türbin” motoru olarak adlandırılır.

Bir turboprop motoru bir turboşaft çok benzer ve birçok motor her iki varyant mevcuttur. İkisi arasındaki temel fark, turboprop versiyonunun, bağlı pervanenin yüklerini desteklemek için tasarlanması gerektiğidir, oysa bir turboşaft motoru, normalde motorun kendisi tarafından değil, araç tarafından yapısal olarak desteklenen bir şanzımanı tahrik ettiği kadar sağlam olmamalıdır.

Pervaneler, uçak hızı arttıkça verimliliği kaybeder, bu nedenle turboprops normalde yüksek hızlı uçaklarda kullanılmaz. Bununla birlikte, turboprop motorlarına çok benzeyen propfan motorları, 0.75 Mach yaklaşan uçuş hızlarında seyir yapabilir. Pervane verimliliğini artırmak için, hava hızına göre ziftlerini değiştirmek için bir mekanizma kullanılabilir. Kontrol edilebilir bir pervane olarak da adlandırılan değişken aralıklı bir pervane, pistte yavaşlarken negatif itme üretmek için de kullanılabilir.

Buna ek olarak, bir motor arızası durumunda, perde değişken bir perdeye (geçiş yumuşatma olarak adlandırılır) ayarlanabilir.

Turboprop Motorun Avantajları

• Yakıt kullanımı verimlidir.

• Orta hızda en verimlidir.

• 18.000-30.000 ft yükseklikte verimlidir.

• Pervane kullanımı tırmanma ve kalkış performansını artırır.

• Turboprop motorlar diğer motorlara nazaran da az hareketli parçaya sahiptir, bu

sebep ile mekanik açıdan güvenilirdir.

Turboprop Motorun Dezavantajları

• Pervaneler yüksek irtifada verimi kaybeder.

• İrtifa sebebi ile buzlanma ve türbülans olabilir.

• Sınırlı hız.

Turboprop Motorun Çalışma Prensibi

Ters Akış

Büyük hava girişleri altında veya pervane hava girişleri içine yanında, motor güvenlik duvarı geriye doğru hareket eder. Hava uçağın önüne doğru 180 derecelik bir dönüş yapar.

Buna ek olarak, hava, daha kısa, daha sıkı bir motora izin vererek, yakıcıya ulaştığında yönü tekrar tersine çevirir.

C:\Users\Polat\Desktop\440px-Turboprop_operation-en.svg.png

Kompresör

“Aksiyal Akış” olan ilk kompresör aşamaları, havayı hızlandırmak ve sıkıştırmak için bir dizi hava folyosu şekilli eğirme blade’i kullanır. Buna aksiyal akış denir, çünkü hava motordan motorun şaftına paralel bir yönde geçer. Hava kompresör botunca hareket ettikçe, her blade dizisi biraz daha küçülür ve havaya daha fazla enerji ve sıkıştırma sağlar.

C:\Users\Polat\Desktop\axial-flow.jpg

Her bir kompresör blade’i dizisi arasında “stator “olarak adlandırılan hareketli olmayan kanat şekilli bıçaklar bulunur. Bu statorlar, dönme enerjisini statik basınca dönüştürerek havanın basıncını artırır. Statorlar ayrıca bir sonraki dönen bıçak setine girmek için havayı hazırlar. Başka bir söyleyişle, hava akışını düzeltir ve stabilize eder.

C:\Users\Polat\Desktop\0b3370fdb16043a7aa97ebf0dc0e0d43.jpg

Son aksiyal akış kompresör aşamasını geçtikten sonra, hava santrifüj akış kompresör aşamasına geçer. Hava, motor çekirdeğinden ve yanma odasına doğru dışarıya atılır.

Yanma Odası

Yanma odası, yanmanın gerçekleştiği bölümdür. Hava kompresörden çıkar ve yanma odasına girdiğinde, yakıtla karıştırılır ve ateşlenir. yakıt ve hava karışımının sabit bir yanmayı sürdürmesi gerekir.

C:\Users\Polat\Desktop\main-qimg-2534f080ffeea6ef307d2145d9679461-c.jpg

Türbin

Hava yanma odasından türbine geçer. Türbin, kompresördeki bıçaklara çok benzeyen bir dizi kanat şekilli bıçaktır. Sıcak yüksek hızlı hava türbin bıçaklarından geçerken havayı sıkıştırır. Türbin bağlı olduğu motor milini döndürür. Bu kompresör bölümünün ve tüm motor parçasının bağlı olduğu şafttır. Yanma odasındaki alev yandığı sürüce kendi kendini idame ettiren bir güç döngüsü meydana gelir.

Egzoz

Yanan karışımın motor çıktığı bölümdür. Güç türbinlerinden geçtikten sonra egzoz havası için pratik bir kullanım yoktur. Sadece motordan ve egzoz borularından dışarı doğru yönlendirilir. Bazı uçaklarda, POH, doğrudan egzoz gazları tarafından üretilen itişi gösteren bir sayı sağlar.

DİĞER HABERLER