1903’ten 1935’e kadar olan dönemde, uçakların itme sistemlerinde alternatif piston hareketli içten yanmalı motor ve pervane düzenekleri kullanılıyordu. 1935’te Hans von Ohain tarafından ilk jet motorlu uçak (jet uçağı) yapıldı. Jet motorlu uçaklar, diğer uçaklara göre çok daha hızlı ve çok daha yükseğe çıkabiliyor.
Jet motoru diğer adıyla tepkili motor, atmosferden aldığı havayı sıkıştırıp yakıtla yakarak ısıtır. Bu ısıtma sonucunda ortaya çıkan gazları, hızla dışarı püskürterek, ters yönde bir itme gücü oluşturur. Bu güçle, motorun bağlı olduğu aracın hareket etmesi sağlanır. Bu motorlar, Newton’ın hareket yasalarına bağlı olarak geliştirilmiştir. Bu yasaya göre; her etki eşit büyüklükte ve ters yönde bir tepki doğurur.
Günümüzde birçok jet motoru çeşidi geliştirilmiştir. Bunlardan bazıları; turbojet, turbofan, turboprop, turboşaft ve ramjettir.
Gaz türbini, yanma ile açığa çıkan ısı enerjisini mekanik enerjiye çevirmeye yarayan bir makinedir.
Bir gaz türbini basit olarak 5 bölümden oluşur:
- Hava Alığı
- Kompresör
- Yanma odası
- Türbin
- Nozul
Emiş ucundan emilen hava, kompresör tarafından basıncı artırıldıktan sonra, yanma odasında, içine yakıt püskürtülmek suretiyle yakılır. Yanma sonucu yüksek basınç ve sıcaklığa (entalpiye) kavuşan hava, türbin kanatlarına çarparak türbini döndürür.
Uçak motoru olarak kullanılan gaz türbinlerinde türbin yalnızca kompresörü çalıştıracak kadar enerji üretir ve yüksek enerjili hava (ve yanma sonucu açığa çıkan diğer gazlar) türbinden büyük bir basınç ve hızla atmosfere çıkarak uçak için gereken itme etkisini oluşturur.
Üretilen enerji diğer uygulamalarda bir şaftı çevirmek için de kullanılır. Bu tip gaz türbinlerinde türbin bıçakları çok daha fazla sayıdadır ve türbine aktarılan kinetik enerji kompresörü çalıştırmak için gereken enerjiden çok daha fazladır. Türbinin şaftı döndürmesi ile elektrik enerjisi üretilebilir ya da tren, gemi, hatta bazı otobüs ve tanklar hareket ettirilebilir.
Uçak motorları içten yanmalı motorlara göre düşük verimli olsa da güç/ağırlık ve güç/hacim oranları bilinen motorların en yükseği olduğu için tercih edilirler.
Gaz türbinleri için kullanılan yakıt önemli değildir önemli olan yanma odasında yüksek basınçlı havayı elde edebilmektir. Uçak yakıtı olarak motorin tercih edilmez çünkü motorin, düşük sıcaklıklarda parafin kristallerinin oluşumu nedeniyle saydamlığını ve akışkanlığını kaybeder. Bunun yerine kerosen gibi soğukta akışkanlığını yitirmeyen petrol ürünleri tercih edilir. Gaz türbinlerinin verimini artırmak için tekrar ısıtma (reheat), eşanjör (heat exchanger) vb. kimi yöntemler kullanılabilir. Ayrıca havadan daha iyi termo-mekanik özellikleri bulunan kimi gazlar enerji üretim tesislerinde türbinleri çevirmek için kullanılabilirler.
Tarihçe
Gaz tepkimesiyle çalışan ilk makine M.S. 250 yılında İskenderiyeli Heron tarafından buhar tepkisinden faydalanılarak gerçekleştirildi. Bu, içine gönderilen buharı iki tarafında bulunan kıvrık borulardan fışkırtarak dönen bir küresel kap şeklindeydi. Gaz tepkisiyle çalışan roketler, M.S. 1232’de Kaifengfu Savaşı’nda Çinliler tarafından silâh olarak kullanıldı. Çinlilerin aynı prensibe göre çalışan havaî fişekleri kullanmaları M.Ö. 3000 yılına kadar dayanır. İnsan tarafından idâre edilen ilk taşıt aracının gaz tepkisiyle tahriki, İngiliz fizikçi Newton tarafından gerçekleştirildi. 1687’de Newton “Hareket Miktarı Teoremi” ile jet tepkisini fiziki olarak açıkladı. Bunun uygulaması olarak da buhar tepkisi kullanarak bir arabanın hareketini sağladı.
Gelişimi ve Çalışma Prensibi
Günümüzün jet motorlarının esası olan gaz türbini ilk defa 1791 yılında John Baber tarafından tasarlandı. İlk başarılı uygulama ise 1911’de Alfred Büchi tarafından tasarlanan türboşarjörlerin Brown-boveri firması tarafından îmâli ve 1916da uçaklarda kullanılmaya başlanmasıyla gerçekleştirildi. Gaz türbininin bir uygulaması olan turboşarjör motordan çıkan sıcak egzoz gazlarının bir türbini, türbinin de motorun yanma odasına sıkıştırılmış basınçlı hava gönderen kompresörü tahrik etmesiyle çalışır. Basınçlı havanın içine yakıt püskürtülmesi ile yanma sonucu ısınarak âniden genişleyen hava egzoztan hızla çıkarken türbini de döndürür. Bu şekilde motorun gücü çok artar. Egzoz gazlarının jet tepkisinden uçakların tahrikinde faydalanmayı tasarlayarak ilk olarak gerçekleştiren kişi İngiliz Krallık Hava kuvvetleri pilotlarından Frank Whittle’dir. Whittle, 1930 yılında, bir gaz türbini ile bir difüzörü birleştirerek yaptığı jet motorunun patentini aldı. 1936 yılında turbojet adıyla da bilinen bu motorun geliştirilmesi ve îmâli için Power Jets Ltd. adlı bir şirket kurdu. 1939’da İngilizlerden önce Almanlar, 1937’de Hans von Ohain tarafından geliştirilen Hes 3B adlı jet motorunu ilk defa bir uçakta kullanarak Heinkel He 178 ile bir deneme uçuşu yaptılar. Fakat ilk başarılı uygulama Whittle tarafından geliştirilen Power Jet W.1 adlı jet motorunu kullanan Gloster G.49 uçağı ile 15 Mayıs 1941’de İngilizler tarafından gerçekleştirildi. Jet uçakları İkinci Dünya Savaşı’nın sonlarına doğru yaygın olarak kullanılmaya başlanmış ancak savaşın gidişatına bir etkileri olmamıştır. Savaş sırasında en başarılı uygulama ise Messerschmitt Me 262 uçaklarıyla Almanlar tarafından gerçekleştirilmiştir. Bu uçaklarda Almanlar günümüzde kullanılan eksenel akışlı kompresörleri başarıyla uygulamışlardır. İngilizlerin gerçekleştirdikleri jet motorlarında ise merkezkaç kompresörler kullanılıyordu.
Kaynak: http://www.wikipedi.org
