Bir Jet Motorunun Ana Bileşenleri Hakkında Her Şey

Hiç gökyüzüne bakıp büyük bir uçağın nasıl havada kaldığını merak ettiniz mi? Ben kesinlikle ettim. Bunun arkasındaki sihir, mühendisliğin bir harikası olan jet motorudur. Yıllardır bu etkili ekipmanlara hayran kaldım. Bu kısa makalede, sizi bir jet motorunun içine doğru bir yolculuğa çıkaracağım. Hava girişinden egzoza kadar tüm ana bileşenleri inceleyeceğiz. Her bir parçanın ne yaptığını ve hepsinin birlikte nasıl çalışarak bir uçağa güç veren inanılmaz itmeyi nasıl geliştirdiğini tartışacağım.

Modern Bir Jet Motorunun Başlıca Bileşenleri Nelerdir?

Modern bir jet motoru, işbirliği yapan çok sayıda ana bileşene sahiptir. Bunu, her oyuncunun özel bir görevi olduğu bir grup gibi düşünün. Bir jet motorunun ana parçaları hava girişi, kompresör, yanma odası, türbin ve egzoz nozülüdür. Bunların her biri, jet motorunun bir uçağı uçurmak için gereken itmeyi üretmesi için hayati öneme sahiptir.

Tüm prosedür bir döngüdür. Hava önden girer, kompresör tarafından sıkıştırılır, yakıtla karıştırılır ve yanma odasında eritilir ve daha sonra türbin ve nozül yoluyla arkadan dışarı üflenir. Bu, uçağı ileriye doğru hareket ettiren etkili basıncı veya itmeyi üretir. Jet motoru bir tür gaz türbini motorudur. Bu, bir türbini döndürmek için sıcak gaz kullandığı anlamına gelir. Türbinin görevi kompresöre güç vermektir. Jet motorunu bu kadar etkili ve güvenilir kılan akıllı, sürekli bir döngüdür. Bu ana bileşenleri anlamak, jet motorunun kendisini tanımanın ilk adımıdır.

Bir Jet Motorunda Hava Girişi Nasıl Çalışır?

Bir jet motoruyla havanın yolculuğu hava girişinde başlar. Hava girişi veya giriş, jet motorunun en ön kısmıdır. Görevi, gelen havayı yakalamak ve kompresöre yönlendirmektir. Basit görünüyor, ancak tasarımı gerçekten hayati önem taşıyor. Hava girişinin şekli havayı azaltmaya yardımcı olur. Havanın hızlanmasını istediğimizi düşünebilirsiniz, ancak kompresörün doğru çalışması için havanın daha yavaş bir hızda hareket etmesi gerekir.

Hava giriş kanalının düzeni, jet motorunun verimliliği için önemlidir. Ses hızından daha düşük hızda uçan bir uçak için kanal genellikle kolay, pürüzsüz bir tüptür. Ancak, süpersonik hızda uçan bir uçak için hava girişi çok daha karmaşıktır. Süpersonik hava hareketini kompresöre girmeden önce ses altı bir hıza düşürmek için rampaları veya konileri olan özel bir şekle sahiptir. Bu işlem, kompresörde durma adı verilen ve jet motorunun arızalanmasına neden olabilecek bir sorunu önlemek için gerçekten önemlidir. Hava girişi, herhangi bir hız veya yükseklikte kompresöre tutarlı bir hava akışı sağlamalıdır.

Kompresör Neden Jet Motorunun Kalbidir?

Kompresöre jet motorunun kalbi demeyi seviyorum çünkü havanın sıkıldığı yer burası. Kompresörde rotor kanatları adı verilen küçük dönen kanat sıraları ve stator kanatları adı verilen sabit kanatlar bulunur. Hava kompresörden geçerken, her bir kanat sırası onu giderek daha fazla sıkıştırır. Buna sıkıştırma denir. Hava kompresörden çıktığında basıncı çok daha yüksektir. Bu yüksek basınçlı hava, jet motorunun bir sonraki eylem için ihtiyaç duyduğu şeydir.

2 ana kompresör türü vardır: eksenel ve santrifüj. Eksenel bir kompresörde hava, şaftın yanında doğrudan motorun içinden akar. Bu, büyük uçaklar için modern jet motorlarında kullanılan en yaygın türdür. Bir santrifüj kompresör havayı merkezden dışarıya doğru atar. Bu tip genellikle daha küçük boyutlu jet motorlarında kullanılır. Kompresör, bir şaft ile türbine bağlanır. Sıcak gazlar tarafından döndürülen türbin, kompresörü döndürmek için güç sağlar. Büyük bir jet motorunda kompresörü çalıştırmak için çok fazla güç gerekir. Aslında, kompresör türbin bölümü tarafından üretilen gücün çoğunu kullanır.

Yanma Odasının İçinde Gerçekte Neler Olur?

Kompresörden sonra, yüksek basınçlı hava yanma odasına girer. Jet motorunun gerçek ateşi ve öfkesi burada gerçekleşir. Yanma odasında hava yakıtla karıştırılır ve karıştırılır. Motor çalıştırıldığında karışımı yakmak için bir otomobildeki buji gibi özel bir ateşleyici kullanılır. Yandıktan sonra ateş sürekli yanar. Yakıtın havayla iyi karışmasını sağlamak için yakıt yanma odasına çok sayıda küçük nozül yoluyla püskürtülür.

Yanma odasının içindeki sıcaklık son derece ısınabilir ve 2.000 ° C'nin üzerine çıkabilir. Bu aşırı ev ısıtması havanın hızla genişlemesine neden olur. Yanma odasının, ayrıca bir yakıcının düzeni, yanma etkinliği için çok önemlidir. En fazla gücü elde etmek için tüm yakıtın tamamen yanmasını istiyoruz. Yanma odasında oluşturulan sıcak, yüksek basınçlı gaz, jet motorunun güç kaynağıdır. Bu gaz daha sonra türbin alanına hücum eder.

Türbin Bölümü Aşırı Sıcaklıkla Nasıl Başa Çıkar?

Türbin yanma odasının hemen arkasındadır, bu nedenle süper sıcak gazlardan etkilenir. Türbinin görevi, kompresöre güç sağlamak için sıcak gazdan bu gücün bir kısmını almaktır. Bunu, küçük kanatlara benzeyen çok sayıda türbin kanadı sırasıyla yapar. Sıcak gaz türbin kanatlarının yanından akarken, bunların çok yüksek bir hızda dönmesini sağlar. Bu dönme hareketi, bunları bağlayan uzun bir şaftla kompresöre aktarılır. Kompresörü çalıştıran jeneratörler, jet motorunun önemli bir parçasıdır.

Türbin kanatları yüksek sıcaklık ve hızı idare etmek için gerçekten güçlü olmalıdır. Özel metallerden yapılmıştır ve genellikle bunları korumak için seramik bir kaplamaya sahiptir. Türbin kanatlarının ve türbin diskinin erimesini önlemek için, kompresörden harika hava alınır ve kanatlardaki küçük deliklerden geçirilir. Bu harika hava, kanatların yüzeyinde ince bir koruyucu tabaka oluşturur. Bu soğutma sistemi, jet motorunun düzeninin önemli bir parçasıdır. Onsuz, türbin yanma odasından gelen aşırı ısıya dayanamazdı.

Egzoz ve Nozülün İtme Oluşturmadaki İşlevi Nedir?

Türbinden geçtikten sonra, sıcak gaz hala çok fazla güce sahiptir. Bu gaz daha sonra jet motorunun egzoz alanına hareket eder. Egzoz nozülü, jet motorunun gerçekten arka bileşenidir. Ana görevi, sıcak, yüksek basınçlı gazı almak ve çok yüksek bir hızda arkadan dışarı atmaktır. Newton'un 3. hareket yasasına göre, her eylem için eşit ve zıt bir tepki vardır. Gazın geriye doğru ateşlenmesi eylemi, uçağı ileriye doğru iten itmeyi yaratır.

Egzoz nozülünün şekli son derece önemlidir. Ses altı hızlarda uçan uçaklar için, sonunda daralan temel, yakınsak bir nozül kullanılır. Bu form egzoz gazlarını hızlandırmaya yardımcı olur. Süpersonik uçaklar için, ekstra karmaşık bir yakınsak-ıraksak nozül sıklıkla kullanılır. Bu tip nozül, egzoz gazının son derece yüksek hızını ve sıcaklık seviyesini idare edebilir ve çok daha fazla itme oluşturabilir. Bazı jet motoru tasarımlarında ayrıca sıcak çekirdek havasını baypas kanalından gelen daha soğuk havayla karıştırmak için egzozda bir karıştırıcı bulunur. Bu, jet motorunu daha sessiz ve daha etkili hale getirebilir.

Bir Jet Motoru Aşırı Isınabilir mi ve Bunu Nasıl Engelleriz?

Evet, bir jet motoru çok ısınabilir. Sıcaklık seviyesini yönetmek, jet motoru düzenindeki en büyük zorluklardan biridir. Yanma odası ve türbin alanı en sıcak bileşenlerdir. Bu parçalar çok ısınırsa hasar görebilir ve hatta eriyebilir. Bunu durdurmak için, tasarımcılar jet motorunu soğutmanın akıllı yollarını geliştirdiler. Dediğim gibi, yaygın bir yöntem kompresörden hava almak.

Bu soğuk hava, motorun sıcak bileşenlerine bir dizi boru hattı ve kanal yoluyla yönlendirilir. Örneğin, türbin kanatlarını, türbin diskini ve yanma odasının iç duvarlarını soğutmak için kullanılır. Bu sistem, bu ana bileşenlerin sıcaklık seviyesini güvenli bir fonksiyonel aralıkta tutmaya yardımcı olur. Çağdaş bir jet motorundaki klima sistemleri son derece karmaşıktır ve bu motorların bu kadar güvenilir olmasının ve binlerce saat çalışabilmesinin büyük bir nedenidir. Motor boyunca tutarlı hava akışı ayrıca ısının bir kısmını taşımaya yardımcı olur.

Art Yakıcı Nedir ve Hızı Nasıl Artırır?

Bazı askeri uçakların, özellikle kalkış sırasında veya savaşta ek bir hız patlamasına ihtiyacı vardır. Bir son yakıcının devreye girdiği yer burasıdır. Bir son yakıcı, türbinden sonra ve egzoz nozülünden önce jet motorunun arkasına eklenen ek bir bölümdür. Esasen, daha fazla yakıtın doğrudan sıcak egzoz gazına sıçratıldığı ve karıştırıldığı uzun bir borudur. Bu, muazzam miktarda ek itme oluşturur.

Son yakıcı açıldığında, jet motorunun arkasından çıkan büyük bir alev görebilirsiniz. Çok güçlü bir cihazdır, ancak aynı zamanda çok fazla yakıt kullanır. Bu nedenle, süpersonik hıza ulaşmak için maksimum itme gerektiğinde yalnızca kısa süreler için yapılır. Son yakıcı, bir jet motorunun itmesini 50% veya daha fazla artırabilir. Ancak, egzoz gazlarının sıcaklık seviyesini de büyük ölçüde artırır, bu nedenle son yakıcı ve nozülün bu aşırı ısıya dayanabilen malzemelerden yapılması gerekir.

Uçak, Şaft ve Aksesuar Dişli Kutusu ile Nasıl Çalışır?

Kompresörü ve türbini birbirine bağlayan ana şaftı tartıştık. Bu şaft, türbinden kompresöre mekanik enerjiyi aktaran jet motorunun temelidir. Yine de aksesuar şanzımanı adı verilen başka önemli bir parça daha var. Jet motoru sadece uçak için itme sağlamaz; aynı zamanda diğer sistemlerinin çoğuna da güç sağlar.

Aksesuar dişli kutusu, bir dizi dişli ile ana şafta bağlanır. Bir traktördeki güç çıkışına benziyor. Şunları yönlendirir:

• Jet motorunun yakıt sistemi için yakıt pompası.
• Uçağın gezi kontrolleri için hidrolik pompa.
• Uçağın elektrik sistemleri için elektrik jeneratörü.

Bu nedenle, jet motorunun ana işi itme geliştirmek olsa da, aynı zamanda tüm uçak için bir nükleer santral görevi de görür. Şaft ve dişli kutusu bunun gerçekleşmesi için hayati öneme sahiptir.

Rolls-Royce ve General Electric Jet Motorlarını Farklı Kılan Nedir?

Rolls-Royce ve General Electric, jet motoru dünyasının en önemli 2 ismidir. Her iki şirketin jet motoru tasarımlarını araştırma fırsatım oldu ve hepsi aynı temel ilkelerle ilgilenirken, bazı ilginç stil farklılıkları var. Dikkat çekici bir ayrım, şaft çeşitliliğinde kalır.

Çok sayıda General Electric jet motoru, iki şaftlı bir düzen kullanır. Bu, düşük basınçlı bir kompresörü ve düşük basınçlı bir türbini birbirine bağlayan bir şaft ve yüksek basınçlı kompresör ve yüksek basınçlı türbin için 2. ayrı bir şaft olduğu anlamına gelir. Rolls-Royce, üç şaftlı jet motoru tasarımıyla tanınır. Bu, ara basınçlı bir kompresör ve türbin ekler, her biri kendi şaftındadır. Üç şaftlı stilin arkasındaki fikir, her bir kompresör ve türbin alanının kendi en iyi hızında dönebilmesidir, bu da jet motorunu ekstra etkili hale getirebilir. Her iki düzenin de avantajları ve dezavantajları vardır ve her iki firma da inanılmaz derecede güvenilir ve etkili jet motorları yapar.

Jet Motoru Parçaları Hakkında Hatırlanması Gereken Gizli Noktalar:

• Bir jet motoru, havayı emerek, sıkıştırarak, yakıtla karıştırarak, kombinasyonu dökerek ve ardından itme geliştirmek için sıcak gazı arkadan dışarı ateşleyerek çalışır.
• Ana bileşenler hava girişi, kompresör, yanma odası, türbin ve egzoz nozülüdür.
• Kompresör, yanma odasına girmeden önce havayı yüksek bir basınca sıkıştırır.
• Yanma odası, yakıtın havayla karıştırıldığı ve eritildiği, sıcak, yüksek basınçlı gaz oluşturduğu yerdir.
• Türbin, kompresöre güç sağlamak için sıcak gazdan güç alır.
• Egzoz nozülü, motordan ayrılırken sıcak gazı hızlandırır ve itme oluşturur.
• Klima sistemleri, jet motorunun sıcak bileşenlerinin hasar görmesini durdurmak için son derece önemlidir.
• Bir son yakıcı, itmede büyük bir artış elde etmek için kullanılabilir, ancak çok fazla yakıt kullanır.