1. ANASAYFA
  2. Jet Motorunun 77 Yıllık Evrimi: Teknoloji ve Strateji. Bölüm I
Jet Motorunun 77 Yıllık Evrimi: Teknoloji ve Strateji. Bölüm I

Jet Motorunun 77 Yıllık Evrimi: Teknoloji ve Strateji. Bölüm I

Jet motorlarının evrimi konu alınacağı bu yazı dizisinin gayesi: jet motorlarının tarihsel evrimi, köşe taşı teşkil eden teknolojik gelişmeler ışığında motor türlerinin ortaya çıkışı, tanıtımı, kritik bileşenlerinin tasarım yöntemleri ve motor Ar-Ge çalışmalarına kısa bir göz atıştır. Motor teknolojisindeki gelişmelerin toplum yaşantısına, sivil ve askeri havacılığa etkinlikleri tartışması da tarihsel evrimin akışında yer alacaktır.

Takvimlerin 17 Aralık 1903’ü gösterdiği gün, Wright Kardeşler, motor gücünü kullanarak gerçekleştirdikleri kontrollü uçuş ile havacılığa yeni bir yön verirken, 1937 yılının Nisan ayında, İngiltere’de Frank Whittle ve Almanya’da Dr. Hans von Ohain, eşzamanlı olarak çalıştırmayı başardıkları ilk prototip jet motorları ile havacılıkta yeni bir çağı başlatıyorlardı. Jet motorları, bu tarihten günümüze kadar geçen 77 yıllık süreç içinde performans, teknoloji ve imalat alanlarında çok büyük gelişmeler yaşayacak ve turbojet ile başlayarak turboşaft, turboprop ve turbofan uygulamaları ile küçük uçaklar haricinde, askeri ve sivil havacılıkta tercih edilen güç kaynağını oluşturacaktı.

4 bölümden oluşacak yazı dizisinin, ilk makalesinde, jet çağının doğuşu ve öncülerin çalışmaları yer almaktadır. Daha sonraki makalelerin konularını ise motor türlerinin mimarisi ve çalışma prensiplerinin tasarım parametrelerini kullanarak özeti; parametrelerle teknolojilerin bağımlılığının tanımı ve sanayide iz bırakan motorlarının incelenmesi oluşturacaktır. İlerleyen süreçte, havacılık tarihinde köşe taşlarını oluşturan motorların teknik özelliklerinin tanıtımı ve havacılığa etkileri ve dünden bugüne yürütülen motor alanındaki çalışmalarla devam edeceğiz.

Son 50 yıllık süreçte, havacılık konularında yazılan makale ve kitaplar, zengin bir kaynak oluşturmaktadır. Bu kaynağı, genellikle, uçak gövde ve motor üreticileri hakkında veya ürünlerinin teknik tanıtımlarına odaklanmış makaleler ve jet motorlarının teorisini içeren ders kitapları oluşturmaktadır. Motor türlerinin tarihsel gelişimi, teknolojik evrimleri ve bu evrimlerin çerçevesinde her bir tür motorun muharip hava gücüne veya sivil hava taşımacılığı kaynaklı ekonomiye etkilerini ve neticede sanayinin dinamiğindeki değişiklikleri bir çatı altında toplayan makale veya yayın, hemen hemen yok gibidir. Bu yazı dizisinde, bir taraftan bu boşluğu doldurmaya çalışılırken diğer taraftan da jet motorunun tarihsel gelişimi ve bu gelişmelerin ekseninde, hava yolları ve hava gücü dinamiğine etkisini organize bir yaklaşımla analiz edeceğiz. Motorların evrimi tartışması ışığında, teknolojik gelişmeleri destekleyen alt sistem üreticilerine yönelik incelemelere de yer vereceğiz.

Büyük-Küçük Ayrımı

İnternet’ten evvel, uzun mesafelere seyahatleri kısa sürelerde gerçekleştirerek dünyayı bir ağ gibi örerek insanları ve kültürleri birleştiren uçakların, insanoğlunun en önemli teknolojik başarılarından biri olarak medeniyet tarihine isimlerini yazdırma başarısına en fazla katkıyı jet motorları sağlamıştır dersek, sanırız yanlış bir ifade kullanmış olmayız. İnsanoğlu var oldukça gelişme devam edecek; şartlar değiştikçe yeni ihtiyaçlar ortaya çıkacak ve havacılık sanayisi de insanoğlunun yaşam tarzındaki değişikliğe uygun olarak gereken gelişimini sürdürecektir.

Makale dizisine, gaz türbini türlerinin teknik tanımı ve çalışma prensiplerini, motorların tarihsel evrimi ve zamanın sanayi dinamiği ekseninde tartışarak başlayacağız. Motor türlerinin tanımı, herhangi bir ders kitabında veya diğer kaynaklarda detaylı olarak bulunabilir; fakat ilerideki yazılara temel teşkil etmesi açısından faydalı olacağı düşüncesi ile bir özet vermenin iyi olacağını düşünüyoruz. Motor türlerinin mimarisinin tanımı ve çalışma prensiplerinin izahı, batı dünyasında tasarlanmış ve üretilmiş motorlardan örnekler verilerek yapılacaktır. Bunu tek sebebi, havacılığın günümüzdeki konumuna gelmesinde öncü oldukları içindir. Motor türlerini tanıtırken “ilk” kelimesi kullanıldığında, “ilk”in tanımında tartışma olacağı düşünülerek dipnotlarla açıklık getirmeye de çalışıldı. Bahse konu motorların seçiminde, güç verdikleri hava araçlarının hizmete girmesi ile insanoğlunun yaşam kalitesinde iyileşme veya hava savaşlarının stratejisinde değişiklik olması dikkate alındı. Diğer bir ifade ile sahnede perde yükseldiğinde yeni bir oyun başlatan ve oyunda, sanayinin, hava yollarının ve hava gücünün dinamiğini değiştiren motorlar seçildi.

Yazı dizisinin hazırlanmasında, havacılık ve havacılıkta kullanılan jet motorları (aero gaz türbinleri) konularında yayınlamış kitaplardan, makalelerden ve üretici firmaların İnternet sayfalarının taranmasından faydalanılmıştır. Bilgilerin doğrulanması için değişik kaynaklar kullanılmış ve bazı eksik; fakat önemli olduğu düşünülen bilgiler, çevrim analizleri ile tamamlanmaya çalışılmıştır. Bu hesaplarda kullanılan kabuller ve yöntemler de ilgili yerde özetlenecektir.

Gaz türbini türleri tartışmasına girmeden evvel, önemli bir konu olan küçük ve büyük motor sınıflandırmasının tanımını yapmakta fayda var. Bu sınıflandırmanın yapılmasının sebebi; küçük motor tasarımcılarının ve üreticilerinin büyüklerden farklı problemlerle karşılaşması ve dolayısı ile farklı teknolojilere odaklanma gerekliliğidir. Bu sınıflandırma, sanayideki üretici firmaların uzmanlaşmalarında da görülebilir. Her iki sınıfta motor üreten firmalar, küçük ve büyük motor tasarımı ve üretimini aynı çatı altında toplamayıp; farklı tasarım mühendislik gurupları ile farklı tesislerde faaliyetlerini organize etmektedirler.

Jet motorları, güçlendirdikleri hava araçlarına göre sınıflandırılacaktır. Küçük jet motorlarının güçlendirdiği hava araçları kategorisinde:

  1. İnsansız hava araçları,
  2. Bazı füzeler,
  3. Eğitim uçakları,
  4. Helikopterler,
  5. Bölgesel yolcu uçakları ve
  6. İş jetleri

bulunmaktadır.

1940’lı yıllarda başlayan gaz türbini uygulamalarında, büyük motorlar, savaş uçaklarının güçlendirilmesinde süratle pistonlu motorların yerini aldılar ve İkinci Dünya Savaşı’nın akabinde, yüksek güç gerektiren yolcu uçaklarına uygulamalar başladı. Büyük jet motorlarının güç kapasitesindeki artış, pistonlu motorların çok üstünde idi. Örneğin, son yıllarda savaş uçaklarını güçlendiren motorların itki kuvveti 190 kN (kilo Newton) seviyesindeyken sivil yolcu uçakları uygulamalarında bu rakam 510 kN seviyelerine erişti. Fakat jet motorlarının, küçük motor pazarında, pistonlu motorlarla rekabette zorlandığına tanık oluyoruz. Küçük motor tasarım mühendislerini zorlayan tasarım parametreleri arasında, motor performansını doğrudan etkileyen fiziksel boyutlar en önemlisidir. Buna ilaveten kritik mühendislik konuları içinde;

  • Fiziksel boyutlarının aerodinamik performansa etkisi,
  • İmalattaki zorluklar,
  • Yanma odası tasarımdaki sınırlamalar,
  • Türbin kanatçık sıcaklık değişmelerinin çok küçük alanlarda olmasından doğan yüksek gerilimler ve
  • Mekanik tasarım problemleri

sıralanabilir.

Bu nedenlerle küçük motor tasarımcıları, farkı yöntemler ve gereksinimler geliştirmek zorluğu ile yüzleşirler.

Motor Türleri ve Çalışma Prensipleri

26 Temmuz 1944 günü, İkinci Dünya Savaşı(1) beşinci senesini tamamlamaya yaklaşıyordu. Müttefik kuvvetleri, Batı cephesinde Normandiya Çıkarması’nın son haftasına giriyor; Doğu cephesinde ise Sovyetler, Vilnius, Litvanya’yı Almanlardan geri alıyordu. İngiliz Hava Kuvvetlerinin 1.460 beygirgücü (bg)’nde iki adet Rolls-Royce Merlin motoru ile donatılmış­­­­­ “de Havilland Mosquito NF Mk. XV” keşif uçağı, Münih şehri üzerinde, 8.500 metre irtifadan hedeflerin fotoğrafını çekmiş; üsse dönüş için hazırdı. Mosquito’nun herhangi bir silahla donatılmamış olması, uçağın pilotu Wall ve seyir subayı Lobban için bir endişe kaynağı değildi. Biliyordu ki uçaksavar tehlikesinden uzaktı ve Luftwaffe’nin en süratli uçağı Bf109 ve Fw190’lar da bulundukları irtifada kolaylıkla fark edilmeden yaklaşamazlardı. Fakat Lobban, bir uçağın, arkalarından süratle kendilerine yaklaştığını fark etti. Pilot Wall, bir düşman savaş uçağının bulundukları irtifaya fark edilmeden erişmesinin yarattığı sürprizin verdiği şaşkınlık içinde kaldı. Mosquito’nun maksimum hızı 668 km/s idi, fakat Pilot Wall maksimum hızın üstüne çıkabileceğinde emindi ve hızını arttırdı. 710, 725, 740 rakamlarını deviren ibre, son olarak 755 km/saat’i gösterdiğinde, düşman uçağının arayı kapatmakta zorlanmadığını fark etti. Wall, aniden hızı azaltarak uçağını sola döndürdü ve düşman uçağı yüksek bir hızla yanlarında geçerken, pervanesinin olmadığının farkına vardılar. İngiliz Hava Kuvvetleri tarafından fark edilen Messerschmitt Me-262 avcı uçağına güç veren JUMO 004 turbojet motoru, yüksek irtifada ve hızda uçuşların mümkün olabileceğini ispatlarken; pervane-piston motor itki sisteminden jet itki sistemine geçişe de işaret ediyordu. Diğer bir ifade ile jet çağı başlamıştı. Dr. Franz’ın tasarladığı JUMO 004 jet motoru, havacılık tarihine, ilk görev yetenekli ve seri imalatla üretilmiş gaz türbini olarak da ismini yazdırıyordu.  Havacılık terminolojinde, gaz türbin içten yanmalı hava soluyan jet motorlarının genel adlandırmasıdır.

                     De Havilland Mosquito,

Maksimum hız 668 km/saat 8.500 m irtifada, Uçuş tavanı 13.400 m 

(Royal Airforce Museum, Londra, İngiltere)              

“Türbin” kelimesinin kökü, karıştırmak anlamına gelen Latince “turbare”ye dayanır ve ilk olarak, Prof. Claude Burdin tarafından, hidrolik enerjiyi güce aktaran su çarkının tanımında kullanılmıştır.  Pistonlu motorların boyutlarının pratikte sınırlandığı noktada, gaz türbin, yüksek güç ihtiyacına daha ekonomik bir çözüm getirmektedir. Pervane-piston motor sistemi uygulamasında, pratik tasarım sınırları bulunmaktadır: Pervanenin çapı (uçağın iniş takımlarının yüksekliği ile bağlantılı), pervanenin güç kapasitesi (pervane alanı ve devir) ve pistonlu motorun gücü (motor silindirlerinin yerleştirilmesi ve gücün pervaneye aktarılmasındaki tasarımın karışıklığı) en önemli olanlarıdır. Messerschmitt avcı uçağı, gaz türbininin itki sistemi olarak pratik bir çözüm olduğunu ispat ediyordu.

İnsanoğlunun 25 Temmuz 1944 günkü başarısını daha iyi anlayabilmek için, takvim sayfalarını biraz geriye doğru çevirelim ve bu başarıyı getiren olaylar zincirine bir göz atalım. Takvimlerin 27 Ağustos 1939’u gösterdiği gün, Almanya’da, Heinkel He-178 prototip uçağının gerçekleştirdiği uçuş, havacılık tarihinde bir ilke imza atıyordu: Dr. Hans von Ohain’in geliştirdiği 5,4 kN itki kuvvetindeki He S 3 adlı jet motorundan güç alan uçak, gaz türbininin güçlendirdiği ilk uçaktı ve bu uçuş, gaz türbininin uçak itki sistemi olarak kullanımının mümkün olabileceği gösteriyordu.

Jet motorun güçlendirdiği ilk uçak: Heinkel 178, 

Pilot Erich Warsitz 632 km/saat hıza erişti.

 

He S 3 turbojet motorunun kopyası

(Smithsonian National Air and Space Museum, Washington D.C. ABD)

Dr. Ohain’in başarısından takriben 2 sene sonra, 15 Mayıs 1941 günü, İngiltere’de, havacılığın dönüm noktası olan bir olay yaşanıyordu. Frank Whittle’nin geliştirdiği 3,8 kN itki sağlayan W.1 jet motorunun güçlendirdiği prototip Gloster E28/39 uçağı, 17 dakikalık uçuşta, 545 km/s hıza erişerek, jet motorunun güçlendirdiği ikinci uçak olarak havacılık tarihine geçecektir. İlerleyen sayfalarda detaylı olarak ele alacağımız W.1  jet motorunun evriminde köşe taşını teşkil etmesinin sebebi; günümüzün üç devi Rolls-Royce (RR), General Electric (GE) ve Pratt & Whitney (P&W)’in, Whittle motorunu lisansla üreterek sanayinin aktörleri olmasıdır.

Gloster E28/39 test uçağı.

 

11 kN itki kuvvetinde Whittle’nin W2/700 Turbojet motoru

Gloster E28/38 prototip avcı uçağının güçlendirmistir.

(Midland Air Museum, Coventry, İngiltere)

 

Turbojet olarak sınıflandırılan He S 3 ve WU ilk nesil gaz türbinleri, yakıttaki kimyasal enerjinin itki kuvvetine dönüştürülmesi sıkıştırma, yanma, genişleme ve egzoz adımlarını içerir. Kompresör, yanma odası, türbin ve egzoz lülesi birleşenleri alt sistemleridir.  Kompresörün görevi; kinetik enerjiyi çalışma akışkanına (hava), dönen kanatçıklar aracı ile aktarmak ve akışkanı yanma için gerekli olan yüksek basınçça getirmektir. Hava, kompresörde sıkıştırılarak basıncı ve sıcaklığı arttırıldıktan sonra, yanma odasında gerçekleşen yanma neticesinde, yakıttaki kimyasal enerji kinetik enerjiye dönüşürken sıcaklığı büyük bir ölçüde yükseltilmiş olarak türbine girer. Türbin, gazdaki kinetik enerjinin bir kısmını, kompresör çalıştırmak için gerekli mekanik güce dönüştürür ve türbin çıkışında, geriye kalan kinetik enerji, son bileşen olan egzoz lülesinden gazın hızlandırılarak, itki kuvvetini üretmesinde kullanılır. Kompresör, yanma odası ve türbin birleşenleri, nüve (çekirdek) motor  olarak adlandıracağımız alt sistemi meydana getirir. Diğer bir ifade ile itki kuvvetini temin etmek için gerekli gücü üreten nüve motordur.

İlk jet uçağınını güçlendiren He S 3 turbojet motor mimarisi

Whittle’nin W.1 turbojet motorun mimarisi.

Whittle W.1 kopyası olan GE J-31 (GE’nin I-16 olarak adlandırdığı),

ABD’de seri üretilen ilk turbojet motor olmanın yanı sıra ilk Amerikan jet uçağı Bell XP-59 güçlendiren turbojet motor olarak tarihe geçti.  

                (Smithsonian National Air and Space Museum, Washington D.C. ABD)

Jet Çağı Başlıyor

İkinci Dünya Savaşı’nın bütün şiddeti ile devam ettiği 18 Temmuz 1942 günü, Almanya’nın Bavaria eyaletinin Leipheim havaalanında toplanmış küçük bir grup, havacılık tarihinde devrim yapacak bir uçuşa şahitlik ediyorlardı. Junker JUMO 004 turbojet motorunun güçlendirdiği Messerschmitt Me-262 avcı uçağı, pistin başında kalkış için hazırdı. Test pilotu Fritz Wendel, çok dikkatli bir şekilde motoru azami güce getirdi ve frenden çıkartıp ilerleyerek pistin sonuna geldiğinde, aniden dikine havalandı. Seyirciler arasında bulunan motor tasarımı şef mühendisi Dr. Anselm Franz, jet çağının başladığına ikna olmuştu. Me-262’nin seri imalatına, 1944 senesinin Mayıs ayında başlandı ve harbin sonuna kadar, toplam 1.433 adet Me-262 üretildi.

           Messerschmitt Me-262-V3, Maksimum hız 870 km/saat 6.000 m irtifada, Uçuş tavanı 11.450 m

                (Royal Air Force Museum, Londra, İngiltere)

 

                        JUMO 004 turbojet motoru.  

(Smithsonian National Air and Space Museum, Washington D.C. ABD)

Günümüzün büyük motorlarında tercih edilen eksenel akışlı kompresör, dönen ve sabit kanatçıkları içeren kademelerden teşekkül etmiştir. Dönen kanatçıklar, şafta bağlı olan diske monte edilen ve diskle birlikte dönen parçalardır. Sabit kanatçıklar ise kompresörün kasasına monte edilmişlerdir ve havaya kinematik enerji aktarılmasında katkıları yoktur. JUMO 004’ün mimarisi, günümüz turbojet motorlarına çok yakındır. Tek şaftlı olan motor konfigürasyonu, 8 kademeli eksenel akışlı kompresör, 6 silindirli yanma odası, tek kademe türbin ve yatay hareketli merkezi kontrol konisi ile donatılmış jet lülesinden oluşur.

JUMO 004 turbojet motorunun mimarisi.

 

Dr. Franz, JUMO 004 motoru ile birçok ilke de imza attı ve seri üretilen, eksenel akışlı kompresör uygulaması olan, hava soğutmalı döner türbin kanatçıkları ve art yanma sistemi ile donatılan jet motorunu tasarlayan kişi olarak havacılık tarihine ismini yazdırdı. JUMO 004 motorunda uygulanan art yanma sistemi için yakıt, türbinin sabit kanatçıkları önünde gazla karıştırılmakta ve yanma, gecikmeden dolayı, türbindeki hareketli kanatçıklardan sonra gerçekleşmektedir. Eksenel hareketli merkezi kontrol konisi uygulaması ile lüle çıkış alanı, art yanma şartlarına uygun olacak şekilde ayarlanabilmekteydi ve deniz seviyesinde 9,81 kN olan itki kuvveti, art yanma ile 11,772 kN’a çıkartılabiliyordu. JUMO 004 motorunun kavramsal tasarımdan üretime geçişi ise 4 sene içinde gerçekleşti ve seri imalata 1944 senesinin başında başlandı.

İlk nesil turbojet motorları olan Dr. Ohain’nin He S 3 motorunun kompresörü eksenel ve radyal akışlı olup, Whittle ise sadece radyal akışlı kompresör kullandı.  Dr. Franz da JUMO motorunda eksenel akışlı kompresör kullandı.  Dr. Ohain radyal akışlı türbin kullanırken, Whittle ve Dr. Franz eksenel akışlı  türbini tercih etmiştir. Kompresör türbinle aynı şaftın üzerine monte edilmişlerdi (tek şaft mimari).İlk nesil motorlar tasarımlarında dikkatti çeken nokta kompresörde zamanın turboşarj ve türbinde de buhar türbini teknolojini kullanılmasıdır.  Dr. Franz’ın eksenel akışlı kompresörü teknoloji olarak fark yaratan bileşendir. 

Bu noktada, diğer bir Avrupa ülkesi İtalya’daki çalışmalara da bir göz atalım. Her ne kadar havacılıkta, bu makalenin önceki kısımlarında bahsedilenler kadar büyük izler bırakmamış olsalar da günümüzdeki kavramların tanımlanması açısında, bu konunun önemli olduğunu düşünüyoruz. İtalya’da, Almanya ve İngiltere’deki öncülerin uygulamalarından farklı bir yaklaşımla jet itki kuvvetinin üretildiğine şahit oluruz. Campini Caproni CC2 olarak adlandırılan jet uçağı, 17 dakikalık ilk uçuşunu, 27 Ağustos 1940 günü, Taliedo’da bulunan tesislerde gerçekleştirdi. Mühendis Secondo Campini’nin yaratıcı hayal gücünün bir eseri olan Campini Caproni CC2’nin havacılık tarihindeki yeri, sadece ikinci jet uçağı olarak ismini yazdırması açısından değil; uygulanan kavramın, günümüz itici sisteminin tanımlanmasına etkisi bakımından önemlidir. Jet itkisi uçağın gövdesi üzerinden sağlandığı için Campini Caproni CC2 uçağının kendisi, bir itici sistemdi. Yani jet uçağını, yüksek basınçta ve sıcaklıktaki havanın itme kuvvetinin etkisi ile uçabilen hava aracı olarak tanımlarsak, Campini’nin tasarımında, uçak, jet motoru idi. Campini, hiç bir zaman jet motoru kelimesini kullanmadı ve ürününü, “Campini’nin jet sistemi” olarak tanımladı. İtalyan Havacılık Bakanlığı ise “ducted propeller” (kanal içi pervane) tanımını kullandı; diğer bir ifade ile günümüz turbofan motor konseptine de adını veren “ducted fan” (kanal içi fan). Burada adlandırmada bir karışıklık olmakla beraber, tartışmalar, yeni bir kavram olan jet motorlarının prensiplerinin ve uygulamasının şekillenmesi açısında önemli idi. Motorun çalışma prensibi şöyleydi: uçak gövdesi motorun hava kanalını meydana getiriyordu ve pistonlu motor tarafında güçlendirilen eksenel akışlı kompresör, giren havanın basıncını arttırarak arkaya doğru akmasını sağlıyordu. (Günümüz turbofan motor uygulamasında, motor beşiği (nacelle) bir itki sistemi olarak tanımlanırsa turbofan motor bir alt sistem olarak düşünülebilir). Hava ilk olarak pistonlu motorun etrafından geçerken soğutma görevi yaparak ısındıktan sonra, egzoz gazları ile karışarak, termal enerjisi artmış bir şekilde, yanma odası kısmına giriyordu. İlave edilen yakıtla yanarak genişleyen gaz, egzoz lülesinden geçerek itki kuvvetini üretiyordu. Bu uygulamada dikkate alınması gerek bir nokta da pistonlu motorlarda soğutma ve egzoz gazları ile yaşanan ısı kayıplarının, bu sistemde faydalı enerji olarak kullanılmış olmasıdır. Campini’nin jet lülesinin çıkış alanı, pilot tarafından kontrol edilen eksenel hareketli merkezi koni ile ses altı veya üstü hız şartlarına göre değiştirilebiliyordu.

Tek şaft eksenel akışlı kompresörlü turbojet motor mimarisi.

Bu noktada, diğer bir Avrupa ülkesi İtalya’daki çalışmalara da bir göz atalım. Her ne kadar havacılıkta, bu makalenin önceki kısımlarında bahsedilenler kadar büyük izler bırakmamış olsalar da günümüzdeki kavramların tanımlanması açısında, bu konunun önemli olduğunu düşünüyoruz. İtalya’da, Almanya ve İngiltere’deki öncülerin uygulamalarından farklı bir yaklaşımla jet itki kuvvetinin üretildiğine şahit oluruz. Campini Caproni CC2 olarak adlandırılan jet uçağı, 17 dakikalık ilk uçuşunu, 27 Ağustos 1940 günü, Taliedo’da bulunan tesislerde gerçekleştirdi. Mühendis Secondo Campini’nin yaratıcı hayal gücünün bir eseri olan Campini Caproni CC2’nin havacılık tarihindeki yeri, sadece ikinci jet uçağı olarak ismini yazdırması açısından değil; uygulanan kavramın, günümüz itici sisteminin tanımlanmasına etkisi bakımından önemlidir. Jet itkisi uçağın gövdesi üzerinden sağlandığı için Campini Caproni CC2 uçağının kendisi, bir itici sistemdi. Yani jet uçağını, yüksek basınçta ve sıcaklıktaki havanın itme kuvvetinin etkisi ile uçabilen hava aracı olarak tanımlarsak, Campini’nin tasarımında, uçak, jet motoru idi. Campini, hiç bir zaman jet motoru kelimesini kullanmadı ve ürününü, “Campini’nin jet sistemi” olarak tanımladı. İtalyan Havacılık Bakanlığı ise “ducted propeller” (kanal içi pervane) tanımını kullandı; diğer bir ifade ile günümüz turbofan motor konseptine de adını veren “ducted fan” (kanal içi fan). Burada adlandırmada bir karışıklık olmakla beraber, tartışmalar, yeni bir kavram olan jet motorlarının prensiplerinin ve uygulamasının şekillenmesi açısında önemli idi. Motorun çalışma prensibi şöyleydi: uçak gövdesi motorun hava kanalını meydana getiriyordu ve pistonlu motor tarafında güçlendirilen eksenel akışlı kompresör, giren havanın basıncını arttırarak arkaya doğru akmasını sağlıyordu. (Günümüz turbofan motor uygulamasında, motor beşiği (nacelle) bir itki sistemi olarak tanımlanırsa turbofan motor bir alt sistem olarak düşünülebilir). Hava ilk olarak pistonlu motorun etrafından geçerken soğutma görevi yaparak ısındıktan sonra, egzoz gazları ile karışarak, termal enerjisi artmış bir şekilde, yanma odası kısmına giriyordu. İlave edilen yakıtla yanarak genişleyen gaz, egzoz lülesinden geçerek itki kuvvetini üretiyordu. Bu uygulamada dikkate alınması gerek bir nokta da pistonlu motorlarda soğutma ve egzoz gazları ile yaşanan ısı kayıplarının, bu sistemde faydalı enerji olarak kullanılmış olmasıdır. Campini’nin jet lülesinin çıkış alanı, pilot tarafından kontrol edilen eksenel hareketli merkezi koni ile ses altı veya üstü hız şartlarına göre değiştirilebiliyordu.

Campini Caproni C.C. 2

(Volandia – Parco e Museo del Volo, Milan, İtalya)

 

Dipnotlar:

(1)     İkinci Dünya Savaşı, 1 Eylül 1939’da başladı ve 2 Eylül 1945’te bitti.

(2)     1791 yılında, İngiliz mühendis John Barber’in, 1833 numaralı, “Method for Rising Inflamable Air for the Purpose of Producing Motion and Facilitating Metallurgical Operations” adlı patenti, gaz türbininin çalışma prensiplerini tanımlıyordu.



Yorumlar

Hiç yorum yapılmamış

Yorumunu Paylaşın