Uçak Motoru Üreticileri

Ukrayna merkezli jet motoru üreticisi Motor Sich, Çin Halk Kurtuluş Ordusu&#;na turbofan AI motor üretimi için milyon dolar değerinde sözleşme imzaladı.

Defense Express tarafından yapılan habere göre Çin Ordusu, JL eğitim uçağı ve JL&#;un ihraç sürümü olan L için adet AI turbofan motoru alacak. JL eğitim uçağı, Çin Havacılık Endüstrisi Kurumu (AVIC) tarafından eğitim uçağı ve hafif savaş uçağı görevleri için tasarlanmıştır. JL, saatte azami kilometre hıza ve azami km uçuş menziline sahip. 

Uçağın ilk uçuşu 13 Mart tarihinde gerçekleştirilmişti. İlk JL teslimatı ise 1 Temmuz tarihinde gerçekleştirildi. Çin Halk Kurtuluş Ordusu Hava Kuvvetleri uçağın performansından, yüksek güvenilirliğinden, düşük maliyetinden, çok rollü güncelleme potansiyellerinden, kolay bakımdan ve saatin üzerinde uçuş ömründen oldukça memnun.

AI turbofan motoru, modern eğitim uçaklarına, L veya Yak tipi hafif savaş uçaklarına güç sağlamak için tasarlanmıştır. Motor Sich&#;e göre geliştirilen motor, uçuş sırasında azami operasyonel güvenlik, uzun hizmet ömrü ve düşük maliyet sunmaktadır.

Defence Turk Dergisinin 2. sayısı çıktı. Dergiye ulaşmak için tıklayınız.

İlgili Olarak

Türkiye&#;nin seyir füzesine Ukrayna motoru

Yusuf Emir Işık

Gaziantep Makine Mühendisliği Bölümü öğrencisi. Savunma Sanayii ve Uluslararası İlişkiler Meraklısı

Fan ve Türbin Lülelerinden Yayılan Uçak Motoru Gürültüsü

Turbomachinery Noise Radiation through the Exhaust (TURNEX)

Avrupa Birliği 6. Çerçeve Programı STREP Projesi (1//)
Prof. Dr. Yusuf Özyörük
Havacılık ve Uzay Mühendisliği Bölümü

Gürültü, günlük yaşantımızda karşılaştığımız, ancak hoşlanmadığımız ses dalgalarıdır. Ses dalgaları ise, herhangi bir nedenle ortamın basıncında meydana gelen, ilerleyebilen, enerji taşıyan salınımlar olarak tanımlanabilir. Duruma göre bu salınımlar tamamen belirli sıklıklarda, yani frekanslarda olabildiği gibi, tamamen rast gele de olabilir. Müzik, içerisinde harmoni olan, organize şekilde yaratılmış periyodik ses dalgaları içerir. Şelale, deniz dalgası gibi doğa olayları, içeriğinin büyük bölümünde harmoni olmayan çok farklı sıklıklarda ses dalgaları yaratmaktadır, ancak bir çoğumuz tarafından bu sesler, doğayla özdeşleştiği için rahatsızlık vermelerinden öteye hoş bir seda gibi algılanabilmektedir. Bunun tam tersi şekilde organize olarak sunulmuş (müzik) ses dalgaları da şiddetine veya içinde bulunduğumuz duruma göre rahatsızlık yaratabilir. Dolayısıyla gürültünün tanımında psikolojik bir boyutun bulunduğunu söylemek doğru olacaktır. Olumsuz psikolojik etkilerin yanı sıra sürekli gürültüye maruz insanlarda işitme kaybı, tansiyon gibi olumsuz fizyolojik etkilerin oluştuğu rapor edilmektedir. Ayrıca ortamın basıncında salınımlar yarattığı için ses dalgaları, genliğine ve frekansına göre yapılar üzerinde yorulma olarak adlandırılan olumsuz etkiler de yaratabilmektedir. Buna uçak gövdesinin motora yakın kısımları örnek olarak verilebilir.

Yaşadığımız ortamdaki gürültünün kaynağı iki türlü olabilir. Birincisi etrafımızdaki cisim veya cihazların yüzeylerinin titreşmesiyle meydana gelmektedir. Örneğin mutfağımızdaki buzdolabı, kompresörünün yarattığı içsel mekanik ve benzer titreşimlerin cihaz elemanlarının yüzeyine iletilmesiyle hava üzerinde salınımlı yüklemelerde bulunmakta ve bunlar ortamda ses (akustik) dalgaları olarak yayılmaktadır. İkincisi ise içinde bulunduğumuz veya cihazların kullandığı hava veya su gibi akışkanlarda zamana bağlı olarak gelişen özellik değişimlerinden kaynaklanmaktadır. Örneğin odamızdaki vantilatörün veya bilgisayar fanının yarattığı zamana bağlı hava akışı, basınç dalgalanmalarına neden olmaktadır. Fan pallerinin sabit hızda dönmesinden dolayı periyodik ses dalgaları yaratıldığı gibi, pal yüzeylerindeki sürtünmeli ve türbülanslı, fan pal uçlarındaki vorteksli akışlar da önemli, geniş spektrumlu ses kaynaklarıdır. Kampusumuz üzerinden uçan helikopterlerin gürültüsüne hepimiz aşinayız. Dönen helikopter rotor palleri, havayı adeta yarmakta ve yerini değiştirmektedir. Pallerin uç kısımlarından kopan güçlü vorteks akışları, arkadan gelen paller ile etkileşime girmektedir. Pal uçlarındaki ses üstü hızlar, şok dalgaları ile sonuçlanabilmektedir. Bütün bunların hepsi, helikopter rotorundan yayılan gürültünün güçlü kaynaklarıdır. Benzer mekanizmalar türbomakina rotor palleri için de söz konusudur. Yaratılma şekillerine bağlı olarak bu sesler, her doğrultuda aynı şiddette yayılmazlar. Palin havayı yararak yerini değiştirmesiyle yaratılan gürültünün çok büyük bir kısmı rotor düzlemine yakın açılarda ilerlerken, rotor pallerinin vorteksler ile etkileşimi sonucunda oluşturulan gürültünün önemli kısmı rotor düzleminden uzak açılarda yayılmaktadır. Motor egzozundan çıkan jet içerisindeki türbülans kaynaklı gürültü de jet ekseninden uzak açılarda yayılmaktadır.

Gürültü, dünyada ciddi bir çevresel sorun haline gelmiştir. Şehirlerdeki yoğun kara trafiği önemli derecede gürültü kirliliği yaratırken, hava ulaşımının insanlar açısından vazgeçilmez duruma gelmesi ile hava trafiği de yoğunlaşmış ve bazı kentler için en önemli gürültü kirliliği kaynağı konumuna gelmiştir. Her ne kadar son 30 yılda uçak ve uçak motoru teknolojisinde çok büyük atılımlar yapılmış ve önemli gürültü azaltımları başarılmış olsa da, özellikle büyük nüfusların yaşadığı dünya kentlerindeki havaalanları civarında yaşayan insanlar gün geçtikçe artan hava trafiğinden dolayı çok sık uçak gürültüsüne maruz kalır hale gelmişlerdir. Kamuoyu, bu tablo karşısında gerek havayolları şirketleri gerekse uçak üreticileri üzerinde gürültünün daha da azaltılması yönünde artan bir baskı oluşturmaktadır. Bu noktadan hareketle son yıllarda uçaklardan yayılan gürültünün azaltılmasına yönelik Avrupa Birliği destekli projelerin sayısında artışlar olmuştur.

Günümüz modern yolcu uçaklarından yayılan gürültünün çok öçnemli bir bölümü motor kaynaklıdır. Verimlilik açısından turbofan tipi motorlara geçilmesi ve dolayısıyla jet hızının düşürülmesiyle motor jeti tarafından yaratılan gürültü gayet önemli miktarlarda azaltılmıştır. Ancak, bu kez turbofan motor itkisinin çok büyük bir bölümünün oldukça iri çaplı fan tarafından üretiliyor olması, fanı baskın gürültü kaynağı konumuna getirmiştir. Günümüzde 2 m’den daha yüksek çaplı turbofan motorları üretilmektedir (bkz. Şekil 1). Dönmekte olan fan palleri etrafındaki karmaşık akış alanı kendi başına gürültü kaynağı iken, bu akış alanının akış düzeltici gibi diğer elemanlarla etkileşimi de önemli bir kaynak oluşturmaktadır. Yaratılan fan gürültüsü, fan akış kanallarından hem öne doğru hem de arkaya doğru ilerlemektedir. Oldukça karmaşık yapıya sahip bu sesin, adeta spiral bir şekilde ilerleyen bileşenleri bulunmaktadır. Hava alığı ve fan egzoz kanalları yüzeyinde kullanılan emici paneller ile bertaraf edilmeye çalışılan gürültü, tamamen yok edilemeden bu kanallardan çıkmakta ve çevreye yayılmaktadır. Ses, egzoz kanalından ilerlemesi esnasında yüksek hızlara ulaşan lüle ve jet akış alanları ile etkileşmekte ve bu da gürültünün yayılma doğrultusu ile şiddetinin tespit edilmesini oldukça güç hale getirmektedir. Daha yüksek frekanslarda üretilen türbin gürültüsü de benzer nitelikte davranış göstermektedir.

Dünyanın önde gelen uçak motoru üretici firmalarından Rolls-Royce ile uçak üreticisi Airbus’ın da içinde bulunduğu 12 takımlık bir araştırma gurubuna ODTÜ de davet edilmiş ve yukarıda kısaca bahsedilen turbofan motoru fan ve türbin  gürültüsünün akış kanallarından arkaya doğru ilerlemesi ve egzoz lülelerinden çevreye yayılmasına ilişkin fiziğin daha iyi anlaşılması, yenilikçi akustik tasarımlarla fan ve türbin akış kanallarının iyileştirilmesi, deneysel veri toplanması ve sayısal analizlerinin gerçekleştirilmesi yönünde, kısaca TURNEX olarak adlandırılan proje önerisi verilmiştir. Öneri, Avrupa Komisyonu tarafından kabul edilmiş ve ODTÜ, Avrupa Birliği’nin yaklaşık 3 milyon Euro’luk desteğinden bin Euro pay alarak, motor gürültüsünün akış kanallarından ilerlemesi ve çevreye yayılma doğrultuları ile şiddetinin hesaplanmasına yönelik bir yazılım geliştirme işini üstlenmiştir. Bu görev, şu ana kadar başarıyla yürütülmüş ve geliştirilen yazılım ile projede önerilen yenilikçi akustik emici tasarımlarının etkinliğinin ve deneysel ölçümlerin doğrulanmasına yönelik sayısal simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Örneğin Şekil 2’de tipik bir uçak motoru fan egzoz kanalında ilerleyerek dış bölgelere yayılan ve temel olarak akışkanlar mekaniği kurallarına göre hareket eden gürültü bileşenlerinden iki tanesinin ODTÜ Havacılık ve Uzay Mühendisliği Bölümü’nde geliştirilen yazılım ile hesaplanmış hali gösterilmektedir. Kırmızı ve mavi tonlar, yerel ortam basıncından olan pozitif ve negatif sapmaların, yani salınımların bir anlık durumunu göstermektedir. Şekilde, ses dalgasının spiral şeklindeki yapısı özellikle çıkışa yakın yerlerde belirgin şekilde gözlenmektedir. Bu yapı zaman içinde motor ekseni etrafında dönmekte ve kanal içerisinde adeta bir vida gibi ilerlemesini sağlamaktadır. Egzoz kanalı duvarının ses dalgasını kanal içerisinde hapsetmesi ve kanal geometrisinin değişkenlik göstermesi ile yapısında ve fazında bozulmalar oluşarak ilerleyen ses, egzozdan çıkması ile serbest kalmakta ve yayılma doğrultusunu değiştirmektedir. Ses, düşük ilerleme oranı ile, yani birim ilerlemeye göre ne kadar çok açısal hareket yaparsa, o kadar çok yüksek açıda motor ekseninden uzaklaşmaya çalışmaktadır. Kanal duvarlarında kullanılan akustik emici paneller (ki bunlar temel olarak telefon kabinlerinde görmeye alıştığımız bir nevi delikli levhalardır) sesin hem kanal içerisindeki yapısını değiştirmekte hem de şiddetini azaltmaktadır. Avrupa Birliği TURNEX Projesi çerçevesinde Havacılık ve Uzay Mühendisliği Bölümü’nde geliştirilen yazılım, Avrupa’daki uçak ve motor üreticisi firmalar tarafından bu fiziksel işlemler serisinin hesaplanmasında kullanılabilecektir.

Şekil 1: Modern turbofan motoru

Şekil 2: Turbofan uçak motoru fan kanalı kesiti ve içerisinde ilerleyerek etrafa yayılan ses dalgaları