UÇUŞ MEKANİĞİ ve UÇAK PERFORMANSI
Güç Sistemi Kuvvetleri (Devam)
Hazırlayan
Prof. Dr. Mustafa CAVCAR
Güç Sistemi Kuvvetleri
Türbojet ve Türbofan Motorlar
Türbojet
Türbofan
Türbojet ve türbofan motorlar, ön tarafından aldığı havayı yakıt ile karıştırıp yaktıktan sonra, elde edilen sıcak ve basınçlı gazları arka taraftan atmosfere atarak tepki temin eden sistemlerdir. Türbofan motorda, havanın bir kısmı yanma odasında yakılmadan, sadece fan ile sıkıştırılarak ilave tepki kuvveti elde edilir.
Güç Sistemi Kuvvetleri
Tepki Kuvveti
•
•
Tepki kuvveti motordan çıkan egzoz gazlarının momentumu ile motora giren hava ve yakıtın momentumunun farkına eşittir:
ç
Bu durumda, motora giren havanın kütlesel debisi, motora giren yakıtın kütlesel debisi; uçak hızı ve egzoz gazlarının çıkış hızı olmak üzere, motorun tepki kuvveti:
Güç Sistemi Kuvvetleri
Tepki Kuvveti
•
Çoğu hallerde, özellikle ses altı jet egzoz lülelerinin kullanıldığı durumlarda, motor içindeki basıncın tamamı hıza dönüştürülemez. Hıza dönüştürülemeyen bu basınç egzozda üretilen ek bir kuvvettir. Bu dönüştürülemeyen basınç ve ürettiği tepki uçak hızının yüksek olduğu durumlarda daha etkin hale gelir. egzoz çıkışındaki statik basınç, çevre havasının basıncı ve egzoz çıkış alanı olmak üzere, ek basınç kuvveti ile birlikte gerçek tepki kuvveti:
Güç Sistemi Kuvvetleri
Uçuş İrtifaı ve Hızın Etkisi
•
Motorun tepkisi irtifa arttıkça azalır:
: izafi hava yoğunluğu
1: gaz kolu parametresi
: ISA, deniz seviyesi maksimum tepki
Jet: 0,7
Fan: 1,1 1,2
• Motorun tepkisi hıza bağlı olarak da değişir:
1
Güç Sistemi Kuvvetleri
Hava Sıcaklığının Etkisi
• Hava sıcaklığı artarsa, tepki azalır. Sıcaklık azaldığında, tepki artar.
• Motorlar belli bir referans maksimum sıcaklıkta tepkiyi verecek şekilde tasarlanırlar.
• Örnek: 10°
Güç Sistemi Kuvvetleri
Türboprop veya Türboşaft Motor
• Türboprop motorda şaft bir dişli kutusu vasıtasıyla pervaneyi döndürür. Bu şekilde hem pervane tepkisi, hem de jet tepkisi elde edilir.
• Türboşaft motorda ise dişli kutusu vasıtasıyla helikopterin rotoru döndürülür.
Güç Sistemi Kuvvetleri
Türboprop Motorun Gücü
•
Motor mili üzerindeki mekanik güç , pervane verimi pervanenin uçağa verdiği faydalı güç;
olduğuna göre, •
Diğer taraftan tepkili motorun egzoz gazları da ( ) gibi bir tepki kuvveti verecektir. Bu kuvvet, hızı ile hareket eden uçağa ikinci bir faydalı güç temin edecektir:
•
O halde toplam faydalı güç:
Güç Sistemi Kuvvetleri
Türboprop Motorun Gücü
•
Türboprop sistemde toplam güç çoğunlukla eşdeğer güç şeklinde ifade edilir. Türboprop sistemde toplam gücün %75 ila 85’i pervane tarafından sağlanırken, geriye kalan kısmı egzoz gazlarının itmesiyle sağlanır. Eşdeğer gücün bulunması için faydalı güç denkleminin her iki tarafı ile bölündüğünde:
′
•
Uçuş hızının sıfır olduğu statik koşullar için eşdeğer güç:
0,88
′
UÇUŞ MEKANİĞİ ve UÇAK PERFORMANSI
Hava Hızı Kavramı
Hazırlayan
Prof. Dr. Mustafa Cavcar
Hava Hızları
Hava Hızı
• Bir uçağın uçabilmesi için hareket etmesi gerekir.
• Birim zamandaki hareket miktarına hız denir.
• Hava hızı, uçağın birim zamanda hava içindeki hareket miktarıdır.
• Hava hızı uçak performanslarının en temel fiziki parametresidir.
Hava Hızları
Hava Hızının Ölçümü
• Hava hızı pitot‐statik sistemle ölçülür.
: statik basınç
: toplam basınç
• Bernoulli prensibi:
2
2
Hava Hızları
İşari Hava Hızı (Indicated Airspeed – IAS)
İşari hava hızı uçağın pitot statik hava hızı göstergesinden okunan, deniz seviyesinde standart atmosfer adyabatik sıkıştırılabilir akışı yansıtacak şekilde kalibre edilmiş, fakat hava hızı sistemi hataları düzeltilmemiş hızdır.
7
1
,
1
Hava Hızları
Kalibre Hava Hızı (Calibrated Airspeed – CAS)
Kalibre hava hızı uçağın pitot statik sistem pozisyon ve alet hataları düzeltilmiş işari hava hızıdır. Kalibre hava hızı standart atmosferde, deniz seviyesinde gerçek hava hızına eşittir.
Pozisyon ve alet hataları genellikle çok küçüktür, değerleri bilinmiyorsa, kalibre hava hızı, işari hava hızına eşit kabul edilebilir.
Hava Hızları
Eşdeğer Hava Hızı (Equivalent Airspeed –EAS)
Eşdeğer hava hızı uçağın ilgili irtifa için adyabatik sıkıştırılabilir akış düzeltmesi yapılmış kalibre hava hızıdır. Eşdeğer hava hızı standart atmosferde, deniz seviyesinde kalibre hava hızına eşittir.
Pozisyon ve alet hatalarının çok küçük olduğu kabul edildiği takdirde:
7
1
,
1
Hava Hızları
Gerçek Hava Hızı (True Airspeed – TAS)
Gerçek hava hızı uçağın bozulmamış havaya göre hava hızıdır. Gerçek hava hızı eşdeğer hava hızının izafi hava yoğunluğunun kareköküne bölümüne eşittir.
Hava Hızları
Mach Sayısı
Mach sayısı gerçek hava hızının ses hızına oranıdır.
Hava Hızları
Hava Hızları - Örnek
• IAS(CAS) sabit ise
• EAS küçük bir azalma gösterir.
• TAS artar.
• Mach sayısı artar.
CAS = IAS
Download

Tepkili Motorlar