medyauzmani.com
Scramjet motoru nedir? ” YerelHaberler – Yerel Haberler

Scramjet motoru nedir? ” YerelHaberler

Scramjet, tipik bir jet motorunun kompresörü ve türbini olmadan Mach 5’ten daha yüksek hızlara ulaşabilen süpersonik bir içten yanmalı motordur! Hindistan Savunma Araştırma ve Geliştirme Kurumu (DRDO), hipersonik uçuş için bir Scramjet gösteri drone’unun ilk uçuş testini başarıyla gerçekleştirdiğini bildirdi. Bu gösteri uçağına resmi olarak Ultrasonik Teknoloji Gösteri Aracı (HSTDV) adı verilir. Uçak, Mach 6’dan daha yüksek hızlara ulaşmak için tasarlanmıştır. Bunu bir perspektife oturtmak için, bir yolcu uçağı Mach 1’in oldukça altında seyahat etti. Scramjet teknolojisi kullanılarak Mach 6 veya daha yüksek hızlara ulaşılır. Scramjet teknolojisinin geliştirilmesi çok zordur ve Hindistan’dan önce sadece üç ülke ABD, Rusya ve Çin bu teknolojiyi geliştirmede başarılı olmuştur.

Uçak motorları nedir?

Jet motorları, jet tahrikiyle itme veya hareket üreten yanmalı motorlardır. Bu motorlar, jetler, savaş uçakları, füzeler ve roket uçakları gibi yüksek hızlı durumlarda uygulama bulur. Jet motorları da yüksek hızlı otomobillerde ve enerji santrallerinde kullanılmak üzere modifiye edilmiştir. Temel jet motoru, geleneksel bir gaz türbini ile aynı prensipte çalışır. Bir jet motoru, önde bir kompresör, ardından bir yanma odası ve bir türbinden oluşur. Kompresör ve türbin aynı mil üzerine yerleştirilmiştir ve kompresörün önündeki bir fan atmosferden havayı emer. Bir mil üzerinde yüksek hızlarda dönen çok sayıda kanattan oluşan kompresör, gelen havayı sıkıştırır. Bu sıkıştırma sonucunda hava basıncı ve sıcaklığı artar ve hızı düşer. Yanma odasında yakıt basınçlı havaya püskürtülür ve bujiden çıkan kıvılcım karışımı tutuşturur.
Daha sonra karışım bir jet oluşturmak için otomatik olarak genişler. Püskürtme memesinden püskürtülmeye çalışılan püskürtme tarafından üretilen tepki kuvveti, uçağı ve aracı ileri doğru hareket ettirmek için gereken itişi sağlar. Üretilen itme miktarı, gelen havanın hızına kıyasla giden hava akışının hızına bağlıdır. Çıkış jeti hızı arttıkça üretilen itme miktarı da artar. Ancak jet, motordan çıkmadan önce türbin kanatlarından geçer. Hava girişinin türbin kanatlarına verdiği hareket, dönen bir mil vasıtasıyla kompresöre iletilir.

Geleneksel jet motorunun dezavantajları

Geleneksel bir jet motorunun en büyük dezavantajı, içerdiği hareketli parça sayısıdır. Liste, çok kademeli kompresör ve türbin rotorlarının yanı sıra bujileri, soğutma sistemlerini, art yakıcıyı, yakıt kontrol ünitesini, ana motoru vb. içerir. Bunlar gibi diğer mekanik bileşenler, genel motora çok fazla ağırlık ekleyerek tüm aracı daha ağır hale getirir. Mühendislik karmaşıklığı, arızalanabilecek ve motorun arızalanmasına veya kapanmasına neden olabilecek çok sayıda parçanın yanı sıra katlanarak artar. Kompresör, geleneksel bir jet motorunda gelen havayı ses altı hızlara düşürür. Böylece, jetlerin çıkış hızları da ses altı seviyelerinden daha düşük olduğu için sınırlı miktarda itme kuvveti oluşturulabilir.
Üstelik Dünya üzerinde bir yerden başka bir yere süpersonik hızlarda seyahat etme hayali normal bir jet motoruyla mümkün değil. Çoğu jet motoru, yalnızca Mach 1’den daha düşük ses altı hızlara ulaşabilir, ancak birkaçı Mach 3 civarında uçabilir. Jet motorları ve scramjet motorlarının devreye girdiği yer burasıdır.

Ramjet ve scramjet motorları nelerdir?

Ramjet ve Scramjet motorları, döner kompresörü ve türbini normal bir kompresör motorundan boşaltan farklı tipte jet motorlarıdır. İki model, itme kuvveti oluşturmak için havanın doğal çarpışmasına dayanır. Küçük jet motorlarında ve ramjetlerdeki temel çalışma prensibi, gelen süpersonik havanın (Hızı Mach 5’ten fazla olan) veya süpersonik havanın önemli kinetik enerjisinin basınç enerjisine dönüştürülmesini içerir. Süpersonik hızlarda akan hava çok yüksek bir dinamik basınca sahiptir. Dinamik basınç aynı zamanda hız basıncı olarak da adlandırılır ve resmi olarak birim hacim başına kinetik enerji olarak tanımlanır. Bernoulli’nin P + ½ v 2 + gh = sabit denklemindeki terimle bilinir, burada ‘½ v 2’ dinamik basınçtır. Bununla birlikte, ses altı hızlarda akan havanın dinamik basıncı, herhangi bir kullanılabilir itme kuvveti oluşturmak için yetersizdir. Ayrıca, uçak hareketsizken çevredeki havanın dinamik basıncı daha düşüktür ve itme kuvveti oluşturmak için kullanılamaz. Bu nedenle jet uçakları ve jet arabaları, uçak belirli bir hıza ulaşana kadar ilk kalkışlarında yardıma ihtiyaç duyarlar. Her iki tür de yalnızca çevredeki hava Mach 3’ten başlayarak en az ses hızı hızında aktığında verimlidir. Bugün, iki jet motorunun yapısı ile ilgili olarak, öndeki normal jet motoru kompresörü yerine bir difüzör, motorun diğer ucu ise bir impuls memesi (birleştirilmiş aralıklı) ile doldurulur.
Difüzörler, bir sıvının hızını (bizim durumumuzda gelen hava) azaltmak, basıncını ve sıcaklığını artırmak için kullanılan cihazlardır. Öte yandan, sıvı basıncını azaltmak (egzoz jeti) ve hızını artırmak için nozullar kullanılır. Ramjet ve scramjet motorlarda kompresör olmadığı için türbin ihtiyacı ortadan kalkar. Süpersonik hızlarda hareket eden hava difüzörden geçmeye zorlandığında, dinamik basıncı statik basınca dönüşür. Basınç ve sıcaklık arttıkça hava akış hızı azalır. Yüksek sıcaklık ve basınç, karışımın yanmasına yardımcı olur. Ayrıca, çalıştırma prosedürlerinin geri kalanı normal bir jet motorundaki ile aynı kalır. Yanma odasının içinde hava yakıtla karıştırılır, bujiler karışımın tutuşmasına yardımcı olur ve itici nozül, itici gaz akışını hızlandırmak için egzoz akışını hızlandırır.

Ramjet ve scramjet

Gelen hava, difüzör tarafından ses altı jet akışına düşürülür. Akışı yavaşlatmak için eğik şok dalgaları, ardından ses altı hızlara getirmek için son bir doğal şok dalgası kullanır. Üretilen itme miktarı, jet motorlarında olduğu gibi jet motorlarında egzoz jetinin hızına bağlı olduğundan, üretilen itme miktarı yanma odasındaki ses altı hava akışı ile sınırlıdır. İtme üretimini artırmak için, giriş havası ses altı hızların altına düşürülmemelidir; Scramjet motorları bunu yapar. Scramjet motorları, jet motorlarının yükseltilmesinden başka bir şey değildir. Aslında, scramjet, süpersonik jet yanma motorları anlamına gelir.
Scramjet motorlarında, gelen hava akışı ses altı seviyelere inmez ve süpersonik hızları korur. Bu, kademeli olarak ayrılan bir difüzör ile elde edilir. Ramjetlerdeki yanma odası da süpersonik hızlarda çalışacak şekilde modifiye edilirken, ramjetlerin yanma odası sadece ses altı hızlarda çalışır. Ayrıca, egzoz jetini daha yüksek Mach sayılarına hızlandırmak için itme nozulu değiştirildi. Bu nedenle, kaplar tarafından üretilen itme, toplarınkinden daha büyüktür. Bu nedenle scramjetler, turbojetlerden daha yüksek hızlarda uçabilirler. Scramjet motorları yakıt taşır ve yutulmuş atmosferik oksijeni oksitleyici olarak kullanırken, roketler gemide yakıt ve oksitleyici bir madde taşır. Scramjet’ler oksitleyici bir madde taşımadıkları için hava yolculuğu ile sınırlıdırlar ve uzay yolculuğu için kullanılamazlar.
Sonuç olarak, scramjet teknolojisinin kullanılması, ses hızının 10 katı hızlarda uçmasına izin verebilir, ancak bu çalışma hala devam eden bir çalışmadır. Daha önce de belirtildiği gibi, sadece 4 ülke scramjet teknolojisini başarıyla geliştirdi. İlk scramjet motorlu araç Kasım 1991’de havalandı ve Rusya tarafından geliştirildi. Scramjet teknolojisinin ilk tanıtımından bu yana yaklaşık 27 yıl geçti. Ana sorun, uçağı fırlatmak için ek bir fırlatma aracına ihtiyaç duyulmasıdır, çünkü scramjet motorları Mach 5 veya daha yüksek hızlarda faydalı itme gücü üretir. Hava sürtünmesi ve şok dalgaları tarafından üretilen ısı miktarı başka bir endişe kaynağıdır. Zayıf itme-ağırlık oranı hızlanmayı sınırlar ve belirli bir yükü taşımak için seviyenin de oldukça büyük olması gerekir. Her şeyden önce, scramjet teknolojisinin üretilmesi ve test edilmesi çok pahalıdır. Çoğu test, test aracının tamamen imha edilmesiyle sona erer.

kaynak:
https://www.asminternational.org/news/-/journal_content/56/10192/27508773/VIDEO
https://www.britannica.com/technology/scramjet

yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu

Diğer gönderilerimize göz at

[wpcin-random-posts]

Yorum yapın