Jet Ve Dijital Motor Nedir?

Dijital Motorlar ile jet motorları Arasındaki Fark Nedir?

Jet motorları, en karmaşık teknolojilerden bazıları. Bunu yapmak çok zor, aslında, uçak yapan şirketler kendi motorlarını yapmadılar. İşi, sadece ABD merkezli General Electric ve Pratt & Whitney ve İngiltere merkezli Rolls-Royce Holdings olmak üzere dünya çapında birkaç işletmeye yaptırıyorlar.
New York Niskayuna’da bulunan General Electric Küresel Araştırma Merkezi’nin yakma sistemleri başkanı Anthony Dean, şirketin temel bilim dalında son teknolojiye sahip olmayan bir teknolojiyi nasıl yeniden hayal ettiğini anlattı.

Jet motoru nasıl çalışır?

Jet motorları bir uçağın kanadına takılan ve onu güç ve itiş gücü ile sağlayan uzun nesneler için yalnızca üç temel unsura ihtiyaç duyar: hava, yakıt ve kıvılcım. Tabii ki, bundan daha karmaşık. Özellikle modern gelişmeler (çevre düzenlemeleri ve ses yönetmelikleri gibi), her bir motorun mümkün olduğu kadar sessiz ve mümkün olduğu kadar yakıt verimli olmasını gerektirdiğinde. Her jet motoru için temel tasarım şu şekilde gider: Üst üste dört modül vardır. Birinci modülde, bir fan ikiye bölünmüş bir hava akımı üretir. Bir akış ikinci bir modüle geçer. İkinci bir akış, motorun iç tarafını atlar ve motoru ileriye doğru itmeye yardım ettiği yere geri çekilir. İkinci modülde bir hava kompresörü hava alır ve yüksek basınç altında bırakır, bu da havanın hacmini küçültür ve motorun daha küçük olmasına izin verir (sıkıştırılmış hava daha az yer kaplar). Üçüncü modül yanmanın gerçekleştiği yerdir. Bir yakıt jeti, sıkıştırılmış hava ile birleşir ve sıkıştırılmış havayı büyük ölçüde genişleten ısıyı (esas olarak bir kasırgada bir eşleşme aydınlatması) oluşturmak için bir kıvılcımla ateşler.

Jet motorları bir uçağın kanadına takılan ve onu güç ve itiş gücü ile sağlayan uzun nesneler için yalnızca üç temel unsura ihtiyaç duyar

Şimdi 3 faktörü ile genişlemiş olan ısıtılmış hava, daha sonra bir türbini içeren dördüncü modülün içine itilmektedir. Hızlı hareket eden hava, ilk modülde bir şaft ile fana bağlı olan türbinin döndürülmesiyle motor gücünü kendiliğinden yapan bir devreyi tamamlar. Türbin sürgünlerini döndüren hızlı hareket eden ve genişleyen hava, motorun arkasından dışarı çekerek ilerlemesine de yardımcı oluyor. Jet motoru tasarımının en zor parçalarından biri, aşırı yüksek sıcaklıklara maruz kaldıkları gerçeğine rağmen, tüm parçaların nasıl çalıştığını bulmaktır. Motor boyunca dönen bıçakların birçoğu, örneğin, havanın hareket etmesini sağlamak için sıkma, 3.000 derece F kadar yüksek sıcaklıklarda yanma gazına maruz bırakılabilir. Bu özellikle zorlayıcıdır çünkü çoğu metal yaklaşık 2,000 ila 2,500 derece arasında erir. Takımının çalıştığı bir çözüm, parçaların her birini metalden çok daha yüksek sıcaklıklara dayanabilen özel olarak tasarlanmış bir seramik ile kaplamaktır. jet motorunun içindeki parçalar sadece yüksek sıcaklıklara maruz kalmazlar – aynı zamanda yüksek hızlarda hareket ettiklerinde aşırı gerginlik ve stres altındadırlar. Öyleyse, GE materyalleri bilim adamları cam gibi bir yapıya sahip, metal kadar güçlü, ancak daha hafif ve daha yüksek sıcaklıklara dayanabilen Seramik Matriks Kompozitleri (CMC) geliştirdiler.

Türbin kanatlarına yüksek sıcaklıklara dayanma ve mümkün olduğunca uzun süre dayanma yeteneği kazandırmak için mühendisler tasarımlarını yeniden tasarladılar. Onlar sadece düz ve pürüzsüz bıçaklar değiller. Bunun yerine, bir dizi küçük delikle kaplıdırlar. Motor çalıştığında, deliklerin her birinden hava zorlanır ve bıçağı kapatan bir battaniye oluşturur. Türbin kanatlarının etrafındaki hava cebi, motorun içindeki havadan daha soğuktur, bu da onları aşırı sıcak sıcaklıklardan korur ve daha uzun bir ömür sağlar. Ancak bu hareketli parçaların her biri, dikkatlice ısıtılmaları gereken ısı ve hareketlerden korunmuş olsalar da, bu sonsuza dek sürecekleri anlamına gelmez.

GE kısa bir süre önce, kullanımda olduklarında motorlarını izlemek için yeni bir yöntem tanıttı ve onarımın ne zaman ve nasıl yapılacağını tahmin etmeye çalıştı. Yeni sistemin ilk kısmı, ürettikleri her motorun “dijital motor” dedikleri şeyi yaratmak. Motorun tasarım ve üretim aşamasında, mühendisler dijital bir model oluşturmak için kullandıkları her motora özgü binlerce veri noktasını derler. Bu, motorun modüllerinin her birinde ne kadar sıcak olması gerektiğini, basıncın ne olması gerektiğini ve hava akışının ne kadar hızlı hareket ettiğini bilmelerini sağlar. Dijital motorların en kullanışlı parçalarından biri, motorun ömrünün tamamında karşı karşıya kaldığı çok sayıda faktörü ölçmesidir – bazı uçuşların üzerinde daha fazla insanın bulunması (diğerlerinin motora daha fazla yük getirmesi), bazı şehirler havada çok fazla kum var ve bazı pilotlar motorlarını diğerlerinden daha zorluyorlar.

Jet motoru tasarımı gelecekte değişikliklerle karşı karşıya gelecek. Şu anda, şirket, motoruna giden parçaların bir kısmını 3D basmaya başlıyorlar (kısa bir süre önce iki 3D baskı şirketi satın aldılar). Ayrıca, jet motorlarını daha küçük ve daha verimli hale getirecek hibrit elektrikli motorların araştırma ve geliştirilmesine de devam ediyorlar. Ancak, temel tasarımı değişmeden kaldığında motorun ne kadar verimli olabileceğinin bir sınırı vardır. Bu nedenle, şirketin motoru geliştirmeye çalışmasının bir yolu, bir jet motorunun nasıl çalıştığını tamamen düşünen bir araştırmaya yatırım yapmaktır. Birçok şirket ve araştırma kurumunun çalıştığı bir yeni potansiyel bilim, Döner Patlatma Motoru olarak adlandırılmaktadır. Esasen, bu, bir dizi küçük patlama meydana getirerek ve yanmanın sürekli olarak devam etmesini sağlamak için bir patlamanın meydana getirdiği süpersonik dalgayı kullanarak çalışır. Teorik olarak, eğer sistem çalışırsa, motoru hareket ettirmek için önemli ölçüde daha az yakıt gerektirecektir. Ve daha az yakıtla bile, motor aynı zamanda teorik olarak daha fazla enerji üretecektir. O zamana kadar, jet motoru mühendisleri tasarımlarını daha verimli hale getirmeye devam edecekler.