Catalog

ŞIMI denıyse motorların, atmosferdekı yonluk azalmasını telafı edecek kadar çlu olmamasıdır 2 Neden füzeler için geliştlrllmiş cnikler sivlt ve askerl havacılıkta kulıılamıyor? vı hıdrojen ve oksıjen taşımak gereklıdır Oysa en ağır supersonık uçak Concorde'un kalkıştakı ağırlığı 185 tondur Hangı turboreaktor uçağın ağırlığından bırkaç kat fazla yuk yakıt taşıyabılır? 3 tip motor 30 yıldır hıpersonık uçak projelerı uzerınde çalışan teknısyenler, Mach 2 ya da Mach 3'ten sonra turboreaktorun yerını alacak ve fuze motoruna yalnızca atmosferın ust kısımlarını terk etme görevını bı rakacak uçuncu tıp bır motor gelıştırmeyı duşunduler Böylece uçak, fuze motoru ıçın fazla yakıt taşıma zorunluluğunda kalmayacaktı Oysa boyle bır motor zaten vardı Statoreaktor (ya da ramjet) Bugun uzerınde çalışılan butun motorlar şoyle ya da boyle statoreaktore çağrışım yapıyorlar 1913 yılında Rene Lorın adlı Fransız tarafından ıcat edılen motor şu şekılde çalışıyor Bellı bır hızdan sonra, ıçerı gıren hava kompresorden geçer, yavaşlar ve ısınır Daha sonra yakıtın yandığı merkez bölumune getır Yanma odasından çıkan basınçlı gazlar dışarı doğru atılarak ıtıcı gücu oluştururlar Statoreaktorün sakıncası, yalnızca uçak sesten hızlı uçarken çalışmasıdır Bu yuzden kalkış ve duşuk hızlar ıçın başka motor kullanmak gerekır fcr SlCSkllk düVSn • Hlpersonık uçakların başlıca sorunu sıcaklık engelıdir Çunku sıcaklık, hızın karesı lle doğru orantılı artar Bilglsayar çlzlmde, Avrupalıların Hermez uzay gemisi atmosfere girerken sıcaklığın I derecelerını gösterir. olurdu Yıne de, hıdrojenle soğutulmuş havada hıdrojen yakan statoreaktor motoru kuramsal olarak geçerlıdır Ancak depolama sorununun çözumlendığını kabul etsek bıle, havanın gıreceğı bölume yerleştırılecek hıdrojen devresının aşırı basınç ve sıcaklığa dayanmasını sağlamak gerekır, en kuçuk kaçakta patlama olur (hıdrojen 600°'de ateş alır) ler motor sorununu nasıl çözumledıklerını sır olarak saklıyorlar, ancak hıdrojenın depolanması ve gırışı sorununa (kâğıt uzerınde) yanıt buldular Hotol'de turboreaktor yok Govdenın ön kısmında, uçağın uçte ıkılık bolumunu kaplayan hıdrojen deposu bulunuyor Arka kısımda dörtte bırlık bolumde oksıjen deposu var Ikısının arasında kalan bolumdeyse yuk ya da yolcu taşınabılıyor Uçağın ağırlık merkezı çok arkada kalıyor Yıne arkada, uçağın altında hava gırış sıstemı bulunuyor Ayrıca dört fuze motoru göruluyor Hıdrojen ve oksıjenle çalışan fuze motorları dıkıne kalkış ıçın yeterlı ıtışı sağlayamıyorlar, Hotol yatay olarak kalkıyor Concorde'un kullandığı pıstler kalkış ıçın yeterlı oluyor 2 Dunya Savaşı sırasında Almanların jllandığı V2'ler Mach 5'e erışıyorlardı, jgun ıse kıtalararası fuzeler Mach 23'e laşıyorlar Ancak fuzeler bu performan, uçak yapımcılarının kabul edemeyeaklerı bazı zorlamalar ve sakıncalı duımlarla elde edıyorlar Dıkıne kalkış, aşıyakıt tuketımı, yuksek malıyet, her ;uştan önce uzun hazırlık dönemı, kai tehlıkesının 100 kat fazla olması Bu zorlamaların sebebı nedır 9 Askerı ızeler bır yana bırakılırsa, asıl amaç atlosferden dışarı çıkmaktır Oysa yerçemı çok fazladır Bır nesneyı yörungeye îrieştırmek ıçın, yerçeklminl telafl etleye yetecek kadar hız vermek gerer 28000 km/saat cıvarındakı bu hıza bujrte kadar yalnızca fuze motoru ulaşnştır, çunku dış ortamla ılışkısı olmayan îdece motordur Uçağın ıçınden geçtıhavayı kullanan turboreaktorun tersı3, fuze motoru taşıdığı yakıt ve yakıcı laddelerle ılgılıdır Ne ses duvarını geştekı ne de hıpersonık hıza geçıştekı jırı ısınmadan etkılenır Atmosferın ust sımlarında havanın yoğunluğunun azallasından da etkılenmez Hava olmadığı ıman da çalışmasını surdurur Ancak madalyonun dığer yuzundekı arçek ıse fuzeyı atmosferden çıkartacak ş gucü ıçın asırı mlktarda enerjl kullamı gerektığıdır Hıç kımse 100 km 'de 300 lıtre tuketen araba almak ıstemez çakla fuze motoru arasındakı ılışkı de jna benzer Ekonomık yonunun yanı sıı, fuzenın başka dezavantajları da varr Ağırlığının % 10'u oranında yuk taşıîbılmesı, tonlarca yakıtı bırkaç dakıka ınde tuketmesı, buna bağlı olarak dunjya ancak paraşutle ınmesı ve bır daha JİIanılamaması Gorulduğu gıbı, fuze •knolojislnin uçak yapımında kullanıllası olanaksızdır. Motor konusunda akla ılk gelen duşuni, uçağa bır turboreaktor ve bır fuze mo>ru yerleştırmektır, turboreaktor Mach e kadar çalışacak, sonra devreden çıarak fuze motoru kullanılacaktır Daha a lyısı, ıkı temel ılkeyı tek motorda bır aya getırmektır Almanlar2 Dunya Saişı sırasında, Amerıkalılar ve Ingılızler 3'lı yıllarda bunun uzerınde çalıştılar ncak aerodınamık ve malzeme sorunrı halledılse bıle, fuze motorunun yakıt jrunu, aşılamayacak bır engel oluştur aktadır Turboreaktörler uçağı Mach 3 Î da March 3 5'tan daha hızlı göturemesceklerınden, krıyejonık fuze motoru ıçın ak buyuk mıktarda (örneğın 750 ton) sı Aşırı ısınmaya karşı ne yapılabilir? Uçağın on kısımlannda kullanılan en lyı kalıte metal alaşımlar (tıtan dahıl) 400°'den fazla sıcaklığa uzun sure dayanamazlar Turbın pervanelerınde kullanılan nıkel monokrıstalınden super alaşımlar 1100°'ye kadar erımezler, ancak bu teknoloji genış alanlarda kullanılamaz Bu nedenle 500°'den sonrakı sıcaklıklar ıçın karmaşık malzeme kullanmak gerekır Reçıne kalıplı elyaf 150°'ye kadar koruyucudur Şımdıye kadar uçak yapımında .kullanılmamış olan metal kalıplı elyaf ıse 500°'den sonra erır Pışırılmış seramık 14001500°'ye dayanır, ancak çabuk kırılır Balıstık fuzelerde kullanılan kömur kalıplı komur elyafı ıse 2000°'ye kadar erımez, ancak dayanma suresı çok kısadır Mach 5'te uçan bır uçakta seramıkseramık maddelerı, örneğın sılısyum karbur elyafı kullanılabılır Fakat maliyet çok yuksek olduğundan, bugun ıçın, hıpersonık uçakların serı uretımınde kullanılma sı duşunulmemektedır Füze motoru şartları Mach 8'den sonra, 3040 km yukseklıkte statoreaktor motoru kullanılamaz, yeterlı hava yoktur ve yanma sorunları kâğıt uzerınde bıle çözulemez Bu nedenle fuze motoruna geçılır Bu arada, yukseklıkle bırlıkte sıcaklık sorunları da azalmaya başlar Uçak atmosferden çıkarken uzay mekığınınkılere benzer sorunlarla karşılaşacaktır Ancak atmosfere gırışte durum değışmektedır Hıpersonık uçağın 24 saat arayla görev yapabılecek şekılde planlandığını unutmamak gerekır Uçağın aşınmış ya da erımış kısımlarını değıştırmek söz konusu değıldır Concorde'da olduğu gıbı, uçağın ınış sonrası kalkıştakı kadar sağlam olması gerekır Ses duvarı 2 dakika Mach 5'te uçmanın zorluğu Bır an ıçın 30 km yukseklıkte ve Mach 5'te uçan bır uçağın tum sorunlarının çozumlendığını ve Mach 6'ya, 10'a, 25'e çıkılmaya çalışıldığını duşunelım Uçak Mach 5'le Mach 8 arası, daha öncekı aşamalarda olduğu gıbı hızla ısınır 26 km yukseklıkte Mach 5 hızında 1200°'ye, 28 km 'de Mach 6'da 1800°'ye, 30 km 'de Mach 7'de 2500° ye, 32 km 'de Mach 8'de 3000° 'ye ulaşılır Bu sıcaklıklar uçak ıçın engelleyıcı değıldır, çunku uçak çok kısa sure ıçın bu sıcaklıkların etkısı altın da kalacaktır Motorun el verdığı olçude hızla yukselen uçağın karşılaştığı sorunlar, uzay mekığınınkılerden farklı olmayacaktır Soğutma yöntemınde sıvı hıdrojen kullanımı temeldır Uçak, fuze motoru ıçın hıdrojen taşıdığına gore, bu hıdrojen, statoreaktöru soğutmak ıçın de kullanılabılır Hatta hıdrojenden yanıcı madde olarak da yararlanılabılır Enerjı verımı hıdrokarburden çok daha yuksektır Çok buyuk depolarda taşıma zorunluluğu olmasa, hıdrojen yanıcı madde olarak ıdeal Ingilizlerin hipersonik uçağı: Hotol Amerıkalı uçak yapımcılarının hepsı butun bu anlattığımız zorlukların ustesınden gelebıleceklerını ılerı suruyorlar Ancak kesın verjlerle belırlı tek ptoje Ingilizlerin projesı Hotol Amerıkalıların ve Japonların gosterdıklerı ılgıden de, en ılerlemış çalışmanın bu olduğu anlaşılıyor Ingılız Hıpersonık uçak ses duvarını ıkı dakıka ıçınde aşıyor Mach 2'de fuze motorları duruyor ve statoreaktor devreye gırı yor Bu motor, hıdrojenle soğutma sıstemınden yararlanılarak Mach 6 hızına ve 30 km yukseklığe kadar çalışıyor Son ra uçak, fuze motorlarıyla yorungesel hıza ulaştığı 90 km yukseklığe çıkıyor Burada motorlar duruyor ve uçak 300 km 'ye kadar yukselmeyı surduruyor Yörungeye vardığı zaman yuku ya da yolcuları uzay ıstasyonuna bırakıyor Donuşte, uçak pıke yaparak dalışa geçıyor Bu sırada atmosferın ust kısımlannda kaçınılmaz sıcaklık şokuyla karşılaşıyor Mach 25'te, 85 km yukseklıkte uçağın on kısımlarındakı sıcaklık 1400°'ye erışıyor Ancak Hotol, uzay mekığının aksıne, hâlâ hıdrojen taşıdığı ıçın çok erken ve çok yuksekte yavaşlıyor Çok hafıf olan uçağın on kısmı lastık bır gemının pruvası gıbı hareket edıyor Bu hafıflık ınış alanı seçımınde de buyuk serbestlık tanıyor Uçak, atmosferın ust kısımlarını ekvatorda geçtıkten sonra Londra'ya varabılıyor Hotol, Concorde'un kullandığı pıstlere ınıyor Hotol, pılotsuz olarak yönetılıyor, ama ılerdekı uçuşlar ıçın yıne bır pılot kabını ayrılmış Kuramsal olarak ParısTokyo arasını bır saatte alıyor Aynı zamanda askerı gorevlerde de kullanılabılıyor Amerıkalı ya da Ingılız butun yapımcı lar, projenın geleceğe yonelık olduğunu kabul edıyorlar Ancak bu göruş ruyaların uçağının bır sure sonra kâğıt uzerınde kalmaktan kurtulup gerçeğe dönuştuğunu go »'bıleceğımız olasılığını zayıflatmıyor C (Sctonce vl«)