ABD'nin, Yeni Supersonic Teknolojili Uçağı: Exosonic Consept

ABD başkanlık uçağı (Air Force One), Boeing 747'nin yerine, Exosonic şirketi yeni bir conceptte ve supersonic teknolojili yeni uçak geliştiriyor.

Sonic patlamalı, oldukça yüksek mühendislikle üretilecek uçak, ABD başkanlığının yeni uçağı olacak.

Sonic itki ile saatte 2 bin 205 kilometre hıza kadar ulaşabilmesi hedeflenen uçak, oldukça yüksek elektronik aviyoniklere ve gövde tasarımına sahip olacak. Uçağın en dikkat çekici yanı, supersonic teknolojisi olması diyebilirim.

Supersonic uçaklar ama ses hızından atmosferik basınç ve sıcaklığa göre, verdiği yüksek desibel ses seviyeleriyle, dünya atmosferinde supersonik hızda hareket eden uçaklar oldukları için ses patlaması yaratır!

Yani, motorda oluşan yüksek Sonic patlamalar ses olarak duyulan bir şok dalgası. Exosonic, bu konuyu detaylı yazacağım, daha nitelikli convergent ve divergent Ejektör ile çözmeyi düşünüyor.

Devlet erki için, subsonic ve transonic hızların ötesi (Mach 0 - 1.2) supersonic ve hipersonic Mach 1.2 ve Mach 5 hızlar gerekli midir? Bu benim konum değil ama, Supersonic neymiş bir yazalım.

Supersonik Teknoloji

Sistemin mühendisliğinin temel metodolojisi, karışık sıkıştırmalı hava girişi, turbofan motor ve yakınsak (convergent) farklı uzaklıklarda (divergent) ejektör tipi hareketli akışkanın basınç enerjisini, düşük basınç alanı yaratıp, hız enerjisine çevirmek için kullanmasıdır. Bu temel Turbofan motorların, Newton'nun hareket kuralına göre (Laws of Motion), eşit ama ters yönde Etki-Tepki (İmpulse-Reaction) prensibiyle çalışsa da, detaylarda olay değişiyor.

Temel olarak Turbofan motoru, fan bölümü (fan section), kompresör bölümü (compressor section), yanma odası (combustion chamber), yüksek basınç türbini (high pressure turbine) ve alçak basınç türbininden (low pressure turbine) oluşur. Hava akışı fan aracılığıyla sıkıştırılır ve iki bölüme ayrılır. Kompresörde sıkıştırılan baypas havası, çekirdek akışı, yakıtla karıştırıldığı ve yakıldığı yakıcıya geçmesi sağlanır.

Aslında bu Turbofan motor temel akışkan bölümü Türkiye'nin, MMU-TF-X projesi için en çok sorun yaşadığı mühendislik kısmı. Umarım bu konuda, BAE Systems'den, gerekli Know how gelir ve ana vatan Türkiye'nin milli uçağını yazarız!

Hava girişi (Air intake), Supersonik Teknolojinin başladığı yer diyebileceğim eksenel simetriktir (Axially symmetrical). Hareketli merkez gövde, giriş kanalına akan havayı sıkıştıran eğimli veya eğik şok dalgalarının konumunu kontrol etmesini sağlar ve difüzöre ses altı akışı sağlayan normal bir şokla içeri akan, hava yoluyla hava akışı sıkıştırma yapılır. Ses altı difüzör (subsonic diffuser), ana motora giriş için akış hızını daha da azaltması için kullanır.

Motor tahrik sistemi girişindeki, hava akışı bozuklukları şok sistemini giriş kanalından dışarı çıkardığında ortaya çıkan operasyonel veya ciddi mühendislik hesaplaması yapılması gereken bir sorundur. Çünkü çok yüksek, Sonic patlamalara dirençli olmalıdır.

Bu yüzden tahrik sistemi çok nitelikli metalurji mühendisiliği ister, mekanik mühendisliğinin dışında!

Motor girişindeki sıkıştırma azaltılır ve itki aniden önceki değerinin küçük bir kısmına gider, sonra yarıya düşürülmesi gereken sistemde çalışması gerekir. Tam gücün yeniden ivmelenmesi için ya da yenilenmesi için, giriş şok dalgalarını, tekrar aynı pozisyona taşımak için akış bozukluklarının azaltılmasını gerektirir.

Turbofan motorun içindeki çekirdek hava akışı, daha sonra motorun türbin bölümünden geçer. Yüksek basınç türbininde üretilen mekanik enerji kompresörü bir shaft vasıtasıyla döndürür ve düşük basınç türbininde üretilen mekanik enerji fanı döndürmesi sağlanır. Çekirdekten ve fan kanalından gelen hava akışı, daha sonra motorun sıcak bölümünde (hot section) egzoz bölümünde karışır ve nozzledan atılır.

Motorun içinde genişleyen gazlarının ürettiği itişi, en üst düzeye çıkarmak için convergent bir bölüme ve farklı uzaklıklardaki (divergent) bölüme sahip bir ejektör tipi kullanılması düşünülüyor projede.

Ejektör özelliği, egzoz hızını düşürmek ve böylece Sonic patlamalarda oluşan yüksek desibel ses düşürülmesi planlanıyor ve gürültüyü azaltmak için dışarıdaki havayı çekmesi planlanıyor. Exosonic firmasının, bu yeni Supersonic teknolojisi, Bence devrim oluşturma yolunda.

Bu proje gerçekleşirse, gökyüzünde bana göre F-22 Raptor'dan sonra ABD'nin, gökyüzünde yeni devrimi olacaktır diye düşünüyorum. Çünkü dünyada böyle bir uçak şu an için yok!

Türkiye'nin, devlet bürokrasisi için, TC-TRK Boeing 747-8 Intercontinental uçağının yerine, Exosonic Consept gibi Supersonic uçak olmalı mıdır?

• F-22 Raptor Savaş Uçağı (Advanced Engineering Exciting Technology)
• Eurofighter Typhoon, Türkiye'nin Savaş Uçağı İhtiyacına Alternatif Olabilir mi?