Genel Havacılık Dersi 6. Ünite Özet
Genel Havacılık Hava Araçlarının Motorları
Açıköğretim ders notları öğrenciler tarafından ders çalışma esnasında hazırlanmakta olup diğer ders çalışacak öğrenciler için paylaşılmaktadır. Sizlerde hazırladığınız ders notlarını paylaşmak istiyorsanız bizlere iletebilirsiniz.
Açıköğretim derslerinden Genel Havacılık Dersi 6. Ünite Özet için hazırlanan ders çalışma dokümanına (ders özeti / sorularla öğrenelim) aşağıdan erişebilirsiniz. AÖF Ders Notları ile sınavlara çok daha etkili bir şekilde çalışabilirsiniz. Sınavlarınızda başarılar dileriz.
Genel Havacılık Hava Araçlarının Motorları
Hava Araçlarında Kullanılan Motorlar ve İşlevleri
Bir enerji türünü mekanik enerjiye dönüştüren makineler genel olarak motor şeklinde adlandırılmaktadır. Kullanılan enerji kaynağına göre motorlar; ısı motorları, elektrik motorları, hidrolik motorlar, pnomatik motorlar gibi farklı şekillerde adlandırılmaktadır. Bu motorların tümünde bir enerji dönüşümü sonucunda iş elde etme amacıyla bir mekanik enerji üretilmektedir.
Isı motorlarında, uygun bir yakıtın hava ile karıştırılarak yakılmasıyla elde edilen ısı enerjisi; elektrik motorlarında ise bir elektrik kaynağından sağlanan elektrik enerjisi kullanılarak mekanik enerji elde edilmektedir. Elde edilen mekanik enerji, çeşitli amaçlar doğrultusunda faydalı iş üretmek için kullanılmaktadır.
Genel havacılık hava araçlarında kullanılan motorlar, temel olarak ısı motorları ve elektrik motorları şeklinde sınıflandırılabilir. Genel havacılık hava araçlarında elektrik motorlarından ziyade pistonlu motorlar ve gaz türbinli motorların oluşturduğu içten yanmalı ısı motorları daha yaygın olarak kullanılmaktadır. Bunun en temel nedeni, içten yanmalı ısı motorlarından elde edilen mekanik enerjinin başka bir deyişle elde edilen gücün, elektrik motorlarından elde edilen güce göre daha büyük olması, dolayısıyla; hava aracının güç ihtiyacını karşılayabilmeleridir. Fakat gelişen teknolojiye bağlı olarak elektrik motorları da geliştirilmekte, kullanımları da zamanla artmaktadır.
Genel havacılık hava araçlarında kullanılan ısı ve elektrik motorları kendi içlerinde alt sınıflandırmalara ayrılmaktadır. Isı motorları içten yanmalı motorlar olarak ayrılır ve kendi içinde Pistonlu ve Gaz Türbinli Motorlar olarak ayrılmaktadır. Elektrik Motorları ise DC ve AC olarak ikiye ayrılmaktadır. DC motorlar Fırçalı ve Fırçasız olarak ayrılırken AC motorlar Senkron ve Asenkron olarak ayrılmaktadır.
Motorlu hava araçları da sahip oldukları motorlara göre birçok kategoride sınıflandırılabilir. Hava araçlarında kullanılan motorların tipi ve sayısı sınıflandırma çeşitlerinden sadece ikisidir. Örneğin; motor tipine göre bir uçak, piston motorlu uçak veya gaz türbin motorlu uçak şeklinde adlandırılabilir. Gaz türbinli motorların alt sınıflandırmalarına bağlı olarak da turbojet, turboprop, turboşaft ve turbofan motorlu uçak şeklinde daha ayrıntılı sınıflandırmalar da yapılabilir. Motor sayısına göre ise bir uçak; tek motorlu uçak veya çok motorlu uçak şeklinde tanımlanabilir.
Motorlar, hava araçlarının da içinde bulunduğu birçok alan ve uygulamada kullanılmaktadırlar. Uygulama alanlarına bağlı olarak motorların fonksiyonları, işlevleri değişmektedir. Hava araçlarında kullanılan motorlar için de durum aynıdır. Dolayısıyla hava aracının tipine bağlı olarak kullanılan motorların tipleri, işlevleri ve özellikleri de farklı olmaktadır. Motorların işlevlerinin farklı olmasının daha iyi anlaşılması açısından genel havacılıkta yaygın olarak kullanılan uçaklarda ve helikopterlerdeki motorlar örnek olarak incelenebilir.
Uçak motorlarının iki temel işlevi bulunmaktadır. Uçağa etki eden aerodinamik kuvvetler konusunda anlatıldığı gibi bir uçağın uçabilmesi için yerçekimi kuvvetinin kanatlardan elde edilen taşıma kuvveti ile yenilmesi, sürükleme kuvvetinin ise motor tarafından üretilen çekme veya itki kuvveti ile yenilmesi gerekmektedir.
Bir uçağın yerden hızlanarak kalkması ve sabit hızda uçması için motorların gerçekleştirdiği bu işlevlerden biri, kalkış esnasında yer sürtünmesi ile havanın yarattığı aerodinamik sürüklemenin yenilerek uçağın hızlandırılmasıdır. Diğer işlevi ise; uçağın öngörülen hızlarda uçuşu sırasında oluşan sürükleme kuvvetine eşit bir çekme veya itki kuvvetinin üretilmesidir. Bu çekme veya itki kuvvetinin üretilmesi pistonlu, gaz türbinli ve elektrik motorlarıyla gerçekleştirilmekte, fakat üretiliş şekilleri farklılık göstermektedir. Motorların uçaklarda gerçekleştirdiği bu iki temel işlev, genel havacılık hava araçlarından microlight, ultralight ve bazı model uçaklardaki motorlarla benzer yapıdadır.
Motorların helikopterdeki temel işlevi, pervaneleri sabit hızda döndürmektir. Helikopterler uçaklardan farklı olarak, yere dik istikamette kalkış ve iniş hareketi, havada asılı kalma, hava içinde ileri, geri, sağa ve sola yönde ilerleme gibi hareketlerini, pervanelerin dönme hareketleri ve pervanelerdeki pal açılarının düzenlenmesi vasıtasıyla gerçekleştirmektedir. Pervanelerin dönme hareketleri ise motorlar ve çeşitli bağlantı elemanları ile sağlanmaktadır.
Hava Araçlarında Kullanılan Isı Motorları ve Çalışma Prensipleri
Genel havacılıkta kullanılan hava araçlarında daha önce belirtildiği üzere yaygın olarak pistonlu ve gaz türbinli motorlar gibi içten yanmalı ısı motorları kullanılmaktadır. Isı motorlarında; ısı enerjisinin üretilmesi için çeşitli yakıtların yanması sağlanmaktadır. Yakıtların sahip oldukları kimyasal enerji, yanma olayı sonucunda ısı enerjisine dönüştürülmektedir. Ortaya çıkan ısı enerjisiyle yanmış gazların basıncı ve sıcaklığı arttırılmakta, yanmış gazların genleşmesiyle mekanik enerji elde edilmektedir. Isı motorları, yanma olayının motorun dışında ve içinde olmasına göre dıştan yanmalı motorlar ve içten yanmalı motorlar şeklinde iki grupta sınıflandırılmaktadır.
Dıştan yanmalı motorlarda, yakıtın kimyasal enerjisinin yanma olayı sonucunda ısı enerjisine dönüştürülmesi motorun dışında meydana gelmektedir. Buhar türbinleri dıştan yanmalı motorlara örnek olarak verilebilir. Yakıtın motor dışında örneğin bir kazanda yanması sonucunda ortaya çıkan ısı enerjisi suyun ısıtılmasında ve buhar elde edilmesinde kullanılmaktadır. Elde edilen buhar ise; türbinleri döndürmekte, sonuçta dönme şeklinde mekanik enerji elde edilmektedir. Bu mekanik enerji elektrik üretimi ve buhar enerjisi santralleri gibi çeşitli uygulamalarda kullanılmaktadır.
İçten yanmalı motorlarda, yakıtın kimyasal enerjisinin yanma olayı sonucunda ısı enerjisine dönüştürülmesi motorun içinde meydana gelmektedir. Bu motorlarda mekanik enerji elde etmek için yanma olayı ile basıncı ve sıcaklığı arttırılmış olan yanma ürünleri kullanılmaktadır. Pistonlu ve gaz türbinli motorlar, uçaklarda kullanılan içten yanmalı motorlara örnek olarak verilebilir. İçten yanmalı motorlarda ısı enerjisinden mekanik enerji elde edilmesi çevrim şeklinde adlandırılan bir dizi olayın tekrarlı bir şekilde sürekli olarak meydana gelmesiyle sağlanmaktadır.
Motor çevrimindeki ilk olay olan emme safhasında, havayakıt karışımı motor içerisine alınmaktadır. Sıkıştırma safhasında, hava-yakıt karışımı sıkıştırılmakta ve basıncı arttırılmaktadır. Ateşleme safhasında, motor tipine bağlı olarak bir buji veya ortam basıncı vasıtasıyla gerçekleşen ateşleme ile yanma olayı başlatılmaktadır. Yanma safhasında, elde edilen ısı enerjisi ile yanmış gazların genleşmesi sağlanarak, basıncı arttırılmaktadır. Yanmış gazların genleşmesi pistonlu motorlarda pistonun hareket ettirilmesini, gaz türbinli motorlarda ise türbin adı verilen bir parçanın dönmesini sağlamaktadır. Egzoz safhasında ise; yanmış gazlar motor dışına, atmosfere atılmaktadır.
Pistonlu Motorlar
Pistonlu motorlarda bir veya daha fazla sayıda piston bulunmaktadır. Genel havacılıktaki uçakların büyük bir çoğunluğunda pistonlu motorlar kullanılmaktadır. Kullanım, bakım kolaylığı, ucuzluğu ve güvenilir olma gibi avantajları bu motorların genel havacılıkta yaygın olarak kullanılmasının nedenlerindendir. Karşılıklı silindir yerleşimi pistonlu motorların sınıflandırılmasında kullanılan kriterlerden birisidir.
Pistonlu motorlarda ısı enerjisinden mekanik enerji elde edilmesinde kullanılan en temel parçalar; silindir, piston, piston kolu ve krank mili şeklinde sıralanabilir. Pistonlu motorlarda ısı enerjisinden mekanik enerji elde edilmesi; hava-yakıt karışımının bir silindir içinde yanması sonucunda genleşen gazların bu pistonu silindir içinde doğrusal olarak hareket ettirmesiyle sağlanmaktadır.
Yanma sonucunda silindir içinde pistonun üst kısmında genleşen gazların oluşturduğu kuvvet, pistonu şekildeki gibi aşağı yönde hareket ettirmekte, bu kuvvet piston kolu vasıtasıyla krank miline iletilmektedir. Krank mili kendisine iletilen doğrusal yöndeki kuvveti dönme hareketine çevirerek bir pervaneye iletmektedir. Dönen pervane havayı hareket ettirerek uçağın uçması için gereken çekme kuvvetini meydana getirmektedir.
Pistonlu motorlarda emme, sıkıştırma, ateşleme, yanma ve egzoz safhaları pistonun silindir içerisinde hareket ettiği pozisyonlara bağlı olarak sırasıyla ve belirli zamanlarda meydana gelmektedir. Emme, sıkıştırma, ateşleme, yanma ve egzoz şeklindeki beş olay pistonlu motorlarda dört zamanda veya iki zamanda meydana gelmektedir. Bu beş olayın dört zamanda meydana geldiği motorlar dört zamanlı, iki zamanda meydana geldiği motorlar iki zamanlı pistonlu motorlar şeklinde adlandırılmaktadır. Gerçekleşen dört zaman çevrimi süresince pistonlar belirli mesafelerde aşağı, yukarı yönde hareket etmekte ve pistonların doğrusal hareketlerinin iletildiği krank mili, iki devir yaparak dönmektedir.
Dört zamanlı çevrimin ilk aşaması olan emme zamanında piston aşağı yönde hareket ederken, yakıt belli bir oranda hava ile karıştırılarak silindirin içine emme valfi olarak adlandırılan bir valf ile gönderilmektedir.
Bu sırada egzoz valfi kapalı pozisyondadır. Sıkıştırma zamanında emme valfi de kapanmakta ve piston yukarı doğru hareket etmektedir. Pistonun yukarı yönde hareket etmesi ile beraber hava-yakıt karışımı piston tarafından sıkıştırılarak basıncı arttırılmaktadır. Pistonun yukarı yöndeki hareketini tamamlamasından hemen önce bir buji tarafından ateşleme olayı gerçekleştirilir.
Ateşleme olayı bujiler ile gerçekleştirildiği gibi, bujiler olmaksızın sıkıştırılma sonucunda ortam basıncının yüksek değerlere arttırılması ile de gerçekleştirilebilmektedir. Ateşleme için bujilerin kullanıldığı motorlar kıvılcım ateşlemeli pistonlu motorlar, sıkıştırmanın kullanıldığı motorlar ise sıkıştırma ateşlemeli pistonlu motorlar şeklinde adlandırılmaktadır.
Kıvılcım ateşlemeli pistonlu motorlarda Otto çevrimi, sıkıştırma ateşlemeli motorlarda ise Diesel çevrimi kullanılmaktadır. Otto ve Diesel çevrimlerinin önemli bir farklılığı bulunmaktadır. Bu farklılık, yanma olayının meydana geldiği koşullardır. Yanma olayı Otto çevriminde sabit hacimde, Diesel çevriminde ise sabit basınç altında meydana gelmektedir. Kıvılcım ateşlemeli ile sıkıştırma ateşlemeli pistonlu motorlar arasındaki bir diğer fark, kullanılan yakıt türüdür. Kıvılcım ateşlemeli pistonlu motorlarda yakıt olarak benzin kullanılırken, sıkıştırma ateşlemeli motorlarda yakıt olarak dizel yakıtı kullanılmaktadır.
Yanma zamanında; meydana gelen ateşleme olayı ile hava-yakıt karışımı yanmaya başlamakta, ısı enerjisi üretilmektedir. Ortaya çıkan ısı enerjisi ile yanmış ve yanmamış hava genleşmeye başlamakta ve pistonu aşağıya doğru hareket ettirmektedir. Pistonun yukarı yönde harekete başlamasından önce egzoz valfi şeklinde adlandırılan bir valf açılmakta, pistonun yukarı yönde hareketiyle de silindir içindeki yanmış ve yanmamış gazlar motor dışına, atmosfere gönderilmektedir.
İki zamanlı pistonlu motorlarda ise, bahsedilen beş olay, dört zamanlı pistonlu motorlardan farklı olarak pistonun doğrusal olarak hareket ettiği toplam iki zamanda meydana gelmektedir. Gerçekleşen iki zaman çevrimi süresince pistonlar belirli mesafelerde aşağı, yukarı yönde hareket etmekte ve bu hareketler sırasında emme – sıkıştırma ve ateşleme – yanma – egzoz olayları eş zamanlı olarak meydana gelmektedir. Ayrıca pistonların doğrusal aşağı ve yukarı yöndeki hareketlerinin iletildiği krank mili, dört zamanlı pistonlu motorlardan farklı olarak bir devir yaparak dönmektedir.
İki zamanlı çevrimde piston yukarı yönde hareket ederken, yakıt belli bir oranda hava ile karıştırılarak pistonun alt kısmına karter içine bir valf ile alınmakta ve pistonun üst tarafındaki daha önceden alınmış hava–yakıt karışımı sıkıştırılmaktadır.
Pistonun yukarı yöndeki hareketini tamamlamasından hemen önce bir buji tarafından ateşleme olayı gerçekleştirilir ve hava–yakıt karışımı yanmaya başlar. Yanma olayı ile genleşen gazların meydana getirdiği basınç, pistonu aşağı yönde hareket ettirir. Pistonun aşağı yöndeki hareketi sırasında egzoz valfine ulaşması ile yanmış gazlar dışarı atılmaktadır ve pistonun alt kısmındaki karter içindeki hava-yakıt karışımını sıkıştırmaktadır.
Pistonun aşağı yöndeki hareketi sırasında emme valfine ulaşılması ile de karter içindeki sıkıştırılmış olan hava– yakıt karışımı emme valfinden silindir içine pistonun üst kısmına alınmaya başlar. Bu iki zaman sürecinde pistonun yukarı ve aşağı yönde olan hareketleri bir piston kolu vasıtasıyla krank miline iletilmekte, krank milinin bir devir dönmesine yol açmaktadır. Krank milinin dönme hareketi çeşitli elemanlar vasıtasıyla bir pervaneye iletilmekte, pervanenin dönmesi sağlanmaktadır. Böylelikle iki zamanlı çevrim tamamlanmakta ve tekrar ederek devam etmektedir.
Pistonlu Motorların Sınıflandırılması
Pistonlu motorların sınıflandırması, zamanlama, ateşleme sistemlerine, hava-yakıt karışım sistemlerine, yakıt tiplerine, hava emme, soğutma sistemlerine ve silindir düzenlemelerine göre yapılır. En yaygın olarak pistonlu motorlardaki silindirlerin krank mili etrafındaki dizilişlerine yani silindir düzenlerine göre yapılan sınıflandırma kullanılmaktadır. Silindir düzenlemelerine göre pistonlu motorlar en genel anlamda tek silindirli, sıralı tip, V, W tipi, karşı silindirli, radyal tip şeklinde sınıflandırılabilir.
Gaz Türbinli Motorlar
Genel havacılık hava araçlarında kullanılan içten yanmalı ısı motorlarından diğeri gaz türbinli motorlardır. Pistonlu motorlar küçük uçaklarda ve daha düşük irtifa ve uçuş hızlarında; gaz türbinli motorlar ise daha büyük uçaklarda, daha yüksek irtifa ve uçuş hızlarında kullanılmaktadır. Pistonlu motorlarda olduğu gibi gaz türbinli motorlarda da hava-yakıt karışımının yanmasıyla ısı enerjisi elde edilmektedir. Gaz türbinli motorlarda hava-yakıt karışımının yanmasıyla elde edilen ısı enerjisi, motor içine alınan havanın hızlandırılarak istenen hareket yönünün tersi yönünde dışarı atılması için kullanılmaktadır. Bu olay, jet itkisi veya tepkisi şeklinde adlandırılmaktadır.
Gaz türbinli motorların içine alınan havanın miktarı ve/veya motoru terkeden gazların hızlandırılması ne kadar fazla olursa, elde edilen itki kuvveti de o derecede büyük olacaktır. Egzoz gazlarının hızlı bir şekilde dışarı atılması yani itki kuvvetinin elde edilebilmesi için pistonlu motorlarda olduğu gibi emme, sıkıştırma, ateşleme, yanma ve egzoz olaylarının gerçekleşmesi gerekmektedir. Bu olaylar pistonlu motorlarda silindirin içinde gerçekleşirken, gaz türbinli motorlarda birbiri ardına dizilmiş hava alığı, kompresör, yanma odası, türbin ve egzoz şeklinde adlandırılan kısımlarda gerçekleşmektedir.
Gaz türbinli motorların çalışmasında hava motorun içine hava alığından alınarak kompresöre doğru yönlendirilmektedir. Kompresör; dönen ve sabit parçalardan oluşmaktadır. Kompresörün dönmesiyle arkaya doğru ilerleyen havanın basıncı ve sıcaklığı arttırılmaktadır. Basıncı arttırılan hava bir sonraki kısım olan yanma odasına gönderilmektedir. Yanma odasında belirli oranda yakıt ile karıştırılan hava, bujiler ile ateşlenerek yanma olayı gerçekleştirilmektedir..
Uçak Gaz Türbinli Motorların Sınıflandırılması
Genel havacılık hava araçlarında kullanılan gaz türbinli motorlar; turbojet, turbofan, turboprop ve turboşaft şeklinde sınıflandırılmaktadır. Turbojet motorları, uçaklar üzerinde kullanılan ilk gaz türbinli motorlardır. Turbofan, turboprop ve turboşaft motorlarının temeli turbojet motora dayanmaktadır.
Turbojet motorlarda itki kuvveti yanmış egzoz gazlarının yüksek hızda dışarı atılmasıyla elde edilmektedir. Dolayısıyla yüksek irtifada ve yüksek hızda uçan uçaklarda kullanılmaktadır.
Turboprop motorlar düşük hızlarda turbojet motorlara göre daha verimli ve ekonomik yapıda olan motorlardır. Gaz türbinli motorların düşük uçuş hızı olan uçaklarda kullanımları için turboprop motorları geliştirilmiştir.
Turboşaft motorlar, bir şaft vasıtasıyla bir sistemi tahrik etmek için güç üretilmesinde kullanılan gaz türbinli motorlardır.
Turbofan motorlar, modern büyük uçakların çoğunda kullanılan gaz türbinli motor tipidir. Turbojet ve turboprop motorların dezavantajlı özelliklerini geliştirmek amacıyla tasarlanmışlardır.
Hava Araçlarında Kullanılan Elektrik Motorları ve Çalışma Prensipleri
Elektrik motorlarında bir elektrik kaynağından sağlanan elektrik enerjisi kullanılarak mekanik enerji elde edilmektedir. Elde edilen bu mekanik enerji, çeşitli parçalar yardımı ile faydalı bir iş üretmek için kullanılmaktadır. Elektrik motorları buzdolapları, çamaşır makineleri, elektrikli süpürgeler, mutfak robotların, elektrikli hibrid arabalar, pompalar, fanlar, kompresörler, değirmenler gibi birçok cihaz ve uygulamada kullanılmaktadırlar.
Genel havacılıkta kullanılan hava araçlarında elektrik motorlarının kullanımı şu an için genel anlamda sınırlı olmakla beraber, zamanla elektrik motorları ve özellikle batarya teknolojilerinin geliştirilmesiyle artış göstermesi beklenmektedir. Elektrik motorlarının daha verimli, daha emniyetli ve güvenilirliklerinin daha yüksek olmaları,daha az gürültülü çalışmaları, çevre dostu olmaları, düşük bakım maliyetleri ve irtifaya bağlı olarak performanslarının değişmemesi gibi avantajları hava araçlarındaki kullanımları açısından bu motorlara olan ilgiyi arttırmaktadır. Fakat elektrik motorlarının sahip oldukları dezavantajlar hava araçlarındaki kullanımlarını sınırlandırmaktadır. Bunlar genellikle elektrik motorlarını besleyen güç kaynaklarından biri olan bataryalarla ilgilidir. Elektrik motor bataryalarının pahalı ve ağır olması, çabuk boşalmaları, tekrar şarj olmalarının uzun sürmesi, elde edilen güç değerlerinin düşük olması gibi dezavantajlar bulunmaktadır.
Elektrik Motorlarının Sınıflandırılması
En yaygın olarak kullanılan elektrikli motor tipi elektromanyetik motorlardır. Elektromanyetik motorlarda mekanik enerji; rotor ve stator şeklinde adlandırılan parçaların elektrik akımıyla oluşturdukları manyetik alanların etkileşimi sonucunda üretilen kuvvetlerden elde edilmektedir. Elektro-manyetik motorların dışında yaygın olarak kullanılmayan ve farklı fiziksel prensiplere dayanarak çalışan elektro-statik motorlar ve piezoelektrik motorlar şeklinde motorlarda bulunmaktadır.
Elektrik motorları birçok şekilde sınıflandırılmaktadır. En yaygın olan sınıflandırma şekli elektrik motorlarında kullanılan elektrik kaynağına göre yapılan sınıflandırmadır. Bu sınıflandırmaya göre elektrik motorları; doğru akım (DC) motorları ve alternatif akım (AC) motorları olarak ikiye ayrılmaktadır. Doğru akım motorlarında mekanik enerji üretiminde doğru akım elektrik enerjisini kullanılırken, alternatif akım motorlarında alternatif akım elektrik enerjisi kullanılmaktadır.
Hava Araçlarında Kullanılan Motorlarda Aranan Özellikler
Hava araçlarında motorların verimli bir şekilde kullanılabilmeleri açısından motorlarda aranan veya istenilen bazı özellikler bulunmaktadır. Bu özellikler en genel anlamda hafiflik, güvenirlik, ekonomi, boyut, gürültü ve titreşim şeklinde sıralanabilir.
Hafiflik: Hava araçlarının genellikle hafif olması istenmektedir, çünkü bir hava aracının gövdesi ve motoru ne kadar hafif olursa, aynı miktarda yakıt için daha fazla yük ve yolcu şeklinde faydalı yük taşınabilir. Yük taşıma amaçlanmıyor ise; hava aracının gövdesi ve motoru ne kadar hafif olursa, daha fazla miktarda yakıt taşınabilir ve böylelikle daha fazla mesafe katedilebilir, uçuş menzili arttırılabilir. Bu sebeple motor parçaları mümkün olduğunca hafif malzemelerden üretilmektedir.
Güvenirlik: Motorların belirli kullanım ömürleri bulunmaktadır. Motorların bu kullanım ömürleri boyunca fonksiyonlarını yerine getirmeleri güvenirlik olarak tanımlanmaktadır. Motorların güvenirliklerinin yüksek olması istenir. Motor güvenirliklerini sağlamak için bakım işlemleri uygulanmaktadır.
Ekonomi: Motorların ekonomi özelliği açısından değerlendirilen özellikleri maliyetleri ile ilgilidir. Maliyetler ile ilgili ilk parametre satın alma maliyetleridir. Genellikle ilk satın alma maliyeti düşük olan motorlar tercih nedenidir. Motorların satın alma maliyetleri dışında, kullanımları ile ilgili maliyetleri bulunmaktadır. Yakıt tüketim değerleri, yedek parça ve bakım maliyetleri bunlar arasındadır. Motorlar mekanik enerji üreten ısı makineleri olduklarından, çeşitli yakıtları kullanmaktadırlar.
Boyut: Motorlarda aranan özelliklerden biri boyutlarının uygun değerlerde olmasıdır. Motor boyutları motor ağırlığını ve uçuş sırasında motorların yarattığı sürükleme kuvvetini etkilemektedir. Boyut açısından daha küçük bir motor daha hafif olacak ve daha az sürükleme kuvveti yaratacaktır. Bu da yakıt sarfiyatını azaltacaktır.
Gürültü ve Titreşim: Motorlarda aranan özelliklerden bir diğeri minimum düzeyde gürültü ve titreşim oluşturmasıdır. Özellikle içten yanmalı ısı motorları olan pistonlu ve gaz türbinli motorlarda dönen ve hareket eden parçalar, pervane ve sıcak egzoz gazlarının soğuk atmosfer havası ile karışımı gibi sebepler gürültü oluşturmaktadır. Bu gürültü uçuş ekibinin konforunu etkilemektedir. Gürültü uçuş ekibinin yanı sıra çevrede yaşayan insanları da olumsuz yönde etkileyen bir unsurdur. Ulusal ve uluslararası havacılık otoritelerinin gürültü konusunda kuralları ve yaptırımları bulunmaktadır. Motorlarda gürültüye neden olan bir diğer sebep motor parçalarının çalışmaları sırasında oluşan titreşimlerdir.
Hava Araçlarında Kullanılan Motorlar ve İşlevleri
Bir enerji türünü mekanik enerjiye dönüştüren makineler genel olarak motor şeklinde adlandırılmaktadır. Kullanılan enerji kaynağına göre motorlar; ısı motorları, elektrik motorları, hidrolik motorlar, pnomatik motorlar gibi farklı şekillerde adlandırılmaktadır. Bu motorların tümünde bir enerji dönüşümü sonucunda iş elde etme amacıyla bir mekanik enerji üretilmektedir.
Isı motorlarında, uygun bir yakıtın hava ile karıştırılarak yakılmasıyla elde edilen ısı enerjisi; elektrik motorlarında ise bir elektrik kaynağından sağlanan elektrik enerjisi kullanılarak mekanik enerji elde edilmektedir. Elde edilen mekanik enerji, çeşitli amaçlar doğrultusunda faydalı iş üretmek için kullanılmaktadır.
Genel havacılık hava araçlarında kullanılan motorlar, temel olarak ısı motorları ve elektrik motorları şeklinde sınıflandırılabilir. Genel havacılık hava araçlarında elektrik motorlarından ziyade pistonlu motorlar ve gaz türbinli motorların oluşturduğu içten yanmalı ısı motorları daha yaygın olarak kullanılmaktadır. Bunun en temel nedeni, içten yanmalı ısı motorlarından elde edilen mekanik enerjinin başka bir deyişle elde edilen gücün, elektrik motorlarından elde edilen güce göre daha büyük olması, dolayısıyla; hava aracının güç ihtiyacını karşılayabilmeleridir. Fakat gelişen teknolojiye bağlı olarak elektrik motorları da geliştirilmekte, kullanımları da zamanla artmaktadır.
Genel havacılık hava araçlarında kullanılan ısı ve elektrik motorları kendi içlerinde alt sınıflandırmalara ayrılmaktadır. Isı motorları içten yanmalı motorlar olarak ayrılır ve kendi içinde Pistonlu ve Gaz Türbinli Motorlar olarak ayrılmaktadır. Elektrik Motorları ise DC ve AC olarak ikiye ayrılmaktadır. DC motorlar Fırçalı ve Fırçasız olarak ayrılırken AC motorlar Senkron ve Asenkron olarak ayrılmaktadır.
Motorlu hava araçları da sahip oldukları motorlara göre birçok kategoride sınıflandırılabilir. Hava araçlarında kullanılan motorların tipi ve sayısı sınıflandırma çeşitlerinden sadece ikisidir. Örneğin; motor tipine göre bir uçak, piston motorlu uçak veya gaz türbin motorlu uçak şeklinde adlandırılabilir. Gaz türbinli motorların alt sınıflandırmalarına bağlı olarak da turbojet, turboprop, turboşaft ve turbofan motorlu uçak şeklinde daha ayrıntılı sınıflandırmalar da yapılabilir. Motor sayısına göre ise bir uçak; tek motorlu uçak veya çok motorlu uçak şeklinde tanımlanabilir.
Motorlar, hava araçlarının da içinde bulunduğu birçok alan ve uygulamada kullanılmaktadırlar. Uygulama alanlarına bağlı olarak motorların fonksiyonları, işlevleri değişmektedir. Hava araçlarında kullanılan motorlar için de durum aynıdır. Dolayısıyla hava aracının tipine bağlı olarak kullanılan motorların tipleri, işlevleri ve özellikleri de farklı olmaktadır. Motorların işlevlerinin farklı olmasının daha iyi anlaşılması açısından genel havacılıkta yaygın olarak kullanılan uçaklarda ve helikopterlerdeki motorlar örnek olarak incelenebilir.
Uçak motorlarının iki temel işlevi bulunmaktadır. Uçağa etki eden aerodinamik kuvvetler konusunda anlatıldığı gibi bir uçağın uçabilmesi için yerçekimi kuvvetinin kanatlardan elde edilen taşıma kuvveti ile yenilmesi, sürükleme kuvvetinin ise motor tarafından üretilen çekme veya itki kuvveti ile yenilmesi gerekmektedir.
Bir uçağın yerden hızlanarak kalkması ve sabit hızda uçması için motorların gerçekleştirdiği bu işlevlerden biri, kalkış esnasında yer sürtünmesi ile havanın yarattığı aerodinamik sürüklemenin yenilerek uçağın hızlandırılmasıdır. Diğer işlevi ise; uçağın öngörülen hızlarda uçuşu sırasında oluşan sürükleme kuvvetine eşit bir çekme veya itki kuvvetinin üretilmesidir. Bu çekme veya itki kuvvetinin üretilmesi pistonlu, gaz türbinli ve elektrik motorlarıyla gerçekleştirilmekte, fakat üretiliş şekilleri farklılık göstermektedir. Motorların uçaklarda gerçekleştirdiği bu iki temel işlev, genel havacılık hava araçlarından microlight, ultralight ve bazı model uçaklardaki motorlarla benzer yapıdadır.
Motorların helikopterdeki temel işlevi, pervaneleri sabit hızda döndürmektir. Helikopterler uçaklardan farklı olarak, yere dik istikamette kalkış ve iniş hareketi, havada asılı kalma, hava içinde ileri, geri, sağa ve sola yönde ilerleme gibi hareketlerini, pervanelerin dönme hareketleri ve pervanelerdeki pal açılarının düzenlenmesi vasıtasıyla gerçekleştirmektedir. Pervanelerin dönme hareketleri ise motorlar ve çeşitli bağlantı elemanları ile sağlanmaktadır.
Hava Araçlarında Kullanılan Isı Motorları ve Çalışma Prensipleri
Genel havacılıkta kullanılan hava araçlarında daha önce belirtildiği üzere yaygın olarak pistonlu ve gaz türbinli motorlar gibi içten yanmalı ısı motorları kullanılmaktadır. Isı motorlarında; ısı enerjisinin üretilmesi için çeşitli yakıtların yanması sağlanmaktadır. Yakıtların sahip oldukları kimyasal enerji, yanma olayı sonucunda ısı enerjisine dönüştürülmektedir. Ortaya çıkan ısı enerjisiyle yanmış gazların basıncı ve sıcaklığı arttırılmakta, yanmış gazların genleşmesiyle mekanik enerji elde edilmektedir. Isı motorları, yanma olayının motorun dışında ve içinde olmasına göre dıştan yanmalı motorlar ve içten yanmalı motorlar şeklinde iki grupta sınıflandırılmaktadır.
Dıştan yanmalı motorlarda, yakıtın kimyasal enerjisinin yanma olayı sonucunda ısı enerjisine dönüştürülmesi motorun dışında meydana gelmektedir. Buhar türbinleri dıştan yanmalı motorlara örnek olarak verilebilir. Yakıtın motor dışında örneğin bir kazanda yanması sonucunda ortaya çıkan ısı enerjisi suyun ısıtılmasında ve buhar elde edilmesinde kullanılmaktadır. Elde edilen buhar ise; türbinleri döndürmekte, sonuçta dönme şeklinde mekanik enerji elde edilmektedir. Bu mekanik enerji elektrik üretimi ve buhar enerjisi santralleri gibi çeşitli uygulamalarda kullanılmaktadır.
İçten yanmalı motorlarda, yakıtın kimyasal enerjisinin yanma olayı sonucunda ısı enerjisine dönüştürülmesi motorun içinde meydana gelmektedir. Bu motorlarda mekanik enerji elde etmek için yanma olayı ile basıncı ve sıcaklığı arttırılmış olan yanma ürünleri kullanılmaktadır. Pistonlu ve gaz türbinli motorlar, uçaklarda kullanılan içten yanmalı motorlara örnek olarak verilebilir. İçten yanmalı motorlarda ısı enerjisinden mekanik enerji elde edilmesi çevrim şeklinde adlandırılan bir dizi olayın tekrarlı bir şekilde sürekli olarak meydana gelmesiyle sağlanmaktadır.
Motor çevrimindeki ilk olay olan emme safhasında, havayakıt karışımı motor içerisine alınmaktadır. Sıkıştırma safhasında, hava-yakıt karışımı sıkıştırılmakta ve basıncı arttırılmaktadır. Ateşleme safhasında, motor tipine bağlı olarak bir buji veya ortam basıncı vasıtasıyla gerçekleşen ateşleme ile yanma olayı başlatılmaktadır. Yanma safhasında, elde edilen ısı enerjisi ile yanmış gazların genleşmesi sağlanarak, basıncı arttırılmaktadır. Yanmış gazların genleşmesi pistonlu motorlarda pistonun hareket ettirilmesini, gaz türbinli motorlarda ise türbin adı verilen bir parçanın dönmesini sağlamaktadır. Egzoz safhasında ise; yanmış gazlar motor dışına, atmosfere atılmaktadır.
Pistonlu Motorlar
Pistonlu motorlarda bir veya daha fazla sayıda piston bulunmaktadır. Genel havacılıktaki uçakların büyük bir çoğunluğunda pistonlu motorlar kullanılmaktadır. Kullanım, bakım kolaylığı, ucuzluğu ve güvenilir olma gibi avantajları bu motorların genel havacılıkta yaygın olarak kullanılmasının nedenlerindendir. Karşılıklı silindir yerleşimi pistonlu motorların sınıflandırılmasında kullanılan kriterlerden birisidir.
Pistonlu motorlarda ısı enerjisinden mekanik enerji elde edilmesinde kullanılan en temel parçalar; silindir, piston, piston kolu ve krank mili şeklinde sıralanabilir. Pistonlu motorlarda ısı enerjisinden mekanik enerji elde edilmesi; hava-yakıt karışımının bir silindir içinde yanması sonucunda genleşen gazların bu pistonu silindir içinde doğrusal olarak hareket ettirmesiyle sağlanmaktadır.
Yanma sonucunda silindir içinde pistonun üst kısmında genleşen gazların oluşturduğu kuvvet, pistonu şekildeki gibi aşağı yönde hareket ettirmekte, bu kuvvet piston kolu vasıtasıyla krank miline iletilmektedir. Krank mili kendisine iletilen doğrusal yöndeki kuvveti dönme hareketine çevirerek bir pervaneye iletmektedir. Dönen pervane havayı hareket ettirerek uçağın uçması için gereken çekme kuvvetini meydana getirmektedir.
Pistonlu motorlarda emme, sıkıştırma, ateşleme, yanma ve egzoz safhaları pistonun silindir içerisinde hareket ettiği pozisyonlara bağlı olarak sırasıyla ve belirli zamanlarda meydana gelmektedir. Emme, sıkıştırma, ateşleme, yanma ve egzoz şeklindeki beş olay pistonlu motorlarda dört zamanda veya iki zamanda meydana gelmektedir. Bu beş olayın dört zamanda meydana geldiği motorlar dört zamanlı, iki zamanda meydana geldiği motorlar iki zamanlı pistonlu motorlar şeklinde adlandırılmaktadır. Gerçekleşen dört zaman çevrimi süresince pistonlar belirli mesafelerde aşağı, yukarı yönde hareket etmekte ve pistonların doğrusal hareketlerinin iletildiği krank mili, iki devir yaparak dönmektedir.
Dört zamanlı çevrimin ilk aşaması olan emme zamanında piston aşağı yönde hareket ederken, yakıt belli bir oranda hava ile karıştırılarak silindirin içine emme valfi olarak adlandırılan bir valf ile gönderilmektedir.
Bu sırada egzoz valfi kapalı pozisyondadır. Sıkıştırma zamanında emme valfi de kapanmakta ve piston yukarı doğru hareket etmektedir. Pistonun yukarı yönde hareket etmesi ile beraber hava-yakıt karışımı piston tarafından sıkıştırılarak basıncı arttırılmaktadır. Pistonun yukarı yöndeki hareketini tamamlamasından hemen önce bir buji tarafından ateşleme olayı gerçekleştirilir.
Ateşleme olayı bujiler ile gerçekleştirildiği gibi, bujiler olmaksızın sıkıştırılma sonucunda ortam basıncının yüksek değerlere arttırılması ile de gerçekleştirilebilmektedir. Ateşleme için bujilerin kullanıldığı motorlar kıvılcım ateşlemeli pistonlu motorlar, sıkıştırmanın kullanıldığı motorlar ise sıkıştırma ateşlemeli pistonlu motorlar şeklinde adlandırılmaktadır.
Kıvılcım ateşlemeli pistonlu motorlarda Otto çevrimi, sıkıştırma ateşlemeli motorlarda ise Diesel çevrimi kullanılmaktadır. Otto ve Diesel çevrimlerinin önemli bir farklılığı bulunmaktadır. Bu farklılık, yanma olayının meydana geldiği koşullardır. Yanma olayı Otto çevriminde sabit hacimde, Diesel çevriminde ise sabit basınç altında meydana gelmektedir. Kıvılcım ateşlemeli ile sıkıştırma ateşlemeli pistonlu motorlar arasındaki bir diğer fark, kullanılan yakıt türüdür. Kıvılcım ateşlemeli pistonlu motorlarda yakıt olarak benzin kullanılırken, sıkıştırma ateşlemeli motorlarda yakıt olarak dizel yakıtı kullanılmaktadır.
Yanma zamanında; meydana gelen ateşleme olayı ile hava-yakıt karışımı yanmaya başlamakta, ısı enerjisi üretilmektedir. Ortaya çıkan ısı enerjisi ile yanmış ve yanmamış hava genleşmeye başlamakta ve pistonu aşağıya doğru hareket ettirmektedir. Pistonun yukarı yönde harekete başlamasından önce egzoz valfi şeklinde adlandırılan bir valf açılmakta, pistonun yukarı yönde hareketiyle de silindir içindeki yanmış ve yanmamış gazlar motor dışına, atmosfere gönderilmektedir.
İki zamanlı pistonlu motorlarda ise, bahsedilen beş olay, dört zamanlı pistonlu motorlardan farklı olarak pistonun doğrusal olarak hareket ettiği toplam iki zamanda meydana gelmektedir. Gerçekleşen iki zaman çevrimi süresince pistonlar belirli mesafelerde aşağı, yukarı yönde hareket etmekte ve bu hareketler sırasında emme – sıkıştırma ve ateşleme – yanma – egzoz olayları eş zamanlı olarak meydana gelmektedir. Ayrıca pistonların doğrusal aşağı ve yukarı yöndeki hareketlerinin iletildiği krank mili, dört zamanlı pistonlu motorlardan farklı olarak bir devir yaparak dönmektedir.
İki zamanlı çevrimde piston yukarı yönde hareket ederken, yakıt belli bir oranda hava ile karıştırılarak pistonun alt kısmına karter içine bir valf ile alınmakta ve pistonun üst tarafındaki daha önceden alınmış hava–yakıt karışımı sıkıştırılmaktadır.
Pistonun yukarı yöndeki hareketini tamamlamasından hemen önce bir buji tarafından ateşleme olayı gerçekleştirilir ve hava–yakıt karışımı yanmaya başlar. Yanma olayı ile genleşen gazların meydana getirdiği basınç, pistonu aşağı yönde hareket ettirir. Pistonun aşağı yöndeki hareketi sırasında egzoz valfine ulaşması ile yanmış gazlar dışarı atılmaktadır ve pistonun alt kısmındaki karter içindeki hava-yakıt karışımını sıkıştırmaktadır.
Pistonun aşağı yöndeki hareketi sırasında emme valfine ulaşılması ile de karter içindeki sıkıştırılmış olan hava– yakıt karışımı emme valfinden silindir içine pistonun üst kısmına alınmaya başlar. Bu iki zaman sürecinde pistonun yukarı ve aşağı yönde olan hareketleri bir piston kolu vasıtasıyla krank miline iletilmekte, krank milinin bir devir dönmesine yol açmaktadır. Krank milinin dönme hareketi çeşitli elemanlar vasıtasıyla bir pervaneye iletilmekte, pervanenin dönmesi sağlanmaktadır. Böylelikle iki zamanlı çevrim tamamlanmakta ve tekrar ederek devam etmektedir.
Pistonlu Motorların Sınıflandırılması
Pistonlu motorların sınıflandırması, zamanlama, ateşleme sistemlerine, hava-yakıt karışım sistemlerine, yakıt tiplerine, hava emme, soğutma sistemlerine ve silindir düzenlemelerine göre yapılır. En yaygın olarak pistonlu motorlardaki silindirlerin krank mili etrafındaki dizilişlerine yani silindir düzenlerine göre yapılan sınıflandırma kullanılmaktadır. Silindir düzenlemelerine göre pistonlu motorlar en genel anlamda tek silindirli, sıralı tip, V, W tipi, karşı silindirli, radyal tip şeklinde sınıflandırılabilir.
Gaz Türbinli Motorlar
Genel havacılık hava araçlarında kullanılan içten yanmalı ısı motorlarından diğeri gaz türbinli motorlardır. Pistonlu motorlar küçük uçaklarda ve daha düşük irtifa ve uçuş hızlarında; gaz türbinli motorlar ise daha büyük uçaklarda, daha yüksek irtifa ve uçuş hızlarında kullanılmaktadır. Pistonlu motorlarda olduğu gibi gaz türbinli motorlarda da hava-yakıt karışımının yanmasıyla ısı enerjisi elde edilmektedir. Gaz türbinli motorlarda hava-yakıt karışımının yanmasıyla elde edilen ısı enerjisi, motor içine alınan havanın hızlandırılarak istenen hareket yönünün tersi yönünde dışarı atılması için kullanılmaktadır. Bu olay, jet itkisi veya tepkisi şeklinde adlandırılmaktadır.
Gaz türbinli motorların içine alınan havanın miktarı ve/veya motoru terkeden gazların hızlandırılması ne kadar fazla olursa, elde edilen itki kuvveti de o derecede büyük olacaktır. Egzoz gazlarının hızlı bir şekilde dışarı atılması yani itki kuvvetinin elde edilebilmesi için pistonlu motorlarda olduğu gibi emme, sıkıştırma, ateşleme, yanma ve egzoz olaylarının gerçekleşmesi gerekmektedir. Bu olaylar pistonlu motorlarda silindirin içinde gerçekleşirken, gaz türbinli motorlarda birbiri ardına dizilmiş hava alığı, kompresör, yanma odası, türbin ve egzoz şeklinde adlandırılan kısımlarda gerçekleşmektedir.
Gaz türbinli motorların çalışmasında hava motorun içine hava alığından alınarak kompresöre doğru yönlendirilmektedir. Kompresör; dönen ve sabit parçalardan oluşmaktadır. Kompresörün dönmesiyle arkaya doğru ilerleyen havanın basıncı ve sıcaklığı arttırılmaktadır. Basıncı arttırılan hava bir sonraki kısım olan yanma odasına gönderilmektedir. Yanma odasında belirli oranda yakıt ile karıştırılan hava, bujiler ile ateşlenerek yanma olayı gerçekleştirilmektedir..
Uçak Gaz Türbinli Motorların Sınıflandırılması
Genel havacılık hava araçlarında kullanılan gaz türbinli motorlar; turbojet, turbofan, turboprop ve turboşaft şeklinde sınıflandırılmaktadır. Turbojet motorları, uçaklar üzerinde kullanılan ilk gaz türbinli motorlardır. Turbofan, turboprop ve turboşaft motorlarının temeli turbojet motora dayanmaktadır.
Turbojet motorlarda itki kuvveti yanmış egzoz gazlarının yüksek hızda dışarı atılmasıyla elde edilmektedir. Dolayısıyla yüksek irtifada ve yüksek hızda uçan uçaklarda kullanılmaktadır.
Turboprop motorlar düşük hızlarda turbojet motorlara göre daha verimli ve ekonomik yapıda olan motorlardır. Gaz türbinli motorların düşük uçuş hızı olan uçaklarda kullanımları için turboprop motorları geliştirilmiştir.
Turboşaft motorlar, bir şaft vasıtasıyla bir sistemi tahrik etmek için güç üretilmesinde kullanılan gaz türbinli motorlardır.
Turbofan motorlar, modern büyük uçakların çoğunda kullanılan gaz türbinli motor tipidir. Turbojet ve turboprop motorların dezavantajlı özelliklerini geliştirmek amacıyla tasarlanmışlardır.
Hava Araçlarında Kullanılan Elektrik Motorları ve Çalışma Prensipleri
Elektrik motorlarında bir elektrik kaynağından sağlanan elektrik enerjisi kullanılarak mekanik enerji elde edilmektedir. Elde edilen bu mekanik enerji, çeşitli parçalar yardımı ile faydalı bir iş üretmek için kullanılmaktadır. Elektrik motorları buzdolapları, çamaşır makineleri, elektrikli süpürgeler, mutfak robotların, elektrikli hibrid arabalar, pompalar, fanlar, kompresörler, değirmenler gibi birçok cihaz ve uygulamada kullanılmaktadırlar.
Genel havacılıkta kullanılan hava araçlarında elektrik motorlarının kullanımı şu an için genel anlamda sınırlı olmakla beraber, zamanla elektrik motorları ve özellikle batarya teknolojilerinin geliştirilmesiyle artış göstermesi beklenmektedir. Elektrik motorlarının daha verimli, daha emniyetli ve güvenilirliklerinin daha yüksek olmaları,daha az gürültülü çalışmaları, çevre dostu olmaları, düşük bakım maliyetleri ve irtifaya bağlı olarak performanslarının değişmemesi gibi avantajları hava araçlarındaki kullanımları açısından bu motorlara olan ilgiyi arttırmaktadır. Fakat elektrik motorlarının sahip oldukları dezavantajlar hava araçlarındaki kullanımlarını sınırlandırmaktadır. Bunlar genellikle elektrik motorlarını besleyen güç kaynaklarından biri olan bataryalarla ilgilidir. Elektrik motor bataryalarının pahalı ve ağır olması, çabuk boşalmaları, tekrar şarj olmalarının uzun sürmesi, elde edilen güç değerlerinin düşük olması gibi dezavantajlar bulunmaktadır.
Elektrik Motorlarının Sınıflandırılması
En yaygın olarak kullanılan elektrikli motor tipi elektromanyetik motorlardır. Elektromanyetik motorlarda mekanik enerji; rotor ve stator şeklinde adlandırılan parçaların elektrik akımıyla oluşturdukları manyetik alanların etkileşimi sonucunda üretilen kuvvetlerden elde edilmektedir. Elektro-manyetik motorların dışında yaygın olarak kullanılmayan ve farklı fiziksel prensiplere dayanarak çalışan elektro-statik motorlar ve piezoelektrik motorlar şeklinde motorlarda bulunmaktadır.
Elektrik motorları birçok şekilde sınıflandırılmaktadır. En yaygın olan sınıflandırma şekli elektrik motorlarında kullanılan elektrik kaynağına göre yapılan sınıflandırmadır. Bu sınıflandırmaya göre elektrik motorları; doğru akım (DC) motorları ve alternatif akım (AC) motorları olarak ikiye ayrılmaktadır. Doğru akım motorlarında mekanik enerji üretiminde doğru akım elektrik enerjisini kullanılırken, alternatif akım motorlarında alternatif akım elektrik enerjisi kullanılmaktadır.
Hava Araçlarında Kullanılan Motorlarda Aranan Özellikler
Hava araçlarında motorların verimli bir şekilde kullanılabilmeleri açısından motorlarda aranan veya istenilen bazı özellikler bulunmaktadır. Bu özellikler en genel anlamda hafiflik, güvenirlik, ekonomi, boyut, gürültü ve titreşim şeklinde sıralanabilir.
Hafiflik: Hava araçlarının genellikle hafif olması istenmektedir, çünkü bir hava aracının gövdesi ve motoru ne kadar hafif olursa, aynı miktarda yakıt için daha fazla yük ve yolcu şeklinde faydalı yük taşınabilir. Yük taşıma amaçlanmıyor ise; hava aracının gövdesi ve motoru ne kadar hafif olursa, daha fazla miktarda yakıt taşınabilir ve böylelikle daha fazla mesafe katedilebilir, uçuş menzili arttırılabilir. Bu sebeple motor parçaları mümkün olduğunca hafif malzemelerden üretilmektedir.
Güvenirlik: Motorların belirli kullanım ömürleri bulunmaktadır. Motorların bu kullanım ömürleri boyunca fonksiyonlarını yerine getirmeleri güvenirlik olarak tanımlanmaktadır. Motorların güvenirliklerinin yüksek olması istenir. Motor güvenirliklerini sağlamak için bakım işlemleri uygulanmaktadır.
Ekonomi: Motorların ekonomi özelliği açısından değerlendirilen özellikleri maliyetleri ile ilgilidir. Maliyetler ile ilgili ilk parametre satın alma maliyetleridir. Genellikle ilk satın alma maliyeti düşük olan motorlar tercih nedenidir. Motorların satın alma maliyetleri dışında, kullanımları ile ilgili maliyetleri bulunmaktadır. Yakıt tüketim değerleri, yedek parça ve bakım maliyetleri bunlar arasındadır. Motorlar mekanik enerji üreten ısı makineleri olduklarından, çeşitli yakıtları kullanmaktadırlar.
Boyut: Motorlarda aranan özelliklerden biri boyutlarının uygun değerlerde olmasıdır. Motor boyutları motor ağırlığını ve uçuş sırasında motorların yarattığı sürükleme kuvvetini etkilemektedir. Boyut açısından daha küçük bir motor daha hafif olacak ve daha az sürükleme kuvveti yaratacaktır. Bu da yakıt sarfiyatını azaltacaktır.
Gürültü ve Titreşim: Motorlarda aranan özelliklerden bir diğeri minimum düzeyde gürültü ve titreşim oluşturmasıdır. Özellikle içten yanmalı ısı motorları olan pistonlu ve gaz türbinli motorlarda dönen ve hareket eden parçalar, pervane ve sıcak egzoz gazlarının soğuk atmosfer havası ile karışımı gibi sebepler gürültü oluşturmaktadır. Bu gürültü uçuş ekibinin konforunu etkilemektedir. Gürültü uçuş ekibinin yanı sıra çevrede yaşayan insanları da olumsuz yönde etkileyen bir unsurdur. Ulusal ve uluslararası havacılık otoritelerinin gürültü konusunda kuralları ve yaptırımları bulunmaktadır. Motorlarda gürültüye neden olan bir diğer sebep motor parçalarının çalışmaları sırasında oluşan titreşimlerdir.