Türbin Motorlar -3 Kompresör Bölümü

               İkinci bölümümüz kompresör. Bu bölümün amacı alınan havayı sıkıştırarak yanma odasına düzgün şekilde yani dönü etkisini azaltarak göndermektir. Bu bölüm bize havadan maksimum verimi almak için gerekli sıkıştırmayı sağlıyor. Çünkü yanma odasında bize maksimum oksijen lazım. Kompresör öylesine bir sıkıştırma yapıyor ki her axial set yaklaşık 25^oC ısı artışı ve 1,1 yada 1,2 oranda basınç arttırır. Ayrıca bu bölüm sayesinde bize bleed-air,anti-ice, kabin basıncı gibi hayati ikincil  sistemlere  güç sağlayabiliriz. Fakat burada çalıştırdığımız sistemlerin bizim verimimizi olumsuz etkilediğini de unutmamak gerekir. (Örneğin Trent 1000 motoru Bleedless olarak tanımlanır ki bu hayati ikincil sistemlerin buradan güç çekilmeden çalıştırılarak verim arttırılması anlamına gelir.)Peki bu bölüm nasıl çalışıyor ve hangi parçalardan oluşuyor?

               Havayı sıkıştırmak için iki tip yöntemimiz var. Bunu yapmanın ilk yöntemi axial akış diğeri ise santrifüj pervane. Bu sistemler tek başına kullanılabildiği gibi birbiriyle beraber de kullanılabilir. Aksiyel akış aynı yüzey oranlı bir santrifüj pervaneye göre daha yüksek bir sıkıştırma sağlar. (Yüzey alanı büyük olursa geri sürükleyici kuvvet de artacağı için önemli bir orandır. Şöyle düşünün motora karşıdan bakıyorsunuz karşınızda devasa bir alan  var. Bu alan geri sürükleyici kuvvettin önemli bölümünü oluşturuyor. Bu alanın minimum olmasını isteriz ki motorun verimini kullanabilelim.

Santrifüj Pervane :

               Santrifüj kanatçıklar tıpkı turbo-charger’da bulunan türbin benzeri bir yapıdadır. Üzerinde  bir de yayıcı ve yön değiştirici ile birlikte kullanılır. Basit, dayanıklı ve çalıştırmalar için ani basınç sağlasalar da yüksek hız gerektirme,büyük yüzey alanı oluşturma ,sınırlı basınç ve yüksek sıcaklık gibi dezavantajları da vardır.

               Aksiyel Akış Kompresörü :

               Bu tip  giderek daralan bir yapıda sabit ve döner kanatçıklar dan oluşur.Döner kanatçıklar tıpkı evimizdeki pervane gibi havayı geri doğru iter ve hızı,basınç ve sıcaklığa dönüştürür. Daha sonra hava sabit kanatçıklara geçer ve farklılık kalan hızın enerjisinin de sıcaklık ve basınca dönüşmesini sağlar.  Basınçlı hava bir önceki bölüme göre daha az yer kapladığı için bu sabit ve döner kanatçıklar giderek daralan bir yapı içine monte edilmiştir.

               Aksiyel akış kompresörlerin tek,çift yada turbofan motorlar için üçlü bobin sistemi mevcuttur. Tekli sistemde tüm bobin dolayısıyla tüm döner kanatçıklar aynı hızda döner. İkili bobinde ise daha yüksek verim, daha yüksek basınç sağlanır. Bu tiplerde ilk bobin düşük basınç kompresörü,ikinci yani motora yakın bobin ise yüksek basınç kompresörü olarak adlandırılır.

              İkili sistemde  şaftlar, dolayısıyla bobinler birbirinden bağımsız  hızlarda hareket ederek motora optimum havayı iletirler.  Düşük basınç bobininden geçen havanın bir kısmı motorun etrafından akarken, bir kısmı da yüksek basınç kompresörü ile  sıkıştırılıp yanma odasına iletilir.

               Turbofan motorlarda ise ikili bobinin ön tarafında yani motor hava girişinde düşük basınç bobinine bağlı  bir fan döndürülür. Bu fanın çektiği havanın büyük kısmı soğuk akış olarak adlandırılır ve iç motor kısmına girmeden iç motorun etrafındaki kanaldan  geriye doğru akarak çıkan hava kütlesini dolayısıyla  F=mxA formülündeki hava miktarını arttırarak itiş gücünün büyük kısmını oluşturur. Kalan hava ise bobinler vasıtasıyla sıkıştırılıp yanma odasına gönderilir. Burada unutmamamız gereken bir iki parça daha vardır.

Yayıcı: Bu kısım kompresörden çıkan hava hızını azaltır ve yanma odasına girişten önce dönü etkisini minimuma indirir. Böylece yanma odasına hava uygun şekilde ve uygun hızda ileterek yanmanın devamlılığı sağlanır.

Bleed Valf: Rölanti ve düşük basınçta otomatik açılıp, yüksek RPM’de otomatik kapanarak kompresörün ürettiği  yüksek basıncı tahliye etme yada muhafaza etme görevini yerine getirir. Yani motordan güç istemediğimiz durumda kompresörün yüksek basınçtan dolayı stol olmasını engeller. Yanma odasındaki basınç değeri kompresörden büyük olursa stol ve surge durumu oluşur ve bu durum motorda hasara sebep olur. Bunu engellemek için yanma odasında kullanılamayan havanın tahliye edilmesini sağlar.

Oynak Giriş Yön Kanatçıkları: Bu kanatçıklar kompresörün ilk döner kanatçıklarının önüne yerleştirilir. Böylece motorun değişik durumlarında kompresörün ilk döner kanatçığına havanın uygun açıda girişini sağlayarak havada dönü etkisini de sağlar. Havaya verilen açı motorun tüm güç durumlarında uygun çalışmasını sağlar.  Havaya verilen açıyı anlamak için yağmurlu havada araba kullanmayı örnek verebiliriz. Aslında dikey olan yağmur taneleri arabayla ilerlerken bize yatay olarak gelmeye başlar. Yani açısı değiştirilip bize gelir.

               Yani döner kanatçıkların açısını sabit olduğunu varsayarsak  her durumda hava aynı açıda girecek, basınç miktarı sadece kompresör hızı ile değişecekti. Bu kanatçıklar kompresöre giren havanın miktarını da belirler. Böylece döner kanatçıkların surge durumunu da basıncı ayarlayarak engellemeye yani surge eğrisini yukarıya çekmeye çalışır.

Aşağıdaki videoda kompresör çalışma mantığı animasyon ile anlatılmaktadır.

Bu videoda da bahsettiğimiz elemanlar detaylı şekilde anlatılmıştır.