Erken Jet-motorlu uçaklardan ikisi; Me 262,ve Yak-15

“Jet motoru” kavramı, diğer adı aeolipile olan ve “Hero’nun Motoru” olarak bilinen ilk cihazdan ötürü, piston motorundan 2 bin yıl daha eskidir. Bir kaynaktan genleşen gazlar, açılı bir memeden dışarı püskürtülürken hızla dönerek eylem (gaz akışı) ve reaksiyon (hareket) oluşturur (Newton’un 2. Ve 3. hareket kanunu). Aslında, jet motorları 2. Dünya Savaşı başlamadan çok önceleri tasarımcıların aklında vardı. Jet tahrikli reaksiyon türbini 1791’de John Barber tarafından önerildi ve patentlendi. Bir gaz jetinden mekanik enerjiyi daha verimli olarak çıkartacak türbin çarkları ise 100 yıl sonra icat edildi.

Napier NA357 Kompresör tekerleği

Tarih jetlerle hareket eden sayısız cisimlerin örnekleri ile doludur. Bunlara jet motorunun “reaksiyon motorlu” kuzeni roket de dâhildir. Eski Çinlilerin roket mızrakları, roket araçları ve hatta roket uçaklar - örnekler 1929 Opel RAK.1 ve 1944 Messerschmitt Me 163. 1910’da Romen mucit Henri Coanda kanallı fan bıçaklarını döndüren piston motoru olarak nitelendirilen uçak jet itkisi üzerine bir patent aldı: bir “motorjet”. İtalyan Caproni Campini N.1. ise bir “ard yakıcı” yanma odasının ilavesi ile bunun bir benzeriydi.

Günümüzde genellikle turbo jet motoru olarak bildiğimiz cihaz aslında oldukça basit bir cihazdır. Bir piston motoru gibi (Otto çevrimi), sıkıştırma, yanma, genleşme fazına sahiptir, farkı ise içinden aralıksız olarak materyal akışı sağlayan “sürekli açık sistem” olmasıdır. Böylece Brayton çevrimi olarak bilinen 3 faz aynı anda çalışır. Hava akışı ve basıncın doğru dengelenmesi önemli olmakla birlikte, 2. Dünya Savaşına kadar uygulanabilir olmamasının sebebi metallerin özelliklerine ilişkin metalürji, fen ve teknolojideki yetersizliklerdi. Bir turbo jetin talep ettiği aşırı yüksek merkezkaç kuvvetleri ve sıcaklık o gün itibarı ile malzeme mühendisliğinin sınırlarını aşmaktaydı ancak bu bazıları için sadece aşılması gereken bir engeldi.

Whittle W.1/W.2B turbojet. Sağ taraftaki büyük giriş ağzı çarkına dikkat edin.

Frank Whittle ve Hans von Ohain aynı anda ve birbirlerinden habersiz olarak, çalışır bir turbojet motoru yapmak için bu mühendislik sınavına kolları sıvadılar. Whittle daha eski konseptler üzerinden konuyu kurcalamaya başlamış ve von Ohain’den 6 ay evvel öncesinde çalışır bir “Whittle Ünitesi” motoru elde etmeyi başarmış olsa da, Ohain daha fazla destek buldu. Kısa süre içinde Heinkel şirketi, firmanın üst düzey mühendisleri ve test ekipmanları ile uçaklar için jet motoru geliştirme projesinin tamamını fonlamaya başlamıştı.

Nihayetinde dünyanın ilk jet uçağı He 178’e tahrik veren “HeS 3” üretildi. 27 Ağustos 1939’daki ilk uçuşundan sonra (2. Dünya Savaşının başlamasından 4 gün önce) yetkililerin tutumları değişmeye başladı. Her iki tasarımında en büyük mahsuru aynen radyal motorlarında olduğu gibi sahip oldukları büyük çaptı ancak Whittle Güç Jetleri W.1 çok sayıda varyasonlarla geniç çaplı kullanılmaya devam etmiş olsa da HeS serisi devam etmedi.

Savaş sonraıs ele geçirilmiş bir Jumo 004.

Yeni motoru duyan Junkers şirketi rakip bir motor yapma arzusu ile motor turboşarjları ve süpersarjlar üzerine olan deneyimi nedeni ile Dr. Anselm Franz’ı şef mühendis olarak seçti. Çok hırslı olmamakla birlikte, tasarımının kilit bir farkı, havayı yanma haznesine itmek için çoklu fan sırasına sahip olmasıydı. Buradaki amaç küçük bir ön alan elde etmekti ancak daha da önemlisi motor, artan hava akışından fayda sağlamıştı ve böylece impeller tasarımları sayesinde itki artışı elde edilmesi ile sonuçlanmıştı. Nihayetinde Jumo 004 motoru Alman jet uçaklarının birçoğuna güç sağlamıştı ve Me-262’i erken dönem Gloster Meteorlarından, P-80’lerden ve Sonvyet jetlerinden daha hızlı itmişti. Yeni teknolojinin sınırları ve malzeme kıtlığı motorun göreceli olarak 25 saatlik kısa bir ömrü olmasına (erken dönem piston motorlar gibi) ve potansiyel olarak üretebileceğinden daha az itme kuvveti üretmesine neden oluyordu.

Savaştan sonra Dr. Franz, nihayetinde yerleşip Lycoming Uçak Motoru departmanında çalışacağı ABD’ye götürüldü. Jumo 004 deneyiminden tarihteki en popüler turboşaft motoru T53’ü geliştirdi (örneğin Bell UH-1 Huey helikopterinde kullanılmıştır). Ondan da büyütülmüş T55 motoru ve sonrasında M1 Abrams savaş tankına güç veren AGT-1500 motoru gelmiştir!

Yazar: Joe “Pony51” Kudrna