Bir ülkenin hava kuvvetleri sadece iyi işleyen kuruluşlar değil, aynı zamanda iyi pazarlanan kuruluşlardır. Yeni başlayanlar için, çok güçlü uçakların yer aldığı tırnak yedirten sekanslara sahip filmlerin sayısı hiç de az değildir. Bir de yönetim organları tarafından desteklenen hava gösterileri ve fuarlar vardır. Bu tür etkinlikler insanları eğitmeyi ve silahlı kuvvetlere olan inançlarını pekiştirmeyi amaçlıyor. Sürekli ilgimi çeken bir görsel, bazı savaş uçaklarının ateş püskürten kuyruklarıdır. Neden bazı savaş uçaklarının kuyrukları turuncu renkte parlıyor?
Neden bazı savaş uçaklarının kuyrukları ateş saçar?
Bazı savaş uçaklarının kuyruk ucunda görülen turuncu parıltı art yakıcıdan kaynaklanmaktadır. Art yakıcılar, bir uçağın jet motorunun egzozunda fazladan yakıt yakan cihazlardır. Bu, bir uçağın süpersonik hızlara ulaşması için gereken ek itme gücünü üretir.
Neden art yakıcılara ihtiyacımız var?
Uçaklar jet motorlarının ürettiği itme gücüyle hareket eder. Uçakların hızla irtifa değiştirmesi veya süpersonik hızlara ulaşması için bu itme gücü tek başına yetersiz kalabilir. Teorik olarak, normalden daha büyük bir motor bu sorunun üstesinden gelebilir. Pratikte ise daha büyük bir motor daha fazla ağırlık, daha büyük bir fan alanı nedeniyle daha az aerodinamik ve daha fazla yakıt tüketimi anlamına gelir.
Çözüm nedir?
Mevcut motordan ilave itiş gücü elde etmek.
Bunu yapmak için motorlar, motorun profilini önemli ölçüde arttırmadan bu ekstra itişi sağlamak için art yakıcılarla donatılmıştır.
Art yakıcıların çalışmasına geçmeden önce, jet motorlarının çalışmasını ve art yakıcıların nasıl takıldığını anlamak faydalı olacaktır.
Uçak motorlarının çalışması
Uçaklar itiş gücü üretmek için ağırlıklı olarak jet motorlarını kullanır. Bir uçak motoru dört aşamadan oluşur. Başlangıçta, bir fan havayı motorun içine alır. Hava hızlandırılır ve iki parçaya ayrılır. Bu hızlandırılmış havanın bir kısmı bir kanal aracılığıyla motorun çekirdeğini atlar. Motorun serin tutulmasından ve çalışma sırasında gürültüsünün azaltılmasından sorumludur.
Havanın diğer kısmı motorun çekirdeğine girer ve burada bir kompresör bu havayı 40 kata kadar sıkıştırarak son derece enerji yoğun hale getirir. Daha sonra yanma odasına itilir, burada yakıtla karıştırılır ve ateşlenir (kaynak).
Ateşleme sonucunda çok sıcak, yüksek enerjili bir hava akımı motorun bileşenlerini iter. Yanma odasından dışarı itilir ve çıkarken bir türbini hareket ettirir. Bu türbin fan ve kompresöre bağlıdır ve türbinin hareketi motorun faaliyetini sürdürmesini sağlar. Egzoz türbinden çıkarken, baypas edilen hava akışıyla karışır ve egzoz nozülüne girer.
Uçağı ileri itmek için itme gücü üretir. Motorlar turbojet, turboprop, turbofan ve turboşaft motorlar gibi çeşitli konfigürasyonlarda mevcuttur. Süpersonik uçuşlar için tasarlanmış uçaklar, kompresörler, fanlar ve türbinler gibi hareketli parçalardan tamamen yoksun olan ramjet ve scramjet motorlarla donatılmıştır.
Bir art yakıcı, adından da anlaşılacağı gibi, bir uçak motorunun egzoz nozülünün ucuna takılır. Püskürtme nozulları ile donatılmış uzatılmış bir bölümdür ve içine giren egzoz akışını daha da çatallamak için bir baypas kaputu vardır. Egzoz akışının bir kısmı yanma odasında yanarken, kalan akış art yakıcıdan çıkarken soğutmak için kanalize edilir.
Art yakıcı nasıl çalışır?
Jet motorları genellikle fakir çalışacak şekilde programlanır, yani yanıcı hava-yakıt karışımında gerekenden daha fazla hava bulunur. Bu da motorun nozulundan çıkan egzoz gazında daha fazla kullanılmamış oksijen bulunması anlamına gelir. Bu sıcak egzoz gazı art yakıcıya girer ve burada bir kısmına yakıt püskürtülerek ateşlenir.
Bu, art yakma veya yeniden ısıtma olarak bilinir. Sonuç, art yakıcıdan çıkan egzoz gazlarının sıcaklığında ve hacminde keskin bir artıştır. Motorun egzozunun geri kalan kısmı, art yakıcının duvarları boyunca bir kaportadan geçirilir. Motorda olduğu gibi bu hava akışı da sessiz ve serin kalması için art yakıcı egzozuyla karıştırılır. Çok ısınabilen bazı motorlarda, temiz hava motorun egzozu yerine doğrudan kompresörden bypass edilir.
Art yakıcılar, egzoz gazlarının ilave hacmini karşılamak için genişleyebilen veya daralabilen değişken açıklıklı bir nozulla donatılmıştır. Bu, gazların normal işleyişini engelleyebilecekleri ana motora doğru geri itilmesini önler.
Art yakıcının sınırlamaları
Art yakıcılar başlangıçta tasarlanandan çok daha yüksek hızlara ulaşmak için harika bir yol olsa da, birkaç tasarım sınırlaması vardır.
Yeni başlayanlar için, bir art yakıcının yanma odasındaki sıcaklıklar 1700 ° C’ye kadar ulaşabilir. Bu, yapımında kullanılabilecek malzeme türlerini büyük ölçüde kısıtlarken, ömrünü de azaltır.
Art yakıcıların bir diğer istenmeyen özelliği de değişken nozuldan çıkan sıcak egzoz gazlarının pürmüz benzeri alevidir. Güçlü ısı izi, uçağın gizlilik katsayısını düşürerek onu düşmanlara karşı savunmasız hale getirir.
Afterburner’lar ayrıca yakıt tüketimini artırmalarıyla da ünlüdür. Bu nedenle pilotlar art yakıcı kullanımını süpersonik menzile girme, savaş avantajı elde etme veya hızla yükselme gibi belirli durumlarla sınırlandırır.
Art yakıcı kullanımı
Tüm kısıtlamalarına rağmen, art yakıcılara olan bağımlılık pek de göz ardı edilemez. Uçak gemilerinden yapılan uçuş operasyonlarında, pilotlar mümkün olan en kısa pist uzunluğunda havalanmak için ellerinden gelen her türlü itme gücünü kullanırlar.
Art yakıcılar bu tür deniz operasyonlarında kritik bir rol oynar. Hızın çok önemli olduğu senaryolarda, talep üzerine ekstra itiş gücüne sahip olmak çok faydalıdır. Genellikle savaş durumlarında görülen art yakıcılar, pilotların düşman uçaklarından kaçmasına ve hatta süpersonik uçuşa ulaşmasına yardımcı olabilir. Popüler kültürde, art yakıcılar Top Gun film serisinde doğru bir şekilde tasvir edilmiştir.
Ticari olarak, art yakıcılar sadece bir avuç uçakta görülmüştür, süpersonik Concorde bunların en ünlüsüdür. Uçaklar sınırlı miktarda yakıt taşıdığından, art yakıcılar yalnızca ses bariyerini aşmak için kullanılır. Bu noktadan sonra uçaklar, art yakıcı kullanmadan yüksek hızlarda uçuşu sürdürebildikleri ‘supercruise’ durumuna geçerler.
Art yakıcıların modern uçuştaki rolü
İlk art yakmalı jet motorları 1940’ların başında Amerikalılar tarafından test edilmiştir. Modern motorlar onlar olmadan süpersonik uçuşlar gerçekleştirebilse de, art yakıcılar zor zamanlar için kritik ekipman olarak kalmaya devam etmiştir.
Elektronik tahrik gibi rakip teknolojiler henüz emekleme aşamasındayken, art yakıcıların kullanımdan kalkması biraz daha zaman alabilir!
