Kubilay Yıldırım İle Donanma Ve Havacılık Özelinde Motorlar-2

0

Makina mühendisi Kubilay Yıldırım ile yaptığımız “Donanma Ve Havacılık Özelinde Motorlar” konulu röportajımızın 2’nci kısmı. İyi okumalar.

1. Soru: Dünyada bazı donanmalar gaz-türbin motor kullanmakta. Türk Deniz Kuvvetleri için geliştirilecek Türk Tipi Hücumbot projesinde gaz-türbin motor kullanılacağı tahmin ediliyor.

TEI’nin geliştirdiği TS1400 ve geliştireceği TS3000 motorları hücumbotlarda kullanılabilir mi? Kullanılması için ne gibi modifikasyonlar yapılmalıdır?

ABD üretimi Abrams tankında 1500 beygirlik gaz-türbin motor kullanılıyor. 1600 beygir güç üreten TS1400 Altay tankında kullanılabilir mi? Yerli dizel motor gelene kadar böyle bir seçim yapılmalı mı?

TS1400 aslında küçük bir motor, TS3000 dahi büyük bir motor olmayacak. Mesela TS3000’den alınacak güç 3.000-3.500 beygir civarlarında olacak. Türk Tipi Hücumbot Projesinde ise büyük ihtimalle daha güçlü, muhtemelen 8-10.000 beygir ve üstü güç üreten motorlara ihtiyacımız olacak. TS serisi motorlar bu sebeple bu ihtiyaç için biraz küçük kalacaktır.

TS1400 motoru paketlenip Altay tankında kullanılabilir. Bunun için teorik bir engel yok. Tanka entegrasyon için motoru ve tesisatlarını belki daha kompakt hale getirmek gerekir. M-1 Abrams tankının AGT1500 motoru incelenirse motorun ciddi bir hava emiş tertibatına sahip olduğu görülür. Motor hava girişlerinde değişik iklim ve koşullarda çalışabilmesi için birçok filtre ve partikül ayırıcısı bulunur. Bu önlemlere rağmen AGT1500’ün başta kompresör sektörü olmak üzere özellikle çöl ortamında ciddi erozyona uğruyor. Abrams tankının güç grubu, türbin motor kullanılması sebebiyle sahada çok kolay ve hızlı sökülüp takılabiliyor. Zaten Amerikalıların bu uygulama için türbini tercih etme sebeplerinin başında da bu geliyor. Parçaları hafif, bakımı sökümü kolay. Gaz türbinlerinin aynı güçteki dizel motorlara böyle bir üstünlüğü var.

 

M1 Abrams Tankının Güç Grubu
Fotoğraf: https://www.quora.com/Why-does-the-M1-Abrams-have-such-a-unique-high-pitched-sound

Yine asıl mesele güç grubu. Yani sadece gücü üreten motor değil. Tabi ki TS1400 teknik olarak Altay tankında kullanılabilir. Ama bunun hava emiş, egzoz muamele tesisatları, filtreler ve en önemlisi yağlama ve dişli kutusu, redüksiyon gibi eklentileri de var.

Fakat şu konu önemli; Modern dizel motorlar çalışma devirlerinin büyük bölümünde oldukça verimliler. Gaz türbin motorların ise en iyi yakıt verimliliği yaklaşık %60 ila 80’i aralığında. M-1 tankının sorunu rölantide, düşük devirlerde yakıt tüketiminin dizellere göre yüksek olması. Mesela M-1 tankı sürekli 60 km/sa hızda gitse AGT1500 motoru belki dünyanın en verimli motoru olabilir ama bir tankın bir operasyon süresince çalışma süresinin çoğu olan rölanti ve düşük hızlarda harekette oldukça verimsiz bir motor.

M1-A2 Abrams Ana Muharebe Tankı
Fotoğraf: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:M1A2_Abrams,_August_14,_2014.JPG

2. Soru: Deniz ortamında kullanılan hava araçlarında bu ortamın getirdiği zorlu koşullara karşı dayanım için bazı değişiklikler yapılıyor.

Deniz ortamında kullanılacak havacılık motorlarında normal motorlara göre ne gibi yapılır, deniz ortamının zorlu koşullarına karşı ne gibi önemler alınır?

Gökbey, Atak-2 gibi helikopterlerin muhtemel deniz versiyonlarında kullanılacak motorlar ne kadar sürede ortaya çıkar?

Deniz üzerinde kullanılacak hava araçlarının motorlarında diğer motor tiplerine nazaran, denizin tuzlu ortamından kaynaklanan bazı özellikler gerekmekte. Fakat, gerçekte sadece deniz üzerinde kullanılacak motor diye bir şey yok. Örneğin; TCG Anadolu üzerinde sürekli konuşlu helikopterler kullanacağız. Bu helikopterler birer “deniz” helikopteri “navalize” helikopterler olmalarına rağmen kara üzerinde de çok uçacak. Zaten asıl amaçları da gemiden karaya kuvvet aktarımı olacak helikopterler bunlar. Bu helikopterlerin motorlarında deniz ve kara ortamları için alınacak bütün önlemleri almanız gerekiyor. Bu bakımdan biraz karmaşık bir tasarım problemi ile karşı karşıya kalıyoruz.

Örneğin, kara koşullarında kumlu, tozlu, taşlı, topraklı alanlara ininip kalkarken motora bunların girip motora zarar vermesini engelleyen, “partikül ayırıcıları, “Inlet Particule Seperator” denilen filtre ve tertibatlar bulunur. T700 ya da TEI üretimi TS1400 motorun üzerinde dikkat ederseniz motorun üzerinde sanki ikinci bir küçük motor gibi görünen birer silindir var. Motorun içine giren hava çok karmaşık salyangozlarda çevrilir ve burada ataleti ile savrulan katı partiküller bu silindir vasıtası ile çekilip motor arkasından dışarıya atılır.

Fotoğraf: http://www.flight.mace.manchester.ac.uk/air-particle-separator-design/about/about.html

Deniz ortamında kullanılan motorların birçok özelliği kara ortamında kullanılan motorlarla aynı fakat deniz ortamında kullanılan motorlarda fazladan tuz ve neme göre önem alınıyor. Motora alınan hava sıkıştırıldığında ve ısındığında havanın içindeki deniz suyu partiküllerindeki tuz artık kimyasal olarak bambaşka davranmaya başlıyor. Havanın içindeki tuz ve minareller yüksek sıcaklık ve basınç etkisiyle motorda bulunan metallerle etkileşime girip, farklı elementlere saldırabiliyor. Bildik “paslanmaz” malzemeler bu sıcaklık ve basınçlarda tuza ve minerallere karşı aynı direnci gösteremeyebiliyorlar.  Bunlara karşı birçok noktada ufak ufak bazı önlemler alınır. Bunlar özel bazı malzemelerin ya da kaplamaların kullanılması olabilir.

Türk Donanmasına Ait S-70B Seahawk Helikopteri

Bu bir tecrübe işi. TEI bu konularda belirli bir birikime sahip oldu. Üretilen motorların deniz şartlarına uygun olarak tasarlandığını düşünüyorum.

TS1400 Gökbey Helikopteri için geliştirildi. Motor sonradan askerileştirilecek. Askerileştirilen motorda sivilde beklenmeyen bazı ilave standartların sağlanması, mesela yağsız belirli bir süre çalışabilme gibi özellikler bekleniyor. Motorların en büyük sorunlarından birisi çalışıp, durup kısa süre sonra tekrar çalışma. Motor durduğunda motorun her bölgesi farklı şekilde soğuyabiliyor. Soğuyan/ısınan malzeme ısıl genleşme sebebi ile daralıp genişliyor. Örneğin dönen “rotor” bölümleri içinde döndüğü “casing” ya da sabit parçalardan daha geç ısınıp soğuyabiliyor. Motor çalışırken motorun çeşitli noktalarından değişik sıcaklıklarda ve basınçta hava motorun bazı noktalarında gezdirilerek, bu da gerekirse çeşitli valflerle kontrol edilirken motor kapandığında artık soğuma kontrolünüz dışına çıkıyor. Motor soğurken bir daha çalıştırmaya çalıştığınızda motor parçaları birbirine sürtmeye başlayabiliyor. Bu sorun mesela NH-90 helikopterinde yaşandı. NH-90’ın motoru durduğunda 2 saat bir daha çalıştırılmaması özelliği gözetilerek şartlı olarak kabul edilmişti. Sivil bir motor için bu çok önemli değil, burada uçuşlar ekseriyeten önceden planlı ancak askeri kullanımda böyle bir durum yok.

TEI’nin, TS1400’de ve TS3000 motorlarında yağsız çalışabilme gibi askeri isterler ve deniz ortamında kullanıma yönelik önemlerin alınacağını tahmin ediyorum.

Alman Donanmasına Ait NH-90 Helikopteri
Fotoğraf: http://www.helipress.net/schede-2047-second_nh90_sea_lion_prototype_completes_maiden_flight

3. Soru: Uçak motorları, üretim teknolojileri ve bu alanlarda Türkiye’nin yetenekleri hakkında bilgi verebilir misiniz?

Türkiye enteresan bir yerde ve bu alanlarda artık Türkiye fena bir yerde değil. Şöyle detaylandırmaya çalışayım:

Havacılık alanında sıcak bölgelerde seramik matrisli kompozit teknolojileri gibi bazı yeni alanlar var. Bu alanlarda maalesef Türkiye’de pek çalışma yok. Tek kristal yüksek sıcaklık alaşımları, yönlendirilmiş kristaller vs gibi teknolojilerde ise henüz çok yeniyiz.

Soğuk sektörden örnek verirsek; F-16’larda kullanılan F110 motorunun fan ve kompresör kanatçıkları titanyum ve nikel alaşımlarının dövme metoduyla üretiliyor. Bu teknolojiler de Türkiye’de pek yok. Ben bunu en büyük zaaflarımızdan bir tanesi olarak görüyorum.

F-16’nın F-110 Motoru

Ancak bu eksikliklerinin yanında, bazı teknolojilerde de Türkiye dünyadaki en şanslı ülkelerden biri. Çünkü Türkiye F-35 projesine hazırlanırken, bu projenin ortağı olma vesilesi ile yenilikçi uçak motor üretim teknolojileri konusunda çok büyük kabiliyetler elde etti. TEI nikel alaşımı “blisk” ve “blisk-spool” konusunda dünyadaki gerçekten sayılı üreticilerden biri. Çok özel elektro-kimyasal işlem tezgahları, 5+ eksen freezeler, sürtünme kaynak makinalarına sahip. TEI bu makinaları hali hazırda çok başarılı şekilde kullanıyor ve çeşitli ticari motor programları için bu parça ve altbütünleri ihraç ediyor. Boeing 737, 787, Airbus A-320, A-350 yolcu uçakları için motor parçaları üretiyor.

Alp Havacılık ve Kale Grubu da F-35 projesinde F-135 motorunun fan ve düşük basınç kompresörünün  üretimine yönelik yatırım yaptılar. Bu parçalar TEI’nin Nikel alaşım üretim altyapısından farklı olarak Titanyum “blisk”ler. Tüm bunları birleştirdiğinizde, aslında Türkiye’nin modern ve güncel bir uçak motorunun fan-kompresör kısmını üretecek yeteneği şu anda dahi var. Bunlar yanında yanma odası, her türlü “casing” dediğimiz motor muhafazaları, “stator”, statik parçalar ve  art yakıcı ve dahi hareketli nozul da üretilebilir. Bunlar neredeyse sorunsuz halledilebilecek konular.

F-15 Savaş Uçağının Nozulları
Fotoğrafları: https://nara.getarchive.net/media/us-air-force-usaf-staff-sergeant-ssgt-michael-larson-493rd-fighter-squadron-0ad9c7

Bunlar yanında, sıcak bölgede kullanılan tek kristaller, seramik gereken bazı parçalar, rulmanlar çok kritik sektörler ve bunlar da çok önemli. Mesela havacılık rulmanları çok hassas. Çok dar üretim toleransları ile, seramik ve özel evsaflı çelikler kullanılarak üretiliyorlar. Bu rulmanlara sürekli basınçlı ve tertemiz yağ basılması gerekiyor. Bu yağın sürekli filtrelenmesi ve filtreye takılan bir “çapak” var mı sürekli çeşitli sensörlerle kontrol edilmesi gerekiyor. Bu konularda bazı açıklarımız var.

Özetlemeye çalıştığım gibi uçak motorları alanında Türkiye’nin önemli avantajları da var, eksiği olduğu çok kritik konular da var. Açığımız olan alanlarda 4 bir yandan çalışmalar sürmekte. Mesela süper alaşım döküm projeleri yürütülüyor. Tübitak-MAM’da sadece bu konuda çalışan bir merkez var ve hiçbir donanım eksiklikleri yok.

Bunlardan hareketle; Milli Muharip Uçak’ta yerli motor kullanmak istiyorsak bunun “yapılabilir mi, yapılamaz mı” kısmını geçip artık iş modelini belirlememiz gerekiyor. Milli Muharip Uçakta prototiplerde ve kesin olmasa da ilk faz üretimde F110 motoru kullanılacağı açıklandı. Prototipin motoru belli olduğuna göre uçağın da az çok özellikleri artık donmuş demektir.

Hızlı bir şekilde projenin iş modelini belirleyip, artık karar vermemiz gerekiyor. Motoru Rolls Royce ile mi yapacağız, TEI mi yapacak, TR Motor mu yapacak buna artık karar vermemiz gerekiyor. Korkarım biraz geç kalıyoruz.

Milli Muharip Uçak

4. Soru: TEI Genel Müdürü Prof. Dr. Faruk Akşit görev verilmesi halinde TEI’nin zırhlı araç, tank, tren, gemi motorları üretebileceğini açıklamıştı.

TEI’nin bu alandaki yetenekleri ve Türkiye’de diğer şirketlerin motor çalışmalarına ne şekilde katkı yapabileceği hakkında bilgi verebilir misiniz?

Pistonlu motor konusunda TEI’nin önünde hiçbir engel yok. Gerekli tasarım kitlerine ve teknolojiye sahipler. Kendi turbolarını tasarlayabiliyorlar, bu çok önemli. Kara araç motorları konusunda BMC ve Tümosan da çalışıyor. TÜLOMSAŞ deniz dizel motorları üzerine çalışmaya başlandığını açıklamıştı.

TEI gerektiğinde bu şirketlere destek verecek kadar, belirli bazı altyapıları destekleyebilecek kadar bilgi birikimine sahip.

TÜMOSAN’ın Geliştirdiği Deniz Motoru

BMC yakın zamanda dört yeni motorunu tanıttı; 400, 600, 1.000 ve 1.500 beygirlik motorlar. Bu motorların yayınlanan fotoğraflardan bazılarının kesitlerini ve detaylarını görmek mümkündü. Bildiğimiz ticari, otomobil motorlarından çok farklı, mesela daha ağır motorlar bunlar. Gündelik hayatta gördüğümüz motorlarda kranktan kayışla çevrilen, alternatör, yağ pompası gibi elemanları dişli ile zincir ile tahrik ettiklerini görüyoruz. Bunlar oldukça dayanıklılık, ama ağırlık ve karmaşıklık, maliyet getiren özellikler.

Güncel modern motorlarda, ECU ya da türbin motorlarda FADEC yani tam yetkili dijital kontrol birimi meselesi var. Siz gaza basıyorsunuz, biraz daha güç istiyorum diyorsunuz, geriye kalan tüm hesapları motor kendi içinde yapıyor.

Türbin motorlar için FADEC ihracat kontrolü olan bir alt sistem. Kolayca satın alamazsınız, vermezler, öğretmezler. FADEC’te motorun çalışma mantığının, hemen tüm çalışma karakterinin bir matematiksel bir modeli var. Basit motorlar için bir “mapping” yeterli olabiliyor, ECU bazı sensör parametrelerinin karşılığına denk gelen tablodan değerleri seçip ona göre motoru sürebiliyor. Ama daha sofistike kontrol sistemleri, bir FADEC motorun çalışma karakterine hakim olmak durumunda. Motor konusunda çalışan şirketlere TEI bu konuda yardımcı olabilir.

Genel olarak pistonlu ve yüksek sıkıştırmalı motorların konusunda da TEI oldukça iyi bir yerde.

 

BMC’nin Geliştirdiği Azra Motoru

 

Doğrudan cihazınızda gerçek zamanlı güncellemeleri alın, şimdi abone olun.

Gelecek Mavi Vatan!

Cevap bırakın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.