BYPASS ORANI NEDİR?
Motor yıkama dediğimizde motorun dış temizliğinden değil, motorun içinin yani core engine kısmının yıkanmasından bahsedeceğiz. Motor kaportalarının (cowlings) ve dış yüzeylerinin (casings) temizliği tamamıyla farklı bir mevzudur. Core engine kısmı düşük basınç kompresörü LPC (low pressure compressor), yüksek basınç kompresörü HPC (high pressure compressor), yanma odası (combustion chamber), yüksek ve alçak basınç türbinlerinden (HPT and LPT) oluşur. Motor yıkama işleminde asıl maksat kompresör kısmının temizlenmesidir.
Turbofan motorlarda iki temel hava akışı vardır. Bu hava akışları primary ve secondary olarak isimlendirilir. Elbetteki bu iki büyük hava akışı haricinde motor dahilinde soğutma, basınçlandırma ve muscle pressure olarak kullanılan hava akışları da vardır. Fakat bunların debisi primary ve secondary hava akışlarına nazaran çok düşük olduğundan ayrıca sınıflandırılmaktadır.
Motora giren hava, fan kademesinden sonra ‘splitter’ diye isimlendirilen noktada ikiye ayrılır. Havanın bir kısmı motorun iç kısmından düşük basınç kompresörü, yüksek basınç kompresörü yanma odası ve egzoz kısmından akarak atmosfere ulaşır. Motorun core kısmından akan bu havaya primary airflow denilir. Primary airflow tabiri yerine, core air flow veya cold stream tabirleri de kullanılmaktadır.
Fan kademesinden sonra motorun core kısmına girmeyen ve çıkış kılavuz kanatçıkları (outlet guide vanes) vasıtasıyla yönlendirilen hava akışı da, fan duct aracılığı ile atmosfere ulaşır. Fan ducttan akan bu hava akışına secondary airflow denilir. Secondary airflow tabiri yerine fan airflow, bypass air veya cold stream de denilir.
Motorun fan kısmından akan havanın, core kısmından akan havaya oranına Bypass oranı denilir. Aynı tanımı secondary airflow’un primary airflow’a oranı şeklinde de ifade edebiliriz. Fandan geçen hava denildiğinde aklımıza miktar olarak hava gelmelidir. Örneğin 5:1 by-pass oranı dediğimizde; 5 birim hava fandan akarken 1 birim hava core’dan akmaktadır. Burada birimden kast edilen havanın ağırlık olarak miktarıdır.(mass flow rate).
Motorlar bypass oranlarına göre low bypass, medi-um bypass, high bypass ve ultra high bypass olarak sınıflandırılabilmektedir,
Bypass oranı 2:1’den düşük ise bu tip motorlar low bypass olarak isimlendirilir.
2:1 ile 4:1 arası bypass oranlı motorlar medium bypass olarak isimlendirilir.
Bypass oranı 4:1’den büyük ise bu tip motorlar high bypass olarak isimlendirilir.
Bypass oranı 9:1 ile 15:1 arası olanlar ultra high bypass olarak isimlendirilir.
(Yukarıda açıklanan bypass oranlarından çok daha fazlasına sahip olan ‘unducted fan engine’ veya prop-fan diye bilenen motorlar ayrı bir konu olarak daha sonraki yazılarda açıklanacaktır.)
Motorun Core kısmından atılan havanın hızı yüksektir ve eksoz gürültüsüne sebep olur. Fan kısmından atılan havanın hızı ise düşüktür. Turbofan motorlarda üretilen thrust’ın büyük bir kısmını motorun fan kısmı sağlamaktadır. Yüksek bypass’lı bir motorda bu oran yüzde 80’ler civarındadır. Geri kalan yüzde 20’lik kısmı core kısmı üretir. Bypass oranının artması yakıt sarfiyatı ve egzoz gürültüsünün azalmasını sağladığından ticari havacılıkta yüksek bypass’lı motorlar tercih edilmektedir. Düşük bypass’lı motorlar ise askeri havacılık ve iş jetlerinde kullanılmaktadır.
Günümüz ticari havacılığında yüksek bypass’lı motorlar kullanıldığını daha önce ifade etmiştik. En çok kullanılan bypass oranları 5:1 civarlarında olmasına rağmen bazı motorlarda (örneğin B777’de kullanılan GE90-115) 9:1’lere kadar çıkmaktadır. Yeni nesil motorlarda bu oran çok daha fazla arttırılmıştır. Örneğin Airbus A350 için üretilen RR TRENTXWB motorunda 9.6:1, Boeing 787 için üretilen RR TRENT1000 motorunda 10:1, Airbus NEO için üretilen PW 1100G motorunda bu oran 12:1’e çıkmaktadır. Aynı uçak için CFM’nin ürettiği ‘CFM LEAP’ motorunda da yaklaşık aynı bypass oranı sunulmaktadır.
Yüksek thrust’lı high bypass motorlarda, motordan geçen hava akımını arttırmak için kullanılan fan çapı ortalama bir uçak gövde çapına kadar çıkabilmektedir. Örneğin B777 uçağında kullanılan GE90-115 motorunun fan çapı B737-800 uçağının gövde çapı kadardır. Çok miktarda hava akımını sağlayan fan blade’lerinin her birisi de yaklaşık olarak 90 ton yükü taşımaktadır.