Yakıt sarfiyatı bakımından General Electric’in şimdiye kadar geliştirdiği en tasarruflu motor olan GE9X, bir önceki versiyonu olan GE90-115B’ye göre yüzde 10 daha tasarrufludur. Yapılan testlerde 134.000 libre thrust üreterek dünya rekoru kırmış ve guinness rekorlar kitabına girmiştir.
Bu yazımızda Boeing 777X uçağı için geliştirilen GE9X motorundan bahsedeceğiz. GE9X’in General Electric firmasının şimdiye kadar ürettiği yakıt tasarrufu bakımından en ekonomik jet motoru olacağı söylenmektedir. GE90-115B ile aynı dünya standartlarında güvenilirliği sunacak olan motor, öngörülen standartların çok altında gürültü ve NOx emisyonları olacağından aynı zamanda çevreci bir motordur. (GE’nin en yeni ecomaginationSM nitelikli ürünlerinden biri olacak).
Bu motor GE90 motorunun geliştirilmiş hali olduğundan öncelikle GE90 motorunu kısaca hatırlatmakta fayda var. GE90 motoru 1995 yılında ve ilk olarak 74.000 ile 94.000 lbs arası thrust üretecek şekilde üretilmiştir. Daha sonraki versiyonu 2002 yılında 127.900 lbs thrust üreterek rekor kırmıştır. Sertifiye edilen değer 115.000 lbs’dir. Halen sertifiye edilmiş en yüksek thrust üreten motor unvanını elinde bulundurmaktadır. GE90 motoru ‘triple red-line’da 60 saat çalıştırılarak güvenilirliğini ispatlamış bir motordur (Triple red-line: maximum fan speed, maximum core speed and maximum exhaust gas temperature). Bir diğer önemli özelliği de kompozit fan blade kullanan ilk motor olmasıdır. GE90’ın motor çapı yaklaşık olarak Boeing 737-800 uçağının gövde çapı kadardır. GE90’ın bypass oranı 9:1’dir. GE9X’ in Bypass oranı konusunda net bir bilgi olmamakla beraber yaklaşık olarak 10:1 olacağı belirtilmektedir.
GE9X ticari havacılıkta dünyanın en büyük motoru olarak tanımlanmaktadır. Fan çapı 134.5 inç’tir. NBA yıldızı Shaquille O’Neal omuzuna Kobe Bryant’ı alsa, yine de motorun içinde rahatlıkla ayakta durabilir. Bu kadar büyük çapta olan fan case kompozitten imal edilmiştir. Fan bladeler de kompozittir. Dördüncü nesil kompozit fan blade motor servise girdiğinde 100 milyon uçuş saatini aşmış olacaktır. GE firması dördüncü nesil fan blade kullanmasına rağmen, halen kompozit fan blade kullanan başka firma bulunmadığından GE firması tektir. (CFM LEAP motoru da kompozit fan blade kullanıyor olsa da zaten CFM, GE firmasının, Fransız Snecma ile ortaklığıdır.) GE firması yeni nesil motorlarında VBV (Variable Bleed Valve) sistemini, motor içine giren partiküllerin dışarı atılmasını kolaylaştıracak şekilde dizayn etmiş ve ismine de ‘Debris rejection system’ demiştir. Motorun core kısmını koruyan bu sistem GE9X motorunda da mevcuttur. LPC (Low Pressure Compressor) 3 kademe ve HPC (High Pressure Compressor) 11 kademedir. HPC’nin ilk 5 kademesi ‘blisk’dir (bladed disk yani bladeler disk ile yekpare) ve 3 boyutlu aerodinamik tasarım neticesinde verimi çok yüksektir. Kompresör (HPC) sıkıştırma oranı 27:1 ve toplam sıkıştırma oranı (Overall pressure ratio) 60:1’dir. Havacılık tarihinde bugüne kadar ulaşılmış en yüksek sıkıştırma oranıdır.
GE9X’ in yanma odası üçüncü jenerasyon fakir karışım (lean burn) (TAPS III) teknolojisi kullanmaktadır. Bilindiği gibi lean burn de, hava/yakıt oranı ideal karışım oranından daha fazladır. Bu hem yakıt ekonomisi sağlarken hem de emisyon oranlarının aşağı çekilmesine yardım etmektedir. Yaklaşık yüzde 30 CAEP/8 standardı NOx marjı sağlamaktadır. Kısaca CAEP hakkında bilgi vermek gerekirse; CAEP ICAO nun 1983 yılında Committee on Aircraft Noise (CAN 1970 yılında kurulmuş) ve Committee on Aircraft Engine Emissions (CAEE 1977 yılında kurulmuş) birleştirmesi ile oluşturulmuştur. CAEP’nin açılımı Committee on Aviation Environmental Protection’dır. Konu hakkında ICAO’nun internet sitesinden teferruatlı malumat alabilirsiniz.
Yanma odası ve yüksek basınç türbininde (HPT) seramik matriks kompozit (CMC ceramic matrix composite) kullanılmıştır. GE9X, GE motorları içerisinde seramik matriks kompozitlerin en yaygın kullanıldığı motordur. Yanma odası inner ve outer liner’lar, HPT 1’inci kademe shroud’ları ve birinci ve ikinci kademe HPT nozzle’ları CMC ile üretilmiştir. Bu malzeme sayesinde metal emsallerine göre 2 kat fazla dayanıklılık sağlanırken ağırlıkta da önemli ölçüde azalma sağlanmıştır. CMC malzemelerin, metal emsallerine göre yüzde 20 daha az soğutma ihtiyacı olduğundan, verim artışına katkısı büyüktür. Ağırlıktaki azalma yaklaşık 3‘te 1’e ulaşmaktadır. Kompresör ve türbin kısımlarında bazı parçalar toz metalurjisi (Powdered alloy material) yöntemiyle üretilmiştir (Metal tozlarının kalıplar ve presler yardımıyla şekillendirilip sinterlenmesiyle yapılan mekanik parça üretim işlemine toz metalürjisi yöntemi denilmektedir). Pek çok parça da üç boyutlu (3D) baskı yöntemi ile üretilmiştir. 3B baskı teknolojisi ile geleneksel yöntemlerle üretilmesi mümkün olmayan parçalar üretilebilmektedir.
Yeni geliştirilen düşük basınç türbininde (LPT) de titanyum aluminid (TiAL titanium aluminide) malzeme kullanılmıştır. TiAL malzeme, nikel alaşımı olan klasik parçalara göre daha sağlam, dayanıklı ve hafiftir. GE9X’in LPT’si şimdiye kadar yapılmış en büyük ve en verimli LPT’dir. LPT, en yeni ve test edilmiş malzemelerden üretilmiş, tekrar düzeltmeler yapılmış ve tekrar test edilmiş prosesler neticesinde yapılmıştır.
Yukarıda da vurguladığım gibi GE9X, yakıt sarfiyatı bakımından GE’nin şimdiye kadar yaptığı en tasarruflu motorudur. Bir önceki versiyonu olan GE90-115B ye göre yüzde 10 daha tasarrufludur. En yüksek thrustı üreten motor ünvanına sahip olacak olan bu motor geçtiğimiz günlerde yapılan bir testte 134.000 libre thrust üreterek dünya rekoru kırmış ve guinness rekorlar kitabına girmiştir. GE9X, ürettiği bu kadar çok thrust’a rağmen aynı zamanda, GE tarafından şimdiye kadar üretilen en sessiz motordur (stage 5 marjininden düşük).
GE9X motor programına, GE firmasının partneri olarak, IHI Corporation (Japon), Safran Aircraft Engines (Fransız), Safran Aero Boosters and MTU Aero Engines AG (Alman) firmaları katılmaktadır.