Jet Uçağı

Jet uçağı nedir?

Bir jet uçağı (veya basitçe jet), jet motorları (jet tahrik sistemi) ile tahrik edilen bir uçaktır (neredeyse daima sabit kanatlı bir uçak).

Pervaneli uçakların motorları, genellikle çok daha düşük hızlarda ve yüksekliklerde maksimum verimlilik elde ederken, jet motorları ve jet uçağı, ses hızına yakın veya hatta ses hızının çok üstündeki hızlarda maksimum verimlilik (belirli etkilere bakın) elde eder. Jet uçakları genellikle 10.000 ila 15.000 metre (33.000-49.000 ft) veya daha yüksek irtifalarda, M 0.8 (609 mph, 981 km / s veya 273 m / s) hızından daha hızlı seyir yapmaktadır.

İngiliz mucit ve RAF subayı olan Frank Whittle, 1928'de jet motoru kavramını geliştirdi ve Almanya'daki Hans von Ohain, 1930'ların başında bağımsız bir şekilde kavramı geliştirdi. Şubat 1936'da Ernst Heinkel'e yazdı. Ernst Heinkel, dünyanın ilk turbo jet uçakları ve Heinkel He 178 jet uçağının yapımcılığını üstlendi. Bununla birlikte Temmuz 1926'da kompresörler ve türbinler konusunda bir makale yayınlayan İngiliz mühendis AA Griffith de ayrıca saygıyı hak ediyor.

Jet uçakların tarihçesi

Güç tahrikli uçuşun ilk örneğinden sonra çok sayıda jet enerji santralleri de önerildi. René Lorin, Morize, Harris bir jet çıkışı oluşturmak için sistemler önerdiler. 1910 yılında Rumen mucid Henri Coandă, pistonlu motor egzoz gazlarını, bir kanalda dönen fan bıçaklarıyla sıkıştırılan saf hava akışına ısı eklemek için bir jet tahrik sistemi üzerine patent başvurusunda bulundu.

Roketle çalışan jet uçakları Almanya'da öncülük ettiler. Roket gücü altındaki ilk uçak 1928'de Lippisch Ente idi. Ente daha önce bir planör olarak uçmuştu. Ertesi yıl, 1929'da Opel RAK.1, uçmak için ilk amacına uygun inşa edilmiş roket uçağı oldu.

"Turbojet", 1930'larda Frank Whittle ve daha sonra Hans von Ohain tarafından bağımsız olarak keşfedildi. Uçan için ilk turbojet uçaklar 27 Ağustos 1939 tarihinde Almanya Hava Kuvvetleri'nin (Rostock) Almanya'daki Hava Kuvvetleri Komutanlığı'ndaki ilk prototipi  Heinkel He 178 V1 olan uçaklardı.

İlk jet uçağı

Popüler olan dikkat çeken Jet motorlu uçakların  ilk uçuşu, 27 Ağustos 1940'da uçan İtalyan Caproni Campini N.1 motorjet prototipiydi. O zaman Uluslar arası Aéronautique Internationale tarafından tanınan ilk jet uçağıydı (Alman He 178 programı hala gizli tutuluyordu). Campini, 1932'de motorjet önerisinde bulunmuştu.

Sir Frank Whittle'ın turbojeti tarafından itilen, İngiliz deneysel Gloster E.28 / 39, ilk defa 15 Mayıs 1941'de uçtu. Birleşik Devletler, 1 Ekim 1942'de uçan General Electric tarafından üretilen Whittle motorunun iki versiyonunu kullanarak Bell XP-59A'yı üretti.  Me 262'den birkaç ay önce üretime giren ilk üretim jeti olan Meteor, Projekt 1065 olarak savaş başlamadan önce geliştirilmeye başlanmıştı.

Birinci operasyonel jet savaşçısı, II. Dünya Savaşı sırasında Almanya tarafından yapılan Messerschmitt Me 262 idi; 19 Nisan 1944'te Augsburg'un hemen güneyinde yer alan Lechfeld'de Erprobungskommando 262 ile hizmete girdi. İkinci Dünya Savaşı'nın en hızlı geleneksel uçağıydı, ancak roketle çalışan Messerschmitt Me 163 Komet gibi geleneksel olmayan yöntemlerle çalışan daha hızlı uçaklar da vardı.

Messerschmitt Me 262 ilk önce Nisan 1939'da Dr. Waldemar Voigt'ın tasarım ekibi tarafından hazırlanan ilk planlarla birlikte 18 Nisan 1941'de uçtu, ancak seri üretim 1944 yılının başlarına kadar başlamadı, ilk filo o yıl faaliyete geçti, savaşın sonuçlarında kararlı bir etki için çok geçti. 1944 yılının ortasında İngiltere'nin Gloster Meteor, İngiltere'yi V-1 uçan bombaya karşı ve daha sonra da savaşın son aylarında Avrupa üzerinden yapılan kara saldırılarına karşı savunmaya kararlıydı - kendisi de pulse jet ile çalışan bir uçaktı ve cruise füzesinin direkt atasıdır. 1944'de Almanya, Arado Ar 234 jet keşif ve bombardıman uçağını temel olarak eski rolünde kullanmasına rağmen, Heinkel He 162 Spatz tek jet hafif savaş uçağının  başlamasıyla birlikte hizmete girdi. SSCB, 1942'de kendi Bereznyak-Isayev BI-1'ini test etti ancak proje 1945'te Joseph Stalin tarafından çöpe atıldı. Japon İmparatorluk Deniz Kuvvetleri, 1945 yılında, Me 262'nin katlanan kanatları da olan hafifçe daha küçük versiyonu olan Nakajima J9Y Kikka'nın da dahil olduğu jet uçakları geliştirdi. 1945 yılı sonunda ABD, bir sonraki jet avcısı Lockheed P-80 Çekim Yıldızı'nı hizmete açmış ve İngiltere'yi de ikinci savaş tasarımcısı olan Havilland Vampir'i ile tanıştırmıştı.

ABD, ilk jet bombardıman uçağı Kuzey Amerika B-45 Tornado'yu 1948'de hizmete sokmuştur. Nükleer silah taşıyabilme kapasitesine sahip olmasına rağmen, Kore üzerinde keşif yapmak için kullanılmıştır.

8 Kasım 1950'de Kore Savaşı sırasında Birleşik Devletler Hava Kuvvetleri Binbaşı Russell J. Brown, F-80'de uçarak Yalu Nehri yakınlarındaki iki Kuzey Koreli MiG-15'i yakaladı ve tarihteki ilk jet uçağı it dalaşında onları vurdu.

İngiltere, İngiliz Electric Canberra'yı 1951'de hafif bombardıman uçağı olarak görevlendirdi. Herhangi bir önleme uçağından daha yüksek ve daha hızlı uçmak için tasarlanmıştı.

BOAC, Londra'dan Johannesburg'a, 1952'de Havilland Comet jetlineri ile birlikte ilk ticari jet hizmetini gerçekleştirdi. Bu son derece yenilikçi uçak, pervaneli uçaklardan çok daha hızlı ve daha yüksek bir seviyeye çıktı, daha sessiz ve pürüzsüzdü ve gizli jet motorları içeren şık harmanlanmış kanatlara sahipti. Bununla birlikte, bir tasarım hatası ve alüminyum alaşımlarının kullanımı nedeniyle, uçak birkaç çarpışmaya yol açan ve geri dönüşü olmayan metal yorgunluğuna uğradı.

Çarpışmaların seri hale gelmesi, Boeing 707'nin 1958'de hizmete girmesi için zaman tanıdı ve sivil uçaklar için pazarın hakimi haline geldi. Asılı motorların, herhangi bir itici sızıntının ortaya çıkması durumuna karşılık daha avantajlı olduğu bulundu ve 707, Comet'ten oldukça farklı görünüyordu: 707, çağdaş uçaklarınkiyle aynı olan ve bugün de hala belirgin ortaklık gösteren bir şekle sahiptir. 737 (gövde) ve A340 (tek güverte, süpürme kanadı, dört kanat-altı motor) örneği.

Turbofan uçakları, 1950'lerde ve 1960'larda hizmete girmeye başladı ve yakıt verimliliği çok daha yüksekti ve bugün yaygın olarak kullanılan jet türü budur.

Tu-144 süpersonik taşıma, Mach 2.35 (1.555 mph, 2.503 km / saat) hızındaki en hızlı ticari jet uçaktı. 1975 yılında hizmete girdi, ancak kısa sürede uçmayı bıraktı. Mach 2 Concorde uçakları 1976'da hizmete girdi ve 27 yıl uçtu.

En hızlı askeri jet uçağı, Mach 3.35 (2,275 mph, 3,661 km / s) ile SR-71 Blackbird idi.

Diğer jet türleri

Çoğu kimse, gaz türbini esaslı hava solumalı jet motorlarını ifade etmek için 'jet uçakları' terimini kullanır, ancak roketler ve scramjetler de jet ile tahriki ile çalışmaktadır.

Cruise füzeleri, tek kullanımlık insansız jet uçakları olup, ağırlıklı olarak ramjetler veya turbojetler veya bazen turbofanlar tarafından çalıştırılmaktadır, ancak genellikle ilk hareket için roket tahrik sistemine sahiptirler.

En hızlı hava soluyan jet uçağı Mach 9-10 civarında insansız X-43 scramjet'tir.

En hızlı insanlı hava aracı (roket) Mach 6.85 ile X-15'tir.

X-43 veya X-15'e göre çok daha hızlı olan Space Shuttle, havadan ziyade roket itişi ile birlikte balistik olarak taşındığı için atmosferden çıkışı sırasında bir uçak olarak görülmedi. Atmosfere yeniden girişi sırasında güçsüz bir uçak olarak sınıflandırıldı (bir planör gibi). İlk uçuş 1981'de gerçekleşti.

Aerodinamik

İşleyiş şekilleri nedeniyle, jet motorlarının tipik egzoz hızı transonik veya daha hızlıdır, bu nedenle çoğu jet uçağı, yüksek hızlarda, süpersonik ya da ses hızının hemen altındaki hızlarla uçmak zorundadır ("transonik"), ancak böylece uçuş verimli hale gelir. Aerodinamik bu nedenle önemli bir husustur.

Jet uçakları genelde, uçağın burun üzerindeki herhangi bir noktasındaki çapraz kesit alanının, bir Sears-Haack gövdesinin kesitiyle aynı olması gerektiğini belirten Whitcomb alan kuralı kullanılarak tasarlanmıştır. Bu özellikteki bir şekil, enerjiyi kaybedecek şok dalgaları üretimini en aza indirir.

Jet motorları

Jet motorları birçok ana tipte bulunur:

• Turbojet
  
• Turbofan (düşük bypass tipi turbofan ve yüksek bypass tipi turbofan olmak üzere iki ana biçimdedir) 
  
• roket 
  

Farklı türler farklı amaçlar için kullanılır.

Roketler en eski tiplerdir ve esasen son derece yüksek hızlara veya son derece yüksek irtifalara ihtiyaç duyulduklarında kullanılırlar. Aşırı ve tipik olarak hipersonik olan egzoz hızı ve oksitleyicinin gövdede taşınması gerekliliği nedeniyle, itici gazları çok hızlı tüketirler. Bu nedenle, rutin taşımacılık için elverişli değildirler.

Turbojetler en eski ikinci tiptir; Yüksek, genellikle süpersonik, olan egzoz hızına ve düşük ön kesite sahiptirler ve bu nedenle, genellikle yüksek hızlı, genellikle süpersonik uçuş için uygundur. Bir zamanlar yaygın olarak kullanılmasına rağmen, subsonik uçuş için turboprop ve turbofanlara kıyasla nispeten verimsizdirler. Turbojetleri kullanan son büyük uçak Concorde ve Tu-144 süpersonik taşımalardı.

Düşük bypass tipi turbofanlar, turbojetlerden daha düşük bir egzoz hızına sahiptir. Çoğunlukla yüksek sonik, transonic ve düşük süpersonik hızlar için kullanılırlar. Yüksek bypass tipi turbofanlar, subsonik uçaklarda kullanılır ve oldukça verimli olup, uçaklar için yaygın olarak kullanılmaktadır.

Jetlerde itme gücü verimliliği

Bir aracın iticisinde bulunan enerjinin, hava sürtünmesi, yer çekimi ve ivme nedeniyle oluşabilecek kayıpların yerini almak üzere yararlı enerjiye dönüştürülmesiyle elde edilen yüzde verimliliktir. Ayrıca, uçağı itmek için kullanılan mekanik enerjinin oranı olarak da belirtilebilir. Egzozda kinetik enerji kaybı ve pervane, jet egzozu veya fan olmasına bakılmaksızın tahrik mekanizmasının ideal olmayan verimliliği nedeniyle her zaman %100'ün altındadır. Buna ek olarak, itici verimlilik, hava yoğunluğuna ve hava hızına büyük ölçüde bağlıdır.