Giriş

Genel havacılık faaliyetleri dünyanın her yerinde çok çeşitli hava araçları ile gerçekleştirilmektedir. Bu hava araçlarının bazıları motorlu, bazılarıysa motorsuz olarak kullanılmaktadır. Motorlu hava araçlarının havada tutunması ya da hava içinde hareket ederek uçabilmesi için gerekli olan çekme veya itki kuvveti, motorlar tarafından sağlanmaktadır. Farklı amaçlar için kullanılan motorlu hava araçlarında farklı tipte motorlar bulunmaktadır. Hava araçlarında kullanılan motorların tipi, boyutları, sayısı; hava aracının tasarımına, amacına (yani yük ve/veya yolcu taşıyıp taşımamasına) ayrıca; istenen güç, performans özellikleri, hangi irtifa ve hızda uçulacağı gibi parametrelere göre değişmektedir.

Hava Araçlarında Kullanılan Motorlar ve İşlevleri

Bir enerji türünü mekanik enerjiye dönüştüren makineler genel olarak motor şeklinde adlandırılmaktadır. Kullanılan enerji kaynağına göre motorlar; ısı motorları, elektrik motorları, hidrolik motorlar, pnömatik motorlar gibi farklı şekillerde adlandırılmaktadır. Bu motorların tümünde bir enerji dönüşümü sonucunda iş elde etme amacıyla bir mekanik enerji üretilmektedir.

Isı motorlarında, uygun bir yakıtın hava ile karıştırılarak yakılmasıyla elde edilen ısı enerjisi; elektrik motorlarında ise bir elektrik kaynağından sağlanan elektrik enerjisi kullanılarak mekanik enerji elde edilmektedir. Elde edilen mekanik enerji, çeşitli amaçlar doğrultusunda faydalı iş üretmek için kullanılmaktadır. Kitabımız Resim 6.1’de içten yanmalı ısı motoru ve elektrik motoru gösterilmektedir.

Genel havacılıktaki uçuş tür, gereksinim ve alanlarındaki büyük çeşitlilik nedeniyle burada kullanılan motor türleri de çeşitlilik göstermektedir. Temelde bu motorları “ısı motorları” ve “elektrik motorları” şeklinde iki ana kategoriye ayırabiliriz.

Hava araçlarında, enerji kaynağının taşınmasının mevcut teknolojiye göre daha kolay olmasından dolayı daha ziyade pistonlu motorlar ve gaz türbinli motorların oluşturduğu içten yanmalı ısı motorları kullanılır. Bunun en temel nedeni, içten yanmalı ısı motorlarından elde edilen mekanik enerjinin mevcut teknolojili elektrik motorlarından elde edilen güce göre daha büyük olmasıdır. Fakat gelişen teknolojiye bağlı olarak elektrik motorları da geliştirilmekte, kullanımları da zamanla artmaktadır. Genel havacılık hava araçlarında kullanılan ısı ve elektrik motorları kendi içlerinde alt sınıflandırmalara ayrılmaktadır. Bu sınıflandırma için kitabımız Tablo 6.1 incelenmelidir. Bu tablodan da anlaşılacağı üzere içten yanmalı ısı motorları “pistonlu” ve “gaz türbinli” olarak sınıflandırılırken elektrik motorları ise doğru akım (DC), alternatif akım (AC), ve her akım türü için “fırçalı motor” ve “fırçasız motor” olarak sınıflandırılmaktadır. Gaz türbinli motorların alt sınıflandırmalarına bağlı olarak da turbojet, turboprop, turboşaft ve turbofan motorlu uçak şeklinde daha ayrıntılısını andırmalar da yapılabilir. Motor sayısına göre ise bir uçak; tek motorlu uçak veya çok motorlu uçak şeklinde tanımlanabilir.

Motorlar kullanıldıkları hava aracının tipine ve özelliklerine bağlı olarak hava aracının yapısında farklı yerlere yerleştirilmektedirler. Örneğin; uçak ve helikopterde bu işlevler farklı olduğundan, motor yerleşimleri farklı olmaktadır. Kitabımız Resim 6.2 (a)’da gösterilen tek motorlu bir uçakta pistonlu motor, uçak gövde yapısının ön tarafına, burun kısmına yerleştirilmiştir. Resim 6.2 (b)’de gösterilen iki motorlu bir uçakta ise, iki adet turboprop motor uçağın kanatlarına simetrik olarak yerleştirilmiştir. Uçak üzerinde farklı yerlere yerleştirilen motorlar Resim 6.3’de gösterilmektedir. Resim 6.3 (a)’da iki adet gaz türbinli motor, uçak gövde yapısının arka tarafına simetrik olarak yerleştirilmiştir. Resim 6.3 (b)’de ise, iki adet gaz türbinli motor uçağın kanatlarına simetrik olarak, üçüncü gaz türbinli motor ise uçağın kuyruk kısmına yerleştirilmiştir.

Uçaklardan farklı olarak, helikopter ve döner kanat model uçak gibi hava araçlarında ise, motorlar gövde yapısının üst kısmına yerleştirilmektedir. Microlight, ultralight ve paramotor gibi hava araçlarında ise, motorlar pilotun arka kısmındaki bir yerde bulunmaktadır. Bir helikopter ve microlight üzerindeki motor yerleşimleri kitabımızda Resim 6.4 (a) ve (b)’de gösterilmektedir. Sonuç olarak, hava araçlarında kullanılacak olan motorların tipleri, sayıları ve yerleştirildikleri yerler hava araçlarının tasarım özelliklerine bağlı olmaktadır.

Uçak motorlarının iki temel işlevi bulunmaktadır. Bir uçağın uçabilmesi için yerçekimi kuvvetinin kanatlardan elde edilen taşıma kuvveti ile yenilmesi, sürükleme kuvvetinin ise motor tarafından üretilen çekme veya itki kuvveti ile yenilmesi gerekmektedir. Bu amaçla ilk işlev, kalkış esnasında yer sürtünmesi ile havanın yarattığı aerodinamik sürüklemenin yenilerek uçağın hızlandırılmasıdır. Diğer işlev ise; uçağın öngörülen hızlarda uçuşu sırasında oluşan sürükleme kuvvetine eşit bir çekme veya itki kuvvetinin üretilmesidir. Bu çekme veya itki kuvvetinin üretilmesi pistonlu, gaz türbinli ve elektrik motorlarıyla gerçekleştirilmekte, fakat üretiliş şekilleri farklılık göstermektedir. Motorların uçaklarda gerçekleştirdiği bu iki temel işlev, genel havacılık hava araçlarından microlight, ultralight ve bazı model uçaklardaki motorlarla benzer yapıdadır. Helikopterlerde ise motorlar dikey pervane dönmesini sağlar.

Hava aracı tipine yönelik motor tasarımı ile ilgili kesin kurallar yoktur. Aracın tipine göre motordan beklenen performansı hangi tip motorun vereceği göz önünde bulundurularak tercih yapılmalıdır.

Hava Araçlarında Kullanılan Isı Motorları ve Çalışma Prensipleri

Pistonlu Motorlar

Ucuz olmaları ve bakım kolaylığı gibi nedenlerle genel havacılıkta en çok kullanılan motor tipidir. Bu motor tipinde bir ya da daha fazla piston bulunabilir. Kitabımız Resim 6.6 (a)’da gösterilen pervane takılı pistonlu motor örneği karşılıklı silindir düzenlemesine sahiptir. Karşılıklı silindir yerleşimi, pistonlu motorların sınıflandırılmasında kullanılan kriterlerden birisidir. Bu pistonlu motorun Resim 6.6 (b)’de gösterilen en temel parçalarının yanı sıra farklı birçok parçası bulunmaktadır. Pistonlu motorlarda ısı enerjisinden mekanik enerji elde edilmesinde kullanılan en temel parçalar; silindir, piston, piston kolu ve krank mili şeklinde sıralanabilir. Pistonlu motorlarda ısı enerjisinden mekanik enerji elde edilmesi; hava-yakıt karışımının bir silindir içinde yanması sonucunda genleşen gazların bu pistonu silindir içinde doğrusal olarak hareket ettirmesiyle sağlanmaktadır. Mekanizmanın basit bir şeması kitabımız Şekil 6.1’de gösterilmektedir. Yanma sonucunda silindir içinde pistonun üst kısmında genleşen gazların oluşturduğu kuvvet, pistonu şekildeki gibi aşağı yönde hareket ettirmekte, bu kuvvet piston kolu vasıtasıyla krank miline iletilmektedir. Krank mili kendisine iletilen doğrusal yöndeki kuvveti dönme hareketine çevirerek bir pervaneye iletmektedir. Dönen pervane havayı hareket ettirerek uçağın uçması için gereken çekme kuvvetini meydana getirmektedir.

Pistonlu motorlarda emme, sıkıştırma, ateşleme, yanma ve egzoz safhaları pistonun silindir içerisinde hareket ettiği pozisyonlara bağlı olarak sırasıyla ve belirli zamanlarda meydana gelmektedir. Emme, sıkıştırma, ateşleme, yanma ve egzoz şeklindeki beş olay pistonlu motorlarda dört zamanda veya iki zamanda meydana gelmektedir. Bu beş olayın dört zamanda meydana geldiği motorlar dört zamanlı, iki zamanda meydana geldiği motorlar iki zamanlı pistonlu motorlar şeklinde adlandırılmaktadır. Gerçekleşen dört zaman çevrimi süresince pistonlar belirli mesafelerde aşağı, yukarı yönde hareket etmekte ve pistonların doğrusal hareketlerinin iletildiği krank mili, iki devir yaparak dönmektedir. Dört zamanlı bir pistonlu motorun çalışması sırasında meydana gelen dört zaman ve beş olay kitabımız Şekil 6.2’de şematik gösterilmektedir.

Dört zamanlı çevrimin ilk aşaması olan emme zamanında piston aşağı yönde hareket ederken, yakıt belli bir oranda hava ile karıştırılarak silindirin içine emme valfi olarak adlandırılan bir valf ile gönderilmektedir (Şekil 6.2 (a)). Bu sırada egzoz valfi kapalı pozisyondadır. Sıkıştırma zamanında emme valfi de kapanmakta ve piston yukarı doğru hareket etmektedir (Şekil 6.2 (b)). Pistonun yukarı yönde hareket etmesi ile beraber hava-yakıt karışımı piston tarafından sıkıştırılarak basıncı arttırılmaktadır. Pistonun yukarı yöndeki hareketini tamamlamasından hemen önce bazı yakıt türleri için bir buji tarafından ateşleme olayı gerçekleştirilir. Ateşleme olayı bu yakıtlarda bujiler ile gerçekleştirildiği gibi, diğer yakıt türleri için bujiler olmaksızın sıkıştırılma sonucunda ortam basıncının yüksek değerlere arttırılması ile kendiliğinden de gerçekleştirilebilmektedir. Ateşleme için bujilerin kullanıldığı motorlar kıvılcım ateşlemeli pistonlu motorlar (Otto çevrimi), sıkıştırmanın kullanıldığı motorlar ise (Diesel çevrimi) sıkıştırma ateşlemeli pistonlu motorlar şeklinde adlandırılmaktadır.

Ateşleme zamanının hemen ardından yanma zamanı meydana gelmektedir. Yanma zamanında; meydana gelen ateşleme olayı ile hava-yakıt karışımı yanmaya başlamakta, ısı enerjisi üretilmektedir. Ortaya çıkan ısı enerjisi ile yanmış ve yanmamış hava genleşmeye başlamakta ve pistonu aşağıya doğru hareket ettirmektedir (Şekil 6.2 (c)). Pistonun yukarı yönde harekete başlamasından önce egzoz valfi şeklinde adlandırılan bir valf açılmakta, pistonun yukarı yönde hareketiyle de silindir içindeki yanmış ve yanmamış gazlar motor dışına, atmosfere gönderilmektedir (Şekil 6.2 (d)).

İki zamanlı pistonlu motorlarda ise, bahsedilen beş olay, dört zamanlı pistonlu motorlardan farklı olarak pistonun doğrusal olarak hareket ettiği toplam iki zamanda meydana gelmektedir (Şekil 6.3). İki zamanlı pistonlu motorların verimleri dört zamanlı pistonlu motorlara göre daha düşüktür. Bunun nedeni pistonun aşağı yöndeki hareketi sırasında; karter içindeki hava–yakıt karışımının piston içine alınırken, yanmış gazların egzoz valfinden hemen hemen aynı zamanlarda dışarı atılmasıdır. Yanmış egzoz gazları dışarı atılırken, bir miktar hava-yakıt karışımı da egzoz gazları ile dışarı atıldığından verim azalmaktadır. Fakat bu motorlar daha hafif, ucuz ve basit olduklarından tercih edilebilmektedir.

Pistonlu Motorların Sınıflandırılması

Söz konusu sınıflandırma, zamanlama, ateşleme sistemlerine, hava-yakıt karışım sistemlerine, yakıt tiplerine, hava emme, soğutma sistemlerine ve silindir düzenlemelerine göre yapılır. Genel havacılık hava araçlarında kullanılan pistonlu motorların sınıflandırılması detaylı şekilde kitabımız Tablo 6.2’de gösterilmektedir. Bu sınıflandırmalar arasında en yaygın kullanılanı pistonlu motorlardaki silindirlerin krank mili etrafındaki dizilişlerine göre yapılan sınıflandırmadır.

Silindir düzenlemelerine göre pistonlu motorlar en genel anlamda tek silindirli, sıralı tip, V, W tipi, karşı silindirli, radyal tip şeklinde sınıflandırılabilir. Resim 6.8’de karşı silindirli ve radyal tip pistonlu motorlar gösterilmektedir.

Gaz Türbinli Motorlar

Genel havacılıkta sıklıkla kullanılan bir diğer ısı tipi motor da gaz türbinli motordur. Pistonlu motorlar küçük uçaklarda ve daha düşük irtifa ve uçuş hızlarında; gaz türbinli motorlar ise daha büyük uçaklarda, daha yüksek irtifa ve uçuş hızlarında kullanılmaktadır. Bu motor tipinde de hava-yakıt karışımının yanmasıyla ısı enerjisi elde edilir. Yanmayla elde edilen ısı enerjisi, motor içine alınan havanın hızlandırılarak istenen hareket yönünün tersi yönünde dışarı atılması için kullanılmaktadır. Bu olay, jet itkisi veya tepkisi şeklinde adlandırılmaktadır. Bu etki Şekil 6.4’te gösterilen bir örnek ile anlaşılabilir. Şekil 6.4 (a)’da hava ile şişirilmiş ağzı kapalı bir balon görülmektedir. Balonun ağzı açıldığında, balonun içindeki basınçlı hava açılan ağız kısmından hızlı bir şekilde dışarı çıkacak; balon ise Şekil 6.4 (b)’teki gibi havanın çıktığı yönün tersi yönünde hareket edecektir.

Gaz türbinli motorların içine alınan havanın miktarı ve/veya motoru terkeden gazların hızlandırılması ne kadar fazla olursa, elde edilen itki kuvveti de o derecede büyük olacaktır. Egzoz gazlarının hızlı bir şekilde dışarı atılması yani itki kuvvetinin elde edilebilmesi için pistonlu motorlarda olduğu gibi emme, sıkıştırma, ateşleme, yanma ve egzoz olaylarının gerçekleşmesi gerekmektedir. Bu olaylar pistonlu motorlarda silindirin içinde gerçekleşirken, gaz türbinli motorlarda birbiri ardına dizilmiş hava alığı, kompresör, yanma odası, türbin ve egzoz şeklinde adlandırılan kısımlarda gerçekleşmektedir. Bir gaz türbinli motordaki bu kısımlar Şekil 6.5’te gösterilmektedir. Gaz türbinli motorların çalışmasında hava motorun içine hava alığından alınarak kompresöre doğru yönlendirilir. Kompresör; dönen ve sabit parçalardan oluşmaktadır. Kompresörün dönmesiyle arkaya doğru ilerleyen havanın basıncı ve sıcaklığı arttırılır. Basıncı arttırılan hava bir sonraki kısım olan yanma odasına gönderilir. Yanma odasında belirli oranda yakıt ile karıştırılan hava, bujiler ile ateşlenerek yanma olayı gerçekleştirilir. Gaz türbinli motorlarda bujiler ile ateşleme olayı motorun ilk çalıştırılması sırasında uygulanmakta ve motorun çalışması sürecinde sürekli olarak gerçekleşen bir yanma olayı söz konusudur. Yanma olayı sonucunda ortaya çıkan ısı enerjisi ile yanmış ve yanmamış gazların genleşmesi sağlanır. Genleşen hava, yanma odasından sonra türbin kısmına yönlendirilir. Türbin kısmında kompresörde olduğu gibi dönen ve sabit parçalar bulunmaktadır. Genleşen sıcak gazların sahip olduğu enerji, türbinin dönen kısımlarını döndürerek enerjisinin bir kısmını kaybeder. Türbinin döndürülmesi için harcanan enerji, türbine bağlı olan bir şaft ile kompresörün döndürülmesini sağlar. Türbinden çıkan sıcak gazlar motorun son kısmı olan egzoz kısmında hızlandırılarak atmosfere atılır. Egzoz kısmından çıkan gazların oluşturduğu ters yöndeki itki kuvveti uçağın hava içindeki hareketini gerçekleştirir. Bu motorların çalışma çevrimi Brayton çevrimi şeklinde adlandırılmaktadır.

Uçak Gaz Türbinli Motorların Sınıflandırılması

Genel havacılık hava araçlarında kullanılan gaz türbinli motorlar; turbojet, turbofan, turboprop ve turboşaft şeklinde sını andırılmaktadır. Turbojet motorları, uçaklar üzerinde kullanılan ilk gaz türbinli motorlardır. Turbofan, turboprop ve turboşaft motorlarının temeli turbojet motora dayanmaktadır.

Turbojet motorlarda itki kuvveti yanmış egzoz gazlarının yüksek hızda dışarı atılmasıyla elde edilmektedir. Dolayısıyla yüksek irtifada ve yüksek hızda uçan uçaklarda kullanılmaktadır. Fakat turbojet motorların gürültü seviyesi ve yakıt tüketimi çok yüksektir.

Diğer gaz türbinli motor tiplerinden olan turboprop ve turbofan motorlar; turbojet motorlarının yüksek hızlarda gürültülü çalışması ve ekonomik olmaması gibi özelliklerini iyileştirmek amacıyla geliştirilmiştir. Şekil 6.6’da turbojet, turboprop, turboşaft ve turbofan motorların sahip olduğu kısımlar şematik olarak gösterilmektedir. Bu motorların tümünde hava alığı, kompresör, yanma odası, türbin ve egzoz kısımları ortak olup, çalışma prensipleri temelde aynıdır.

Turboprop motorlar düşük hızlarda turbojet motorlara göre daha verimli ve ekonomik yapıda olan motorlardır. Gaz türbinli motorların düşük uçuş hızı olan uçaklarda kullanımları için turboprop motorları geliştirilmiştir. Bir turboprop motoru temel olarak Şekil 6.7’de gösterildiği gibi pervanenin döndürülmesi için gerekli gücün üretildiği; kompresör, yanma odası, türbin ve egzoz kısımlarına sahip bir gaz türbinli motordan, devir düşürücü dişli kısmından ve itki kuvvetinin elde edildiği bir pervaneden meydana gelmektedir. Turboprop isminin içinde bulunan “prop” kelimesi pervane anlamına gelmekte; bu motorlarda elde edilen güç bir pervaneye iletilmekte ve pervanenin dönmesi ile uçağın uçması için gerekli olan hava içindeki hareketi sağlamaktadır. Dolayısıyla; turboprop motorlarda amaç, yanmış egzoz gazlarının yüksek hızda dışarı atılmasından ziyade, motora takılan bir pervanenin döndürülmesini sağlamaktır. Turboprop motora sahip bir uçakta motordan elde edilen itki kuvveti Şekil 6.8’de gösterildiği gibi daha büyük kütledeki havanın daha düşük hızlarda pervane vasıtasıyla yönlendirilmesi ile elde edilmektedir.

Turboşaft motorlar, bir şaft vasıtasıyla bir sistemi tahrik etmek için güç üretilmesinde kullanılan gaz türbinli motorlardır. Şekil 6.9’da bir turboşaft motorun temel kısımları gösterilmektedir. Bu kısımlar gaz türbinli motorun oluşturduğu güç kısmı ve serbest güç türbin kısmıdır. Serbest güç türbinine güç çıkış şaftı bağlıdır. Bu şaft ile motordan üretilen tork veya şaft gücü çeşitli amaçlar için kullanılmaktadır. Turboşaft motorlar genel havacılıkta hizmet veren modern helikopterlerin pek çoğunda yaygın olarak kullanılmaktadır. Turboşaft motorlar, turboprop motorlarla benzer tasarıma sahiptirler. Hatta bazı motorlarda turboprop motorlardaki güç kısmı bile aynı bileşenlerden oluşmaktadır. Turboşaft motorları, hava araçlarındaki farklı güç ihtiyaçlarını karşılamak açısından birden fazla sayıda olabilmekte, hava aracı üzerine farklı yerlere, farklı şekillerde yerleştirilebilmektedir. Yerleştirildikleri yerde çeşitli bağlantı elemanları ve güç mekanizmaları bulunmaktadır.

Turbofan motorlar, modern büyük uçakların çoğunda kullanılan gaz türbinli motor tipidir. Turbojet ve turboprop motorların dezavantajlı özelliklerini geliştirmek amacıyla tasarlanmışlardır. Turbojet motorların gürültülü çalışmaları ve ekonomik olmamaları gibi dezavantajlar turbofan motorlarda ortadan kalkmıştır. Turboprop motorların ise sahip olduğu yüksek hızlarda ve irtifalarda verimli olmaması turbofan motorların geliştirilmesiyle giderilmiştir. Turbofan motorlar yapısal olarak turboprop motorlara benzemektedir. Bu benzerlik Şekil 6.11 incelendiğinde görülebilir. Her iki motor tipinde de temel olarak turbojet motorunun temel kısımları bulunmakla beraber; turboprop motorlarda motorun ön tarafında bir pervane, turbofan motorlarda ise motorun ön tarafında fan şeklinde adlandırılan pervaneye benzer bir komponent bulunmaktadır. Turboprop motorlardaki pervanelerden farklı olarak turbofan motorlarda fan komponenti, motoru kaplayan gövde (kaporta) içinde yer alacak şekilde yerleştirilmiştir.

Turbofan motorların içine alınan hava, birincil ve ikincil hava akışı şeklinde ikiye ayrılmaktadır. Birincil hava akışı turbojet motorlarda olduğu gibi kompresörde basıncı arttırıldıktan sonra yakıt ile karıştırılıp yakılmakta ve egzozdan dışarı atılmaktadır. Bu şekilde itki kuvvetinin bir kısmı üretilmektedir. İtki kuvvetinin büyük bir kısmı ise fandan geçen ikincil hava akışı vasıtasıyla elde edilmektedir. İkincil hava akışı fan parçasından hızlandırılarak yakılmadan doğrudan dışarı atılmaktadır. Fanın hareketi alçak basınç türbini tarafından sağlanmaktadır. İkincil hava akışının kütlesi birincil hava akışına nazaran çok büyük olduğundan elde edilen itki kuvveti de büyük olmaktadır. Turbofan motorlarda ikincil hava akış kütlesinin birinci hava akış kütlesine oranı, “bypass oranı” şeklinde ifade edilir. Fandan geçen hava akışı bypass oranına bağlı olarak, itki kuvvetinin %80’ninden fazlasını üretebilmektedir. İkincil hava akışı ile itki kuvveti elde edilirken, bu akış motorun sıcak parçalarının soğutulmasında da kullanılmaktadır.

Hava Araçlarında Kullanılan Elektrik Motorları ve Çalışma Prensipleri

Bu motor tipinde mekanik enerjinin kaynağı depolanmış elektrik enerjisidir. Elektrik motorları daha ziyade şebeke elektriğine erişimin kolay olduğu buzdolapları, çamaşır makineleri, elektrikli süpürgeler, mutfak robotları, gibi cihazlar ile elektrikli hibrid arabalar, pompalar, fanlar, kompresörler, değirmenler gibi birçok cihaz ve uygulamada kullanılmaktadırlar. Resim 6.10’da farklı boyutlara sahip elektrik motorları ve bir elektrik motorunun temel parçaları gösterilmektedir.

Genel havacılıkta bu tip motorların kullanımı henüz sınırlıdır. Batarya teknolojisinin gelişmesiyle kullanımının artması beklenmektedir. Zira elektrik motorlarının daha verimli, daha emniyetli ve güvenilirliklerinin daha yüksek olmaları, daha az gürültülü çalışmaları, çevre dostu olmaları, düşük bakım maliyetleri ve irtifaya bağlı olarak performanslarının değişmemesi gibi avantajları hava araçlarındaki kullanımları açısından bu motorlara olan ilgiyi arttırmaktadır. Mevcut kısıtlamalar batarya kapasite ve sundukları akım değerleri ile ilgilidir. Elektrik motor bataryalarının pahalı ve ağır olması, çabuk boşalmaları, tekrar şarj olmalarının uzun sürmesi, elde edilen güç değerlerinin düşük olması gibi dezavantajlar bulunmaktadır. Elektrik motorlarının beslenmesinde alternatif olarak kullanılan diğer kaynaklar olan yakıt hücreleri ve güneş hücreleri kullanımları sınırlı, fakat sürekli olarak geliştirilmekte olan teknolojilerdir.

Elektrik Motorlarının Sınıflandırılması

Yaygın elektrik motorları elektromanyetik motorlardır. Elektromanyetik motorlarda mekanik enerji; rotor ve stator şeklinde adlandırılan parçaların elektrik akımıyla oluşturdukları manyetik alanların etkileşimi sonucunda üretilen kuvvetlerden elde edilmektedir. Elektromanyetik motorların dışında yaygın olarak kullanılmayan ve farklı fiziksel prensiplere dayanarak çalışan elektro-statik motorlar ve piezo-elektrik motorlar şeklinde motorlarda bulunmaktadır.

Yaygın bir sınıflandırma şekli elektrik motorlarında kullanılan elektrik kaynağına göre yapılan sınıflandırmadır. Buna göre elektrik motorları; doğru akım (DC) motorları ve alternatif akım (AC) motorları olarak ikiye ayrılır. Doğru akım motor düzeneği Şekil 6.12’de verilmiştir. Doğası gereği bu motor tipinin uçaklarda kullanılması alternatif akım motoruna nazaran daha mümkündür. Çünkü pil (batarya) doğru akım sağlar. Şarjlı ya da tek kullanımlı piller bu amaçla kullanılabilir. Her iki pil türünde de elektrik enerjisi kimyasal reaksiyonlar sonucu ortaya çıkmaktadır. İhtiva ettikleri kimyasalların kısıtlı olmasından ve uçuş olayının yüksek enerjili bir fiziksel olay olmasından dolayı pil kapasiteleri ancak kısıtlı miktarda uçuş için yeterli olabilmektedir.

Hava Araçlarında Kullanılan Motorlarda Aranan Özellikler

Verimli uçuş için motorların sahip olması istenen özellikler şu şekilde sıralanabilir:

• Hafiflik: Motorun kendisi de uçak tarafından taşındığından harcanan enerjinin uçuşa aktarılma verimi açısından hafiflik önemlidir. Öte yandan motorun güç dengesine ve dayanıklılığına hafiflikle birlikte dikkat edilmelidir.
• Güvenirlik: Uçuş güvenliğinin bir parametresi de motor güvenirliğidir. Bu güvenirliğin sağlanması için bakım aktiviteleri gerçekleştirilmelidir.
• Ekonomi: Motorların maliyeti, doğal olarak önemli bir parametre olmaktadır. Ancak motorun kendi maliyeti dışında yakıtı verimli kullanması da bir ekonomi parametresidir.
• Boyut: Uçağın büyüklüğü ile orantılı olarak yerleştirilebilecek büyüklükte motor kullanımı kaçınılmazdır. Boyut özelliği açısından önemli bir konu da motora ve motor parçalarına ulaşılabilirliktir.
• Gürültü ve Titreşim: Motorun çevreye ve uçuş konforuna etkisi açısından gürültüsüz ve titreşimsiz olması doğal olarak tercih edilir.