Astro Mechanica, havacılık dünyasında çığır açacak bir yeniliğin ilk adımını attı. 2021 yılında Ian Brooke tarafından kurulan ve yalnızca sekiz çalışanıyla faaliyet gösteren bu yenilikçi girişim, turboelektrik adaptif motor adı verilen bir teknoloji üzerinde çalışıyor. Bu motor, hem subsonik (ses altı) hem de süpersonik (ses üstü) uçuşlar için yüksek verimlilik sunmayı vaat ediyor. Turboelektrik Adaptif Motor nedir?
Astro Mechanica’nın geliştirdiği bu motor, geleneksel turbojet ve turbofan motorlarının özelliklerini birleştiriyor. Elektrikli araç motor teknolojisinden ilham alınarak tasarlanan bu sistem, bir turbojeneratör ile elektrik üretiyor ve bu elektrik, kompresörü ve turbofanı bağımsız olarak çalıştıran yüksek performanslı elektrik motorlarına güç sağlıyor. Bu yenilikçi yapı sayesinde motor, sıkıştırılan hava miktarını kontrol ederek hem yakıt verimliliğini artırıyor hem de hız performansını optimize ediyor.
Bu kulağa karmaşık gelebilir, ancak aslında oldukça dahiyane bir yöntem; fan ve kompresör bileşenlerini ayırıyor ve kompresörü bugün elektrikli araç pazarında kullanılanlara benzer yüksek performanslı elektrik motorlarıyla bağımsız bir şekilde mekanik olarak çalıştırıyor.
İlk ateşleme testi umut vadediyor
Astro Mechanica, geçtiğimiz ayın ortalarında motorun Gen3 versiyonunun yüzde 30 güçle ilk sıcak ateşleme testini başarıyla tamamladı. Bu test, teknolojinin gerçek dünyada uygulanabilirliği için önemli bir dönüm noktası olarak dikkat çekiyor. Motor, farklı uçuş koşullarına uyum sağlayabilmek için üç farklı modda çalışıyor: - Mod 1: Bu modda motor, herhangi bir aktif yanma gerçekleştirmez. Elektrik motoru, şirketin “blisk” olarak adlandırdığı ve kompresör ile turbofan işlevini birleştiren bir bileşeni çalıştırıyor. Blisk, geleneksel fan bıçaklarından farklı olarak daha kompakt ve hafif bir tasarıma sahip
- Mod 2: Bu mod, turbojet yanmasını devreye sokuyor. Ancak geleneksel turbojetlerin aksine, motorun kompresörü egzoz gazlarına bağlı değildir. Bunun yerine kompresör, elektrik motorlarıyla yüksek hızda çalıştırılarak yanma için gereken havayı sağlıyor. Dahiyane bir detay!
- Mod 3: Bu mod, motorun tamamen yakıtla çalıştığı ve hareketli parçaların devre dışı kaldığı bir yapı sunuyor. Ramjetlerde gördüğümüz “Ram Pressure” adı verilen bir fiziksel etkiyle, uçak yüksek hızlarda atmosferden gelen hava basıncını kullanarak yanma gerçekleştirebilir.
Bu sıralama oldukça önemli, zaten tek bir ünitede bunu yaptığı için bu motor konuğumuz oluyor.
Geleneksel turbojet motorlar, savaş uçaklarında gördüğümüz gibi, egzoz gazlarını kullanarak kompresör fanını döndürür ve havayı içeri çeker. Daha fazla egzoz gazı, daha yüksek hız anlamına gelir. Bu motorlar süpersonik hızlarda oldukça verimli çalışsa da, düşük hızlarda ciddi sıkıntılar yaşar. Turbojetler, verimli bir yanma için yeterli havayı sıkıştırmakta zorlanır ve yakıtın büyük bir kısmını israf eder.
Bunun en çarpıcı örneklerinden biri, 1976-2003 yılları arasında kullanılan Concorde süpersonik yolcu uçağıdır. Concorde, yakıt verimsizliğiyle ünlüydü; yalnızca kapıdan piste taksi yapmak için yaklaşık 2 ton yakıt harcıyordu. Bu, düşük hızlarda turbojet motorlarının ne kadar verimsiz olduğunu açıkça ortaya koyuyor. Turbofan motorlar ise düşük hızlarda daha büyük hava kütlelerini hareket ettirerek uçakları verimli bir şekilde ileriye taşımak için tasarlanmıştır. Ancak yüksek hızlarda, optimize edilmemiş büyük fanların yarattığı aerodinamik sürüklenme, verimlilik ve operasyonel sorunlara da yol açıyor.
Maliyet etkin bir yaklaşım
Savaş uçakları veya geleneksel uçak motorlarında en önemli unsur maliyet. Mesela Boeing 737 MAX’de bulunan CFM LEAP-1B motoru, motor başına yaklaşık 14 milyon dolara mal oluyor. Astro Mechanica, süpersonik yeteneğe sahip turboelektrik adaptif motorlarının daha ucuz olacağını, hareketli parça sayısının az olması nedeniyle bakımın da ucuz olacağını iddia ediyor. Hatta firma, bu motoru geleneksel jet yakıtından çok daha ucuz olan ve yakıldığında yüzde 30 daha az CO2 üreten sıvı doğal gazla (LNG) çalışacak şekilde tasarlıyor. Firmaya göre eğer ikonik Concorde, bu motoru kullanıyor olsaydı yüzde 61 daha fazla menzile sahip olacaktı.