Jet Motorlarının Adeta Sihirli Malzeme Kullanılan En Kritik ve En Pahalı Bölümleri
Tek Kristal Türbin Blade’leri (Kanatçıkları): Sıcaklıkların çeliğin erime noktasını aştığı yanma odasının arkasındaki türbin bölümündedirler. Kullanılan malzeme “Yukarıdan Aşağıya Tek Kristal Olan Titanyumdur”.
Savaş uçaklarında kullanılan jet motorlarının tasarımı, bu tasarımda kullanılacak malzemeler ve bu tasarımı gerçeğe dönüştürebilmek için uygulanan imalat teknikleri; çok yüksek gizlilikle korunan hem ticari hem de askeri sırlardır.
Ama bunların arasında; aşırı ısıya maruz kalan, dolayısıyla aşırı ısı ve mekaniksel dayanım gerektiren motor bölümleri ve bu bölümde kullanılan malzemeler daha da öne çıkmaktadırlar.
Motordaki her bir parçanın kopması, parçalanması tüm motora ciddi hasar verecektir, ancak aşırı ısıya maruz kalan bölgelerdeki malzemelerden kaynaklanan herhangi bir hasar; milyonlarca dolar değerindeki tüm motoru tamamen hasara uğratacak, tüm motorun elden çıkmasına sebebiyet verebilecektir. Bu bölümler, uçuş ve sistem emniyeti için aşırı kritik bölgelerdir ve bu bölgelerde kullanılan malzemeler de aşırı kritik malzemelerdir.
Jet motorlarının en kritik bölümleri ve bu bölümlerdeki malzemeler:
Tek Kristal Türbin Blade’leri (Kanatçıkları):
Sıcaklıkların çeliğin erime noktasını aştığı yanma odasının arkasındaki türbin bölümündedirler. Kullanılan malzeme “Yukarıdan Aşağıya Tek Kristal Olan Titanyumdur”. Uçtan aks üzerindeki bağlantı noktasına kadar bu blade’ler (kanatçıklar) tek yönlü bir kristalden işlenmiştir. Bu gereklidir, çünkü yapılarında birden fazla kristal/amorf olsaydı, bu blade’ler ısı altında önemli ölçüde zayıflarlardı.
“Türbin blade’lerini yapmak için kullanılan metalurjik teknikler çok gizli korunan sırlardır”.
Türbinin maruz kaldığı sürekli gaz akışı 850 ila 1700 °C arasındaki bir sıcaklıkta türbine girebilmektedir. Bu sıcaklık, çelik dahil standart malzemelerin dayanabileceği, dayanmayı geçelim erimeyeceği sıcaklıkların çok üzerindedir ve bu motorlar ömür devir döngüleri boyunca binlerce saat çalışacaklardır. Çeliğin ergime sıcaklığının 1450 - 1520 °C olduğunu düşünürsek; türbin blade’lerinin adeta sihirli bir malzemeden yapıldığını iddia edebiliriz.
Yanma Odası Kaplaması:
Bu bölüm cehennem ateşiyle karşı karşıyadır. Yanma odasında oluşan sıcaklık 1700 C’leri aşmaktadır ve içinde bir soğutma sistemi bile yoktur. Soğutma amaçlı tek şey, sürekli yetersiz kalacak olan baypas hava filmi soğutmasıdır. Yanma odasındaki ısıya dayanabilecek ve ısıyı yanma odasının büyük kısmından uzağa yayacak bir kaplamaya ihtiyacı vardır.
Bu kaplamanın bileşimi çok iyi korunan bir ticari ve askeri sırdır.
Anormal pahalı olan bu yanma odası kaplamasını sokakta görsek almayız, hurdacıların alacağı bile şüphelidir, ancak fiyatını öğrenince, kulaklarımıza ve gözlerimize inanmamız kolay olmayacaktır.
Jet motorlarında kullanılan malzemelerin çok gizli tutulan bileşenleri ve formülleri haricinde, aşağıdaki zorluklar da mevcuttur:
Hassas ve karmaşık malzeme işleme teknikleri:
Jet motorlarında kullanılan malzemelerde herhangi bir tutarsızlık veya işlemedeki asimetri, yıkıcı sonuçlara neden olacaktır. Örneğin türbin blade’lerinin içine açılmış soğutma kanalları vardır, eğer bir blade’den diğerlerine nazaran daha fazla malzeme çıkarılırsa; bu durum önce eksantrikliğe, ardından titreşimlere neden olur ve ardından motoru parçalara ayırır.
Türbin blade’lerine baktığınızda “bunlar döküm metodu ile imal edilmişler” diyebilirsiniz, ancak gerçekte hangi imalat metodu ile imal edildiklerini bilemezsiniz.
Yanma odası kaplamasına baktığımızda; bunu odun sobası yapan sobacılar da yapabilir diyebilirsiniz, ancak yapamazlar. Yanma odalarının da hangi tekniklerle imal edildikleri çok gizlidir.
Finansman:
En zor ve yorucu olan zorluklardandır. Çünkü jet mootorları aşırı pahalı sistemlerdir.
