Jet uçağı - Jet aircraft

McDonnell Douglas DC-10 arasında Continental Havayolları bir örneğidir Trijet yapılandırması

Bir jet uçağı (veya basitçe jet ), jet motorları tarafından tahrik edilen bir uçaktır (neredeyse her zaman sabit kanatlı bir uçak ) .

Pervaneli uçaklardaki motorlar genellikle maksimum verimlerini çok daha düşük hızlarda ve irtifalarda elde ederken, jet motorları ses hızına yakın hatta ses hızının oldukça üzerindeki hızlarda maksimum verim sağlar . Jet uçakları genellikle en verimli şekilde yaklaşık 0.8 Mach (981 km/sa (610 mph)) ve 10.000-15.000 m (33.000-49.000 ft) veya daha fazla irtifalarda seyreder.

Jet motoru fikri yeni değildi, ancak ilgili teknik sorunlar 1930'lara kadar çözülemedi. İngiliz mucit ve RAF subayı Frank Whittle , 1928'de uygun bir jet motorunun geliştirilmesine başladı ve Almanya'daki Hans von Ohain , 1930'ların başında bağımsız olarak çalışmaya başladı. Ağustos 1939'da dünyanın ilk jet uçağı olan turbojet motorlu Heinkel He 178 ilk uçuşunu yaptı. Hem sivil hem de askeri amaçlar için çok çeşitli jet uçakları mevcuttur.

Tarih

Heinkel He 178 Ağustos 1939'da, turbojet gücüyle uçan ilk uçak oldu

Motorlu uçuşun ilk örneğinden sonra, çok sayıda jet motoru tasarımı önerildi. René Lorin , Morize, Harris bir jet akışı oluşturmak için sistemler önerdi.

Diğer jet motorları çalıştırıldıktan sonra, Rumen mucit Henri Coandă , 1910'da Coandă-1910 adlı jetle çalışan bir uçak inşa ettiğini iddia etti . Ancak bu iddiayı desteklemek için, sonradan çürütülmüş iddialarını desteklemek için kullandığı çizimlerde önemli değişiklikler yapmak zorunda kaldı. Aslında kanallı fan motoru geri tepti, herhangi bir uçuş yapılmadan önce uçağı ateşe verdi ve yakıt enjeksiyonu eksikliği ve sıcak jet akışıyla ilgili herhangi bir endişe de dahil olmak üzere bir jet motoru için gerekli olan neredeyse tüm özelliklerden yoksundu. son derece yanıcı bir kumaş yüzeyine yönlendirilir.

1920'lerde ve 1930'larda bir dizi yaklaşım denendi. Çeşitli motorjet , turboprop , pulsejet ve roket motorlu uçaklar tasarlandı. Almanya'da roket motor araştırmaları yapılıyordu ve roket gücüyle uçan ilk uçak 1928'de Lippisch Ente idi . Ente daha önce planör olarak uçuyordu. Ertesi yıl, 1929'da, Opel RAK.1 uçmak için özel olarak üretilmiş ilk roket uçağı oldu.

Turbojet tarafından bağımsız olarak, 1930'larda keşfedildi Frank Whittle ve daha sonra Hans von Ohain . Uçan ilk turbojet uçak , 27 Ağustos 1939'da Rostock'ta (Almanya) bulunan Heinkel He 178 idi . Bu, büyük ölçüde kavramın bir kanıtıydı, çünkü " sürünme " (motor içindeki yüksek sıcaklıkların neden olduğu metal yorgunluğu) sorunu çözülmemişti ve motor hızla yanmıştı.

Bir ilk uçuşu kamuoyunun dikkatini oldu gelip uçağın jet tahrikli İtalyan Caproni Campini N.1 motorjet O tarafından tanınan ilk jet uçağı oldu 27 Ağustos 1940 tarihinde uçtu prototip Uluslararası Havacılık Federasyonu zamanda Alman at ( O 178 programı hala gizli tutuldu). Campini, motorjeti geliştirmeye 1932'de başladı; bu, gerçek bir turbojetten farklı olarak, havanın egzoz gazı yerine bir pistonlu motor tarafından sürülmesiyle çok daha karmaşık bir çözümdü.

Boeing 707

İngiliz deneysel Gloster E.28/39 ilk olarak 15 Mayıs 1941'de Sir Frank Whittle'ın turbojetinden güç alarak havalandı . Amerika Birleşik Devletleri üretilen Bell XP-59A tarafından inşa Whittle motorunun bir versiyonunun iki örneklerle General Electric 1 Ekim'de uçtu, 1942. Meteor ilk üretim jet yapılıyor üretim örnekleri için ilk siparişleriyle oldu 8 Ağustos 1941, prototip ilk 5 Mart 1943'te uçtu ve ilk üretim uçak gövdesi 12 Ocak 1944'te uçtu, üretim Me 262 uçağı için ilk siparişler 25 Mayıs 1943'e kadar verilmedi ve ilk üretim Me 262, bu tarihe kadar uçmadı. 28 Mart 1944, Me 262 programının Meteor'dan daha erken başlamasına rağmen, Projekt 1065 olarak, ilk planlar Dr Waldemar Voigt'in tasarım ekibi tarafından Nisan 1939'da hazırlandı.

Messerschmitt Me 262 ilk operasyonel oldu savaş jeti ile Nisan 1944 19 İkinci Dünya Savaşı sırasında Almanya tarafından üretilen ve giren hizmet Erprobungskommando 262 hemen güneyinde Augsburg Lechfeld de. Bir Me 262, bir jet avcı uçağı için ilk muharebe zaferini 26 Temmuz 1944'te elde etti. Me 262 ilk olarak 18 Nisan 1941'de uçmuştu, ancak ilk filoların o yıl faaliyete geçmesiyle 1944'ün başlarına kadar seri üretime başlamamıştı. Dünya Savaşı'nın sonucu üzerinde belirleyici etki . Roketle çalışan Messerschmitt Me 163 Komet gibi geleneksel olmayan yollarla tahrik edilen daha hızlı uçaklar olmasına rağmen, savaşın en hızlı geleneksel uçağıydı .

Bu zamanlarda, orta 1944 İngiltere'nin Gloster Meteor karşı İngiltere'de savunmasına taahhüt ediliyordu V-1 uçan bomba  kendisi - pulse jet motoru Destekli uçak ve doğrudan atası cruise füzesi Avrupa'da daha sonra çığır saldırı operasyonları ve - savaşın son aylarında. 1944'te Almanya, Arado Ar 234 jet keşif ve bombardıman uçağını hizmete sundu , ancak esas olarak eski rolünde kullanılmasına rağmen , 1944'te sona erdiğinde ilk kez Heinkel He 162 Spatz tek jetli hafif avcı uçağı ile hizmete girdi . SSCB , 1942'de kendi Bereznyak-Isayev BI-1'ini test etti , ancak proje 1945'te Joseph Stalin tarafından rafa kaldırıldı. Japon İmparatorluk Donanması , 1945'te Nakajima J9Y Kikka da dahil olmak üzere jet uçağı geliştirdi . Katlanır kanatları olan Me 262. 1945'in sonunda, ABD ilk jet avcı uçağı Lockheed P-80 Shooting Star'ı hizmete soktu ve İngiltere ikinci savaş uçağı tasarımı olan de Havilland Vampire'ı hizmete sundu .

ABD , ilk jet bombardıman uçağı olan Kuzey Amerika B-45 Tornado'yu 1948'de hizmete sundu. Nükleer silah taşıma kapasitesine sahip olmasına rağmen, Kore üzerinde keşif için kullanıldı. 8 Kasım 1950'de Kore Savaşı sırasında , Birleşik Devletler Hava Kuvvetleri Teğmen Russell J. Brown, bir F-80'de uçarken , Yalu Nehri yakınında iki Kuzey Koreli MiG-15'i ele geçirdi ve onları ilk jet- to'da vurdu. -tarihte jet it dalaşı . İngiltere, İngiliz Electric Canberra'yı 1951'de hafif bombardıman uçağı olarak hizmete soktu . Herhangi bir önleyiciden daha yüksekte ve daha hızlı uçmak için tasarlandı .

Concorde uzun soluklu ticari olarak SST 1976 den 2003 yılına sağlayan servis

BOAC gelen ilk ticari jet hizmeti işletilen Londra için Johannesburg ile 1952 yılında, de Havilland Comet jetliner . Bu son derece yenilikçi uçak, pervaneli uçaktan çok daha hızlı ve daha yüksekte seyahat etti, çok daha sessiz, daha yumuşaktı ve gizli jet motorları içeren şık harmanlanmış kanatlara sahipti. Bununla birlikte, bir tasarım hatası ve alüminyum alaşımlarının kullanılması nedeniyle, uçakta birkaç çarpışmaya neden olan feci metal yorgunluğu yaşandı . Bir dizi çarpışma, Boeing 707'nin 1958'de hizmete girmesine zaman verdi ve bu, sivil uçak pazarına hakim oldu. Bir itici gaz sızıntısı durumunda alttan asılı motorların avantajlı olduğu bulundu ve bu nedenle 707, Comet'ten oldukça farklı görünüyordu: 707, çağdaş uçaklarınkiyle fiilen aynı olan bir şekle sahip ve bugün hala belirgin bir ortaklığa sahip. örneğin 737 (gövde) ve A340 (tek güverte, süpürme kanat, dört kanat altı motor).

Turbofan uçakları 1950'lerde ve 1960'larda hizmete girerek çok daha fazla yakıt verimliliği sağladı ve günümüzde yaygın olarak kullanılan jet tipi bu.

Tu-144 süpersonik taşıma Mach 2.35 (2,503 km / saat (1,555 mph)) en hızlı ticari jet uçak oldu. 1975'te hizmete girdi, ancak kısa bir süre sonra ticari hizmetten çekildi. Mach 2 Concorde 1976'da hizmete girdi ve 27 yıl uçtu.

En hızlı askeri jet uçağı, Mach 3.35'te (3.661 km/sa (2.275 mph)) SR-71 Blackbird'dü .

Diğer jetler

Çoğu insan 'jet uçağı' terimini gaz türbini tabanlı hava soluyan jet motorlarını belirtmek için kullanır , ancak roketler ve scramjetlerin her ikisi de jet tahrikiyle hareket eder.

Thw Sikorsky S-69, yardımcı turbojetlere sahip bir bileşik helikopterdi.

Seyir füzeleri , ağırlıklı olarak ramjetler veya turbojetler veya bazen turbofanlar tarafından desteklenen tek kullanımlık insansız jet uçaklarıdır, ancak genellikle ilk tahrik için bir roket tahrik sistemine sahip olacaklardır.

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

En hızlı insanlı (roket) uçak, Mach 6.85'te X-15'tir .

Uzay Mekiği , süre uzak daha hızlı X-43 ya da gerçekleştirildiği gibi X-15, çıkış esnasında bir uçağın olarak kabul edilmemiştir balistik hava yerine, roket itme tarafından. Yeniden giriş sırasında, (bir planör gibi) elektriksiz bir uçak olarak sınıflandırıldı. İlk uçuş 1981'de yapıldı.

Bell 533 (1964), XH-51 Lockheed (1965), ve , Sikorsky S-69 (1977-1981) örnekleridir bileşiği, helikopter püskürtme egzoz ileri itme ilave edilirler tasarlar. Hiller YH-32 Hornet ve Fairey Ultra hafif Helikopter rotor tarafından tahrik birçok helikopter arasındaydı uç jet .

Jet motorlu kanat takımları mevcuttur - model uçak jet motorları tarafından desteklenmektedir - ancak kısa sürelidir ve yüksekten fırlatılması gerekir.

Aerodinamik

Çalışma biçimleri nedeniyle, jet motorlarının tipik egzoz hızı transonik veya daha hızlıdır, bu nedenle çoğu jet uçağının, verimli bir performans elde etmek için süpersonik veya ses hızının hemen altındaki hızlarda (" transonik ") yüksek hızlarda uçması gerekir. uçuş. Aerodinamik bu nedenle önemli bir husustur.

Jet uçakları genellikle , uçağın burundan itibaren herhangi bir noktada toplam enine kesit alanının Sears-Haack gövdesininkiyle yaklaşık olarak aynı olması gerektiğini söyleyen Whitcomb alan kuralı kullanılarak tasarlanır . Bu özelliğe sahip bir şekil, enerjiyi boşa harcayacak şok dalgalarının üretimini en aza indirir.

Jet Motorları

Jet motorları birkaç ana tipte gelir:

Lockheed SR-71 Mach 3.35 en hızlı püskürtme uçan biri (3.661 km / saat (2.275 mph)

• turbojet
• turbofan ( düşük baypaslı turbofan ve yüksek baypaslı turbofan olmak üzere iki ana formda gelir )
• roket

Farklı türler farklı amaçlar için kullanılır.

Roketler en eski tiptir ve çoğunlukla aşırı yüksek hızlara veya aşırı yüksek irtifalara ihtiyaç duyulduğunda kullanılır. Aşırı, tipik olarak hipersonik egzoz hızı ve gemide oksitleyici taşınması gerekliliği nedeniyle, itici gazı son derece hızlı tüketirler. Bu nedenle rutin taşıma için pratik değildirler.

Turbojetler ikinci en eski tiptir; yüksek, genellikle süpersonik bir egzoz hızına ve düşük ön kesite sahiptir ve bu nedenle yüksek hızlı, genellikle süpersonik uçuş için en uygun olanıdır. Bir zamanlar yaygın olarak kullanılmasına rağmen, ses altı uçuş için turboprop ve turbofanlara kıyasla nispeten verimsizdirler . Turbojet kullanan son büyük uçaklar Concorde ve Tu-144 süpersonik nakliyelerdi .

Düşük baypaslı turbofanlar, turbojetlerden daha düşük egzoz hızına sahiptir ve çoğunlukla yüksek sonik, transonik ve düşük süpersonik hızlar için kullanılır. Yüksek baypaslı turbofanlar, ses altı uçaklar için kullanılır ve oldukça verimlidir ve uçaklar için yaygın olarak kullanılır.

Uçma özellikleri

Jet uçakları, pervaneli uçaklardan önemli ölçüde farklı uçar.

Bir fark, jet motorlarının nispeten yavaş tepki vermesidir. Bu, kalkış ve iniş manevralarını zorlaştırır. Özellikle kalkış sırasında pervaneli uçak motorları kanatlarının üzerinden hava üfler ve bu da daha fazla kaldırma ve daha kısa kalkış sağlar. Bu farklılıklar bazı erken BOAC Comet pilotlarını yakaladı.

itici verimlilik

Uçakta genel itici verimlilik , bir aracın iticisinde bulunan enerjinin, hava sürtünmesi , yerçekimi ve ivmeden kaynaklanan kayıpların yerini almak için faydalı enerjiye dönüştürüldüğü yüzde cinsinden verimliliktir . Uçağı hareket ettirmek için fiilen kullanılan mekanik enerjinin oranı olarak da ifade edilebilir. Egzozdaki kinetik enerji kaybı ve pervane , jet egzozu veya fan olsun, tahrik mekanizmasının ideal verimliliğinden daha az olması nedeniyle her zaman %100'den azdır . Ek olarak, itici verimlilik büyük ölçüde hava yoğunluğuna ve hava hızına bağlıdır. ${\görüntüleme stili \eta }$

Matematiksel olarak , çevrim veriminin nerede olduğu ve itici verimin nerede olduğu şeklinde temsil edilir . Çevrim verimliliği, yüzde olarak, motor tarafından mekanik enerjiye dönüştürülen enerji kaynağından elde edilebilecek enerjinin oranıdır . ${\displaystyle \eta =\eta _{c}\eta _{p}}$${\displaystyle \eta _{c}}$${\displaystyle \eta _{p}}$

Roket ve jet motorları için tahrik veriminin ( ) araç hızı/egzoz hızı oranına (v/c) bağımlılığı${\displaystyle \eta _{p}}$

Jet uçakları için tahrik verimliliği (esas olarak enerji verimliliği ), motor, araç hızıyla aynı veya neredeyse aynı hızda bir egzoz jeti yaydığında en yüksektir. Literatürde verilen hava soluyan motorlar için tam formül,

${\displaystyle \eta _{p}={\frac {2}{1+{\frac {c}{v}}}}}$

burada c egzoz hızı ve v uçağın hızıdır.

Menzil

Stratosferde çalışan uzun menzilli bir jet için, ses hızı sabittir, dolayısıyla sabit hücum açısı ve sabit Mach sayısı ile uçmak , yerel ses hızının değerini değiştirmeden uçağın tırmanmasına neden olur. Bu durumda:

${\görüntüleme stili V=aM}$

seyir Mach sayısı ve sesin yerel hızı nerede . Aralık denklemi şu şekilde gösterilebilir: ${\görüntüleme stili M}$${\görüntüleme stili bir}$

${\displaystyle R={\frac {aM}{c_{T}}}{\frac {C_{L}}{C_{D}}}ln{\frac {W_{1}}{W_{2}} }}$

Fransız havacılık öncüsü Louis Charles Breguet'ten sonra Breguet menzil denklemi olarak bilinir .

Ayrıca bakınız

• Coandă-1910
• Ticari havacılık
• iz
• jet uçağı
• jet gürültüsü
• Jumbo jet
• Çok hafif jet
• Dünya Savaşı jet uçaklarının listesi

Referanslar

alıntılar

bibliyografya

• Butler, Phil; Butler, Tony (2006). Gloster Meteor: İngiltere'nin Ünlü Birinci Nesil Jeti . Surrey, Birleşik Krallık: Midland Yayıncılık. P. 23. ISBN'si 1-85780-230-6.
• Lutz Warsitz: İlk Jet Pilotu – Alman Test Pilotu Erich Warsitz'in Öyküsü , Pen and Sword Books Ltd., İngiltere, 2009, ISBN  978-1-84415-818-8 , İngilizce Baskı
• Radinger, Will; Schick, Walter Schick (1996). Me 262 (Almanca). Berlin: Avantic Verlag GmbH. ISBN'si 978-3-925505-21-8.

Dış bağlantılar

• Resmi Erich Warsitz web sitesi (dünyanın ilk jet pilotu), nadir videolar (Heinkel He 178) ve sesli yorumlar dahil