MOTOR STALL’I NEDİR?

MOTOR STALL’I NEDİR?

MOTOR STALL’I NEDİR?

Havacılıkta Stall kavramı hem uçak hem de motor için kullanılan bir tabirdir. Her ne kadar aerodinamik bakımdan benzerlikler gösterse de oluşum yerleri ve zamanları biribirinden tamamen farklı ve bağımsızdır. Motorun stalla girdiği anda uçakta böyle bir durum olmadığı gibi uçağın stalla girdiği durumda da motor normal çalışmasını sürdürüyordur.

Gaz türbinli bir motorun en önemli modülü kompresörüdür. Kompresör motor dizaynında üzerinde en çok emek ve zaman harcanan kısımdır. Yüksek thrustlı ve verimli bir motor için kompresörün de yüksek sıkıştırma oranına sahip olması istenir. Başlangıçta 10:1 civarında olan toplam sıkıştırma oranları (overall pressure ratio) günümüzde 50:1 civarına gelmiştir. Lakin yüksek sıkıştırma oranı tek başına yeterli değildir. Daha önemlisi sürekli, kesintisiz bir hava akışının mümkün olan sıkıştırma oranı ile birlikte sağlanmasıdır. Yani kompresör ürettiği basınçlı hava akışını, motorun her devrinde, uçağın her irtifasında ve her türlü atmosferik şartlar altında kesintisiz sağlamalıdır. Hava akışındaki bozulmaazalma motorun shutdown olmasına veya kullanılamaz hale getirecek boyutta hasarlanmasına sebep olabilir.

Kompresörlerde kullanılan rotor ve stator’lar airfoil yapı şekline sahiptir. Uçağın kanadındakine benzer aerodinamik bir hava akış yapısı mevcuttur. Uçağın kanadında olduğu gibi bir hücum açısı vardır. Buradaki hücum açısı motordan akan havanın hızı ve motor devri arasındaki ilişki ile değişmektedir. Belirli bir motor devrinde hava akımının hızının azalması veya hava akımının hızına göre motor devrinin artması hücum açısının
artmasına sebep olur. Açının aşırı artması hava akımının rotor blade yüzeylerinden ayrılmasına (flow seperation) minik girdapların (vortex) oluşmasına sebeb olur. Bu durum düzgün-smooth- hava akışına mani olur. Kompresörün sağladığı ihtiyaç fazlası havanın, kompresör kademelerinde yığılması da benzer bir durumdur.

Bahse konu bu durumlar hava akışında bozulma, yavaşlama, kesinti ve durma ve hatta akış yönü değişikliğine sebep olur. İşte basitçe izah ettiğimiz ve kompresördeki basınç osilasyonu olarak tanımlayabileceğimiz bu duruma stall denir.

Stall’ın ağır haline Surge, daha ağır haline Reverse Flow enilmektedir. Reverse flow motordaki hava akışının yön değiştirmesidir ki stall’ın en ağır halidir. Stall bazen kokpitten hissedilmeyecek kadar hafif olurken bazen de motoru gayri-faal hale getirebilecek kadar ağır olabilir. En bariz belirtisi EGT artışı, motor devrinin dalgalanması, vibrasyon, patlama sesi ve thrust’daki düşmedir. Kompresör Stall’unun pek çok sebebi olabilir. Bunlar operasyonel sebepler olabileceği gibi motor yapısını etkileyen fiziksel etkenlerde olabilir. Motor devrinin dizayn hızının altında olması, ani gaz verme veya kesme (fast acceleration, decceleration) operasyonel sebepler dahilinde söylenebilir. Motorun inlet, kompresör, yanma odası, türbin, eksoz gibi kısımlarından herhangi birinde oluşan hasarlar stall’a sebeb olabilir. Hatta kompresör bladeleri üzerinde biriken tortular yani kirlilik bile stall’a sebep olabilir.


Gaz turbinli motorlarda kompresör hava akışını iyileştirmek için yapılmış çalışmalar bu motorların güvenilirliğini arttıran en önemli unsurlardır. Bunların başında hiç kuşkusuz hareketli kompresör kanatçıkları gelir. VSV (Variable Stator Vane) sistemi stall-surge oluşumunu önlemede VBV (Variable Bleed Valve) sistemi ile birlikte çalışır. Kompresördeki fazla havayı tahliye için kullanılan ‘Handling Bleed Valve’ sistemi de stall önlemede
kullanılan diğer etkili bir sistemdir. Günümüz modern motorları bilgisayar kontrollu (FADEC) sistemler ile yönetilmesine rağmen stall’dan tamamen kurtulmak söz konusu değildir. Çünkü motor devrinin sürekli değişmesi, atmosferik şartlardaki değişimler ve zaman içinde motor içinde meydana gelen fiziksel bozulmalardan motoru soyutlamak mümkün değildir.

18.4.2018 13:53:00
Cemil AKGÜL     3477