Milli Muharip Uçak (MMU) projesi havacılık tarihimiz açısından bir dönüm noktası olacak, en yüksek bütçeli ve merakla beklenen projelerinden birisi. Uzun süredir motor konusunda bir karar alınmasını yakından takip edenlerden birisi olarak C4Defence dergisinde yayınlanan habere göre ara çözüm için GE F110 motorunun seçildiğini öğrendikten sonra gelen sorulara istinaden kısa bir bilgilendirme yazısı ile bu seçimi bir mühendisin perspektifinden değerlendirmek istedim.
Öncelikle vurgulamak istediğim nokta, GE F110 motorunun ara çözüm olarak seçilmiş olması. C4Defence’in haberine göre TRMotor Güç Sistemleri San. A.Ş tarafından geliştirilecek nihai motor hazır olana kadar prototip uçak ile 2023’te hangardan çıkış ve ilk uçuş F110 ile gerçekleştirilecek.
Her ne kadar ara çözüm olsa da uçak tasarımı ve motor ile olan ara yüzünde motor boyutları çok belirleyici olacağından nihai tasarımda MMU’nun daha önce paylaşılan boyutlarında değişiklikler olacaktır öngörüsünde bulunabiliriz. Peki, F110 seçiminin artıları ve eksileri nelerdir?
GE F110 motoru Türk mühendislerin ve Hava Kuvvetleri personelinin yakından tanıdığı bir motor. Türkiye’de montaj, test ve bakım altyapısı olan, mühendislik hizmeti verilen bir motor. TEI tarafından depo seviyesi bakımları ve motor/modül/parça garanti tamirleri de GE adına TEI tarafından yapılmaktadır. F-16 savaş uçaklarımızda da kullanıldığından Hava Kuvvetleri’nin elinde yedek motorlar da bulunmaktadır. Maliyetlerin de daha düşük olacağını göz önüne alınca F110’un seçilmesini olumlu olarak görülebilir. Artıların yanında bu seçimin olumsuz yanları neler olabilir? MMU gibi 5. Nesil savaş uçaklarından beklenen ve kullanılacak motordan da etkilenen en temel özellikleri düşük görünürlük ve supercruise (art yakıcı kullanmadan ses üstü hıza ulaşmak) olarak iki kategoriye ayırabiliriz.
Düşük Görünürlük
MMU’nun rakip olacağı F-22 Raptor gibi 5. nesil ve üzeri motor geliştirmek için gerekli olan en önemli teknoloji düşük görünürlüktür. Düşük görünürlük genelde platformdan beklenen bir ister olsa da motorun düşük görünürlüğe etkisi/katkısı çok önemlidir. Platformun radar kesit alanının (RCS) F-35 ya da F-22 seviyelerine düşürülüp, uçak radar ışını emici özel malzemeler (RAM) ile kaplansa dahi motor düşük görünürlüğe uygun değilse eğer tam anlamıyla düşük görünürlükte 5.Nesil bir uçak tasarlamış olmazsınız. Buna en güzel örnek ise Su-57’dir.
Bu anlamda motordan beklenen en temelde sıcak motor bölgelerinin (egzoz lülesi gibi) saklanması ya da soğutulması ve motor çıkışındaki termal emisyonların düşük görünürlüğe uygun olması olarak özetleyebiliriz. Egzoz çıkışındaki sıcak gaz karışımı ve uçak ile motor ara yüzünden atmosfere atılan hava/yağ karışımı düşük görünürlük üzerinde etkili olabilmektedir. Bu perspektiften bakıldığında F110 motorunun bu beklentileri karşılama açısından eksik kalacağını belirtebiliriz.
Supercruise
Turbofan motor kullanılan çoğu askeri uçak art yakıcı (afterburner) ile donatılmıştır ve ses üstü (Mach# > 1) hızlara ulaşabilmek için art yakıcıyı devreye alma ihtiyacı duyulur. Art yakıcı gerek olmadığı sürece kullanılmaz, çünkü yakıt tüketimi açısından çok verimsizdir. Supercruise özelliğe sahip olmanın en büyük avantajı, uçağın menzilini azaltmadan hedef bölgeye çok hızlı bir şekilde ulaşmayı ya da o bölgeden uzaklaşmayı sağlayacak ses üstü hızlara ulaşabilmeyi sağlamasıdır.
Supercruise yeteneğe sahip olmak sadece uçağa ya da motora bağlı değildir. Bunun için uçak ve motor kombinasyonu önemlidir. Supercruise özelliğe sahip olmak için: ses üstü çıkış hızlarını yakınsak-ıraksak nozul, yüksek itki/ağırlık oranı ve yüksek basınç geri kazanımlı motor hava alığı gerekmektedir.
Ses üstü (supersonic) performansı belirleyen önemli bir parametre de bypass oranıdır. F414-400 ve M88’in düşük bypass oranları (0.25 ve 0.30 sırası ile) ses üstü performansa önem verildiğini gösterirken, F135 motorunun 0.57 olan bypass oranı motorun/uçağın özellikle ses altı (subsonic) ve ses ötesi (transonic) performansa önem verdiğini göstermektedir. F414 motorunun ise (farklı versiyonları Gripen, F-18, KF-X ve TEJAS’da kullanılmaktadır) turbojet motora daha yakın olduğu görülmektedir. Düşük bypass oranı aynı zamanda motorun itki/ağırlık oranının yüksek olmasına olanak sağlamaktadır. Supercruise özelliklerin yüksek olabilmesi için hem itki/ağırlık hem de itki/sürükleme oranlarının yüksek olması gerekmektedir ve bu durum düşük bypass oranı ile sağlanmaktadır. F-22 Raptor’da kullanılan F119 motorunun bu amaca ne kadar uygun olduğu görülmektedir.
GE F110 motorunun bypass oranı ise supercruise performansı açısından yüksek kalmakta (iki farklı versiyonda 0.76 ve 0.68 ) ve F110 seçilmesi ile MMU’nun ilk prototipinin supercruise özellikte olamayacağını öngörebiliriz.
Ara Çözüm Alternatifi ve Nihai Motordan Beklenenler
MMU için nihai motor hazır olana kadar ara çözüm motor ihtiyacı olduğu su götürmez bir gerçek. Uçağın tasarımını da etkilediğinden motor konusunda yakın zamanda bir karar verilmesi beklenen bir durumdu. Rolls-Royce, Snecma ve Eurojet gibi Avrupalı motor üreticileri ile Pratt&Whitney ve Honeywell gibi Amerikalı motor üreticilerini geride bırakan General Electric (GE) ile ara çözüm için anlaşıldı. Bu durumu göz önünde bulundurarak, GE Aviation motorlarından MMU için 5. Nesil isterlerini de göz önüne alınca F414 ailesinin F110 ailesine kıyasla daha uygun olacağını belirtebiliriz. F414-EDE seçilmesi durumunda
elde edilebilecektir.
Ara çözümde F110 kullanılması durumunda nihai motor tasarımında F414-EDE kullanılması pek olası görülmemektedir. F110 motoru boyut olarak (118 cm çap, 462 cm boy) daha büyük bir motor olduğundan MMU için nihai motorun PW F119 ölçeğinde, supercruise ve düşük görünürlüğe sahip bir motor olması beklentisi oluşmakta.
F110 – F414 kıyaslaması
GE F110 motorunun ülkemizde montaj, bakım ve test altyapısının olması, bazı parçaları ile ilgili mühendislik hizmeti verilmesini göz önüne alınca MMU’da ara çözüm için F110’un seçilmesi olumlu olarak görülebilir fakat F110 motoru 5. Nesil bir uçak için pek uygun bir motor değildir. GE Aviation ile anlaşıldığını göz önüne alınca GE F414 ailesinin MMU ara çözüm için daha uygun bir alternatif olduğunu belirtmekte fayda var.
KAYNAKLAR