Yazar : Deniz GÜNALTAY Part-147 Temel Eğitmeni denizgunaltay@uted.org

Egzoz Gazı Sıcaklığı (EGT), motorun performansı, verimliliği ve sağlığının izlenmesinde kritik bir parametredir ve türbin veya pistonlu motorlarda termokupllar aracılığıyla ölçülür. EGT değerleri; yakıt-hava karışımı, motor durumu ve çalışma koşullarına bağlı olarak değişir ve belirlenen sınırların aşılması ciddi motor hasarlarına yol açabilir. Üreticiler tarafından tanımlanan EGT sınırı ile gerçek EGT arasındaki fark olan EGT marjı, motorun emniyetli çalışma tamponunu gösterir. Motor kirlenmesi EGT marjını azaltabilirken, motor yıkama işlemleri hava akışını iyileştirerek EGT’yi düşürebilir ve marjda genellikle 3–7 °C arasında iyileşme sağlayabilir. Bu nedenle EGT ve EGT marjının düzenli izlenmesi, bakım planlaması ve uçuş emniyeti açısından büyük önem taşır.

Türbin motorunda, bazen Türbin Çıkış Sıcaklığı (TOT) olarak da adlandırılan Egzoz Gazı Sıcaklığı (EGT), türbin ünitesinden çıkan türbin egzoz gazlarının sıcaklığıdır. Gaz sıcaklığı, egzoz akımına monte edilmiş bir dizi termokupl ile ölçülür ve kokpit göstergesinde Fahrenheit veya Santigrat derece cinsinden gösterilir.

Pistonlu bir motorda EGT, egzoz manifoldundaki egzoz gazlarının sıcaklığının ölçümüdür. Egzoz gazının sıcaklığı, silindirlere giren yakıt ve hava oranına göre değiştiğinden, motora giren yakıt/hava karışımını düzenlemek için temel olarak kullanılabilir.

Egzoz Gazı Sıcaklığı, egzoz nozulunun çıkışında motor tarafından üretilen sıcak gazların sıcaklığını ifade eder. Motorun Düşük Basınçlı Türbini (LPT – Low Pressure Turbine) üzerine yerleştirilen sıcaklık sensörleri ile ölçülür. Genellikle santigrat derece (°C) cinsinden ifade edilen bu değer, motor sağlığı izleme, performans değerlendirmesi ve verimlilik için önemli bir parametredir.

EGT, normal çalışma koşullarında tipik jet motorlarında 600 °C ile 1000 °C arasında dalgalanır. Sıcaklık okumaları, uçuş ekibinin izlemesi için kokpite iletilir ve kaydedilen parametrelerin bir parçasıdır.

EGT’yi izlemek, motor bakım işlemleri için çok önemlidir. Normalden çok daha yüksek veya düşük EGT değerleri; kompresör veya türbin hasarı, yakıt sistemi veya yanma sorunları gibi problemleri gösterebilir. Ayrıca motorun yakıt verimliliğini değerlendirmek için dikkate alınması gereken önemli bir parametredir. Biraz daha yüksek EGT değerleri, daha yüksek yakıt tüketimini gösterirken, daha düşük okumalar yakıt verimliliğinde iyileşme olduğunu gösterebilir.

Termokupl

Termokupl, Seebeck etkisine dayanır. 1821 yılında Estonya asıllı Alman fizikçi Seebeck, iki farklı metalin birleşme noktalarında sıcaklıkla değişen büyüklükte bir elektrik potansiyeli olduğunu göstermiştir. Devre, sıcaklığı bilinen bir referans birleşme noktası ile tamamlanırsa, birleşme noktasının sıcaklığı ölçülebilir teorisine ve pratiğine dayanır.

Yaygın olarak kullanılan metaller arasında bakır ve Konstantan (bakır ve nikel alaşımı) bulunur.

Avantajları

• Boyut olarak küçük olması

• Hızlı tepki verme süresine sahip olması

• Nispeten ucuz olması

• Doğru ölçüm yapması

Dezavantajları

Çok hassas bir voltmetre veya sinyal amplifikasyonu gerektirmesi

Termokupl, termoelektrik etkiye dayanır. İki metalin her iki ucu birbirine lehimlendiğinde ve iki nokta arasında sıcaklık farkı olduğunda, 100 °C başına 5 milivolt aralığında bir elektrik gerilimi oluşur. İki lehim noktası, sıcak bağlantı noktası ve soğuk bağlantı noktası olarak adlandırılır. Sıcak bağlantı noktası, ölçülmek istenen sıcaklığa karşılık gelirken, soğuk bağlantı noktası göstergeye karşılık gelir.

Termokupl bağlantıları için hemen hemen her türlü farklı metal çifti kullanılabilirken, gaz türbini motorlarındaki egzoz gazı sıcaklık problarında bağlantı noktasında kullanılan malzeme için endüstri standardı şöyledir:

• Chromel® (nikel-krom) – renk kodu beyaz

• Alumel® (nikel-alüminyum) – renk kodu yeşil

• Bu kombinasyon “K tipi” olarak bilinir.

Bazı ülkeler başka renk kodları kullanır; ancak Uluslararası Elektroteknik Komisyonu (IEC) tarafından belirlenen renk kodları en yaygın olarak kullanılanlardır.

Chromel ve Alumel telleri arasında ek tanımlama olarak kullanılabilecek başka farklılıklar da vardır:

Chromel manyetiktir.

Alumel manyetik değildir.

Ayrıca, Alumel ve Chromel konnektörlerinin çapraz bağlantısını önlemek için Alumel genellikle daha büyük konnektör boyutuna sahiptir. Bu malzemeler oksidasyona en dayanıklı malzemelerdir. Diğer metaller daha yüksek voltajlar üretebilir; ancak yüksek sıcaklık ortamında dayanıklı değildir. Bazı eski veya küçük motorlar bakır ve Konstantan kullanır.

Chromel iletken, serbest elektron eksikliği içerir. Alumel iletken ise fazla serbest elektron içerir. Isıtıldığında, negatif iletkendeki serbest elektronlar sıcak bağlantı noktasından soğuk bağlantı noktasına geçerek pozitif sıcak bağlantı noktasına geri döner. Soğuk bağlantı noktası hassas bir voltmetredir.

Sistemin çalışması için göstergelere güç kaynağı gerekmez. Ancak bazı sistemler, cihazın hassasiyetini artırmak için bir amplifikatör kullanır. Amplifikatörün güç kaynağına ihtiyacı vardır. Gösterge elektronik bir ekran ünitesi ise (örneğin EICAS veya ECAM), ekran ünitesinin elektrik gücüne ihtiyacı vardır.

İki bağlantı noktası farklı sıcaklıklarda bir devrede bulunuyorsa, birkaç milivoltluk bir voltaj tespit edilebilir. Bu voltaj, bağlantı noktaları aynı sıcaklıkta ise sıfır olur ve bir bağlantı noktasının diğerine göre sıcaklığı değiştiğinde artar. (Şekil A)

Sıcak bağlantı noktası ısıtıldığında üretilen voltaj, iki bağlantı noktası arasındaki sıcaklık farkına karşılık gelir. Bu nedenle, ısıtılan nesne 200 °C ve cihaz (kokpit alanı) 20 °C ise, gösterilen sıcaklık 180 °C olacaktır ve düzeltilmesi gerekir. (Şekil B)

Düzeltme, kokpit üzerindeki sıcaklığın etkisini dengeleyen bir bimetal saç yay ile cihazın içinde yapılır. (Şekil C)

EGT Göstergesi

Aletin içinde, motordan kokpit göstergesine kadar tüm elektrik devresinin sıcaklık dengeleyicisi görevi gören bir karbon direnç bulunmaktadır. Karbon direnç, negatif sıcaklık katsayılı (NTC) bir dirençtir. Bu direnç bazen “balast direnci” veya “nötrleştirici” olarak da adlandırılır.

Kablolar, sabit bir dirence karşılık gelen sabit uzunlukta, genellikle 2, 8, 15 ve 22 Ω olarak fabrikadan teslim edilir. Kokpitteki göstergelerin doğru olması için kabloların uzunluğu kesilmemeli, eklenmemeli veya kısaltılmamalıdır. Bu nedenle fazla kablo, aviyonik bölmesinde veya kokpitte sarılır.

Prob Konumu

Probların gerçek konumu iki parametreye bağlıdır: gazın beklenen maksimum sıcaklığı ve prob malzemesinin bu sıcaklığa dayanma kabiliyeti.

Sıcak bölüm derecesi, tüm motor çalışma parametreleri arasında en kritik olanıdır; çünkü sınırların dışına çıkılması durumunda motor saniyeler içinde uçmaya elverişsiz hâle gelebilir. Türbin içindeki gazın sıcaklığı, probların metaline göre çok yüksekse, problar türbinin arkasına yerleştirilebilir ve gösterge, egzoz gazı sıcaklığını (EGT) veya jet borusu sıcaklığını (JPT) okumak üzere kalibre edilebilir.

Terminoloji, üreticiden üreticiye farklılık gösterir. Aşağıdaki kısaltmalar yaygın olarak kullanılır:

EGT: Egzoz gazı sıcaklığı (Exhaust Gas Temperature)

JPT: Jet borusu sıcaklığı (Jet Pipe Temperature)

TET: Türbin giriş sıcaklığı (Turbine Entry Temperature)

TIT: Türbin giriş sıcaklığı (Turbine Inlet Temperature)

ITT: Ara türbin sıcaklığı (Interstage / Intermediate Turbine Temperature)

TOT: Türbin çıkış sıcaklığı (Turbine Outlet Temperature)

İdeal olarak, türbin giriş sıcaklığı (TET) ölçülmelidir; ancak yüksek sıcaklıklar nedeniyle bu pratik değildir. Türbin boyunca sıcaklık düşüşü bilinen bir şekilde değiştiğinden, türbin çıkışındaki sıcaklık genellikle uygun şekilde konumlandırılmış termokupllarla ölçülür. Alternatif olarak sıcaklık, türbin grubunun ara aşamasında da ölçülebilir. Türbin sıcaklığının ölçüldüğü istasyon, 4 ile 5 numaralı istasyonlar arasındadır.

Kokpitteki sıcaklık göstergesi “Türbin Giriş Sıcaklığı (TIT)” olarak etiketlendiğinde, sıcaklığın türbin pervanesinin önünden izlendiğini; “Ara Türbin Sıcaklığı (ITT)” olarak etiketlendiğinde, sıcaklığın birden fazla türbin pervanesi arasındaki bir ara konumda ölçüldüğünü; “Egzoz Gazı Sıcaklığı (EGT)” veya “Türbin Çıkış Sıcaklığı (TOT)” olarak etiketlendiğinde ise, sıcaklığın türbin pervanesinin arkasında ölçüldüğünü gösterir.

Gerçek izleme konumu ne olursa olsun, önemli olan husus, birinci kademe türbin nozulunun hemen önündeki türbin girişindeki sıcaklıktır. Birkaç toplam sıcaklık probu veya termokupl, motorun etrafında sıcak bağlantı noktası olarak adlandırılan ucu sıcak gaz yoluna temas edecek şekilde konumlandırılmıştır. Paralel bir elektrik devresine bağlandığında sistem, tüm termokupl sıcaklıklarının ortalamasını kokpitteki bir göstergede gösterir. Probları paralel bağlamanın ek bir avantajı, bir prob hasar görürse elektriksel çıkışlarının ve dolayısıyla göstergedeki sıcaklık okumasının neredeyse hiç etkilenmemesidir.

Egzoz Gazı Sıcaklığı Sınırı

Her motor tipi için üreticiler, EGT sınırı veya EGT kırmızı sınırı olarak bilinen maksimum egzoz gazı sıcaklığını belirler. Motorun güvenli çalışmasını sağlamak ve hasarı önlemek için bu eşik, belirli bir süre boyunca aşılmamalıdır.

Bu değer, FCOM (Flight Crew Operating Manual) veya AFM (Aircraft Flight Manual) içinde bulunabilir ve kokpitteki EGT göstergesinde kırmızı bir çizgi ile belirtilir. Uçuş sırasında uçuş ekibi, özellikle sıcak hava koşullarında TOGA (Takeoff/ Go-Around) itme seviyesinde kalkış gibi zorlu çalışma koşullarında sınırın aşılmadığından emin olmak için EGT okumalarını sürekli izler. EGT sınırının aşılması, motor hasarına veya arızasına neden olabilir ve uçuş emniyetini tehlikeye atabilir.

Egzoz Gazı Sıcaklığı Marjı

Egzoz Gazı Sıcaklığı marjı, referans koşullarında tam nominal kalkış esnasında motorun EGT’si ile üretici tarafından belirlenen EGT sınırı arasındaki farktır. Bu marj, motorun gerçek egzoz gazı sıcaklığı ile maksimum emniyetli çalışma sıcaklığı arasındaki tamponu temsil eder.

EGT marjını izleyerek bakım ekipleri, motorun verimli ve emniyetli sınırlar içinde çalışıp çalışmadığını belirleyebilir. Gerektiğinde motor parçaları üzerinde uygun bakım işlemleri yapılabilir ve EGT marjını artırmak ve yakıt verimliliğini iyileştirmek için motor yıkama işlemi gerçekleştirilebilir.

Motor Yıkamanın EGT Marjına Etkisi

Motor birikintileri, kirlenme ve parça bozulması gibi faktörler EGT marjında azalmaya neden olabilir. Motor parçalarındaki kalıntılar, hava akışını kısıtlayarak verimliliği düşürür ve bu da EGT’nin artmasına neden olur. Motor yıkama ile bu birikintiler giderildiğinde, motorun hava akışı yeniden sağlanır; bu da motorun verimliliğini artırabilir ve EGT’yi azaltabilir. EGT marjındaki iyileşmeler; motor performansının artması, yakıt tüketiminin azalması veya motor ömrünün uzaması gibi avantajlar sağlar. Motor yıkamanın EGT marjını ne ölçüde iyileştireceği; motor tipine, motorun durumuna ve kullanılan yıkama yöntemine bağlıdır. Ancak sektörel deneyimlere göre motor yıkamadan sonra EGT marjı iyileşmeleri genellikle 3 °C ile 7 °C arasında değişmektedir.

EGT Marjındaki İyileşmenin İzlenmesi

Havayolları, egzoz gazı sıcaklığının kırmızı sınırı aşmasını önlemek için EGT marjını titizlikle izlemelidir. Genellikle bu marjın TOGA koşullarında değerlendirilmesi gerekir; ancak bu her zaman mümkün olmayabilir. Kalkış sırasında motorun maksimum itme gücü, belirli Dış Hava Sıcaklığı (OAT) koşullarında korunur ve bu durum ölçülen EGT marjında sapmalara yol açabilir. Bu nedenle doğru marjın yeniden hesaplanması için çeşitli metodolojiler mevcuttur.

Motor verilerine erişim, performansın izlenmesini sağlar. Motor temizliği öncesi ve sonrası EGT, EGT marjı veya yakıt tüketimi gibi parametrelerin eğilimlerinin analiz edilmesi, yıkama sürecinin etkinliği hakkında fikir verir. Bu izleme, ACMS raporları, uçuş verisi analizi veya yer uçak performans izleme sistemleri aracılığıyla yapılabilir. Bu sistemler, her uçak için günlük EGT marjını sunabilir ve marj belirli bir eşiğin altına düştüğünde otomatik uyarı verebilir.

Motor yıkamadan sonra EGT marjındaki iyileşmeleri izlemek, motorların optimum performansta çalıştığından emin olunmasını sağlar ve havayollarının bakım programlarının etkinliğini değerlendirmelerine yardımcı olur.