Uçaklar, motorlarını çalıştırmadan ve dışarıdan herhangi bir destek almadan nasıl elektrik üretebilir veya sistemlerini çalıştırabilir? APU olarak adlandırılan sistem nasıl çalışıyor? M. Onur Erçetin, www.tolgaozbek.com sitemiz için kaleme aldı…
APU nedir
APU (Auxiliary Power Unit/Yardımcı Güç Ünitesi) neredeyse tüm modern yolcu uçaklarında bulunur. Yardımcı Güç Ünitesi denmesinin sebebi uçak sistemleri için ana (primary) kaynak olmamasındandır. APU turboşaft tipte, itki gücü üretmeyen ve sabit bir devirde çalışan bir gaz türbinli motordur. APU uçak yakıt tanklarından beslenir.
Eğer gerekli yer ekipmanları varsa (GSE) APU çalıştırılmaz. Bunun nedeni olarak gürültü, emisyon ve APU’nun yakıt ve bakım maliyetleri gösterilebilir. Uçak yerdeyken yer ekipmanları yoksa ana motorlar çalıştırılmadan uçağa 115V 400 hertz elektrik ve basınçlandırılmış hava (bleed air) sağlar.
APU’nun yerde sağladığı basınçlandırılmış hava uçak motorlarının çalıştırılmasında ve iklimlendirme sistemleri için kullanılır.
APU sadece yerde çalışmamakla birlikte havada duran ana motorun tekrar çalıştırılmasında, motor kaybı gibi acil durumlarda elektrik sağlamak için de kullanılabilir.
APU’ya neden ihtiyaç duyuluyor?
APU sayesinde ana motorlar çalıştırılmadan ana motorların yapacağı işi APU yapar. Bu sayede aşağıdaki avantajlar sağlanır
-737NG uçaklarına bakıldığında APU ile aynı görevi yapacak olan bir motorun yakıt tüketimi rölanti durumda saatte 300-320 kg civarında iken APU sadece 115-120 kg yakıt yakar.
-Ana motorların çalışması sırasında içine kaçabilecek FOD (Yabancı Madde Hasarı) önlenir.
-Ana motorların ömrü uzatılır ve bakım maliyetleri azaltılır.
-APU sayesinde emisyon ve gürültü seviyeleri düşürülür.
APU nasıl çalışır
Yukarıda bahsettiğimiz gibi APU turboşaft bir motordur. Uçak bataryalarından alınan elektrik starterda dönü hareketine dönüştürülerek şaftın dönmesi sağlanır. Şaftın giderek hızlanmasıyla beraber radyal kompresör (ağırlık ve hacmi azaltmak için) kullanılarak hava sıkıştırılır. Sıkıştırılan hava ters akışlı yanma odasına (ağırlık ve hacmi azaltmak için) gönderilerek burada yakıtla yakılır. Yakılan yakıt-hava karışımı daha sonra türbinlere çarpar ve şaftın dönmesini sağlar. Dönen şaftın hızının artmasıyla birlikte starter devreden çıkar ve APU çalışmaya başlar.
APU ana parçaları ve görevleri
APU’lar genel olarak aşağıdaki parçalardan oluşmuştur
-APU kontrol ünitesi: APU operasyonunun otomatik yapılmasını sağlayan bir bilgisayardır.
-Power section: (Güç kısmı) APU’nun çalışması için gerekli olan kısımdır.
-Load compressor: APU’dan basınçlandırılmış hava aldığımız yerdir.
-Accessory Gearbox: Şafttan aldığı dönü hareketiyle çeşitli dişliler sayesinde üzerindeki parçaları döndürür. Accessory gearbox üzerinde yağlama modülü, yakıt kontrol birimi, starter-generator gibi parçalar bulunur.
APU konumlandırması
APU’lar modern yolcu uçaklarında kuyruk konisi dediğimiz yere konumlandırılmıştır. Bunun nedeni yolcuların gürültüden etkilenmemesi içindir. Bazı uçak modellerinde iniş takımı civarına konumlandırılırken (C17 ve C160) A400M askeri/kargo uçağında kanatların gövdeye bağlandığı yerdedir. Boeing 727’de ana iniş takımı yuvasına konumlandırılmıştır.
APU kullanan ilk uçak
APU’yu ilk kullanan ticari uçak modeli Boeing 727’dir. 1965’ yılında Garrett’ın GTC85 APU’su Boeing 727 ana iniş takımı yuvasına konumlandırılmıştır.
APU çalışma limitleri
APU’nun çalışma limitleri vardır. Örneğin Boeing 737NG’lerde bulunan Honeywell Allied Signal 131-9B motoru 32.000 feete kadar 90 KVA elektrik sağlayabilirken 41.000 feete kadar 66 KVA elektrik sağlar. APU’nun hem basınçlandırılmış hava ve hem de elektrik sağlaması için uçak 15.000 feet ve altında olmalıdır.
