Uçak motoru türbin kanatlarına milyarlarca dolarlık yatırım akıyor: Peki üretimi bu kadar zor yapan ne?

Jet motorlarının içinde, uçuşun her anında 1.500 dereceyi aşan sıcaklığa ve yüksek mekanik strese dayanan yüzlerce türbin kanadı çalışıyor. Bu kanatları üretebilen şirketlerin sayısı dünyada bir elin parmakları kadar; son aylarda da bu nadir teknolojiye yönelik yatırımlar belirgin biçimde hızlandı. GE Aerospace, Eylül ayında türbin kanadı tedarikçisini 11,75 milyar dolar karşılığında satın alacağını duyurdu; Rolls-Royce ise Mart ayında Rotherham'daki kanat döküm tesisine 19 milyon sterlinin üzerinde yatırım yapacağını açıkladı.

GE Aerospace'in hamlesinin, havacılık üretim zincirindeki oynaklığın uzun süredir tartışılan bir sorunu olduğu dikkate alındığında, kritik parçaların arz güvenliğini sağlamaya yönelik olduğu değerlendiriliyor. Havacılık sektörü yazarı ve danışmanı Bill Sweetman, talebin çok büyük olmasına karşın bu işi başarabilen çok az şirket bulunduğunu, bunun da teknolojiye neredeyse mistik bir imaj kazandırdığını söylüyor.

İlgili: GE motorlarında erken hasar: Boeing 787'de türbin kanadı sorunu gündemde

Kanatlar kesilmiyor, büyütülüyor

Üretimin sırrı 1960'lara uzanan bir yöntemde yatıyor: Ergimiş metal alaşımı kanat formunda dökülüyor ve saatler süren bir süreçte titizlikle bir uçtan diğerine soğutuluyor. Doğal koşullarda soğuyan metal, çok sayıda küçük taneden oluşan bir yapıya dönüşür; oysa performans için gereken şey, kanadın tamamını kaplayan tek bir kristaldir. Rolls-Royce'da üretim mühendisi olan Ben Fifoot, tek bir kristalin kanat şeklinde büyümesini sağlamanın fizik kurallarıyla mücadele etmek gibi olduğunu ve sürecin "imalatın ulaşabildiği karmaşıklık düzeyinin zirvesi" olduğunu belirtiyor.

Bu noktada süreçte "pigtail" adı verilen dikkat çekici bir hile devreye giriyor: Kanadın bir ucuna yerleştirilen küçük spiral, katılaşan kristallerin akışını kısıtlayarak yalnızca bir tanenin üstele çıkmasını sağlıyor. Bazen spiralin tur sayısı veya açıları, daha elverişli taneyi yakalamak için değiştiriliyor. Kanat tamamlandığında bu spiral kesilip atılıyor. Soğuma beklenildiği gibi gitmediğinde, örneğin kanatta iki kristal oluştuğunda, alaşım yeniden işlenmek üzere geri kazanılıyor.

Sıcaktan korunmanın yolları

Tek kristalin yanı sıra performansın üçüncü sacayağı soğutma ve koruma sistemleri. Kanatlar, motor çalışırken içlerine akan daha serin havanın yüzeyde ince bir film oluşturmasına imkân veren minicik kanallarla dökülüyor. Birmingham Üniversitesi'nden Paul Withey, sektörde şu anda bu soğutma geçişlerini olabildiğince girift hale getirme çabası olduğunu söylüyor; serin hava akışı ne kadar türbülanslıysa çevresindeki çok daha sıcak havadan o kadar fazla ısı uzaklaştırılıyor. Özel seramik kaplamalar da kanatları aşırı sıcaktan koruyor. Ağırlığın azaltılması ise ayrı bir hedef: Fifoot, kanattan çıkarılan her gramın motoru daha az yakıtla daha hızlı ve sıcak çalıştırmaya imkân verdiğini aktarıyor.

Rolls-Royce'un kanatları, Airbus A350-900'u güçlendiren Trent XWB-84 ile Boeing 787 için üretilen Trent 1000 XE dahil bir dizi motorda kullanılıyor.

Çin'in katılma çabası

Tek kristal döküm zincirini uçtan uca kuran ülkelerin sayısı bugüne kadar ABD ve Birleşik Krallık dahil beşte kaldı; Çin altıncı olmayı hedefliyor. Mayıs ayında yayımlanan bir haberde, AECC Beijing Institute of Aeronautical Materials'tan bir mühendisin, Çin'in Avrupa ve ABD'de yaygın kullanılan ikinci nesil tek kristal süper alaşımlarla eşdeğer ya da onlardan üstün bir alaşım geliştirdiğini ve üretim maliyetinin daha düşük olduğunu öne sürdüğü aktarıldı.

Sweetman'a göre Batı'nın elinde yine de büyük bir avantaj var: Ticari yolcu uçağı üretiminin büyük bölümü Batı'da gerçekleşiyor, tedarik zincirleri ve en güncel yenilikler de bu bölgelerde kümeleniyor. Üstelik Batılı üreticilerin arkasında uzun güvenlik sicilleri bulunuyor. Çin'in ciddi bir konum elde edebilmesi için türbin kanatlarının çok ötesinde, uçak üretiminin neredeyse her alanında rekabet etmesi gerekiyor; Sweetman bunun uzun ve zorlu bir yol olduğunu ifade ediyor.