Uçaklar neden yakıt için benzin yerine kerosen kullanır?

Hiç arabanızı uçak yakıtıyla çalıştırmayı ve bir roket arabasına dönüştürmeyi hayal ettiniz mi? Ya da şöyle soralım. Uçak yakıtı olarak ne kullanıldığını hiç düşündünüz mü?

Öncelikle şunu söyleyelim ki kafanızda soru işareti kalmasın. Uçak yakıtı ve benzin benzer yapıdadır, ancak herhangi bir arabada uçak yakıtı kullanamazsınız. Farklılıklara girmeden önce, uçak yakıtı hakkında biraz bilgi paylaşalım…

Cessna gibi küçük uçaklardan tutun da Airbus A380 gibi büyük çift motorlu jetlere kadar tüm uçakların çalışması için elbette ki “yakıt” gerekir. Tıpkı otomobiller gibi, uçaklar da emniyetli bir uçuş hızı elde etmek ve bu hızı sürdürmek adına gereken gücü oluşturmak için yakıt yakarlar.

Havacılıkta çeşitli yakıt türleri olsa da, uçaklarda yakıt olarak kerosen yani gazyağı kullanılır. İki temel uçak yakıtı türü bulunur:

• Jet A
• Jet B

Bu iki tip kalite açısından farklılık gösterir ve farklı donma noktalarına sahiptir. Jet B genellikle askeri operasyonlar ve kötü havanın olduğu bölgeler için kullanılırken bugünkü yolcu uçaklarımızda Jet A kullanılır.

Uçak yakıtı ve benzin, petrolün rafine edilmesinden türetilen uzun hidrokarbon dizilerinden oluşur. Yani bu iki yakıt türünü birbirinden farklılaştıran nokta, her bir türün içerdiği hidrokarbonlardır.

Benzin, hidrojen moleküllerinin bağlı olduğu 7 ile 11 karbon atomu içeren hidrokarbonlardan oluşurken, uçak yakıtı ise 12 ile 15 karbon atomu aralığında daha fazla hidrokarbon içerir. Biraz daha konuşma terminolojisine dönecek olursak, uçak yakıtı çoğunlukla gazyağı yani kerosenden oluşur.

Teorik olarak bakıldığında, uçaklar ve arabalarda aynı yakıt tüketilebilir, doğrudur. Ancak uçakların geçtiği ortamlar normal sürüş koşullarından çok farklıdır. Uçaklar için uçuş sırasında sıcaklıklar -40˚C’nin altına düşebilir. Bu düşük sıcaklıkta, normal benzin muhtemelen donacak ve sonuçta motordaki uygun yanmanın durmasına neden olacaktır.

Gazyağı, benzine göre daha düşük bir donma noktasına sahiptir. Uçak gökyüzünde 34.000 feet seviyesinde normal şartlarda hayatta kalamayacağınız aşırı düşük sıcaklıklarda seyrederken, gazyağı donmaya karşı bir korunma sağlar. Gazyağı deminde belirttiğimiz gibi aslında petrol bazlı hidrokarbonlar ve diğer bileşenlerin bir karışımıdır. Ancak ne olursa olsun, gazyağının donması benzinin donmasına kıyasla daha düşük sıcaklıklar gerektirir. Bu ana nedenden dolayı yani daha düşük bir donma noktasına sahip olduğu için uçak yakıtı için gazyağı tercih edilir.

Gazyağı yani kerosen ayrıca daha yüksek bir parlama noktasına sahiptir. Parlama noktası, yanıcı bir kimyasalın veya maddenin tutuşup buhara dönüştüğü sıcaklığı ifade eder. Uçak gökyüzünde süzülürken yakıtın puf diye buharlaşıp gitmesini istemeyiz değil mi? İşte daha yüksek parlama noktası ile gazyağı, benzine kıyasla daha fazla güç ve verimlilik elde etmek için daha yüksek oktan dereceleri sunar. Aslında uçaklarda gazyağı yakıtının kullanılmasının ana nedeni budur diyebiliriz. Uçaklar başlangıçta benzin kullanıyordu ve onlarca yıl bunu sürdürdü. Bununla birlikte, daha yüksek oktanlı yakıta duyulan ihtiyaç, havacılık uzmanlarını alternatif yakıt türlerini denemeye sevk etti ve böylece bugün kullanılan gazyağının yolunu açtı. Günümüzde gazyağı bir diğer adıyla kerosen, artık uçaklarda kullanılan en yaygın yakıt türüdür.

Bir diğer tercih sebebi ise kerosenin düşük viskozite derecesine sahip olmasıdır. Gazyağı, uçuş sırasında benzine göre daha düşük bir viskozite derecesine sahiptir, yani daha sulu ve benzin kadar kalın veya yapışkan değildir. Bu oldukça önemlidir, çünkü yüksek viskoziteli yakıtlar bir uçağın motorundaki kanalları tıkayabilir. Ancak gazyağı, benzine göre daha düşük donma noktasına sahip olduğundan, uçuş sırasında benzine göre daha sulu ve daha az viskoz kalır. Doğal olarak soğuk sıcaklıklara sahip yüksek irtifalarda bile, gazyağı minimum viskoziteye sahiptir ve uçağın motorunda ve bağlı bileşenlerinde kolayca hareket etmesini sağlar.

Uçak yakıtının daha düşük donma noktası ve daha yüksek parlama noktası göz önüne alındığında, çok daha geniş kapsamda güvenli bir çalışma sıcaklık aralığı yarattığı aşikar.

Şunu da söylemekte fayda var… Benzin ve uçak yakıtı arasındaki diğer fark, uçak yakıtı için karışıma enjekte edilen katkı maddeleridir. Gökyüzünde uçarken beklenmedik durumların oluşmamasını sağlamak için uçak yakıtına anti-statik kimyasallar, buz çözücü maddeler, antikorozif maddeler ve antibakteriyel maddeler de eklenir.

Ve de en önemli konu… “Maliyet“. Boeing 747 gibi büyük ticari uçakların dakikada yaklaşık 1 galon yakıt yaktığı düşünüldüğünde, havayollarının yakıt maliyetini göz önünde bulundurması önemlidir. İyi haber şu ki, gazyağı benzinden büyük ölçüde daha ucuzdur. Hatta bazı durumlarda, gazyağı, benzinin yarı fiyatına mâl olabilir. Her ne kadar havayolu şirketlerinin en yüksek maliyet kalemi yakıt giderleri olsa da daha az para çıkışını sağlaması sebebi ile havacılık endüstrisinde tercih edilen bir yakıt türü haline gelmiştir.

Özetle, tarih boyunca havayolu şirketleri yakıt seçiminde kullanılabilirlik, maliyet, emisyon, donma noktası, motor parçalarıyla kimyasal reaksiyonlar gibi detayları incelemiş durmuş en son kârlı ve verimli olan keroseni uçaklarında kullanmaya karar vermişlerdir.

Bugün bir Boeing 747,  Londra’dan New York’a seyir halindeyken saatte yaklaşık 10 ile 11 ton arasında bir yakıt yakıyor. Bu da toplamda tüm yol boyunca 70.000 kilogram yakıt yakması demek. Bu nedenle, Londra’dan New York’a uçmak için gereken yakıtın maliyeti ülkelerin o yıl ki dolar kuru ve enflasyon değerlerine göre değişmekle birlikte yaklaşık 20.000 $ tutuyor. Yani 450 yolcu taşıyan bir jumbo jet Boeing 747 için yakıt maliyeti, kişi başına yaklaşık 40 $’a mal oluyor.

Kaynak:

• interestingengineering.com
• monroeaerospace.com
• flightdeckfriend.com
• aviation.stackexchange.com