Roketler ve füzeler uçuş sırasında farklı kuvvetler etkisinde kalır.Roketlerde kontrol yüzeylerinin kullanım amacı uçuş boyunca roketin kararlı olması ve uçuş sırasında istenilen yönlendirmeleri ve uçuş yolunu korumasını sağlamakdır. Eğer roket, kontrol yüzeyleri olmadan uçarsa, uçuşa başladıktan kısa bir süre sonra Roketin üzerinde oluşacak aerodinamic kuvvetler, motorun oluşturduğu itki ve yerçekimi sonucu roket ya takla atacak yada yalpalamalar yüzünden güvensiz bir uçuş oluşturacaktır. Buradaki problem roketin ağırlık merkezinin (CG), basınç merkezinin (CP) üstünde (burna daha yakın ) olmasıdır. Kontrol yüzeyleri tam bu noktada etki eder ve roketin ağırlık merkezi ve basınç merkezlerini istenilen yerlerde bulunmasını sağlar.
Neden ağırlık merkezi basınç merkezinin önünde olmalıdır?
Ağırlık merkezi ve basınç merkezinin önemini anlamak için serbest cisim diyagramı üzerinde inceleyelim bu durumu :
figür1A da gösterilen roket ideal uçuş pozisyonun da olduğundan ve bütün yükler düz bir çizgi üzerinde olduğundan dolayı roketin uçuşu kararlıdır.
Figür 1B de gösterilen roket için dışarıdan etki eden bir kuvvet (rüzgar) roketin basınç merkezine etki eder ve ağırlık merkezi etrafında bir dönüşe sebep olacak ve hücum açısı da değişim olacaktır.
Bu değişimin sonucu olarak kaldırma kuvveti oluşacak (figür1B) bu kuvvet rüzgar kuvveti ile dengelenecek ve roket kararlı kalmaya devam edecek ve uçuşu koruyacaktır.
figür 2A hernekadar basınç merkezi ağırlık merkezinin önünde olsada tıpkı figür1A da olduğu gibi dışardan etki olmadığı sürece uçuş boyunca kararlı bir uçuş sergileceyecektir.
Figür 2B üzerine yine dışarıdan etki eden bir kuvvet olsun ve yine roketin hücum açısında ufak bir değişiklik meydana getirsin. Ancak bu defa kaldırma kuvveti rüzgar kuvveti ile aynı yönlü olacaktır. Bunun sonucunda kontrol edilemeyen bir dönüş meydana gelecek ve roketin kararlığını bozacaktır. Sürekli bozulma sonucu rokette yalpalamalar oluşacak hatta roket takla atacaktır.
Roket kontrol yüzeyleri nelerdir?
- Ön kısma yakın bölgelere yerleştirilen kontrol yüzeylerine kanard,
- Orta kısma yerleştirilen kontrol yüzeylerine kanat,
- Arka kısma yerleştirilen kontrol yüzeylerine kuyruk denilmektedir.
Kuyruk Kontrolü
yüksek hücum açılarında mükemmel manevra kabiliyeti sağlar. Kuyruk kontrollü füzelerde ekstra kaldırma kuvveti ile menzili artırmak için sabit kanatlar da kullanılmaktadır.
Kanard Kontrolü
Kanardlar düşük hücum açılarında çok iyi manevra yeteneğine sahip iken yüksek açılarda akışın ayrılması nedeniyle kontrol etkinliğini kaybetmektedir. Ayrıca kanard roketin ağılık merkezinin çok önünde olduğu için füzenin kararlılığını sağlamak için sabit kuyruk kanatlarının kullanılması gerekmektedir.
Kanat Kontrollü Füzeler
Kanat kontrolünün en büyük avantajı roketin çok küçük kanat hareketleri ile çok hızlı tepki gösterebilmesidir. Ama kanatlar ağırlık merkezine çok yakın olduklarından manevra için gerekli olan kuvveti sağlayabilmek için çok büyük yüzey alanına sahip olmaları gerekmektedir. Ayrıca büyük kanatların oluşturduğu girdaplar kuyruk yüzeyi ile etkileşime girerek roketin dönü ekseninde dönmesine sebep olacak bir momenti oluşmasına sebep olmaktadır. Bu etkinin azaltılması için yapısal tasarımda iyileştirmeler yapılması gerekmektedir.
