Roketler nasıl uçar? Nasıl hareket eder gibi sorular roketlerin en önemli parçalarından biri olan roket motorları üzerinde bir merak oluşturuyor. Nedir bu roket motorları? Ne işe yarar? Nasıl çalışır? Nasıl yapılır? Hadi gelin bu sorulara bir cevap arayalım.
Roket motorları Newton’un 3.yasasına göre yani etki – tepki kanununa göre çalışır. Kısaca her kuvvete karşılık her zaman eşit ve ters bir tepki kuvveti vardır.
Roket motorlarını kabaca bölümlere ayıracak olursak ;
⦁ Katı yakıtlı
⦁ Sıvı yakıtlı
⦁ Hibrit yakıtlı
motor olmak üzere 3 kısıma ayırabiliriz. Katı , sıvı ,ve hibrit motorlarda kendi içlerinde birkaç kısıma ayrılacaktır elbet ama şuan bunları genel olarak ele alıcaz.
Roket ve füze yakıtları yanıcı ve oksitleyici olarak adlandırılan iki elemandan oluşur. Bu yanıcı ve oksitleyici olarak adlandırılan kimyasal karışım yandığı zaman kimyasal enerjisini kinetik enerjiye çevirerek sisteme itki sağlar. Roket motorlarında ki temel mantık yanma odasında bulunan kimyasal karışımı biran önce yakarak gaz haline getirip yanma odası içerisinde yüksek bir basınç ve sıcaklık elde etmektir. Bu yüksek sıcaklık ve basınçtaki gaz karışımını dar bir nozzleden (lüle) geçirdiğimiz taktirde ise rokete itki sağlanacaktır.
Katı, sıvı ve hibrit yakıtlar arasında itki sıralaması yapacak olursak ;
Hibrit > Sıvı > Katı şeklinde sıralayabiliriz.
Yakıt türleri ise kendi içlerinde özgül darbesine göre sıralanır. Özgül darbe bir saniyede birim yakıtla elde edilen itki manasına gelir ve birimi saniyedir.
Katı yakıtlı roket motorları tasarımı ve yapımı en basit olan roket motorlarıdır. Alüminyum , çelik , hatta kartondan oluşan bir borunun içerisine kimyasal karışımımızı (yanıcı ve oksitleyici) koyup ,borunun bir ucunu da nozzle ile kapattığımız taktirde çok basit bir roket motoru elde edebiliriz. Katı yakıtlı roket motorlarında yakıt katı halde bulunduğu için sıvı yakıtlara göre daha büyük bir yanma odası bulunur, ayrıca katı yakıt yanmaya başladıktan sonra durdurulamaz veya yanma kontrol altına alınamaz. Sıvı ve hibrit yakıtlarda ise böyle bir şey söz konusu değildir.
SIVI YAKITLI ROKET MOTORU
Sıvı yakıtlı roket motoru yapmaya gelince işler biraz komplike bir hal alıyor. Katı yakıtta yanıcı ve oksitleyici kimyasallar katı bir karışım olarak bir arada bulurken sıvı yakıtlı motorlarda yanıcı ve oksitleyici ayrı ayrı tanklarda sıvı halde bulunur, sıvıların kontrolü için ise vanalar ve pompalar bulunur. Her tankta bulunan vanalar ve pompalar sayesinde yanma odasına kontrollü sıvı akışı sağlanır. Katı yakıtlı motorlara nazaran daha küçük bir yanma odasında birleşen yanıcı ve oksitleyici sıvılar yanma odasında yanarak kimyasal enerjiyi kinetik enerjiye çevirerek rokete itki sağlar. Sıvı yakıtlı motorlar katı yakıtlı motorlara göre daha fazla özgül darbeye sahiptir ama bunun yanında dezavantajları da vardır tabi. Mesela sıvı yakıtların bulunduğu tanklar içerisinde ki sıvının basıncına dayanabilmesi için kalın çeperli olmak zorundadır buda roketlere fazladan ağırlığa sebep olacaktır ki bu bir rokette istenilmeyen bir şeydir.
HİBRİT YAKITLI ROKET MOTORLARI
Hibrit yakıtlı roket motorları ise roket motorları arasında en az kullanılanıdır diyebiliriz.
En basit haliyle, hibrit roket motorunda, sıvı oksitleyici içeren bir tank ve katı roket yakıtı içeren bir yanma odası ile bunları ayıran mekanik bir cihazdan oluşmaktadır. İtki gerektiğinde, uygun bir ateşleme kaynağı yanma odasına sokulur ve aradaki vana açılır. Sıvı (ya da gaz) yakıt yanma odasına akar ve orada buharlaşır akabinde ise katı yakıt ile etkileşir. Yanma, katı yakıtın yüzeyine bitişik bir sınır tabaka (boundary layer), yayılma alevi (diffusion flame) içerisinde gerçekleşmektedir.
Genellikle sıvı roket yakıtı oksitleyici olarak ve katı roket yakıtı ise yakıt olarak kullanılmaktadır çünkü katı oksitleyiciler çok tehlikelidirler ve sıvı oksitleyicilere göre daha düşük verimlidirler.
Roket motorlarına genel olarak bu şekilde değinebiliriz. Her bir roket modeli türü hakkında daha detaylı bilgi için aşağıdaki link üzerinde diğer yazılarımızı okuyabilirsiniz
