Roketlerin gelişimi...

Roket terimi, havasız çalışan jet motoru için kullanıldığı gibi, bu güçle uçan araçlar için de kullanılmaktadır.Bilimsel aygıtları kısa parabolsü uçuşlarla atmosferin kenarına kadar götüren küçük roketlere << sondaj roketleri>> denir.Uzay araçlarını yörüngeleirne taşıyacak biçimde yapılan büyük ve çok kademeli roketlerse, <<taşıyıcı araç>> diye adlandırılır.Bunların motorları, sıvı yakıtla olduğu gibi, katı yakıtla da çalışabilmektedir.

Temel İlke: Roket itiş gücünün temel ilkesi, Newton’un üçüncü hareket yasasıdır (her etki, ters yönde ve aynı güçte bir tepki oluşturur).Sözgelimi, bir bahçe hortumunun bağlı olduğu musluk açıldığında, hortumun yerinden fırladığı görülür.Hortum ucunun yarısı parmakla tıkandığındaysa, akan suyun hızı ve basıncı artar.Tıpkı bunun gibi, roket de, arkasından atılan maddenin itişiyle öne doğru gider.Hareketin hızı, atılan maddenin miktarına ya da hızına bağlıdır.Yanan ve genişleyen gazların, dar memelerden (eksoz borusundan) geçirilip hızlandırılarak atılması, roketi ters yöne doğru iter.

Tarihçe: Tarihte bilinen ilk roket, XIII, yüzyıl başlarında Çin’de, barutun bulunmasından sonra yapılmıştır.Bu roket, ucuna, içinde barut bulunan bir tüpün bağlandığı bir oktan oluşmaktaydı.Çubuk –dengeli roketler hızla gelişti ve Batı’ya yayıldı.XIII. yüzyılın ortalarında önce Moğollar, sonra da Araplar, savaşlarda roket kullanmaya başladılar.Roket, Fransız haçlıları tarafından Avrupa’ya da getirildi.1429 yılında jeanne d’Arc yönetimindeki Fransız askerleri Orleans’ı roketlerle savundular.Ne var ki, aynı dönemde top ve küçük silahlar daha etkili olduğundan, roket kullanımı bırakıldı.

1792 yılında Hindistan’da çarpışmakta olan İngiliz askerleri, küçük metal gövdeli roketlerle yapılan saldırıların çok etkili olduğunu gördüler.1804 yılında, Woolwich silah fabrikası müdürü Albay Congreve, bu yalın roket üstünde çalışmaya başladı.Roketi, yangın başlığı ya da patlayıcı başlık takarak, etkili bir silah haline getirmeyi başardı.

Ne varki roketleirn hedeflerini bulması konusunda, ancak XIX. Yüzyılın oratalarında, İngiliz William Hale’in çıkış ağzına eğik kanatçıklar takmasıyla, başarılı sonuçlar alınmaya başlandı.Roketlerin o zamanlar oldukça kısa olan menzilleri de, 1855 yılında, Albay Boxer’in, Fransız uzman Frezler’nin iki roketi bir aray getirme düşüncesini uygulamaya geçirmesiyle arttırıldı.Sonuçta iki kademeli roket ortaya çıktı.Bu sistemde, yanıp bitmiş olan birinci kademe, arada bulunan bir patlayıcı yardımıyla ikinci kademeyi ateşliyordu.

Aynı yıllarda, yanıcı sıvıların itici gücü ve roket gücünün uygulanması konusundaki çalışmalar sürdürülmekteydi.Bu konudaki ilk gerçekçi kuramcı olan Konstantin Eduardoviç TSİOLKOVSKİY, 1983 yılında, roketin uzayda yararlı olacağını düşündü.Tsiolkovskiy, artan eksoz hızı ile kütle oranının (ilk ağırlığın, yakıt yandıktan sonraki ağırlığa oranı) önemini ve araç hızının artışında bu ikisi arasındaki bağı anlayan ilk bilim adamıydı.Böylece roketleri yan yana ve araka arkaya bağlayıp, çok kademeli roket motorları konusunda çalışmalara başlandı.

Tsiolkovskiy’in çalışmaları, Almanya ve A.B.D gibi ülkelerle, aynı konuda araştırmaların başlatılmasına yolaçtı. S.S.C.B’nde 1929 yılında, Leningrad’daki Gaz Dinamiği laboratuarında roket konusunda çalışmalara resmen başlandı.1933 yılında bu laboratuar ile Moskova’daki Jet Gücü Araştırma Grubu’nun çalışmaları birleştirildi ve 1936 yılında 5, 63 km yüksekliğe kadar çıkan yakıtlı roketler yapıldı.

Almanya’da bu tür çalışmaların öncülüğünü yapan kişiyse, Herman Oberth oldu.Oberth’in sıvı yakıtlı yakıt kuramı 1927 yılında, birkaç genç mühendisin Uzay Uçuşları Birliği’ni kurmalarını sağladı.Bu gurubun gerçekleştirdiği deneyler, Almanların savaş sırasında, roketli silahlar gücü bakımından ilk sırayı almasını sağladı.Gurubun, 1934 yılında Nazilerin karşı koymaları nedeniyle dağılmasından sonra, Wernher Von BRAUN gibi bazı üyeler askeri araştırmalara başladılar.Von Braun, Almanların V2 roketlerini gerçekleştirme çalışmalrına öncülük etti, daha sonra A.B.D’ne giderek Apollo proğramına kadar bu konudaki çalışmalarını sürdürdü (ama, A.B.D’nde roket konusundaki çalışmaların öncülüğünü Robert GODDARD yapmış, küçük gurubu ve kısıtlı harcamalarıyla çalışmalara 1920 yıllarında başlamış, 1926’da da ilk sıvı yakıtlı roketi uçurmayı başarmıştır)

1945 yılında A.B.D uzay uçuşları ile pek ilgilenmemekle birlikte, balistik füzelerin önemini anlamış bulunuyordu.Almanya’nın yenilmesiyle, A.B.D ve S.S.C.B’nin eline geçen roket teknolojisi, Ay’a ilk insanın inişine kadar sürekli olarak gelişti.

Roket sistemleri: Roket gücünün sağlanmasında çeşitli yöntemler kullanılmasına karşılık, tümünün temelini Newton yasası oluşturur. İtiş gücü sağlayan sistemler için karşılaştırma ölçütü, özgül itiş gücü ( İsp).Özgül itiş gücü, birim yakıttan, bir saniye alınacak olan itiş gücüdür.İsp saniye olarak ölçülür ve eksoz hızıyla doğrudan ilgilidir (yaklaşık 102 saniyelik bir İsp 1 km/ saniyelik bir eksoz hızı sağlar. İsp yükseldikçe, belirli bir itiş gücü için gerekli yakıt kütlesi azalır.

Yüksek itiş güçlü roketler: Çekim gücü olan gezegenlerden kalkış ve buralara yumuşak iniş yapmak için, itiş gücünün, araç ağırlığından fazla olması gerekir.Bu amaçla kullanılan roket motorları, kimyasal ya da nükleer güçlü roketlerdir.Kimyasal türlerde katı ve sıvı yakıtlar kullanılır.İkisi de, yanarak egsoz tepkisi sağladığından, oksijen kaynağı gerektirir.Katı yakıtlar genellikle, barutla ateşlenen bir kuru yakıt ile oksijen bakımından zengin kuru kimyasal madde karışımından oluşurlar (polizobüten ve amonyum perklorat karışımı gibi).Bu tür yakıtların, yalınlıklarının sağladığı olumlu özelliklerine karşılık, İsp’lerinin düşük olması ve büyük yanma odası gerektirmeleri gibi sakıncaları vardır.

Hidrazin ve sıvı hidrojen gibi yakıtlar ile sıvı oksijen gibi yükseltgeyici maddelerin türbopompalarla ayrı ayrı küçük yanma odasına pompalandığı modern sıvı yakıtlı motorlar, istendiği zaman durdurulabilir, yeniden çalıştırılabilir ve gaz ayarı yapılabilir.Ne var ki, bu tür motorlar oldukça karmaşıktırlar ve arıza olasılığını arttırmaktadırlar.

Geleceğin yüksek güç sistemi olarak, nükleer itiş gücü üstünde durulmaktadır.Fizyon tepkimesiyle çok yüksek ısı veren katı çekirdekli maddeler, A.B.D’nde ve S.S.C.B’nde denenmişti.Bu tür bir sistemde, çekirdek üstüne pompalanan yakıt ısınarak bir memeden dışarı çıkar.Hala üstünde çalışılmakta olan füzyon roketindeyse, güneşte olduğu gibi, çok yüksek enerji veren bir hidrojen çevrimi sürecinden yararlanılmaktadır.Günümüzde yapılan bazı deneyler de, bir güç kalkanı arkasında, magnetik alan etkisiyle dizilmiş olan küçük nükleer bombacıklar, lazer ışınıyla bombardıman edilmektedir.Bu tür bir enerjiyle, yörünge giriş ve çıkışları için gerekli sert hız artışlarının ya da hızlı uzay uçuşlarının gerçekleştirilebileceği düşünülmektedir.Ancak, çevre kirlenmesi, bu türün dünya üstünde kullanımını engellemektedir.

Küçük boyutlardaki kimyasal roketler, günümüzde, yörünge değiştirmelerde, yörüngeye giriş –çıkışlarda, uzay uçuş başlığı değiştirmeleirnde, uyduların ve sonda araçlarının denetlenmesinde ve roket kademelerinin ayrılmasında kullanılmaktadırlar.Katı yakıtlar yalnızca bir tek yanış gerektiren durumlarda (kademe ayırması gibi) kullanılır.

Düşük itiş güçlü roketler: Günümüz teknolojisinde, çok yüksek İsp sistemleri, motor ağırlığına göre çok kısa süreli itiş gücü sağlayabildiklerinden, yalnızca EYLEMSİZLİK’in bulunduğu durumlarda elverişlidirler.Bu sistemlerden, gelecekte kullanılma olasılığı en büyük olanlardan biri, uzay uçuşları deneyleri yapılmış olan elektrostatik roketler ya da iyon roketleridir.Bunlar cıva ve sezyum iyonlarının yalıtılması ve eksoz itimi oluşturacak biçimde hızlandırılmasıyla çalışırlar.Bu tür, itiş gücünün çok küçük olmasına (yaklaşık 0,2835 gr) karşılık, oldukça büyük yakıt yükü ve nükleer jeneratörüyle sürekli olarak (aylarca, hatta yılarca) hızını arttırmakta ve sonuçta çok büyük hızlara erişebilmektedir.Söz konusu özelliği nedeniyle iyon roketlerinin başlıca kullanım alanı, uzun süreli uzay uçuşlarıdır.

Eletromagnetik ya da plazma roketleri üstündeki çalışmalar da sürdürülmektedir.Bu tür roketlerde, hidrojen gibi bir gaz, bir elektrik arkı tarafından nötr plazma ya da itici gaza dönüştürülmekte ve sonra, bir magnetik alan tarafından hızlandırılmaktadır.Düşük itiş güçlü roketlerde, nükleer güçten yararlanma konusu da incelenmektedir.

İsp değerleri: Kimyasal roketler için tipik İsp değerleri şunlardır: katı, 245 saniye: sıvı oksijen-gaz yağı (satürn 5 roketi birinci kademesi), 260 saniye (deniz yüzeyi); sıvı oksijen-sıvı hidrojen ( LH2 –satürn 5 üst kademesi) 456 saniye (vakumda).Nükleer roketlerde aynı değerlerse şunlardır: Katı çekirdek-LH2, 600-1500 saniye; gazlı çekirdek, 3 000 saniye; iyon 10 000-100 000 saniye; plazma 20 000 saniye kadar; foton, 10 milyon saniye kadar.

Yapım ve fırlatma: Çeşitli çalışmalara karşılık, roket araştırmaları hala büyük ölçüde kimyasal motorlar üstünde toplanmıştır.Daha iyi yakıtlar bulmak ve bunları daha uygun biçimlerde kullanmak için yeni yöntemler aranmaktadır.Bu konuda ortaya çıkan en büyük sorun, çalışma sıcaklık ve basıncına dayanabilecek malzeme bulunması ya da en uygun esnekliğin, sertliğin, hafifliğin, temizliğin ve ısıl iletimin sağlanabilmesidir.Yanma odalarında genellikle bakır alaşımları, yapı ögeleirnde de alüminyum alaşımları kullanılmaktadır.Küçük roket motorlarında bazen fiberglas da yararlı olmaktadır.

A.B.D’nde motorlar, genellikle, belirli bir itici kademesi için yapılmaktadır.Her kademe, kendi içinde bir roket oluşturur: NASA tarfından parasal destek gören yapımcı firmalar, çeşitli tipler üstünde çalışmakta ve bunların arasından en uygun olanları seçilmektedir.Bu tür yapımlarda genellikle, gövde, yapı ögeleri ve yakıt tankları, büyük uçak fabrikalarından biri tarafından üretilmekte, değişik yerlerde yapılan motorlar aynı yerde monte dilmektedir.Roket kademeleri, yapıldıkları yerlerden ayrı ayrı, uçakla, kara yoluyla ve bazı durumlarda büyük treylerle (satürn 5 füzesinin büyük alt kademeleri gibi) fırlatma alanına getirilmekte ve fırlatma rampası üstüne dik olarak monte edilmektedir.Buna karşılık Satürn IB ve 5 Apollo, dünyanın en geniş binası olan Cape Kennedy deki montaj binasında dikey olarak monte edilmişler ve sonra dev bir taşıyıcıyla 2,5 km uzaklıktaki fırlatma rampasına taşınmışlardır.

S.S.C.B’nde yapılmış olan Standart ‘S’ adlı roket motoru, A.B.D. motorlarından daha büyük ve güçlü olduğundan, yatay olarak monte edilmiş ve fırlatma rampasına trenle getirilerek, orada dikey duruma sokulmuştur.

Fırlatma hazırlıkları (geri sayma), karmaşık yakıt ikmali ve çeşitli denetim işlemleri genellikle üç dakika geri saymakla otomatik olarak yapılır.Tutucu kollar roket motorlarını 2-4 saniye kadar tutarlar.Roketin yükselmesiyle azalan hava, roket motorlarının eksozlarını kısaltıp genişletir.Yalnızca uzayda çalışacak biçimde yapılmış olan üst kademe motorlarındaki eksoz hunisi, daha uzun ve daha dardır.Özellikle katı yakıt motorlarında yön denetimi, bu gaz çıkış memelerinin hareketleriyle sağlanır.Uzaya çıkış sırasında bazen, ivme yüklerinin azaltılması amacıyla, roket motorlarından biri susturulur.İlk kademenin yakıt tüketip ayrılması, 48-80 km’ler arasında olur.Böylece, bir ya da daha çok üst kademe roketi, yükü, 300 km’yi aşkın yüksekliklerde bulunan yörüngelere götürür.Bu sırada hız yaklaşık 28 000 – 30000 km/sati bulur.Roketler genellikle, atılıştan 12- 13 dakika sonra yörüngeye varırlar.

Hiçbir yazı/ resim izinsiz olarak kullanılamaz!! Telif hakları uyarınca bu bir suçtur..! Tüm hakları Çetin BAL' a aittir. Kaynak gösterilmek şartıyla siteden alıntı yapılabilir.

Ana Sayfa /i ndex /Roket bilimi / E-Mail /CetinBAL /Quantum Teleportation-2

Time Travel Technology /Ziyaretçi Defteri / UFO Technology

Kuantum Teleportation / Kuantum Fiziği / Duyuru

New World Order(Macro Philosophy)/Astronomy