İçeriğe atla

Roket

NASA'nın Titan IIIE Roketi

Roket bir uzay aracı, hava aracı, araç, atkı veya bombadır. Roket, roket motorundan itme gücü elde eder. Roket motoru egzozu tamamen roket içinde taşınan roket itici yakıtından oluşur. Roket motorları etki ve tepki ile çalışır ve sadece egzozlarını yüksek hızda ters yönde dışarı atarak roketleri ileri doğru iter ve bu nedenle uzay boşluğunda çalışabilir. Etimolojik kökeni İtalyancada "bobin" anlamına gelen rocchetto olup, silindirik şekil benzerliğinden ötürü modern anlamında sahiplenilen kelimenin kullanımı 20. yüzyıl başlarında savaş gemilerinin öz itmeli ateşleme mermilerine dayanmaktadır. Türk Dil Kurumuna göre Türkçeye Fransızca roquette kelimesinden geçmiştir.

Roket, mekanik anlamda bir jet motorunda olduğu gibi yanma işlemine bağlı olarak itki üreten ancak bunu yaparken çevreden mecburi bir hava girişine ihtiyaç duymayan motora verilen addır. Bir roket motoru kullanarak öz-itki üreten askerî ya da sivil amaçlı mermi, füze, uzay-hava araçlarının tamamına da roket denilebilir.

Roket motorunun çalışma prensibi temel olarak Newton'un hareket yasalarındaki etki-tepki kanununa (3. yasa) dayanır. Etki-tepki yasası şu cümle ile basitleştirilebilir: “Her etkiye karşılık eşit ve zıt bir tepki vardır.” Roket motorunda süregelen kimyasal reaksiyonların oluşturduğu sıcak gaz yığınları yanma odasında bir basınç oluşturur ve bu basınç kuvvetlerinin dengesizliğinden kaynaklanan tepki kuvveti çıkış lülesi yardımıyla yönlendirilerek uzay aracına ileri veya yukarı doğru bir devinim kazandırır. Bir roket motorunun egzozu tamamen kendisiyle beraber taşıdığı uzay aracı yakıtından oluşur. Bu sebeple oksijensiz ortamda çalışabilirler ve vakum uzayda kullanılabilirler.

Askeri ve eğlence amaçlı roket tarihi, en az 13. yüzyıl Çin'ine kadar uzanır. Roketçilik, Dünya'nın Ay'ına ayak basmak da dahil olmak üzere Uzay Çağı için olanak sağlayan teknolojiydi. Roketler artık havai fişekler, silahlar, fırlatma koltuğu, yapay uydular için fırlatma aracı, insanlı uzay uçuş programı ve uzay araştırmaları için kullanılıyor. Kimyasal roketler, en yaygın yüksek güçlü roket türüdür ve tipik olarak yakıtın bir oksitleyici ile yakılmasıyla yüksek hızlı bir egzoz oluşturur.[1] Hibrit yakıtlı roket, roket motorunda birbirinden farklı fazdaki farklı roket yakıtları kullanan bir rokettir.

Gerçekte roketlerin vakum ortamlarda daha verimli çalıştığı bilinmektedir. Roketin asıl üretim amacı, atmosfer dışında da çalışabilmesinin istenmesi ve kısa süreli itme kuvvetinden yararlanarak yüksek hız elde edilmesidir. Yakıtı bittikten sonra kazandığı hız ile balistik kanunlarına göre roket, taşıdığı yükten ayrılarak veya ayrılmadan, amacına göre taşınan yükün yoluna devam etmesini sağlar.[2] Ayrılma işleminden sonra dahi roketin geri kalan kademeleri öz-itki üretmeye devam ediyorsa bu tip roketlere çok katlı (kademeli) roketler denir. Çok katlı roketler kaçış hızına ulaşmak suretiyle yer çekimi kuvvetini yenerek Dünya yörüngesinden çıkabilir ve gezegenden sonsuz uzaya seyahat edebilir.

Roketler, içindeki yakıtı yakabilecek yakıcıyı (oksijen vb. türleri), türüne göre sıvı veya katı durumda bulundurur. Roketler sıvı ve katı yakıtlı olarak ikiye ayrılır.

Aslında roketler, uzay boşluğunda atmosferden daha verimli çalışır. Çok kademeli roketler, Dünya'dan kurtulma hızı elde etme yeteneğine sahiptir ve bu nedenle sınırsız maksimum irtifaya ulaşabilir.[3]

Hava soluyan motorlarla karşılaştırıldığında, roketler hafif ve güçlüdür ve büyük ivmeler üretebilir. Roketler uçuşlarını kontrol etmek için momentuma, kanat profili, reaksiyon kontrol sistemi, yalpalanmış itme kuvveti, momentum çarkı, itiş vektörlemesi, itici gaz akışına, dönüşe veya kütleçekimine güvenirler.[4]

Roketler

Bileşenler

Roketler itici gaz, itici gazın konulacağı yer (itici tankı gibi) ve roket motor nozulu'ndan oluşur.[5] Ayrıca bir veya daha çok roket motoru’na, yön dengeleme aygıt(ları) (kanatçıklar, vernier motorları veya itiş vektörlemesi için motor dengeleme halkaları, cayraskoplar gibi) ve bu bileşenleri bir arada tutmak için (genellikle monokok bir yapıları vardır. Yüksek hızda atmosferik kullanım için tasarlanan roketlerde ayrıca, genellikle yükü taşıyan burun konisi gibi aerodinamik bir kaporta da vardır.[6] Bu bileşenlerin yanı sıra roketlerin, kanatlar (roket uçaklarda), paraşütler, tekerlekler (roket arabalarda) hatta bir anlamda bir kişi (roket kemeri) gibi herhangi bir sayıda başka bileşenleri de olabilir.

Araçlarda genellikle uydu navigasyonu ve atalet navigasyon sistemlerini kullanan navigasyon sistemleri ve güdüm sistem’leride olabilir.[7]

Osmanlı 'Roket'i

IV. Murat zamanında yaşayan ünlü Türk mühendisi Lagari Hasan Çelebi tarafından yapılmıştır. Lagari Hasan Çelebi, 1633 yılında; IV. Murat'ın kızı Kaya Sultan'ın doğduğu gece, Sarayburnu'nda düzenlenen şenliklerde ilk uçuş denemesini neticelendirdi.[8] Bu netice ilk insanlı roketin icadı ve ilk roketli uçuş denemesi olarak kabul görmektedir.[9]

Kullanım

Kendi itici gazını taşıyan roketler veya diğer benzer reaksiyon cihazları, uzayda olduğu gibi, bir aracın itme için faydalı olarak kullanabileceği başka bir madde (kara, su veya hava) veya kuvvet (yerçekimi, manyetizma, ışık) olmadığında kullanılmalıdır. Bu durumda kullanılacak itici gazın tamamının taşınması gerekmektedir.

Bilim ve araştırma

Şablon:OV STS-134 videosu

Sondaj roketleri, Dünya yüzeyinden 50 kilometreden (31 mil) 1.500 kilometreye (930 mil) kadar okuma yapan aletleri taşımak için yaygın olarak kullanılır. Dünya'nın uzaydan ilk görüntüleri 1946'da bir V-2 roketinden elde edildi (uçuş #13).

Roket motorları aynı zamanda roket kızaklarını son derece yüksek hızda bir ray boyunca ilerletmek için kullanılır.[10]

Uzay

Apollo 15 Saturn V başlatılması

Daha büyük roketler normalde ateşlemeden birkaç saniye sonrasına kadar sabit destek sağlayan bir fırlatma rampasından fırlatılır.

Yörünge yörüngelerine teslim edilen uzay aracı yapay uydular haline gelir. Gerçekten de, uzay aracını yörüngeye ve ötesine fırlatmanın tek yolu roketler olmaya devam ediyor.[11] Ayrıca yörünge değiştirdiklerinde veya iniş için yörüngeden çıktıklarında uzay aracını hızla hızlandırmak için kullanılırlar. Ayrıca, inişten hemen önce sert bir paraşütü yumuşatmak için bir roket kullanılabilir.

Uçuş

Yörünge uzay uçuşu veya gezegenler arası ortam genellikle yerdeki sabit bir konumdan yapılır, ancak bir uçak veya gemiden de yapılabilir.[12]

Roket fırlatma teknolojileri, sadece aracın kendisini değil, aynı zamanda başarılı bir fırlatma veya kurtarma için gerekli ateşleme kontrol sistemlerini, görev kontrol merkezini, fırlatma rampasını, yer istasyonlarını ve izleme istasyonlarını da içerir.[13]

Yörünge fırlatma araçları genellikle dikey olarak havalanır ve daha sonra, genellikle bir yerçekimi dönüş yörüngesini izleyerek kademeli olarak eğilmeye başlar.[14] Aşamasız yörüngeye ulaşabilecek araçlar önerilmiş olsa da, hiçbiri şimdiye kadar inşa edilmedi. Yalnızca roketlerle güçlendirildiyse, böyle bir aracın katlanarak artan yakıt gereksinimleri, faydalı yükünü çok küçük veya varolmayan hale getirecektir.

Gürültü

Roket egzozu önemli miktarda akustik enerji üretir. Süpersonik egzoz ortam havasıyla çarpıştığında şok dalgaları oluşur. Bu şok dalgalarından gelen ses yoğunluğu roketin boyutuna ve egzoz hızına bağlıdır. Büyük, yüksek performanslı roketlerin ses yoğunluğu, potansiyel olarak yakın mesafeden öldürebilir.

Bir roket yere yakın olduğunda gürültü genellikle en yoğundur, çünkü motorlardan gelen gürültü jetten uzağa yayılır ve yerden de yansır. Bu gürültü, çatılı alev hendekleri, jet etrafına su enjeksiyonu ve jeti belirli bir açıyla saptırarak bir miktar azaltılabilir.[15]

Mürettebatlı roketler için, yolcuların ses yoğunluğunu azaltmak için çeşitli yöntemler kullanılır ve tipik olarak astronotların roket motorlarından uzağa yerleştirilmesi önemli ölçüde yardımcı olur. Yolcular ve mürettebat için, bir araç süpersonik hale geldiğinde ses dalgaları artık araca ayak uyduramadığından ses kesiliyor.[16]

Kaynakça

  1. ^ "Arşivlenmiş kopya". 13 Aralık 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Aralık 2021. 
  2. ^ "Arşivlenmiş kopya". 13 Aralık 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Aralık 2021. 
  3. ^ "Arşivlenmiş kopya". 13 Aralık 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Aralık 2021. 
  4. ^ "Arşivlenmiş kopya". 13 Aralık 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Aralık 2021. 
  5. ^ "Arşivlenmiş kopya". 13 Aralık 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Aralık 2021. 
  6. ^ United States Congress. House Select Committee on Astronautics and Space Exploration (1959), "4. Rocket Vehicles", Space handbook: Astronautics and its applications : Staff report of the Select Committee on Astronautics and Space Exploration, House document / 86th Congress, 1st session, no. 86, Washington (DC): U.S. G.P.O., OCLC 52368435, 18 Haziran 2009 tarihinde kaynağından arşivlendi, erişim tarihi: 20 Temmuz 2009 
  7. ^ "Arşivlenmiş kopya". 13 Aralık 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Aralık 2021. 
  8. ^ Evliya Çelebi'nin Seyahatnâme'si
  9. ^ Winter, Frank H. (1997). "Who First Flew in a Rocket?", Journal of the British Interplanetary Society 45 (July 1992), p. 275-80
  10. ^ "Arşivlenmiş kopya". 13 Aralık 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Aralık 2021. 
  11. ^ "Arşivlenmiş kopya". 13 Aralık 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Aralık 2021. 
  12. ^ "Arşivlenmiş kopya". 13 Aralık 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Aralık 2021. 
  13. ^ "Arşivlenmiş kopya". 7 Kasım 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Aralık 2021. 
  14. ^ "Arşivlenmiş kopya". 13 Aralık 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Aralık 2021. 
  15. ^ "Arşivlenmiş kopya". 13 Aralık 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Aralık 2021. 
  16. ^ "Arşivlenmiş kopya". 13 Aralık 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Aralık 2021. 

Ayrıca bakınız

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Füze</span> çeşitli güdüm sistemleri ile hedefe yönelen karmaşık silah sistemi

Füze, genellikle bir sevk maddesi, jet motoru veya roket motoruyla desteklenen, kendi kendine hareket edebilen, havada giden menzilli bir silahtır.

<span class="mw-page-title-main">Turbofan</span> jet motor türü

Turbofan, itişi egzoz gazıyla beraber, ön kısımdaki geniş fanla da sağlanan güvenilir ve bakımı kolay jet motoru tipidir. Ön kısmı büyük, arka kısmı koni şeklinde ve daha küçüktür. Genelde yolcu uçaklarında kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Saturn V</span>

Satürn V ABD yapımı insan taşıyabilen kullan at roket olup, NASA'nın Apollo ve Skylab programlarında 1967 ile 1973 arasında kullanılmıştır. Bu çok kademeli sıvı yakıtlı fırlatma aracını NASA 13 kez Kennedy Uzay Merkezi - Florida'dan hiçbir mürettebat veya yük kaybı olmadan fırlatmıştır. Kullanılabilirliği olan en uzun, en ağır ve en güçlü roket olup halen en ağır fırlatma aracı kapasitesi rekorunu elinde tutmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">N1 roketi</span>

N1 Sovyet kozmonotlarını Ay'a götürmek üzere 1960'larda geliştirilen dev uzay roketi. Dört fırlatma denemesinin de başarısız olması üzerine 1976 yılında proje resmen iptal edildi. Sovyetlerin insanlı Ay projeleri olduğunu inkâr etmeleri nedeniyle Perestroyka dönemine kadar varlığı gizli tutuldu.

<span class="mw-page-title-main">Model roket</span>

Aynı zamanda, düşük güç roketi olarak da bilinen model roket alçak irtifalara ulaşmaya göre tasarlanan ve çeşitli yöntemlerle kurtarılan küçük bir roketdir.

<span class="mw-page-title-main">Scramjet</span> jet motor türü

Scramjet bir ramjet çeşidi olup farklı olarak supersonik yanma odasına sahiptir. Havanın sıkıştırılarak alındığı, yakıtın yakıldığı yanma odası ve egzozun giriş hızından daha hızlı ayrıldığı lüleye (nozzle) sahiptir. Ticari jet motorları havanın motor içine alınıp sıkıştırılması için kompresör kullanır, daha sonra sprey halindeki yakıt sıkıştırılmış havayla birlikte ateşlenerek geriye doğru gider ve thrust oluşturur. Scramjet havayı sıkıştırmak için uçağın hızını kullanır, yani çok az hareketli parçaya ihtiyaç duymaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Yörüngesel uzay uçuşu</span>

Yörüngesel uzay uçuşu, bir uzay aracı içinde aracı kalkış noktasından başlayarak yerçekimine karşı hareket ederek çizilen eğmeçli bir gidiş yönünde dış uzayda gezegen çevresi üzerinde eliptik bir yörüngeye yerleştirmek için yapılan uçuştur.

Karabarut roket motoru bir model roketi, içerisindeki karabarutun çok hızlı bir biçimde yanması sayesinde fırlatır. Karabarut roket itici yakıtları odun kömürü, kükürt, potasyum nitrat ve bağlayıcı olarak kullanılan dekstrin den oluşur. Karabarutun yanma oranını değiştirmek için her bir bileşenin miktarında düzenlemeler yapılabilir.

Özgül itici kuvvet roket ve jet motorlarının verim oranını tanımlamak için kullanılan bir yöntemdir. Kullanılan itici yakıt miktarı ile ilgili olarak itici kuvvetin türevini belirtir. Başka bir deyişle, itme kuvveti birim zamanda kullanılan itici yakıt miktarına bölünür. İtici yakıt "miktarı" kütlece verilirse, bu durumda özgül itici kuvvet hız birimine sahip olur. İtici yakıt miktarı ağırlıkça verilirse, o zaman da özgül itici kuvvet zaman birimi ile ifade edilir. Özgül itici kuvvetin iki sürümü arasındaki dönüşüm sabiti g dir. Özgül itici kuvvet ne kadar yüksekse, belirli bir itme kuvveti için gerekli itici yakıt akış hızı o kadar az olur ve bu durumda Tsiolkovsky roket denkleminde bahsi geçen delta-v için roketin daha az itici yakıta ihtiyacı olur.

<span class="mw-page-title-main">Katı yakıtlı roket motoru</span>

Katı yakıtlı roket motoru yakıt ve oksitleyicisi katı fazda olan bir roket motoru türüdür. Askerî füze sistemlerinde, uydu fırlatma sistemlerinde ve hava yastıklarında kullanılmaktadır. Çinliler tarafından geliştirilmiştir ve 13. yüzyılın başlarından itibaren Çinliler, Persler, Moğollar ve Hintler tarafından savaşlarda kullanılmıştır.

<span class="mw-page-title-main">Roket motoru</span>

Roket motoru, genellikle yüksek sıcaklıktaki gaz olan yüksek hızlı itici bir sıvı jeti oluşturmak için tepkime kütlesi olarak depolanmış roket itici gazlarını kullanır. Roket motorları, Newton'un üçüncü yasasına göre kütleyi geriye doğru fırlatarak itme üreten tepki motorlarıdır. Çoğu roket motoru, gerekli enerjiyi sağlamak için reaktif kimyasalların yanmasını kullanır, ancak soğuk gaz iticileri ve nükleer termal roketler gibi yanmayan biçimleri de mevcuttur. Roket motorları tarafından tahrik edilen araçlara genellikle roket denir. Roket araçları, çoğu yanmalı motorun aksine kendi yükseltgen taşır, bu nedenle roket motorları, uzay aracını ve balistik füzeleri itmek için bir boşlukta kullanılabilir.

<span class="mw-page-title-main">Amatör roketçilik</span>

Deneysel roketçilik ya da amatör deneysel roketçilik olarak da bilinen, amatör roketçilik, bu işle uğraşanların yakıtlarını denediği ve kendi roket motorlarını yaptığı, çok çeşitli tip ve ebattaki roketlerini fırlattığı bir hobidir. Hibrit roket motorları üzerindeki önemli araştırmalarından sorumlu olan amatör roketçiler çeşitli katı, sıvı ve hibrit itici yakıtlı motorları yapmakta ve bu motorlarla uçuş gerçekleştirmektedirler.

<span class="mw-page-title-main">Model roket motoru sınıflandırması</span>

Model roketler ve yüksek güç roketlerine yönelik motorlar, A dan en büyük O ya kadar bir dizi harfle belirlenmiş aralıktaki toplam itici kuvvete göre sınıflandırılır. A sınıfının toplam itici kuvveti 1.26 newton-saniye ile 2.5 N•s arasındadır. Her bir sınıf önceki sınıfın toplam itici kuvvetinin iki katı olduğundan B sınıfının toplam itici kuvveti 2.51 - 5.00 N•s olur. Amatör roketçilik alanında O nun ötesinde sınıflandırılmış motorlar da vardır.

<span class="mw-page-title-main">Merlin (roket motoru ailesi)</span>

Merlin, SpaceX tarafından Falcon 1 ve Falcon 9 fırlatma araçlarında kullanılmak üzere geliştirilmiş olan bir roket motorları ailesidir. SpaceX, Merlin motorlarını ayrıca Falcon Heavy fırlatma aracında da kullanmayı planlamaktadır. Merlin motorları gaz-üreteci güç döngüsü içinde roket yakıtı olarak RP-1 ve Sıvı oksijen kullanır. Merlin motoru en başta denizden kurtar(ıl)ma ve tekrar kullanım için tasarlanmıştı.

Uçuş yükü, bir hava taşıtının ya da bir fırlatma aracının taşıma sığasıdır ve genellikle ağırlık olarak ölçülür. Uçuşun ya da görevin türüne göre, aracın uçuş yükü şunları içerebilir: kargo, yolcu, uçuş mürettebatı, cephane, bilimsel araç gereç veya deneyler ya da diğer donanımlar. İsteğe bağlı olarak taşındığında, ek yakıt da ayrıca uçuş yükünün bir parçası sayılır. Ticari bağlamda, taşıma yükü sadece gelir getirici/üretici kargodan ya da ücret ödeyen yolculardan oluşabilir.

<span class="mw-page-title-main">Uzay aracı itki sistemi</span> Uzay aracını ivmelendirmeye yarayan her türlü yönteme verilen ad

Uzay aracı itki sistemi ya da Uzay aracı sevk sistemi, uzay aracını ve uyduları ivmelendirmekte kullanılan her türlü yönteme verilen addır. Pek çok farklı yöntem bulunmaktadır. Her yöntemin bazı sakıncaları ve üstün tarafı vardır ve uzay aracı sevki etkin bir araştırma alanıdır. Ancak, günümüzdeki pek çok uzay aracı, aracın arkasından/geri tarafından bir gazı roket motoru çıkışı yüksek hızda geçirmek suretiyle itki/sevk üretir. Bu çeşit bir motora roket motoru denmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Uzay mekiği harici yakıt tankı</span>

Uzay mekiği harici tankı, uzay mekiği fırlatma aracının bir parçasıydı. Bu bölümde sıvı hidrojen ve sıvı oksijen yükseltgenleri bulunurdu. Aracın kalkış ve yükselme sırasında bu tank yörünge aracındaki üç uzay mekiği ana motoru için gerekli olan yakıtı ve yükseltgenlerini belli bir basınç altında sağlardı. Uzay mekiği harici tankı ana motorların devre dışı kalmasından 10 saniye sonra mekikten ayrılarak düşmeye başlar ve Dünya atmosferine yeniden girerdi. Katı roket iticilerinden farklı olarak harici tanklar tekrar tekrar kullanılamazlardı. Harici tank Hint Okyanusu’ na(veya Pasifik Okyanusu’ na düşmesi) düştükten sonra yeniden kullanılabilecek duruma getirilemediğinden dolayı ve transfer alanının dışına düşmesinden dolayı kurtarılamıyordu.

Yeniden kullanılabilir fırlatma sistemleri sayesinde uzaya birden fazla kez yük taşıması yapılabilir. Bu sistem genişletilebilir fırlatma sistemlerininin çalışma prensibinin tam zıttında yürüyordu. Genişletilebilir fırlatma sistemlerinde araç bir kere kullanıldıktan sonra kullanılmıyordu.

<span class="mw-page-title-main">GSLV Mk III</span> Fırlatma aracı

Geosenkronize Uydu Fırlatma Aracı Mark III ya da diğer bir adıyla Fırlatma Aracı Mark 3 (LVM3), Hint Uzay Araştırma Organizasyonu (ISRO) tarafından geliştirilen üç aşamalı orta kaldırma fırlatma aracıdır. Öncelikle iletişim uydularını jeostasyonel yörüngeye fırlatmak için tasarlanmış olup, Hint İnsan Uzay Uçuşu Programı kapsamında mürettebatlı misyonlar ve Chandrayaan-2 gibi özel bilim misyonları için fırlatma aracı olarak tanımlanmıştır. GSLV Mk III, benzer şekilde adlandırılan GSLV Mk II'den daha yüksek bir yük kapasitesine sahiptir.

<span class="mw-page-title-main">Modüler roket</span> Çok kademeli roket türü

Modüler roket, görevden göreve değişebilen bileşenlere sahip bir tür çok kademeli rokettir. Bu tür birkaç roket; nakliye, üretim ve uçuş hazırlıkları için destek altyapısını optimize etme masraflarını en aza indirmek için birleşik modüller gibi benzer konseptleri kullanır.