Sıvı Yakıtlı Roketler

Sıvı yakıtlı roketler gerekli itkiyi üretebilmek amacıyla sıvı haldeki bir yakıtı kullanırlar. Uzay çalışmalarının bel kemiğini bu roket türü oluşturmaktadır.

Roket motorları kullandıkları yakın çeşidine göre üçe ayrılıyor: Katı yakıtlı, sıvı yakıtlı ve hibrit yakıtlı. Katı yakıtlı roketlerde oksitleyici ve yakıt katı halde bulunuyor. En büyük dezavantajı bir kere çalışmaya başladıklarında, yakıt tükenene kadar durmamalarıdır. Bu güvenlik açısından sıkıntılı bir durum. Sıvı yakıtlı roketler ise istenildiği zaman durdurulabilir, hatta yeniden çalıştırılabilir, ayrıca itiş gücü de ayarlanabiliyor. Türkiye’de Roketsan sıvı yakıtlı roket üzerinde çalışmakta. Hibrit roket motorları ise katı yakıtı, sıvı veya gaz haldeki oksitleyici ile yakar. İki türün bazı avantajlarını bir araya getirir. Daha yeni bir tür olup gelişimleri devam etmekte. Virgin Galactic’in aracı böyle bir roket kullanıyor. Türkiye’de de DeltaV şirketi hibrit roket geliştirilmekte.

Sıvı yakıtlı roketlerin yapısı

Akışkan bir yakıt (ve oksitleyici) kullanmak avantaj sağlasa da üretimleri daha zor, kompleks bir yapıya sahip. Çünkü muazzam bir basıncın olduğu yanma odasına sürekli olarak yakıt ve oksitleyicinin pompalanması gerekiyor.

sıvı yakıtlı roketler
Sıvı yakıtlı roket motorunun kesiti.

Yukarıdaki fotoğrafta bir sıvı yakıtlı roket motorunun kesiti görülüyor.

En başta yakıt ve oksitleyicinin giriş borularını görğyorsunuz. Buradan pompalanan maddeyle yanma odası sürekli olarak besleniyor. Yanma odasında üretilen yüksek sıcaklık, yanma sonrası oluşan eksoz gazının yüksek bir hızla çıkmasını sağlayan yüksek basıncı yaratıyor.

Sıcak gaz yanma odasından bir boğaz ile ayrılan büyük bir çana benzeyen nozuldan geçerek dışarı çıkıyor. Roketin erişebileceği hız eksoz gazının hızıyla doğrudan bağlantılı. Eksozun hızı da kullanılan yakıt-oksitleyici çiftine bağlı. Elbette nozulun boyutu ve çapı da önemli bir faktör.

Uzay mekiklerinde kullanılan RS-25 roketi. Burada motoru soğutmak için çevresinde dolaştırılan çok düşük sıcaklıktaki yakıtın etkisiyle buz kesen nozul gözükmekte.

Yanma odasının çevresinde soğutma ceketi görülüyor. Çok yüksek sıcaklıklarda motorun erimemesi için soğutulması gerekmekte. Kriyojenik, yani sıfırın çok altındaki sıcaklıklarda bulunan yakıt/oksitleyici kullanılan roketlerde, soğutma işi bu yakıtın yanma odası ve bazı durumlarda nozulun çevresinden dolaştırılmasıyla hallediliyor.

Oksitleyici olarak çoğunlukla sıvı oksijen kullanılır. Oksijenin gaz halden sıvı hale çevrilmesi ve güvenli biçimde depolanabilmesi diğer alternatiflere göre daha zor, ancak alternatif oksitleyiciler fazla reaktif ve zehirli olduklarından daha az tercih ediliyor. Yakıt konusunda ise seçenekler: etil alkol, RP-1 (kerosen), hidrazin, sıvı hidrojen yaygın biçimde kullanılır. Günümüzde Ruslar doğalgazı roketlerde kullanmak için çalışmalarına devam ediyor.

Sıvı yakıtlı roketlerin tarihçesi

Günümüz roketçiliğinin ilk öncüleri Konstantin E. Tsiolkovski (Çarlık Rusyası) ve Robert H. Goddard (ABD) olmuştur. Goddard uzayaraçları ve itki sistemleri üzerine Tsiolkovski’den habersiz biçimde çalışarak onunkine benzer fikirler üretmişti. Ayrıca yaptığı katı ve sıvı yakıtlı roketlerle çeşitli denemeler gerçekleştirdi.

Robert H. Goddard kendi yaptığı, dünyanın ilk sıvı roketinin yanında poz veriyor.

Nihayet dünyanın ilk sıvı yakıtlı roketi 16 Mart 1926 tarihinde Robert H. Goddard tarafından fırlatıldı. Goddard’ın roketi benzin ve sıvı oksijen ile çalışan küçük bir roketti. Daha gelişmiş sıvı yakıtlı roketler yapmak ise teknolojik engeller sebebiyle 2. Dünya Savaşı’na kadar mümkün olmayacaktı. Savaş yıllarında teknolojide gerçekleşen ilerlemeler sıvı yakıtlı roketlerin ihtiyaç duyduğu pompaların, enjektörlerin ve soğutma sistemlerinin üretilebilmesine olanak sağladı. [britannica.com].

İlk operasyonel sıvı yakıtlı roketler II. Dünya Savaşı sırasında geliştirildi. Almanya’da üretilen V-2 roketleri uzay çağı roketlerinin temelini oluşturdu. Savaş sonunda inceleme için kullanılan V-2’lerden biriyle Dünya’nın uzaydan ilk fotoğrafı çekilmişti. Bu roketler etil alkol ve sıvı oksijen kullanıyordu.

Savaş sona erince, Almanların geliştirdiği teknoloji müttefiklerin eline geçti. Hatta sadece teknoloji değil yetişmiş elemanlar da müttefikler için çalışmaya başladı. Roketler bir süre daha sadece askeri teknolojiye hizmet etti. 50’lerden sonra, kıtalararası nükleer başlıklı füzelerin geliştirilmesinin ardından, roketler artık uzay araştırmaları için kullanılmaya başlanacaktı.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir