Roketler Nasıl Manevra Yapar?

Roketler Nasıl Manevra Yapar?

13 Ağustos 2019 0 Yazar: Kuzey Sınay

Roketler, yüksek enerjili etki oluşturabilen hava/uzay araçlarıdır. Sıcak gazların yüksek hızlarda püskürtülmesi sonucunda, roketler ileri yönde devinim kazanırlar. Modern roketlerin neredeyse hepsi, hareketleri sırasında doğrultu değiştirme, yani manevra veya yönelim yapabilme özelliğine sahiptir. Peki roketler bu manevra hareketini nasıl yapar?

Roketlerin dönme hareketini yapmasını sağlayan dört adet yol vardır. Bunlar:

1) Aerodinamik Kontrol Yüzeyleri

2) Motorun Gimbal Etkisi

3) RCS Sistemi

4) Tork Tekeri

Bu yazımızda bu dört yolun da nasıl çalıştığını size açıklamaya çalışacağız. Birinci yoldan başlayalım.

Aerodinamik Kontrol Yüzeyleri

Roketler atmosfer içerisinde ilerlerken oldukça fazla miktarda hava direnciyle karşılaşırlar. Roketin karşılaştığı bu hava direncini kontrol yüzeyleri ile dönme etkisine çevirmek mümkündür.

Roketler Nasıl Manevra Yapar?

Aerodinamik Kontrol Yüzeyleri

İşte roketler bu yüzeylerin ucundaki kanatçıkları hareket ettirerek hava direncini kendi dönme hareketi için kullanabilir ve bu şekilde manevra yapabilirler. Fakat bu yöntem bir soru açığa çıkarır, uzaya çıkan bir roketin üzerinde artık hava direnci yoktur. Peki öyleyse roketler uzayda nasıl döner? Bu sorunun cevabı ise bizi diğer üç sisteme itiyor, motorun gimbal etkisi, RCS sistemi ve tork tekeri. Şimdi gelin gimbal etkisinin nasıl çalıştığına bakalım.

Motorun Gimbal Etkisi

Sıvı yakıtla çalışan roket motorları, sıvı yakıtı oksijenle oksitleyip dışarı itme prensibiyle çalışırlar ve bu tepkimeler sonucu dışarıya itilen gazın çıktığı yere “nozzle” denir. Roketler “nozzle”u hareket ettirebilir ve itilen gazın çıkış yönünü değiştirerek, gazın çıktığı tarafın tersi yönüne yönelme ile dönüşünü gerçekleştirebilir. Aşağıda iki adet nozzle ve nozzleların dönme yönü oklarla gösterilmiştir.

Roketin Nozzle Bölümü

Space X firması da Falcon 9 ve üç adet Falcon 9’un yan yana gelmesiyle üretilen Falcon Heavy roketlerinde bu sistemi kullanmaktadır. Fakat Falcon serisi roketlerde aerodinamik kontrol yüzeyleri kullanılmamaktadır. Aşağıda Falcon Heavy’nin bir fotoğrafı bulunmaktadır.

Falcon Heavy

Roketlerdeki gimbal etkisi, manevrayı sadece motorlar çalışırken gerçekleştirebilir çünkü dönme etkisini sağlayan asıl kısım roket moturunun kendisidir. Roketler gimbal etkisini uzay boşluğunda da kullanabilirler çünkü roket motorları uzayda da çalıştırılabilir.

RCS Sistemi

Diğer bir sistem olan RCS iticiler, uzay aracının dış yüzeyindeki bir çıkıştan yüksek basınçlı gaz fırlatma usülüyle çalışır. RCS’lerin kuvveti, roket motoruyla kıyaslanamayacak derecede küçüktür. RCS’ler genellikle hassas manevralarda ve duruma göre roketin yöneliminde kullanılabilir. Aşağıda aya inen modül olan Lunar Modül’ün üzerindeki RCS iticileri gözükmektedir. Bu iticiler istenen yönde yüksek basınçlı gazın püskürterek uzay aracına yönelim verebilir.

RCS İtki Sistemi

Tork Tekeri

Son olarak tork tekerine gelelim. Tork tekeri, roketlerde, uydularda, uzay sondalarında, iniş modüllerinde yani neredeyse tüm uzay araçlarında kullanılan bir sistemdir. Tork tekerinin çalışması için ne bir hava direncine ne yakıta ne de yüksek basınçlı gaza ihtiyaç vardır. Roketler manevra yaparken çoğunlukla tork tekerini kullanır. Tork tekerinin çalışması için gereken tek şey roketin güç sisteminden gelen elektrik akımıdır.

Uzay araçlarında tipik olarak 4 adet tork tekeri bulunur. Bunlardan biri yedektir. Diğer üçü de uzay aracının üç eksende dönüş hareketi yapmasını sağlar.

Tork tekerinin çalışma prensibi fizik kurallarına dayanmaktadır. Aşağıda bir tork tekerinin resmi bulunmaktadır.

Roketler Nasıl Manevra Yapar?

Tork Tekeri

Aşağıda açısal momentumun aktarımını anlatmaya yönelik bir GIF bulunmaktadır. Bu GIF aynı zamanda tork tekerinin prensibine de benzer olduğu için bu konuyu kavramada önemli olduğunu düşünüyorum. Bu GIF’in başında tekerleği döndüren yeşil t-shirt’lü adamın görevini, uzay araçlarında elektrik akımı almaktadır.

Momentum GIF - Find & Share on GIPHY

Bu yazıda roketlerin dönüş veya manevra yaparken kullandığı sistemleri sizlere genelce ifade etmeye çalıştık. Teknoloji geliştikçe her şeyde olduğu gibi bu sistemlerin de alternatifleri üretilecektir, hatta belki de 100 – 200 yıl sonra insanlar günümüzdeki sistemlerin ilkelliğine gülecek seviyeye gelecektir. Çünkü mühendislik sürekli gelişir.

Gözünüz sürekli yukarıda olsun…

Kaynakça

Makale için oy verebilir misiniz?
Toplam Kullanılan Oy: 0 Ortalama Puan: 0]