Roket, uç kısımları hava sürtünmelerini azaltacak şekilde yapılmış olan yakıt, motor ve egzozdan oluşan silindir şeklindeki yapılardır. Patlayıcı özellikte olan maddeleri belirli bir uzaklıktaki hedefe göndermek için bilimsel inceleme ve araştırmalarda kullanılmak için geliştirilmiş, astronotların uzaya gönderilmesi için kullanılan bir araçtır. Roketler farklı tanklarda depolanmış olan oksijen ve yakıtları yakarak uzaya veya havaya gönderilir.
Peki Roketler Nasıl Çalışırlar?
Aslında havai fişeklerin çalışma mantığı ile hemen hemen aynıdır. Roketlerin çalışma mantığının temelinde roketi havaya fırlatmak için yer çekimi kuvvetinden kurtulmak vardır. Roket üzerine bir kuvvet etki etmediği sürece hareketsiz kalarak durumlarını korurlar. Roket motoru devreye girerek roketi hareket ettirecek kuvveti sağlamakla görevlidir. Roket motoru hareket ettirecek kuvveti gazlardan almaktadır ve bu gazlar yüksek ısı ile ısıtılmaktadır. Bu yüksek ısıdan dolayı gaz molekülleri hızlı bir şekilde hareket başlar. Ve bu gazların hızlı hareketi sonucu püskürtme etkisi itici bir güç meydana gelir ve roketin hareket etmesini sağlar. Gazların yaratmış olduğu itici güç yer çekimi kuvvetini geçtiği an roket hareket etmektedir.
Burada devreye Newton’un 3.yasası olan etki-tepki kanunu giriyor. Yani herhangi bir kuvvet kendisine eşit ve zıt büyüklükte bir dengeleyici kuvvete sahiptir. Yer çekimine karşı olarak itici kuvvet meydana gelir ve roket hareket eder.
Roketlerin kazandığı hareketi uzayda da devam ettirebilmesi için büyük bir j-hızla hareket etmesi gerekmektedir. Yani gaz moleküllerinin yarattığı kuvvetin etkisi ile kısa süre zarfında yüksek seviyelere çıkması gerekmektedir. Burada yine devreye Newton prensipleri girmektedir. Newton’un 2. yasasına göre kuvvet, kütle ile ivmenin çarpımına eşittir. Bu durumda ivmeyi arttırmak için kuvvetin azalması gerekmektedir.
Roketler hakkında merak edilen en büyük durumlardan birisi roketler fırlatılırken oluşan gaz bulutunun sebebidir. Bu olay tamamen roketin fırlatılması esnasında meydana gelen kimyasal tepkimedir. Kütlenin azaltılıp itici güç uygulamak için kimyasal tepkimeye ihtiyaç vardır. Kimyasal tepkimeler fuel ile oksitleyici madde arasında olur. Fuel dışında günümüzde ateşleme için katı yakıtlarda kullanabilmektedir ve ayrıca ilk yapılan roketlerde fuel kullanılmıştır. Tepkime ile fuel (fosil yakıt çeşidi) oksitlenerek enerji oluşumuna neden olmaktadır. Bu kimyasal tepkime yanma odası adı verilen roket bölgesinde yüksek basınç altında gerçekleşir. Tepkime sonunda sıcak gaz çıkışı gözlenir ve bu gaz roketin alt bölgesinden yoğun bir şekilde çıkarak roketin hareketini ve hızlanmasını sağlamaktadır.
Roketlerin Yapısı
Roketlerin yapısı üç kısında incelenmektedir.
1- Rokette bulunan yük kısmı: Yük kısmından kastedilen durum uydu veya bomba olabilir. Bazı durumlarda bahsedilen yükler uç kısımlarda bulunurken bazen de üzerine yapıştırılmış halde olabilir. Uzay mekiği bir roket değil, roketin üzerine yerleştirilen bir yüktür.
2- Yakıt kısmı: Roketin toplam ağırlığının çok büyük bir kısmını oluşturan ayrıca yanıcı ve yakıcı madde taşıyan tanklardan oluşan kısımdır.
3- Roket motoru: Yanıcı ve yakıcı maddelerin yanmasını kontrol eden ve oluşan ısı ve gazı dış ortama aktaran mekanizmaların hepsine birden roket motoru denir. Egzoz denen kısım roketin en alt kısmında bulunur ve ilerlemeyi ve yön değiştirmeyi sağlayan hareketli veya hareketsiz kısımdır.
Genelde karıştırılan diğer bir konu ise roketler ve jet motorları arasındaki farklardır. Roket motorları ile jet motorları arasında önemli farklar vardır. Jet motorları yanıcı maddeyi beraberinde taşırken, yakıcı madde olan oksijen gazını atmosferden sağlarlar. Roketlerde ise özellikle astronomi amaçlı olanlar hem yanıcı hem de yakıcı maddeyi beraberinde taşır. Bu nedenle bir jet motorunun uzayda çalışması mümkün değildir. Roket kullanılmasındaki asıl amaç kısa süreli yüksek hız elde edilmesi ve roketin atmosfer dışındaki oksijensiz ortamda da çalışabilmesidir.
Roketlerin uçuş sırasında ihtiyacı olan en önemli noktalardan biri Aerodinamik yapıya sahip olmalarıdır. Günümüzdeki birçok roket tipinin standart şekilde koni biçimli yapılmasının asıl sebebi budur. Aerodinamik yapısı roketin uçuşunu yapmasını sağlar. Roketlerin uzaya çıkmalarından sonraki diğer önemli husus kullanılan gazların oksijensiz ortamda kullanılabilmesidir. Roketler bu temel sistemlere ve aerodinamik yapıya sahip oldukları sürece hareket edip uçabilirler. NASA’ nın yaptığı karmaşık uzay roketlerinden, askeri amaçla yapılan roketlere ve model roketlere kadar tüm roketler bu temel prensipler çerçevesinde çalışırlar.
Kaynak: fizikbilimi
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder