ALAZ - HİBRİT TAHRİKLİ ROKET MOTORU
Yıldız Roket Takımı, kurulduğu tarih olan 17 Mart 2017'den bu yana kendi roket motorunu üretme vizyonu ile çalışmalarını sürdürmektedir. Bu amaçla ciddi bir literatür taraması yaparak bu veriler neticesinde diğer tahrik tiplerine nazaran daha az tehlike arz eden ve sıvı tahrik tipine nazaran da tasarımı daha kolay olan hibrit tahrikli roket motorları üzerine çalışmalarına başlamıştır. Takımımız, kullanacağı yakıt-oksitleyici kombinasyonunu, test süreci boyunca yaşanabilecek tehlikeleri minimize etmek amacıyla parafin/N2O olarak belirlemiştir. Böylelikle zehirli gazlardan kaynaklı tehlikeler minimize edilmiştir.
Hibrit yakıtlı roket motorları katı ve sıvı yakıtları bir arada kullanır. Oksitleyici olarak sıvı kullanılan bir motorda, yakıt olarak karbon temelli yakıt tanesi kullanılır. Katı yakıt üzerine püskürtülen sıvı oksitleyici sonrasında bir ateşleyici vasıtasıyla başlayan yanma sonucu ortaya çıkan sıcak gazlar, bir nozul ile yüksek hızlara genişletilerek dışarı atılır ve itki sağlanır. Katı ve sıvı yakıtlı roket motorlarına benzer gözükse de farklı çalışma prensiplerine sahiptir.
Hibrit roket motoru; sıvılaştırılmış oksitleyici içeren basınçlı bir tank, oksitleyici geçişini sağlayan enjektör, roket yakıtı içeren bir yanma odası ve yakınsak-ıraksak noktalar ile itkiyi sağlayan nozul yapılarından oluşmaktadır. İtki gerektiğinde, uygun bir ateşleme kaynağı yanma odasına sokulur ve aradaki vana açılır. Oksitleyici yanma odasına akar, orada buharlaşır ve akabinde katı yakıt ile etkileşime girer. Yanma, katı yakıtın yüzeyine bitişik bir sınır tabaka içerisinde gerçekleşmektedir.
Hibrit yakıtlı roket motorunun katı yakıtlı roket motoruna göre avantajları;
-
Daha yüksek kuramsal değerleri
-
Daha düşük patlama tehlikesi
-
Bakım ve depolama ile ilgili daha az sorun
-
Daha iyi idare/kontrol edilebilirlik
Hibrit yakıtlı roket motorunun sıvı yakıtlı roket motoruna göre avantajları;
-
Mekaniksel olarak daha basit
-
Daha yoğun yakıt
-
Daha az yanma kararsızlıkları
-
Daha kolay soğutma
Proje sürecinde tasarım aşamaları aşağıdaki gibidir:
-
2017 Bahar Dönemi – Proje Başlangıcı
-
2017 Güz Dönemi – Ön Tasarım
-
2018 Bahar Dönemi – Detay Tasarım
-
2018 Güz Dönemi – Optimizasyon (Teorik)
-
2019 Bahar Dönemi – Ölçeklendirme
Tasarımı tamamlanan roket motorumuzun özellikleri aşağıdaki gibidir:
Şekil 2-3 Tam Ölçek Roket Motorunun Akış Analizleri (Basınç ve Hız)
ALT ÖLÇEK ROKET MOTORU
ROKET MOTORU TEST STANDI
Geliştirilen test standında kullanılan ölçüm cihazları ve kullanım amaçları aşağıdaki gibidir:
-
Güç Hücresi: İtki
-
Debiölçer: Tanktan yanma odasına gelen oksitleyici gazın debisi
-
Sıcaklık Transdüseri: Yanma odası sıcaklığı
-
Basınç Transdüseri: Yanma odası ve oksitleyici tank basıncı
Uygulanacak test prosedürleri aşağıdaki gibidir:
-
Alt-ölçek sıcak ateş testi
-
Ateşleyici testi
-
Enjektör testi (basınçlı su ile)
-
Tam-ölçek soğuk akış testi (N2O)
-
Tam-ölçek sıcak ateş testi (nozulsüz)
-
Tam-ölçek sıcak ateş testi (nozul ile)
Şema-1: Yıldız Roket Takımı İtki Birimi Organizasyon Yapısı