roket, itici yakıt olarak tek bir kimyasal madde kullanan roket türüdür.
Kimyasal-tepkime ile çalışan tek-yakıtlı roketler
Kimyasal tepkime ile çalışan tek-yakıtlı roketler için, itkiye sebep olan tepkime için gerekli olan güç ve sonucunda oluşan itki kimyasal maddenin kendisi tarafından sağlanmaktadır. Uzay aracını itmek için gerekli olan enerji, tepkimeye giren kimyasal maddenin moleküllerindeki kimyasal bağların içinde bulunmaktadır.
En çok kullanılan tekli-yakıt, aynı zamanda indirgen madde özelliğine sahip olan hidrazin (N2H4) isimli kimyasal maddedir. En yaygın katalizör ise iridyum ile kaplanmış tanecikli/granül yapıdaki ya da diğer adıyla alüminyum oksittir. Bu kaplamalı granüller genellikle (geçmişte Shell tarafından üretilmiş olan) Aerojet S-405 ya da (geçmişte Kali Chemie tarafından üretilmiş olan) W.C.Heraeus H-KC 12 GA gibi ticari markaların altında bulunurlar. Hidrazin için (ing: igniter) gerekmemektedir. 'Shell 405' hidrazinle temas ettiğinde hidrazin'in ayrışmasına sebep olduğundan, 'Shel 405' kendiliğinden katalist olarak adlandırılır. Hidrazin'in işlemi yüksek derecede ekzotermiktir ve sonuç olarak 1000 °C (1800 °F) sıcaklığa erişen, nitrojen, hidrojen ve amonyak karışımı olan bir gaz üretir. Tek-yakıtlı roketin tek kısıtlayıcı yönü kullanım süresidir ve bu süre temel olarak katalizörün kullanım süresine bağlıdır. Katalizör, ve katalitik yıpranmaya (miktarda azalmaya) maruz kalabilir ve sonuç olarak katalizörlük işlevini göremez hala gelebilir. Bir diğer tekli-yakıt ise hidrojen peroksit isimli kimyasal bileşiktir. Bu kimyasal madde %90 ya da daha yüksek oranlarda saflaştırıldığında yüksek sıcaklıklarda kendiliğinden ayrışmaya başlar. Aksi takdirde ayrışma için katalizör gerekmektedir.
Kimyasal-tepkime ile çalışan tek-yakıtlı roket sistemlerinin çoğunda bir adet yakıt tankı bulunur. Bu yakıt tankları genellikle titanyum'dan veya alüminyum'dan yapılmış küre şeklindedir ve iç kısmında yakıtı tutan 'tan yapılmış bir iç-tank/kap'tan ya da yakıtla doldurulmuş olan ve yüzey gerilimi esasıyla çalışan yakıt yönetim cihazından oluşur. Sonrasında tank helyum ya da nitrojen gazı yardımıyla basınçlandırılır. Tanka doldurulmuş olan basınçlı gaz yakıtın motorlardan dışarı çıkmasına yarar. Bir boru, tankı ve sonrasında ise dikme valfini roket motorunun ayrıştırma odasına bağlar. Genel olarak, bir uydu, sadece bir motor yerine, her birinde ayrı bir valf olan 2 ile 12 arasında motora sahiptir.
Uydularda ve uzay sondalarında için kullanılan roket motorları sıklıkla çok küçük olur(~25mm çapında) ve (bir düzlemde) 4 yöne bakacak şekilde gruplar halinde yerleştirilirler.
Roketin ateşlenmesi için, bilgisayar küçük bir elektromıknatıs üzerinden doğru akım geçirerek açmaktadır. Ateşleme genellikle çok kısadır (birkaç milisaniye). Eğer atmosfer içinde çalıştırılıyorsa metal kutu içine atılan çakıl taşı gibi bir ses çıkarır. Çalışma süresi uzarsa keskin bir tıslama sesine dönüşmektedir.
Kimyasal-tepkime türündeki tekli-yakıtlar diğer bazı itki teknolojileri kadar verimli değillerdir. Mühendisler, basitliğe ve güvenilirliğe olan ihtiyaçları yüksek miktarda itki kuvvetine olan ihtiyaca ağır bastığı durumlarda tekli-yakıt sistemlerini seçerler. Eğer itki sisteminin çok fazla miktarda itki kuvveti üretilmesi ya da gezegenler arası uzar araçlarının ana motorunda olduğu üzere yüksek özgül itici kuvvet değerine sahip olması gerektiği durumlarda diğer teknolojiler kullanılmaktadır.
Solar-termal tek-yakıtlı iticiler
Alçak Dünya yörüngesi'nde yol alacak olan ve diğer uzay araçlarının LEO ötesindeki görevleri öncesinde durarak yakıt ihtiyaçlarını giderecekleri bir ara istasyon olarak kullanılacak olan üzerine yapılan bir tasarım çalışması kapsamında; uzay'ın ısıl ışınım ortamında uzun süreli olarak sıvı hidrojen saklamanın kaçınılmaz bir sonucu olan atık hidrojen gazının, itki sisteminde tekli-yakıt olarak kullanılması önerilmiştir. Atık hidrojen hem ve için verimli bir şekilde kullanılabilir hem de depodan yakıt almak üzere yaklaşan diğer uzay araçlarıyla için yapılacak sırasında kısıtlı yakıt ve itki sağlamak üzere kullanılabilir.
Solar-termal türdeki tek-yakıtlı iticiler; ABD merkezli adlı şirket tarafından önerilen yeni nesil kriyojenik üst aşama roket tasarımının önemli bir parçasını teşkil etmektedir. düşük maliyetli, daha fazla özelliğe ve esnekliğe sahip olan bir 'üst aşama' olarak tanımlanabilir ve ULA 'ya ait kullanımdaki ve üst roket aşamalarını desteklemesi hatta ileride tamamen onların yerini alması öngörülmektedir. ACES tasarımındaki 'Bütünleşik Araç Sıvıları' seçeneği, normalde yönelim denetimi ve yörünge sabitleme amacıyla kullanılan tüm hidrazin ve helyumu uzay aracından eler ve sadece atık hidrojenle çalışan solar-termal tek-yakıtlı iticileri kullanır.
Yeni Gelişmeler
NASA, 10–150 m/s aralığında delta-v gereksinimleri olan, maliyet odaklı küçük uzay araçlarında kullanılmak üzere yeni bir tekli-yakıt geliştirmektedir. Bu sistem, /su/yakıt bileşiminden oluşan on derece yoğun bir tekli-yakıt karışımı üzerine kurulmuştur. Bu karışım çevre açısından tehlikesizdir ve basitliği ile iyi başarım/verim oranı vadetmektedir.
EURENCO Bofors şirketi, bire-bir hidrazin yerine kullanılmak üzere LMP-103S isimli kimyasalı, %65'lik oranda 'i, NH4N(NO2)2, %35'lik oranda metanol-amonyak su çözeltisi içerisinde eriterek üretmiştir. LMP-103S, hidrazin'e göre %6 oranında daha yüksek bir özgül itici kuvvet değerine ve %30 oranında daha yüksek bir itki yoğunluğu değerine sahiptir. Ek olarak, hidrazin son derece zehirli ve kanserojen bir kimyasal maddeyken diğer taraftan LMP-103S ise orta derecede zehirlidir. LMP-103S UN 1.4S sınıfında olduğu için ticari uçaklarda taşınmasına izin verilmektedir ve 2010 yılında Prisma isimli uyduda denenmiştir. Fazladan özel işlem gerektirmemektedir. LMP-103S'in en çok kullanılan tekli-yakıt olarak hidrazin'in yerini alma potansiyeli yüksektir.
Ayrıca bakınız
Kaynakça
- ^ Aerojet Rocketdyne (12 Haziran 2003). "Aerojet Announces Licensing and Manufacture of Spontaneous Monopropellant Catalyst S-405". aerojetrocketdyne.com. 5 Aralık 2017 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 9 Temmuz 2015.
- ^ Wilfried Ley; Klaus Wittmann; Willi Hallmann (2009). "Handbook of Space Technology". Google Books. 3 Haziran 2016 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 9 Temmuz 2015.
- ^ Zegler, Frank; Bernard Kutter (2 Eylül 2010). (PDF). AIAA SPACE 2010 Conference & Exposition. AIAA. s. 3. 9 Mart 2012 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 25 Ocak 2011.
the waste hydrogen that has boiled off happens to be the best known propellant (as a monopropellant in a basic solar-thermal propulsion system) for this task. A practical depot must evolve hydrogen at a minimum rate that matches the station keeping demands.
- ^ Zegler and Kutter, 2010, p. 5.
- ^ Jankovsky, Robert S. (Temmuz 1–3, 1996). HAN-Based Monopropellant Assessment for Spacecraft (PDF). 32nd Joint Propulsion Conference. Lake Buena Vista, Florida: NASA. NASA Technical Memorandum 107287; AIAA-96-2863. 13 Mayıs 2010 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 27 Şubat 2018.
- ^ Swedish Space Corporation Group, Monopropellant LMP-103S, 2011, www.ecap.se
Dış bağlantılar
- Hidrojen Peroksit'in Roketlerde tekli-yakıt olarak kullanılması hakkında teknik raporlar20 Ocak 2018 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
- USPAT 20090133788 no'lu, Nitrus oksit yakıt karışımlı tekli-yakıtlar üzerine patent
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
roket itici yakit olarak tek bir kimyasal madde kullanan roket turudur Kimyasal tepkime ile calisan tek yakitli roketlerKimyasal tepkime ile calisan tek yakitli roketler icin itkiye sebep olan tepkime icin gerekli olan guc ve sonucunda olusan itki kimyasal maddenin kendisi tarafindan saglanmaktadir Uzay aracini itmek icin gerekli olan enerji tepkimeye giren kimyasal maddenin molekullerindeki kimyasal baglarin icinde bulunmaktadir En cok kullanilan tekli yakit ayni zamanda indirgen madde ozelligine sahip olan hidrazin N2H4 isimli kimyasal maddedir En yaygin katalizor ise iridyum ile kaplanmis tanecikli granul yapidaki ya da diger adiyla aluminyum oksittir Bu kaplamali granuller genellikle gecmiste Shell tarafindan uretilmis olan Aerojet S 405 ya da gecmiste Kali Chemie tarafindan uretilmis olan W C Heraeus H KC 12 GA gibi ticari markalarin altinda bulunurlar Hidrazin icin ing igniter gerekmemektedir Shell 405 hidrazinle temas ettiginde hidrazin in ayrismasina sebep oldugundan Shel 405 kendiliginden katalist olarak adlandirilir Hidrazin in islemi yuksek derecede ekzotermiktir ve sonuc olarak 1000 C 1800 F sicakliga erisen nitrojen hidrojen ve amonyak karisimi olan bir gaz uretir Tek yakitli roketin tek kisitlayici yonu kullanim suresidir ve bu sure temel olarak katalizorun kullanim suresine baglidir Katalizor ve katalitik yipranmaya miktarda azalmaya maruz kalabilir ve sonuc olarak katalizorluk islevini goremez hala gelebilir Bir diger tekli yakit ise hidrojen peroksit isimli kimyasal bilesiktir Bu kimyasal madde 90 ya da daha yuksek oranlarda saflastirildiginda yuksek sicakliklarda kendiliginden ayrismaya baslar Aksi takdirde ayrisma icin katalizor gerekmektedir Kimyasal tepkime ile calisan tek yakitli roket sistemlerinin cogunda bir adet yakit tanki bulunur Bu yakit tanklari genellikle titanyum dan veya aluminyum dan yapilmis kure seklindedir ve ic kisminda yakiti tutan tan yapilmis bir ic tank kap tan ya da yakitla doldurulmus olan ve yuzey gerilimi esasiyla calisan yakit yonetim cihazindan olusur Sonrasinda tank helyum ya da nitrojen gazi yardimiyla basinclandirilir Tanka doldurulmus olan basincli gaz yakitin motorlardan disari cikmasina yarar Bir boru tanki ve sonrasinda ise dikme valfini roket motorunun ayristirma odasina baglar Genel olarak bir uydu sadece bir motor yerine her birinde ayri bir valf olan 2 ile 12 arasinda motora sahiptir Uydularda ve uzay sondalarinda icin kullanilan roket motorlari siklikla cok kucuk olur 25mm capinda ve bir duzlemde 4 yone bakacak sekilde gruplar halinde yerlestirilirler Roketin ateslenmesi icin bilgisayar kucuk bir elektromiknatis uzerinden dogru akim gecirerek acmaktadir Atesleme genellikle cok kisadir birkac milisaniye Eger atmosfer icinde calistiriliyorsa metal kutu icine atilan cakil tasi gibi bir ses cikarir Calisma suresi uzarsa keskin bir tislama sesine donusmektedir Kimyasal tepkime turundeki tekli yakitlar diger bazi itki teknolojileri kadar verimli degillerdir Muhendisler basitlige ve guvenilirlige olan ihtiyaclari yuksek miktarda itki kuvvetine olan ihtiyaca agir bastigi durumlarda tekli yakit sistemlerini secerler Eger itki sisteminin cok fazla miktarda itki kuvveti uretilmesi ya da gezegenler arasi uzar araclarinin ana motorunda oldugu uzere yuksek ozgul itici kuvvet degerine sahip olmasi gerektigi durumlarda diger teknolojiler kullanilmaktadir Solar termal tek yakitli iticilerAlcak Dunya yorungesi nde yol alacak olan ve diger uzay araclarinin LEO otesindeki gorevleri oncesinde durarak yakit ihtiyaclarini giderecekleri bir ara istasyon olarak kullanilacak olan uzerine yapilan bir tasarim calismasi kapsaminda uzay in isil isinim ortaminda uzun sureli olarak sivi hidrojen saklamanin kacinilmaz bir sonucu olan atik hidrojen gazinin itki sisteminde tekli yakit olarak kullanilmasi onerilmistir Atik hidrojen hem ve icin verimli bir sekilde kullanilabilir hem de depodan yakit almak uzere yaklasan diger uzay araclariyla icin yapilacak sirasinda kisitli yakit ve itki saglamak uzere kullanilabilir Solar termal turdeki tek yakitli iticiler ABD merkezli adli sirket tarafindan onerilen yeni nesil kriyojenik ust asama roket tasariminin onemli bir parcasini teskil etmektedir dusuk maliyetli daha fazla ozellige ve esneklige sahip olan bir ust asama olarak tanimlanabilir ve ULA ya ait kullanimdaki ve ust roket asamalarini desteklemesi hatta ileride tamamen onlarin yerini almasi ongorulmektedir ACES tasarimindaki Butunlesik Arac Sivilari secenegi normalde yonelim denetimi ve yorunge sabitleme amaciyla kullanilan tum hidrazin ve helyumu uzay aracindan eler ve sadece atik hidrojenle calisan solar termal tek yakitli iticileri kullanir Yeni GelismelerNASA 10 150 m s araliginda delta v gereksinimleri olan maliyet odakli kucuk uzay araclarinda kullanilmak uzere yeni bir tekli yakit gelistirmektedir Bu sistem su yakit bilesiminden olusan on derece yogun bir tekli yakit karisimi uzerine kurulmustur Bu karisim cevre acisindan tehlikesizdir ve basitligi ile iyi basarim verim orani vadetmektedir EURENCO Bofors sirketi bire bir hidrazin yerine kullanilmak uzere LMP 103S isimli kimyasali 65 lik oranda i NH4N NO2 2 35 lik oranda metanol amonyak su cozeltisi icerisinde eriterek uretmistir LMP 103S hidrazin e gore 6 oraninda daha yuksek bir ozgul itici kuvvet degerine ve 30 oraninda daha yuksek bir itki yogunlugu degerine sahiptir Ek olarak hidrazin son derece zehirli ve kanserojen bir kimyasal maddeyken diger taraftan LMP 103S ise orta derecede zehirlidir LMP 103S UN 1 4S sinifinda oldugu icin ticari ucaklarda tasinmasina izin verilmektedir ve 2010 yilinda Prisma isimli uyduda denenmistir Fazladan ozel islem gerektirmemektedir LMP 103S in en cok kullanilan tekli yakit olarak hidrazin in yerini alma potansiyeli yuksektir Ayrica bakinizSivi yakitli roket Mars Reconnaissance OrbiterKaynakca Aerojet Rocketdyne 12 Haziran 2003 Aerojet Announces Licensing and Manufacture of Spontaneous Monopropellant Catalyst S 405 aerojetrocketdyne com 5 Aralik 2017 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 9 Temmuz 2015 Wilfried Ley Klaus Wittmann Willi Hallmann 2009 Handbook of Space Technology Google Books 3 Haziran 2016 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 9 Temmuz 2015 Zegler Frank Bernard Kutter 2 Eylul 2010 PDF AIAA SPACE 2010 Conference amp Exposition AIAA s 3 9 Mart 2012 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 25 Ocak 2011 the waste hydrogen that has boiled off happens to be the best known propellant as a monopropellant in a basic solar thermal propulsion system for this task A practical depot must evolve hydrogen at a minimum rate that matches the station keeping demands Zegler and Kutter 2010 p 5 Jankovsky Robert S Temmuz 1 3 1996 HAN Based Monopropellant Assessment for Spacecraft PDF 32nd Joint Propulsion Conference Lake Buena Vista Florida NASA NASA Technical Memorandum 107287 AIAA 96 2863 13 Mayis 2010 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 27 Subat 2018 Swedish Space Corporation Group Monopropellant LMP 103S 2011 www ecap seDis baglantilarHidrojen Peroksit in Roketlerde tekli yakit olarak kullanilmasi hakkinda teknik raporlar20 Ocak 2018 tarihinde Wayback Machine sitesinde USPAT 20090133788 no lu Nitrus oksit yakit karisimli tekli yakitlar uzerine patent