“Bir uzay mühendisi olarak bunlara detayla ve teknikle eğilmeden önce.” Birçoğunuz uçakla seyahat etmişsinizdir. Peki hiç merak ettiniz mi uçakla sürekli yukarı yönde gidersek ne olur? Uçaklar, genellikle önceden rotayla belirlenmiş yüksekliklerde uçarlar. Servis tavanı dediğimiz bir teknik sınırlama uçakların hizmet verebilecekleri en yüksek irtifayı belirler. Ama yine de soruyoruz, acaba uçaklar daha yükseğe çıkabilirler mi? Peki uçakla uzay yolculuğu yapılabilir mi?
Her ne kadar heyecan verici olsa da birkaç problemle karşı karşıyayız. Bunlardan ilki, uçağın itici gücü olan ve tüm elektronik gücünü sağlayan motoru. Uçak motorları hakkında detaya girmeden önce kısaca çalışma prensiplerini ve çalışma gereksinimlerini gözden geçireceğiz.
Uçak motorları türbinli gaz motorları sınıfında bulunur. Her ne kadar tüm gaz türbinleri gibi brayton döngüsüne göre işlese de bu döngü bizim konumuzun dışında. Gaz türbini dediğimiz motor türü, uçak motorlarında da olduğu gibi, genellikle önde hava emici fan, devamında hava basıncını yükseltmek için hava kompresörleri, hemen ardında yakıtın enjekte edildiği yanma odası ve son olarak ön kısımda ki fanı-kompresörleri döndürmek ,elektrik enerjisi üretmek için türbinler bulunur.
Uçak motorları her ne kadar çok verimli olsa da, itki kuvvetini Newton’un 3ncü kanunu olan, etki-tepki yasasına göre üretmektedir, ancak yeterli miktarda etki tepki üretmesi ve yanma işlemenin gerçekleşmesi için havaya ihtiyaç duymaktadır.
İrtifa yani yerden yükseklik arttıkça atmosfer incelir. Bir diğer değişle atmosferin özkütlesi ve başta oksijen olmak üzere birim hacme düşen hava moleküllerinin sayısı düşer. Bu sebeple havayla çalışan uçak motorları belirli bir yükseklikten sonra çalışmamaya başlar. Ancak burada incelediğimiz turbofan olarak adlnadırılan ve ağırlıklı olarak sivil havalıcılıkta kullanılan motor türüdür.
Turbofan motolar genelde maksimum çalışma yüksekliği 14000 metredir. Turbofan motoların sivil havacılıkta yaygın olarak kullanılmasının en büyük sebebi çok verimli ve ekonomik olmalarıdır. Fakat, Turbojet, ramjet, scramjet, gibi farklı motor türleri de var. Sahip olduğumuz birden fazla uzay uçağımız bulunmakta. Bunlardan bazıları 'Buran'', SpaceShipOne, X-15 ve X-37 . Esasında bu örneklerin hepsi roket gücüyle çalışan planörlerdir. Peki o zaman roket motorları uzaya çıkmayı nasıl başarıyorlar ve klasik uçakların engellerini nasıl aşıyorlar?
Roketlerin jet motorlarından en büyük farkı atmosfere bağlı olmamaları ve kendi oksijenlerini yanlarında taşıyor olmalarıdır. Yolculuk boyunca da kendi bünyelerindeki oksijeni yakmalarıdır. Bu sayede uzayda, vakum ortamında ve atmosfer dışında çalışmaları mümkündür. Tabi ki aynı zamanda bu durum roketler için ağırlık konusunda büyük bir dezavantaj oluşturmaktadır. Buna basit bir örnek vermek gerekirse, ortalama bir rokette taşınan ağırlık, uydu olsun, sonda olsun, veya astronot olsun, roketin toplam ağırlığının sadece yüzde 1.3’ünü oluşturmakta. 100 tonluk bir roketinizin var olduğunu varsayarsanız sadece 1.3 ton - 1300 kg yük taşıyabilirsiniz.
0 Yorum