Katı ve sıvı yakıtların en büyük sorunu VERİMLİLİK tir. En iyi motorlarda bile enerjinin ancak %40 dan yararlanılıyor. Bu açıdan bakıldığında kimyasal yakıtlı motorlar epeyce verimsizdirler. Şu ana kadar oldukça iyi verim veren motorlar yapılmıştır ancak bazı problemlerden dolayı (özellikle ağırlık sorunu) kullanılmıyorlar. Verimi kısaca tanımlamak istersek,

Yakıtın iyi yakılamamasından dolayı verimsizlik vardır. Her zaman harcanan enerji ve yakılan enerjiyi doğrudan doğruya ölçme imkanımız olmuyor. Bu nedenle çeşitli verimlilik parametreleri tanımlanmıştır. Bunlar:

1. İtme Kuvveti: Roket motoru tarafından roketi ve bağlı araçları itmek için meydana getirilen kuvvettir. Bir roketin seçiminde itme kuvveti en önemli parametredir. İtme kuvveti iki parametreye bağlıdır:

(a) Yanma Oranı: Bir roketin toplam yakıt miktarı m_e olsun. Birim zamanda yanan yakıt miktarı m_e olsun.

(b) Eksoz Hızı V_e: Roketin kütle merkezine göre yanmış gazların dışarı atılma hızıdır. Bu olay çok karışık işlemler gerektirmektedir. Halbuki roketlerde kütle merkezi şiddetli yakıt sarfiyatından dolayı sürekli değişmektedir. Ayrıca kademeli roketlerde kütle merkezinin yeri her kademe için farklı olmaktadır.

2. Ağırlık İtme Oranı: Roket yukarıya doğru yükseldikçe atmosfer azalır, dolayısıyla sürtünme kuvveti de azalır. Buna karşılık itme kuvveti artıyormuş gibi görünür. İtme kuvveti değiştikçe ağırlık itme oranı da değişir.

İtme kuvveti için çok yakıt gerekir. Yakıt arttıkça ağırlıkta artar. Halbuki oranın sabit kalması istenir. Bunun için roketi oluşturan yakıtın daha kaliteli olması gerekir ki az miktarla çok itme kuvveti oluşsun. Denklemdeki ağırlık anlamsız bir kavramdır. Ancak yeryüzünde sükunet halinde bulunan cisimler için bir anlamı vardır. Oysa, harekette bulunan bir cismin (özellikle yer çekimine karşı) ağırlığı yeryüzündeki sükunet ağırlığından çok farklıdır. Örneğin, Satürn V roketinin tüm ağırlığı 3000 ton'dur. Bu ağırlığın büyük kısmını yakıt oluşturur. Bu roketin kalkıştaki itme kuvveti 3750 ton'dur. Yani 3000 tonluk bir roketi harekete geçirebilmek için 3750 tonluk bir itme kuvvetine ihtiyaç vardır. Kabaca ağırlık itme oranı 5/4 civarındadır. Halbuki roketin yörüngeye girmeye çalışan son kısmına ait kademenin itme kuvveti sadece birkaç kilogramdır.

3. Öz İtim: Roket motorunun bir saniyelik çalışması ile yakılan yakıtın 1 paund'dan (yaklaşık 0.5 kg) elde edilen itme kuvvetidir. Birimi saniyedir. Kullanılan kimyasal roketlerin çoğunda öz itim 300 saniyedir. Bu önemlidir, zira kimyasal yakıtlı roketlerde yakıt miktarı çoktur. Önemli olan yakıtın çokluğu değil yakıtın iyi yanmasıdır. Bazı kimyasal yakıtlarda özel hidrojen ve oksijen karışımı kullanılarak öz itim 400 saniyeye kadar çıkarılabilmektedir. Nükleer motorlularda öz itim 800-1000 saniye, iyon motorlarda ise 10000-15000 saniye dolayındadır.

4. Kütle Oranı: Bir roketin yakıtlı ve yakıtsız durumdaki kütlelerinin oranıdır. Her zaman için kütle oranı 1'den büyüktür. Eğer kütle oranı 1'e çok yakın ise roket az bir yakıtla hareket edebiliyor demektir. 2.72/1 oranına konvensiyonel oran denir. Bu oran ile roket hızı, ekzos hızına eşitlenebiliyor. 7.4/1 kütle oranın da 2V_e= roket hızı, 20/1 kütle oranında 3V_e= roket hızı elde ediliyor. Kütle oranını arttırmak için başvurulan yol kademeli roketlerdir. Bu durumda kütle oranı, kademelerin kütle oranlarının çarpımına eşittir. Örneğin kademeler için kütle oranı 7.4/1 olsun. Buna göre iki kademeli roketin kütle oranı 57.8/1 olur. Bu yüksek bir değerdir. Böylece kademeli roketlerde kütle oranı bu şekilde yükseltilmiş olur.

	Önceki Konu	Ana Sayfa	Sonraki Konu