Raptor ve Tam Akışlı Yanma Döngüsü
SpaceX tarafından geliştirilen Raptor (Türkçe: Yırtıcı Kuş), kriyojenik metan-yakıtlı roket motorları ailesinin ilk üyesidir. Motor, sıvı metan ve sıvı oksijen (LOX) karışımını yakıt olarak kullanırken, bu yaklaşım Merlin 1C & D motorlarında kullanılan RP-1 kerosen ve LOX karışımından bir ayrışmadır. Başlangıç tasarımlarında Raptor’un metan’ın ziyadesı sıvı hidrojen (LH2) kullanması öngörülüyordu.
Raptor’un “sıkça tekrar-kullanılabilir metan yakıtlı aşamalı-yanan motor” olarak tanımlandığı belirtilmektedir. Tasarımın temelinde, daha verimli bir aşamalı yanma döngüsü yer alırken, bu sistem Merlin motorlarının kullandığı ‘açık döngülü’ Gaz-üreteci sisteminden bir fark oluşturur.
Tam-Akışlı Tasarımın Teknik Özellikleri
Raptor motorunun “tam-akışlı” (full-flow) aşamalı yanma döngüsü kullanacağı belirtilmektedir. Bu yöntemde, düşük yakıt oranıyla birlikte oksitleyicinin %100’ü kullanılarak oksijen turbin pompasına güç sağlanırken, diğer taraftan düşük oksijen oranıyla birlikte yakıtın %100’ü kullanılarak metan turbin pompasına güç sağlanmaktadır. Hem oksitleyici akışı hem de yakıt akışı, yanma odasına girmeden tamamen gaz fazındadır.
2014 öncesine kadar, sadece 2 adet tam-akışlı aşamalı yanma döngülü roket motoru rampada test edilebilmeye yetecek kadar ilerleme sağlamıştı: 1960’lardaki Sovyet RD-270 projesi ve 2000’lerin ortalarındaki Aerojet Rocketdyne Integrated powerhead ispat (demonstration) projesi.
Verim ve Yeniden Kullanılabilirlik Perspektifi
Tam-akışlı tasarımın verim ya da güvenilirlik artırması öngörülen ek özellikleri arasında, geleneksel motor tasarımlarında muhtemel arıza noktası olan yakıt-oksitleyici türbinindeki iç-mühür’ün tasarımdan çıkarılması yer almaktadır. Pompalama sistemi daha düşük basınç değerleri gerektirdiğinden, sistemin yaşam-süresi artmakta ve sisteme zarar verebilecek arızaların riski azalmaktadır.
Yanma odasındaki basıncı artırabilme özelliği sayesinde sistemin genel verimi artmaktadır. Ayrıca “daha soğuk gazlar kullanıldığından, genel bir aşamalı yanma motoru ile aynı verime ulaşıp kullanılan malzemeler üzerinde daha az fiziksel baskı uygulanmış oluyor, dolayısıyla malzemelerin yıpranma miktarları veya [motorun] ağırlığı azalıyor.”
İtki ve Verim Değerlerindeki Belirsizlikler
Raptor için belirtilen tasarım boyutu, tasarım devam ederken büyük ölçüde değişmiştir. 2013 Ekim ayında açıklanan itki tasarımı 2940 kN (661000 lbf) iken, 2014 başlarında Raptor’un bundan daha yüksek itki miktarına sahip olacağı duyurulmuştur. 2014 Haziran ayında Tom Mueller, deniz seviyesinde 6900 kN, vakumda 8200 kN ve vakum versiyonu için 380 saniye değerinde özgül itici kuvvet hedeflendiğini belirtmiştir.
2015 Ocak ayında, Elon Musk hedefledikleri itki miktarının 2300 kN (230 ton-kuvvet) olduğunu bildirmiştir. Son itki ve Isp değerlerinin, SpaceX motoru çok-yıllık geliştirme döngüsünden geçirirken önemli ölçüde değişeceği vurgulanmaktadır.
Bu açıklama Vikipedi kaynaklarından uyarlanmıştır ve şu lisans altında sunulur: CC BY-SA 4.0.
Henüz yorum yok