Hibrit roket uygulamaları için türbin sistemi tasarımı & analizi ve geliştirilmesi

Hibrit roketlerin çoğunluğu, oksitleyicisini yanma odasına transfer edebilmek için yüksek basınçlı bir tanka ihtiyaç duyar. Bu hibrit roketler basınç beslemeli olarak adlandırılır ve bu yöntem oksitleyici tankının basınçlandırılması için en basit yöntem olarak görülür. Bunun yanı sıra, daha kompleks bir sistem olan sıvı beslemeli roketler, oksitleyici tankını basınçlandırabilmek ve besleyebilmek için bir turbo pompa bulundururlar. Turbo pompalar, sisteme daha fazla ağırlık ve mekanik karmaşıklık getirmelerine rağmen; oksitleyici ve yüksek basınç tankındaki ağırlık azalması, roket performansını arttırmaktadır. Bunun yanı sıra, turbo pompalar oksitleyiciyi sabit kütlesel debi ve basınçta transfer edebilmektedir. Bu da turbo pompaların bir diğer avantajı olup, basınç beslemeli hibrit roketlerde görülen ve performans eksikliğine sebep olan "blowdown" etkisini ortadan kaldırmaktadır. Bu tez kapsamında, turbo pompa sisteminin türbin parçası tasarlanmıştır. Farklı boyutlarda tasarlanan türbin parçaları, hesaplamalı akışkanlar dinamiği uygulamalarında incelenmiştir. Ayrıca bu tezde, hibrit roket motor hesaplamaları ve bu hesaplamalarda kullanılan denklemler gösterilmiştir. Tasarlanan sistemler, su ve sıvı oksijen ile test edilmiştir. Test sonuçları; hibrit roketlerde turbo pompa kullanmanın ek ağırlıklar getirmesine rağmen, diğer parçalardaki hafiflemenin etkisiyle sistemin performansına olumlu yönde etki edeceğini açıkça göstermiştir.