Katı Yakıtlı Roket Motorlarında Yakıt Tane Geometrisinin İtki Performansına Etkisi
Effects Of Propellant Grain Geometry On Thrust Performance in Solid Rocket Motors
- Tez No: 1007013
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET DEMİR BAYKA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Savunma ve Savunma Teknolojileri, Defense and Defense Technologies
- Anahtar Kelimeler: Katı yakıtlı roket motoru, Yakıt tane geometrisi, İtki performansı, Yanma yüzey alanı, İç balistik, Simulink modelleme, Solid rocket motor, Propellant grain geometry, Thrust performance, Burning surface area, Internal ballistics, Simulink modeling
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Başkent Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Savunma Teknolojileri ve Sistemleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Savunma Teknolojileri ve Sistemleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, katı yakıtlı roket motorlarında kullanılan yakıt tane geometrilerinin motorun itki performansı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Katı yakıtlı roket motorlarında itki-zaman karakteristiğini belirleyen temel parametrelerden biri, yanma süresince değişen yanma yüzey alanıdır ve bu alan doğrudan yakıt tane geometrisine bağlıdır. Bu kapsamda, farklı yakıt tane geometrilerinin yanma yüzey alanı değişimi, yanma odası basıncı ve itki üretimi üzerindeki etkileri karşılaştırmalı olarak analiz edilmiştir. Çalışma kapsamında geliştirilen matematiksel model, sıfır boyutlu iç balistik yaklaşımına dayandırılmıştır. Model denklemlerinin sayısal çözümü MATLAB ortamında gerçekleştirilmiş ve farklı tane geometrileri için yanma yüzey alanı, kütle debisi, yanma odası basıncı ve itki kuvvetinin zamana bağlı değişimleri hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar, literatürde yer alan verilerle karşılaştırılarak modelin doğruluğu değerlendirilmiştir. Bunun yanı sıra, geliştirilen matematiksel model MATLAB/Simulink ortamına aktarılmış ve sistemin dinamik davranışı blok diyagramlar aracılığıyla modellenmiştir. Analiz sonuçları, yakıt tane geometrisinin motorun itki karakteristiğini belirlemede kritik bir rol oynadığını ortaya koymaktadır. Nötr yanma karakteristiğine sahip geometrilerin daha kararlı ve sabit bir itki üretimi sağladığı, progresif yanma özellikli geometrilerin ise özellikle başlangıç aşamasında daha yüksek itki değerlerine ulaştığı belirlenmiştir. Ayrıca, yanma sürecinin son evresinde ortaya çıkan sliver etkisinin, itki ve basınçta ani düşüşlere neden olduğu gözlemlenmiştir. Bu durum, geometrik parametrelerin doğru seçiminin yanma kararlılığı ve motor performansı açısından büyük önem taşıdığını göstermektedir.
Özet (Çeviri)
In this study, the effect of propellant grain geometries used in solid rocket motors on thrust performance is investigated. One of the fundamental parameters determining the thrust–time characteristic in solid rocket motors is the burning surface area, which varies during combustion and is directly dependent on the propellant grain geometry. In this context, the effects of different grain geometries on the variation of burning surface area, chamber pressure, and thrust generation are analyzed comparatively. The mathematical model developed within the scope of this study is based on a zero- dimensional internal ballistics approach. The governing equations are solved numerically in the MATLAB environment, and the time-dependent variations of burning surface area, mass flow rate, chamber pressure, and thrust are calculated for different grain geometries. The obtained results are compared with data available in the literature to evaluate the accuracy of the model. In addition, the developed mathematical model is implemented in the MATLAB/Simulink environment, and the dynamic behavior of the system is modeled using block diagrams. The analysis results demonstrate that the propellant grain geometry plays a critical role in determining the thrust characteristics of the motor. It is observed that geometries exhibiting neutral burning behavior provide more stable and steady thrust, whereas progressive burning geometries achieve higher thrust levels, particularly during the initial phase. Furthermore, the sliver effect occurring in the final stage of combustion leads to a rapid decrease in pressure and thrust. These findings indicate that the proper selection of geometric parameters is of great importance in terms of combustion stability and overall motor performance.
Benzer Tezler
- Analysis of 3-D grain burnback of solid propellant rocket motors and verification with rocket motor tests
Katı yakıtlı roket motoru yakıt geometrilerinin 3 boyutlu yanma gerilemesi analizinin yapılması ve roket motoru denemeleri ile doğrulanması
GÖKAY PÜSKÜLCÜ
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. ABDULLAH ULAŞ
- Performance prediction of nozzleless solid propellant rocket motors
Lülesiz katı yakıtlı roket motorlarında performans kestirimi
ALİ CAN ÖZER
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF ÖZYÖRÜK
- Kompozit esaslı katı roket yakıt numunesinin karaktersitik özelliklerinin deneysel incelenmesi
Investigation of the characteristics of rocket solid propellant sample by experimentally
CAN EMRE DÖNMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Savunma ve Savunma TeknolojileriKırıkkale ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HAYRİ YAMAN
- Analysis of transient regimes in solid rocket propulsion
Katı yakıtlı rokette zamana bağlı geçişlerin incelenmesi
MEHMET ALİ AK
- Hibrit roket motorlarında nümerik geometri optimizasyonu
Numeric geometry optimization in hybrid rocket engines
DİLARA KOÇAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiEge ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYDOĞAN ÖZDAMAR