Tinkercad ile Model Roket Gövdesi Tasarlayalım

Bilmekte Fayda Var!

Roketler çok yüksek hızlarda hareket eden sivri uçlu cisimlerdir. Ayrıca roketlerin itki sistemlerinde son derece yanıcı maddeler kullanılır. Bu nedenle roket bilimi son derece tehlikeli, yüksek maliyetli ve karmaşık bir bilim dalıdır. Ancak 1950’li yıllarda daha basit ve düşük maliyetli malzemeler kullanılarak ve belirlenen kurallara uyularak daha düşük irtifalara ulaşan, taşıyabileceği faydalı yük miktarı daha düşük olan amatör bir roket dalı gelişti. Bu roket dalı, model roketçilik olarak isimlendirildi.

Model roketler, genellikle 100 metre ile 500 metre arasında irtifaya ulaşan küçük tip roketlerdir. Ancak 30 santimetre uzunluğunda olan su roketlerinin yanı sıra 10.000 metreye çıkan sonda roketleri de kullanım amaçlarına bağlı olarak model roket olarak değerlendirilebilir. Model roketlerin, istenilen irtifaya ulaştıktan sonra burun kısımlarında bulunan kurtarma paraşütleri ile yere sağlam bir şekilde indirilmesi hedeflenir.

Ülkemizde ve dünya çapında farklı model roket yarışmaları düzenleniyor. Örneğin Türkiye Hava Sporları Federasyonu tarafından düzenlenen Uzay Modelleri Türkiye Şampiyonası ve TEKNOFEST kapsamında düzenlenen Roket Yarışmaları her yıl farklı kategorilerde gerçekleşiyor.

Roketler havadayken üzerlerine farklı kuvvetler etki eder. Bu nedenle uçuş sırasında bu kuvvetlere dayanacak şekilde tasarlanırlar. Tasarım aşamasında roketlerin yapısal dayanıklılığı çeşitli simülasyonlar kullanılarak test edilir.

Model roketler kâğıt, ahşap, plastik ve diğer hafif malzemelerden yapılır. Roketler kullanım amaçlarına göre farklı parçalara sahip olabilir. Ancak bazı parçalar bütün roketlerde ortaktır:

• Burun
• Faydalı yük
• Gövde
• Motor
• Sabit kanatçıklar
• Kurtarma sistemi
• Ayırma sistemi

Model roketler güvenli bir şekilde kurtarılmak ve defalarca uçurulmak üzere tasarlanır. En yaygın kurtarma yöntemi, paraşütle kurtarma yöntemidir: Paraşüt genellikle motorun fırlatma barutu tarafından burun konisiyle birlikte dışarı doğru atılır. Paraşüt, burun konisi tarafından dışarıya çekilerek açılır. Bu sayede roket yumuşak bir iniş yapar.

Burun: Burun konisi, rokete etki eden hava direncini değiştiren en önemli bileşenlerden biridir. Hava direncini azaltmak için ses hızından daha yavaş hareket eden roketlerin burun konileri daha yuvarlak, ses hızından daha hızlı hareket eden roketlerin burun konileri ise daha sivri tasarlanır. Model roketlerde burun konileri plastik, ahşap, strafor gibi malzemelerden yapılabilir.

Faydalı yük: Roketlerin temel amaçları gerekli malzemeleri (örneğin sensörler, ölçüm cihazları) belirli bir hedefe ulaştırmaktır. Bu malzemeler faydalı yük olarak isimlendirilir.

Gövde: Roketin ana iskeletini oluşturur. Model roketlerde motor ve kurtarma sistemi genellikle gövde borusunun içinde yer alır. Gövde farklı bölümlerin birleştirilmesiyle oluşturulabilir. Model roketlerde gövde borusu kâğıt, plastik, fiberglas gibi malzemelerden yapılabilir.

Motor: Roketin hareket etmesi için gereken itkiyi oluşturur. Model roketlerde genellikle katı yakıtlı roket motorları kullanılır.

Sabit kanatçıklar: Roketin istenilen doğrultudan sapmadan, kararlı bir şekilde hareket etmesini sağlamak için sabit kanatçıklar kullanılır.

Kurtarma sistemi: Model roketlerin tekrar kullanılabilmesi için kurtarılması gerekir. Kurtarma işlemi genellikle gövdenin içinde yerleştirilen paraşüt ile gerçekleştirilir.

Ray butonları: Gövde borusuna takılan küçük parçalardır. Fırlatma sırasında roketin kararlı bir şekilde hareket etmesini sağlar.

Türkiye Hava Sporları Federasyonu tarafından düzenlenen Uzay Modelleri Türkiye Şampiyonası’ndaki Uzay Modelleri kategorisinde roket motorunun çapı 18 milimetre, uzunluğu ise 70 milimetredir. Ayrıca roketin gövde uzunluğunun %50’si için gövde çapı en az 40 milimetre olmalıdır. Tasarla ve Yap köşesinin bu üç boyutlu tasarım projesinde bu kısıtlara uygun bir model roket tasarlıyoruz.

Nelere İhtiyacımız Var?

• İnternet bağlantısı olan bir bilgisayar

Ne Yapıyoruz?

Ne Oldu?

Bu projemizde Tinkercad uygulamasını kullanarak bir model roket gövdesi tasarımı yaptık. Rokette bulunan temel gövde parçalarını öğrendik. Roket kanatçıklarının, roketin yükselmesindeki etkisi hakkında bilgi sahibi olduk. Siz de kendi roket gövdenizi tasarlayıp gerekli roket atış eğitimlerini aldıktan sonra üç boyutlu yazıcıdan baskı aldığınız roketlerinizi fırlatabilirsiniz.

Kaynaklar:

• https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/rocket/rktsafe.html  
• https://tr.wikipedia.org/wiki/Model_roket
• https://www.roketsan.com.tr/tr/model-roketcilik
• https://www.unm.edu/~tbeach/IT145/week05/parts.html
• https://www.sciencelearn.org.nz/resources/392-rocket-aerodynamics