E-Dergi Oku 

Yüksek Verimli Bir Sürat Teknesi

Yüksek Verimli Bir Sürat Teknesi

TEKNİK MAKALE
5. Sayı (Kasım - Aralık 2008)

İndirgenmiş konforla makul hızlarda süzülmek, fırlayan yakıt fiyatlarından alınacak en iyi intikam olabilir. Eric Jolley / Bieker Boats - Seattle, ABD Professional Boatbuilder Dergisi'nin Ekim 2008 sayısından çeviren: Okan Yunusoğlu

1996 yılında tasarımcı Paul Bieker kendini, başka türlü bir hurdalık son durağı olacak terkedilmiş bir Avustralya Ultimate 30 yelkenli teknesinde buldu. Gövdesi karbon kabuklar ve Nomex esasından inşaa edilmiş 9.1 metre uzunluğundaki yüksek performans yelkenlisinin ağırlığı yaklaşık 295 kilogramdı. Bieker, çukurlaştırılmış güvertenin ön kısmını keserek basit bir odacıktan bir kamara yaratmış ve 45 beygir ile 4 zamanlı bir kıçtan takma motor, küçük bir salma ve motoru dengelemek üzere pruvaya biraz dengeleme ağırlığı eklemişti.

 

Nemo adlı dönüştürülmüş teknenin ağırlığı, motor, akü ve yakıtla beraber 818 kilogram ağırlığındadır ve Desolation Sound, Canada ile Seattle Washington (yaklaşık 190 nm uzunlukta bir parkur) arasında sayısız defa dolaşmıştır. Nemo orta hızlarda, yakıt sarfiyatı düşük, tesviyelenmiş gövdeler ve performansla ilgili önemli çıkarımlar sunarken basit bir tekne ile seyahatin zevkleri ve kısıtlarını da ortaya koymuştur.

 

En yüksek hız 20 knot'tur. Geminin izi çok küçüktür ve deplasmandan düzleşmeye doğru farkedilir bir geçiş yoktur. 14 knot hızda yakıt sarfiyatı yaklaşık 10.6 l/saat veya 1.3 nm/litre?dir. Sintine kısımlarının yuvarlak olmasından ötürü dönüşler yüksek eğimlidir.

 

İnce baş kısımları ve dikey pruva bazı ilginç rota tutma özelliklerini getirmiştir. Çarpma yoktur ve biraz ıslanmayı göze aldığınız sürece tekne, 0.9 metre boyunda dalgalarda rahatlıkla seyretmektedir. Baş kısmı rotadan sapmaya meyillidir; bu yüzden bazı denizlerde rotada kalabilmek için keskin baş kısmı batıp çıkarken  bir miktar yönlendirme desteği gereklidir.

 

Büyük, çukurlaştırılmış açık kaptan köşkü dingi, kamp aletleri ve misafir taşımak için rahat bir alan yaratır. Var olmayan ayna kıç kullanışlıdır; açık bir kıç kaptan köşkünün kendi kendinin suyunu boşalttığını söyler. Bu teknede yapılan düzenlemelerin benim ilgimi çeken  bir boyutu da sırtlıklı sabit koltuklar yerine bazalı koltuklar ekleyerek seyir esnekliği yaratılmasıdır. Oturaklar ocaklar ve bulaşıklar için tezgah olur ve mutfak işlerinin dış mekanda sağlanmasıyla teknedeki kapalı alan çok daha keyifli bir hale gelir.

 

Herhangi bir havada Nemo'yu suya indirmek sıkıntılı olabilir; çünkü bot, hafif deplasman ve minimal su altı profili sebebiyle yanlara doğru kolayca savrulabilir.

 

Nemo Kavramını Geliştirme

Bieker ve ben, Seattle'da bir tasarım firması ortaklarındanız. Benim kariyerim gemi ve yat yapımının 3 boyutlu modellenmesi alanındadır. Bieker ise BMW Oracle yarış takımının geçtiğimiz iki America's Cup sezonunda yapısal tasarım lideri olmuştu.

 

1998 yılında kendisinden aile ile dolaşmaya uygun 9.14 metrelik hafif, verimli bir sürat teknesini Nemo fikrine uygun olarak tasarlamasını rica ettim. O ise çelimsiz bir tekne içi-dizel tasarımı karaladı. Aynı zamanlarda, Seattle Puget Sound'un öte tarafında yer alan Bainbridge adasının bir sakini, günlük küçük bir Commuter tekne için Bieker'e başvurdu. Bieker'in bu isteğe cevap olarak benim için çizdiği 9 metrelik yeni Nemo'yu sundu: kaptan köşkünü iptal etmiş, tekneyi kısaltmış ve teknenin içindeki motoru dört zamanlı bir motorla değiştirmiştir. Sonuç, 909 kilogramlık gezinti amaçlı bir motoryat olmuştur. Ancak pek çok potansiyel projede olduğu gibi bu projede de müşteri tekneyi yaptırmamaya karar vermiştir.

 

Commuter tasarımı, Çin'de sınırlı sayıda üretilip Amerika'da satılabileceğini düşünen bazı kişiler tarafından farkedilmiştir. Tasarımımızın üretime girme ihtimali bizi heyecanlandırmıştı. Dahası, bu ihtimal benim tekneyi inşaa etmeden aradığım tekneye yaklaşma şansı sunmuştu. Bieker ve ben detaylı bir tasarım paketi oluşturduk; ancak bu proje de 2000 yılında yaşanan finansal kuruma ile birlikte buharlaştı. Kuşkusuz, hizmetlerimin sonucu olarak yarım bir gövde kalmasından ötürü hayal kırıklığına uğramıştım. Farklı kuruluşlar tekneyi tamamlamak üzere ilgilerini beyan etse de sonunda uygulamadan caymaktaydılar.

 

7.6 metrelik teknenin tasarımında gösterdiğim çabalardan ötürü inşaatı kendim tamamlamam gerektiğine karar verdim. Kişisel kullanıma ilave olarak tekne, potansiyel müşterilere yatırım öncesi bazı gerçek tecrübeler sunmak üzere bir prototip de olacaktı. Bir tekneden olan kişisel beklentilerimi düşünerek bazı tasarım değişiklikleri oldu ve sonuçta Bieker?in önerdiği Commuter?ın gezinti versiyonu ortaya çıktı. Tekne için ön güverteyi geliştirdim ve böylece yan güvertelerde oturma imkanı sağlandı. Kaptan köşkünü biraz alçalttım ve Nemo düzenlemesinde olduğu gibi ön kısımda bazalı koltuklar ile bank şeklinde koltukları ekledim.

 

Bu tasarımın farkları arasında kendisi dolan ve boşalan deniz suyu sintine tankı, göreli olarak büyük dümen desteği profili, hoş bir giriş, acil durum yüzdürücüsü için su geçirmez bölmeler, kendi kendini koruyan bir kaptan köşkü  ve geminin karadan denize vinçle indirilmesine yardımcı bir mapa vardır. Tekne, tasarım hafifliği ile 6 silindirli bir aracın tek akslı bir çekici üzerinde çekmesine uygundur.

 

Sintine tankı deplasmanı 295 kilogram kadar arttırarak farklı amaçlara hizmet eder. Tank tam dolu iken, çetin denizdeki gemi hareketleri ve konfor özellikleri gelişmiştir. Demirleme halinde, denge daha iyi iken sallanmalar daha az rahatsız edicidir ve omurgaya vurma gürültüsü de azaltılmıştır. Tankın boşalması ve dolması, salmanın çift tarafında yer alan venturi kanalları ile olur. Hız 7 knot'u aştığı andan itibaren tank boşalır ve tank durduğu an tekrar dolar. Bir vana, tankı isteğe göre dolu veya boş olarak tutar. Venturi kanalları salmanın olabildiğince önünde durarak pervanenin tehlikeli akışlardan korunmasını sağlar.

 

Nemo'da ağırlığın azalmasını sağlayan pruva düzeltmelerinin avantajı ortada olduğu gibi  7.62 metrelik teknenin de düzgün bir pruvası vardı. Bununla birlikte profil, yalpalanmayı en aza indirmektedir. Suya yarı batma açısı 16°'dir.

 

Su altındaki gövde formu, kıç tarafına doğru ideal düzleştirilmiş şekil ve ağırlığı azaltan öndeki kısımlar arasında bir dengedir. Sonuç olarak gövdenin tabanı kıça doğru kıvrımlıdır ve kıç açısı 1°'dir. Ve gemi kıçında kalkıntı açısı 7°'dir.

 

Büyük salma, sürüklenme ve yatmaya karşı yön açısından kararlılık sağlar. Derin baş bodoslama topuğu ile tekne, salma kıçının dengeleme alanı yokken rüzgar gülü gibi olur. En yüksek hız makul olduğu için, salmanın dönüşlerdeki etkisi göz ardı edilmiştir.

 

Kaptan köşkü kendi kendini koruyabilir yapıda olduğu için kıç tarafını dingi ve suya erişim için açık bırakır. Ayna kıç yapısındaki indirgeme de ağırlık tasarrufu sağlar. Kaptan köşkü tabanındaki hacim altı su geçirmez boş bölünmüş ve gözleme güvertesi plakalarıyla kapanmıştır.

 

Prototipin Hesaplamaları ve İnşaatı

Bieker, benim Rhinoceros'da (Robert Mc Neel ve ortakları, Seattle) 3 boyutlu olarak modellediğinm gövde güverte ve iç yapıyı boyutlandırmıştı. Hidrostatik ve işleme analizleri Proteus Engineering'in RhinoMarine eklentisi ile yapılmıştır.

 

7.62 metrelik tekenin yapısal felsefesi, dayanım ve ağırlığı uygun noktalarda düşük tutmak ve üst yapıyı mümkün mertebe hafif tutmaktır. Tekne gövdesi çene altında kontrplaktır; 4 mm'lik iki adet maun kontrplak 6 mm'lik bir okoume kontrplak ile 14 mm kalınlığında bir sandviç oluşturmuştur. Çene kütükleri ve salma, Alaska sarı kavağındandır. Çenenin üzerinde gövde 14.3 mm kalınlığında Western Kırmızı kavak şerit kaplamadır. Gövde kaplaması, dışta iki tabaka 340 g glas, bir tabaka 173 g Kevlar, bir tabaka 203 g glas ile içte 340 g'lık ve 203 g'lık iki adet glas tabakadan oluşmaktadır. Kevlar aşınma ve oyulma dayanımı sağlar; ancak geriye dönüp baktığımda bu masraf ve sorunla uğraşmaya değmeyeceğini düşünüyorum.

 

Birincil iç yapı 12.7 mm kalınlığında, 610 g karbon yüzeyli 80 kg/ m³ yoğunluğunda Divinycell köpük esasında malzemeden oluşur. Çerçeveler 51 mmX102 mm ölçülerindedir. Divinycell içinde çok-yönlü karbon lifler vardır ve yerine göre, karbon veya glas  çift eğimli liflerle gövdeye bağlanırlar.

 

İkincil zeminler, paneller ve bölmeler 407 g karbon lifli 12.7 mm kalınlığında 2 kg'lık Divinycell köpükten oluşur.

 

Kaptan köşkünün taban ve yan yüzeyleri aynı Divinycell esasındandır; zeminde bir tabaka 193 g karbon ve dayanıklılık için 3 tabaka 203-g'lık glasdan oluşur.

 

Kabinin tepesi de karbon lifli Divinycell esaslı malzemedir. Ancak desteklenmeyen alanın artması sebebiyle kalınlık 25 mm olmuştur.

 

PRO-SET (Gougeon, Bay City, Michigan) lamine reçineleri tüm prohede kullanılırken, WEST SYSTEM 105 ikincil bağlama ve rötuşlama için kullanılmıştır.

 

Kalıplar ve Fikstürler (Tools and Molds)

Gövdenin erkek kalıbı lazerle kesilmiş MDF'den imaldir. Tüm kalıp istasyonları kaburga bantları için lazerle çentiklenmiş, maçalar için de yarık açılmıştır. CNC'ye göre lazer kesmenin avantajları şunlardır: keskin köşelerin kesilebilmesi (böylece adaptasyon ve hizalama kolaylaşacaktır); azalan çentikler sayesinde aynı plakadan daha fazla parça elde edilebilmesi; en önemlisi, parça numaralarının ve markaların düşük güç seçeneğinde plakalara işlenebilmesi. Terrene Engineering (Mukilteo, Washington) firması kalıp parçalarını kesme konusunda bu projede ve başka projelerde iyi iş çıkardı.

 

Arka desteklerin tepeleri de lazerle açılmıştır. Böylece kalıp istasyonları ölçülmeden, lazer seviyesinin hizalanmasından ayrı olarak hızlı kurulum imkanı sağlar. Tüm kalıp tırnak ve çentik tasarımı sayesinde  yaklaşık bir günde monte edilir.

 

Ön güverte ve dam kalıbı da lazer-kesim MDF'den imaldir. 12 mm MDF'de yumurta kabuğu biçimli çentikler açılmıştır. Daha sonra 4.8 mm iskelet şeklinde hazırlanmış ve lazerle kesilmiş kontrplak ile kaplanmıştır. Tüm kalıp parçalarının Nümerik kontrollü kesiminin en avantajlı yanı, fikstürün bir taslak oluşturmadan hemen bağlanmasını olanaklı kılmasıdır. İşin gerçeği, metal gemilerdeki iskelet tekniği kompozit parçalı tasarıma uygulanmıştır.

 

Kalıp yüzeyi ince glasla kaplanmıştır ve ön güverte için vakuma dayanıklı bir araç üretmek için yapılmıştır. Aracın sadece bazı noktalarda bölgesel rötuşları gerekir. Güverte yanı/mezerna parçaları da benzer bir kalıpta arka arkaya üretilmiştir. Ön güverte/dam parçaları kalıp içinde vakumlu olarak sıkıştırılmıştır ve alt güvertenin çervesi bu kez yapıştırılmıştır. Tamamlanmış ön güverte ve  kabin damı ağırlığı 18 kilogram olur.

 

Nümerik Kontrol Kesimli Parçalar

İskelet yapımcısının püf noktası, gemi yapımcılarının işini azaltmaktır. Tasarıma harcanacak ilave 10 saat ile CNC kesime uygun hale gelen bir geminin işçiliğinden 20 saat tasarruf edilecektir. Atölye işçiliği her zaman tasarımdan daha uzun zaman alır ve daha maliyetlidir. Üç boyutlu modellemenin ve iskelet model kurmanın ticari gemi yapımında çok daha iyi ürünleri çok daha kısa zamanda üretilmesine imkan sağlar.

 

7.62?lik teknenin iç kısımları köpük esaslı malzemeyle kaplanmıştır. Tüm düz zeminler (taban,    bölmeler, zeminler) sac plakadan su jetiyle kesilmiştir. Kanepe ve bazalı koltuklar Rhino programında oluşturulan üç boyutlu modellerine uygun olarak su jetiyle kesilmeden önce sac açınımları yapılmıştır. Açınımı yapılmış parçalar arkaları işaretlenerek üst üste bağlanmış ve köşeleri yuvarlatılmıştır. Bu parçaların montaj öncesi ufak tefek adaptasyon ve rötuşlar görmesi gerekir. Alt gövdedeki 3 tabaka kontrplak da açınımları yapılarak lazerle kesilmiştir.

 

Son Isıtma

Kaptan köşkü tabanı yapıştırılmadan önce tüm tekne bezle kaplanmış ve 8 saat boyunca 49°C'de son ısıtma yapılmıştır. Termokupl sensörleri ve sıcaklık göstergeli yapışkanlar teknenin farklı yerlerine yerleştirilirek PRO-SET reçinenin uygun sıcaklığı yakalaması sağlanmıştır. Bu yapışkan bantlar Master-Carr marka, basit ve sıcaklıklıkları kaydetmek için ekonomik bir yöntemdir. Ancak bu ürün herhangi bir sıcaklıklıkta ne kadar süre beklendiği bilgisini vermemektedir.

 

Gövde, güverte ve iç yapının, boya, teçhizat ve mekanik sistemlerin kurulumu öncesi toplam montaj ağırlığı 545 kilogram olmuştur.

 

Teçhizat

Teçhizat ve mekanik mümkün mertebe basittir. Dıştaki motor dört zamanlı Yamaha F60'dır. Yakıt tankı ve depolar ön kısımda bulunan koltukların altındadır. Teleflex (Litchfield, Illinois) marka hidrolik dümen sistemi yerleştirilmiştir. Yaygın kullanılan Seastar markasının bir benzeridir ve 150 BG'ne kadar olan uygulamalarda kullanılır. Medeni bir ayrıcalık olarak bu teknede Nemo'nun aksine bir plastik tuvalet konulmuştur.

 

Kıçtan demir atmanın Puget Sound bölgesinin kuzeyinde yaygın olmasından ötürü 8 mm'lik bir halat makarası kıç kilidi tarafına yerleştirilmiştir ve traversde bir gözden çıkar. Halatın sonu kıyıya doğru küreklenebilir ve tekneye güvenle geri getirebilir. Demir alma anında tekrar sarımı da kolay olur.

 

Performans   

909 kilo ağırlığındaki Shearwater prototipi 2006 sonbaharında suya indirilmiştir. O günden bu yana tekne 100 saatten fazla seyir kaydetmiştir ve performansla ilgili bazı sonuçlar çıkarmak mümkündür.

 

Seçilen pervaneye bağlı olarak tekne hızı 20-22 knot arasında değişir. Mevcut pervane 31 cm x 22.8 cm boyutlarında ve hafif çukurlaştırılmıştır. Tam gaz gidildiği an pervane kontrolden çıkma eğilimi gösterir ancak 4500 devir/dakikada 16 knot gibi makul bir hız üretir. Bu hızda yakıt sarfiyatı 11.4 l/saat veya 1.4 nm/litre olur. Yakıt ekonomisi tamamen optimize edilmiş bir pervane ile geliştirilebilir. 170 nm yol gidilebilen 121 litrelik yakıt tankı kısıtlayıcı olabilmektedir; ilerleyen dönemde bu kapasiteler artırılabilir.

 

İki haftalık bir seyahat süresince Garmin 545s GPS ve Garmin GFS-10 yakıt sensörü ile yapılan ölçümlerin sonucunda; toplam seyahat uzunluğu 689 nm, 71 saat 32 dakika sefer zamanı, 435 litre yakıt sarfiyatı, ortalama hız 9.6 knot ve 1.6 nm/litre yakıt sarfiyatı görülmüştür.

 

Hava koşullarında tekne gayet başarılı. Nemo gibi bu teknede de herhangi bir hızda baş kıç yapma görülmez. Nemo'dan farklı olarak yüksek gövdesinden ötürü Shearwater?ın kaptan köşkü, suya karşı kaba dalgalarda dahi korunaklıdır.

 

Karmaşık dalgalı denizlerde alabora ihtimali daha fazladır; bu yüzden düzgün bir dümen sisteminin yerleştirilmesi gerekir. Bu noktada olayın, gövde formu veya apırlıktan kaynaklanan deplasmana bağlı olduğunu söylemek çok zor. Her halükarda tam dolu salma tankı deniz tutma kabiliyetini olumlu yönde etkiler.

 

Dümen desteği, yönün korunmasını sağlar. Ayrıca dümen takımı da dokunulmazlığını uzun süre korur; teknenin yönü değişmez. Ancak dümen desteğinden ötürü yanal hareketler kısıtlanır. Bu yüzden tekne dönüş esnasında normalden daha ağır kalır. Dışa doğru dönüşlerde teknedekiler, bir arabadaymışçasına hiseddilebilir biçimde sarsılır. 16 knot hızda ise bu etki zor hissedilir.

 

Düzenleme

Açık travers kıyıya yanaşma ve kıyıdan açılmada iyi iş görür. Bir kişinin tekne baş pruvasından yanaştığı takdirde tekneye binmesi çok zordur. Pruvayı indirmek için çapa salmak, geri almak, motoru kalkış moduna almak ve son olarak kıç halatını kıyıya almak, kıç tarafından kıyıya çıkmayı kolaylaştırır. Kıç tarafında bulunan nispeten sığ çekme ile yüksekte kalan motor traversin kıyıya yakın olmasını sağlar.

 

Aşağıda, dönüştürülebilir masalı V-berth işlevseldir ve yükseltilmiş yan güvertler gövde boyunca konforlu oturma imkanı sağlar. Kaptan köşkünün koltukları oturmak ve üzerine çıkmak için harikadır. Bazalı koltuklarda henüz bir hasar oluşmamıştır. Taşınabilir bir propan ocağı koltuklardan birinin üzerine yerleştirilebilirken, diğer koltuk yemek hazırlamak üzere kullanılabilir. Pratikte bu durum, aşçının bir yandan müthiş manzarayı izlerken bir yandan da güzel yemekler pişirmesini olanaklı kılar.

 

Sonuçlar

Shearwater'ın maksimum dizayn hızının 20 knot olması, yakıt tasarrufu bakımından başarılı ve hafif bir teknenin ortaya çıkmasını sağladı. Yapısal yük ve direnç, hızın karesiyle doğru orantılı olduğundan, toplam uzunluk ve itici güç, aynı boyutlarda 40 knot hızda bir teknenin gücünün yaklaşık yüzde 75 kadar az olur. Daha küçük bir motor, daha az yakıt, ilaveten azalan deplasman ve böylece daha az yapısal yük demektir. Bu pozitif sarmal, bir tasarıma nelerin ekleneceğini değil nelerin çıkartılacağını hedefler.

Professional Boatbuilder Dergisi'nin Ekim 2008 sayısından çeviren: Okan Yunusoğlu


 


R E K L A M

İlginizi çekebilir...

Koruma Fonksiyonlu Bir Yangın Pompasının Optimal Bir Tasarımı

Yangından korunma, ulusal ekonomik ve sosyal kalkınmanın önemli bir parçasıdır, sosyalist piyasa ekonomisinin gelişmesinin vazgeçilmez bir garantisidi...
27 Aralık 2022

Gemilerde Yangın Söndürme Sistemleri

Ömer AYDIN / Control Technic Elektrik Ltd....
29 Eylül 2022

Beklenen Proje: Denizcilik ve Lojistik Bakanlığı

CAPT. SHIPBROKER ATİLLA AKBAŞ Deniz-Liman-Petrol/Lojistik Yönetim Uzmanı...
2 Temmuz 2022

 
Anladım
Web sitemizde kullanıcı deneyiminizi artırmak için çerez (cookie) kullanılır. Daha fazla bilgi için lütfen tıklayınız...

  • Boat Builder Türkiye
  • Çatı ve Cephe Sistemleri Dergisi
  • Doğalgaz Dergisi
  • Enerji ve Çevre Dünyası
  • Su ve Çevre Teknolojileri Dergisi
  • Tesisat Dergisi
  • Yalıtım Dergisi
  • Yangın ve Güvenlik
  • YeşilBina Dergisi
  • İklimlendirme Sektörü Kataloğu
  • Yangın ve Güvenlik Sektörü Kataloğu
  • Yalıtım Sektörü Kataloğu
  • Su ve Çevre Sektörü Kataloğu

©2024 B2B Medya - Teknik Sektör Yayıncılığı A.Ş. | Sektörel Yayıncılar Derneği üyesidir. | Çerez Bilgisi ve Gizlilik Politikamız için lütfen tıklayınız.