2. DENİZ TAŞITLARININ SINIFLANDIRILMASI

Transkript

1 2. DENİZ TAŞITLARININ SINIFLANDIRILMASI 1

2 İnsanoğlunun yük ya da insan taşıma ve savaşma amaçları için denizi kullanması binlerce yıl öncesinden başlamasına rağmen, oldukça uzun bir dönemde deniz araçlarının hem tip hem de boyutlarında önemli sayılabilecek bir değişiklik meydana gelmemiştir. Ancak 20. yüzyılda teknolojik ve ekonomik şartların değişmesi, çok farklı gemi tiplerinin ortaya çıkmasına sebep olmuştur. Deniz araçlarının hem tip hem de boyutlarında görülen bu çeşitlilik, değişik teknolojik ve ekonomik gelişmelerin bir sonucudur lı yıllara kadar her türlü yük taşımacılığında kullanılan şilepler, o yıllarda artan talepleri karşılayamamış ve yerini özel yük gemilerine bırakmıştır. Dünyada artan ham petrol gereksinimi de tanker boyutlarının oldukça büyümesine neden olmuştur. Ayrıca özel petrol ürünlerini taşıyabilecek gemi tipleri de ortaya çıkmıştır. 2

3 1950 li yıllara kadar büyük donanmaların omurgasını oluşturan zırhlılar ve kruvazörler, ekonomik olmayışı sebebiyle yerini küçük ancak vurucu gücü güdümlü füze teknolojisi ile yükseltilmiş olan destroyer ve hücumbotlara bırakmıştır. Diğer taraftan yeni teknolojilerin uygulanması ile de hava yastıklı tekneler (Air Cushion Vehicle, ACV, Hovercraft), yüzey etkili tekneler (Surface Effect Ship, SES) ve hidrofoil gibi değişik deniz aracı tipleri geliştirilmiştir. Bu tip gemiler daha çok yüksek hız gerektiren alanlarda tercih edilmektedir. 3

4 Gemileri aşağıda verildiği gibi değişik şekillerde ayrı ayrı sınıflandırmak mümkündür: A. Kullanılış Amacına Göre Sınıflandırma B. Sevk Şekline Göre Sınıflandırma C. İnşa Malzemesine Göre Sınıflandırma D. İşletildiği Su Ortamına Göre Sınıflandırma E. Çalışma Prensibine Göre Sınıflandırma 4

5 A. Kullanılış Amacına Göre Sınıflandırma: DENİZ TAŞITLARININ SINIFLANDIRILMASI 1. Yük Gemileri (Kuru Yük Gemisi, Dökme Yük Gemisi, Tanker, Soğuk Ambarlı Yük Gemisi, LNG/LPG Gemisi, Maden Cevheri Gemisi, OBO (Ore-Bulk-Oil) Gemisi, Konteyner Gemisi, Ro-Ro (Roll on-roll off) Gemisi, LASH (Lighter Aboard SHip), Kereste Gemisi, Araba Gemisi vs.) 2. Yolcu Gemileri (Yolcu Feribotu, Yolcu Gemisi, Gezi Teknesi, Yolcu ve Araba Feribotu vs.) 3. Özel Amaçlı Gemiler (Römorkör, Balıkçı Gemisi, Yelkenli Yat, Motoryat, Tarak Gemisi, Kablo ya da Boru Döşeme Gemisi, Buzkıran Gemisi, Pilot Teknesi, Yangın Söndürme Gemisi, Vinç Teknesi, Can Kurtarma Botu, Kanal Gemisi, Nehir Gemisi vs.) 4. Askeri Gemiler (Uçak Gemisi, Destroyer, Kruvazör, Torpido Botu, Hücumbot, Çıkarma Gemisi, Mayın Gemisi, Sahil Güvenlik Gemisi, Askeri Nakil Gemisi, Cephane Gemisi, Denizaltı vs.) 5

6 B. Sevk Şekline Göre Sınıflandırma: 1. Kendi Kendine Hareket Edemeyen Gemiler 2. Rüzgar Kuvveti İle İşleyen Gemiler 3. Buhar Türbinli Gemiler 4. Dizel Makineli Gemiler 5. Nükleer Güçle Sevk Edilen Gemiler 6. Güneş Enerjisi İle Sevk Edilen Gemiler (Bu sevk sistemi hala geliştirilmektedir!) 6

7 C. İnşa Malzemesine Göre Sınıflandırma: DENİZ TAŞITLARININ SINIFLANDIRILMASI 1. Ahşap Gemiler 2. Çelik Gemiler 3. Betonarme Gemiler 4. Alüminyum Alaşımlı Gemiler 5. CTP (Cam Elyafı Takviyeli Plastik) Gemileri 6. Kompozit Malzemeli Gemiler 7

8 D. İşletildiği Su Ortamına Göre Sınıflandırma: 1. Açık Deniz Gemileri 2. Kapalı Deniz Gemileri 3. Göl Gemileri 4. Yakın Sahil Gemileri 5. Nehir ya da Kanal Gemileri 8

9 E. Çalışma Prensibine Göre Sınıflandırma: 1. Deplasman Gemileri 2. Hidrodinamik Destekli Gemiler 3. Hava Destekli Gemiler 4. Çok Tekneli Deniz Araçları 5. Denizaltılar 6. Açık Deniz Platformları DENİZ TAŞITLARININ SINIFLANDIRILMASI Bu sınıflandırmadaki deplasman gemilerinin avantajları; düşük maliyet, yüksek yük taşıma kapasitesi ve iyi denizcilik karakteristikleri şeklinde sıralanabilir. Dezavantajları ise düşük hızlı olmalarıdır. Hidrodinamik destekli gemilerin ve hava destekli gemilerin avantajı hız olup, dezavantajları da maliyetlerinin yüksek olması ve yük taşıma kapasitesi ile denizcilik özelliklerinin yetersiz olmasıdır. Denizaltıların denizcilik karakteristikleri, yüzeydeki dalgalardan etkilenmesi söz konusu olmadığı için mükemmeldir. Ayrıca su altında dalga yapma direnci olmadığından dolayı, teorik olarak yüksek hızlara ulaşmak da mümkündür. Ancak yüksek yük taşıma kapasitesinin sağlanabilmesi için, maliyetin oldukça yüksek olması gerekecektir. 9

10 Deplasman Gemileri: Dünyada ilk olarak ortaya çıkmış olan deplasman gemileri, hem sayı olarak hem de tonaj olarak en büyük gemi grubunu oluşturmaktadır. Bu grup gemiler suyun kaldırma kuvvetinden yararlanarak, belli bir su çekiminde yüzebilmektedir (Arşimet (Archimedes) Prensibi). Geometrileri değişik şekillerde oluşturulabilen bu gemiler, aynı zamanda bir itici kuvvet yardımıyla da suda hareket edebilmektedir. Deplasman gemileri en genel halde aşağıda verildiği gibi sınıflandırılabilir: i. Yük Gemileri ii. Tankerler iii. Yolcu Gemileri iv. Savaş Gemileri v. Servis (Hizmet) Gemileri 10

11 LNG (Liquefied Natural Gas, Sıvılaştırılmış Doğal Gaz) Gemileri: Petrol kuyularından elde edilen doğal gaz, % oranında metan gazı içerir. Metan gazı -162 o C de kaynamakta ve -82 o C de de kritik haline ulaşmaktadır. Metan gazını bu sıcaklıkta sıvılaştırmak için, 47 barlık bir basınca ihtiyaç duyulur. Bu şartın yerine getirilmesi pratik olmadığı için, doğal gazın sıvılaştırılması işlemi doğal gazın -165 o C ye kadar soğutulmasıyla gerçekleştirilir. Bu durumda sıvılaştırılmış doğal gazın yoğunluğu, suyun yoğunluğunun yarısı kadar olmaktadır. Doğal olarak bu derece düşük sıcaklık değeri; bu gemilerin inşası için özel konstrüksiyon malzemesi, kaynak ve izolasyon malzemeleri ile uygulama tekniklerini gerektirmektedir. Ayrıca güvenlik açısından hem LNG tankları hem de gemi çift cidarlı olarak inşa edilir. Değişik LNG gemilerine ilişkin resimler, Şekil 1-3 ile gösterilmiştir. 11

12 LNG Gemilerinin Genel Dizayn Özellikleri: Yükün yoğunluğunun az olması sebebiyle düşük bir su çekimi Güvenlik açısından çift cidarlı bir yapı Yükün -165 o C de taşınması zorunluluğu olduğundan, etkin bir yalıtım sistemi Yükün buharlaşma özelliği nedeniyle, yük kaybını minimuma indirmek için yüksek servis hızı ve buna bağlı olarak da narin bir tekne formu ve yüksek güçlü bir ana makine LNG tanklarının yapı malzemesinin özel alaşımlı çelik ya da alüminyum olma zorunluluğu Gemi kıçında yer alan yüksek LNG tankları nedeniyle daha iyi bir görüş sağlanabilmesi için daha yüksek bir üst yapı LNG gemilerinin kapasitesi m 3 e kadar olabilir. Bu gemilerin hızı, knot arasında değişmektedir. 12

13 Şekil 1 LNG gemisi. 13

14 Şekil 2 LNG gemisi. 14

15 Şekil 3 LNG gemisi. 15

16 LPG (Liquefied Petroleum Gas, Sıvılaştırılmış Petrol Gazı) Gemileri: LPG gemileri bütan, propan, etan ve polipropilen gibi ağır petrol ürünlerini taşımaktadır. Bu gazları değişik basınç ve sıcaklık şartlarında sıvılaştırmak olanaklıdır. LPG gemileri ile üç farklı yolla LPG taşımacılığı yapmak mümkündür. Bunlar: 1. Tam Basınçlı (17 bar) ve Soğutmasız Küresel veya Silindirik Tanklar İçinde Taşıma 2. Yarı Basınçlı (8 bar) ve Yarı Soğutmalı (-10 o C) Silindirik Tanklar İçinde Taşıma) 3. Atmosferik Basınç ve Tam Soğutmalı (-50 o C) Dikdörtgen Kesitli Tanklar İçinde Taşıma Bu gemilerin kapasiteleri m 3 e kadar olabilir. Hızları da knot arasında değişir. Tipik bir LPG gemisi resmi, Şekil 4 ile gösterilmiştir: 16

17 Şekil 4 LPG gemisi. 17

18 Tankerler: Tankerler, dünyada ham petrol ihtiyacının baş göstermesi sonucunda ortaya çıkmış bir gemi tipidir (Şekil 5). Özellikle 1970 lerin başında yaşanan petrol krizi, tankerlerin boyutlarının artmasına neden olmuştur. O dönemde ham petrol fiyatının sürekli artması, dedveyt tonluk (DWT) süper tankerleri ortaya çıkarmıştır (Şekil 6). Ancak 1985 ten sonra petrol fiyatlarının düşmesiyle birlikte tanker boyutları da düşmeye başlamıştır. Tankerlerin olası bir kazada, çevreyi tehlikeye sokmaması için çift cidarlı olarak inşa edilme zorunluluğu vardır. Tankerlerin taşıma kapasitesinin oldukça büyük olması, özellikle yükleme veya boşaltma esnasında ciddi bir boyuna mukavemet problemi doğurabilir. Bunu önlemek için bu tip gemiler çok sayıda enine ve boyuna perdelerle bölmelere ayrılır ve yükleme veya boşaltma sırasında birtakım özel işlemler uygulanır. 18

19 Ham petrol tankerlerinde yük taşıma verimini maksimum yapmak için, dedveyt tonu (DWT) olabildiğince büyük seçilmektedir. Zaten bu gemilerin narin bir formda yapılmasının herhangi bir avantajı da yoktur. Pervaneye düzgün bir akım gitmesi için, bu gemilerin sadece kıç formu narin olarak yapılır. Buna karşılık baş formu dolgundur. Tankerlerin Genel Dizayn Karakteristikleri: DWT değerini maksimum yapan dolgun bir forma sahip Düşük fribort değerli Tek güverteli Geminin kıç tarafında yer alan bir üst binaya sahip Düşük devirli bir sevk sistemine sahip Tek pervaneli 19

20 Şekil 5 Petrol tankeri. 20

21 Şekil 6 Süper tanker. 21

22 Yolcu Gemileri: Yolcu gemileri son yıl içinde büyük değişimler göstermiş bir gemi tipidir (Şekil 7). Günümüzün yolcu gemileri çoğunlukla turist taşıyan modern yolcu gemileri ve kısa ya da orta mesafede hem yolcu hem de araç taşıyan feribotlar olarak ortaya çıkmaktadır. Yolcu Gemilerinin Genel Dizayn Karakteristikleri: Oldukça uzun ve çok güverteli bir üst yapı Düşük su çekimi ve yüksek fribort Seyir süresini minimum yapmak için yüksek servis hızı, bu hızı gerçekleştirmek için narin bir su altı formu ve yüksek güçlü bir ana makine Titreşim problemini azaltmak ve manevra yeteneğini artırmak için birden fazla pervane 22

23 Aktif yalpa azaltıcı sistemler ve/veya pasif yalpa azaltıcı elemanlar Manevra yeteneğini artırmak için başta yan itici pervaneler Şekil 7 Yolcu gemisi. 23

24 Savaş Gemileri: Savaş gemileri; tip, boyutlar ve görev bakımından oldukça büyük farklılık göstermektedir. Modern savaş gemilerinin dizayn karakteristikleri, bu gemilerin taşıyacağı silah sistemleri ile bu gemilere karşı kullanılabilecek silah sistemlerinin nitelikleri tarafından belirlenir. Günümüz savaş gemileri için en önemli tehdit unsurları; güdümlü füzeler, denizaltılar ve savaş uçaklarıdır. Bu sebeple günümüz savaş gemileri hem denizaltı avlayıcı helikopterler hem de füzelere karşı koruma sağlayacak silah sistemleri bulundurmak zorundadır. Bunun yanında bir savaş gemisi; kurtarma operasyonu gerçekleştirme, kaçakçılıkla mücadele etme, kara sularının kontrolünü yapma, ticaret gemilerine eskortluk yapma vs. gibi çok değişik görevlerde de bulunabilir. 24

25 Günümüz Savaş Gemilerinin Karakteristik Özellikleri: Su üstü ve su altı savunma sistemleri Modern bir atış kontrol sistemi Uçak ve füzelere karşı koruma sistemleri Etkili iletişim sistemleri Düşük radar profili Düşük titreşim ve gürültü karakteristikleri Yüksek denizcilik özellikleri Yaralanmaya karşı etkin bölmeler Etkin bir yangınla mücadele donanımı Yüksek hız Su üstü ve su altı tehdit unsurları için bir helikopter 25

26 Hidrodinamik Destekli Gemiler: Buraya kadar sözü edilen gemilerin ortak özelliği, her birinin bir deplasman teknesi olmasıdır. Bu teknelere su tarafından etkiyen düşey kuvvet sadece hidrostatik kaldırma kuvvetidir. Deplasman teknelerinde, geminin ileri hareketine karşı oluşacak su direncini minimize etmek için tekne ile su arasındaki teması mümkün olduğu kadar azaltmak gerekmektedir. Bu amaç için, gemiyi suda yükseltebilecek düşey bir hidrodinamik kuvvet oluşturulması yoluna gidilir. Sözü edilen bu hidrodinamik kuvvet ya tekne altına yerleştirilen hidrofoillerle ya da teknenin su altı formuna verilecek özel bir şekille sağlanabilir. Her iki durumda da tekneyi suda yükseltebilmek için yüksek bir hıza ihtiyaç duyulacaktır. Su üzerinde yüksek hızla ve belli bir hücum açısı ile çekilen bir profil önemli miktarda kaldırma kuvveti oluşturabilir. Bu profilin kesitinin uygun bir şekilde seçilmesiyle, profile etkiyecek su direncini minimize etmek mümkündür. Hidrofoil tekneler (Ayaklı tekneler), bu profillerin yüksek güçlü gemilerin altına yerleştirilmesiyle elde edilir. 26

27 Hidrofoillerde oluşan hidrodinamik kaldırma kuvveti hızın karesi ile doğru orantılı olarak değişir. Yeterli bir ana makine gücü sağlanarak belirli bir hız değerinin üzerine çıkıldığında, hidrofoiller üzerinde oluşacak hidrodinamik kuvvet tekneyi suyun üstüne çıkaracaktır. Bu durumdaki hidrofoil teknenin toplam direnci, hidrofoiller üzerine etkiyen su direnci ve hava direncinden oluşacaktır. Tekne su altı formu özel bir şekilde dizayn edilerek elde edilen kayıcı tekneler ise belirli bir hızın üzerine çıkılması halinde, hidrostatik kaldırma kuvvetinin yanı sıra hidrodinamik kaldırma kuvveti de elde edilir. Bu hidrodinamik kaldırma kuvveti teknenin kısmen sudan çıkmasını sağlar ve böylece azalan deplasman hacmi ve ıslak yüzey nedeniyle su direncinde bir azalma gerçekleşir. Böyle bir avantajı sağlayacak hız değeri, belli bir gemi boyu değerinden sonra uygulanabilirliğini kaybeder. Bu sebeple bu tip teknelerin boyu çoğunlukla metre arasında değişir. Kayıcı tekne formları, yuvarlak veya çeneli özellikte olabilir. 27

28 Hava Destekli Tekneler: Bu tip deniz araçlarında tekneyle su yüzeyi arasında sağlanan hava basıncı yardımıyla, teknenin ileri hareketine engel olan su direnci azaltılmaya çalışılır. İki tip hava destekli tekne vardır: Hava Yastıklı Tekneler (Air Cushion Vehicle (ACV), Hovercraft): Bu tip teknelerde fanlar yardımıyla verilen basınçlı hava elastik bir yastık içinde sıkıştırılır. Su yüzeyiyle hiçbir temas olmadığından dolayı, her türlü yüzey üzerinde hareket etmek mümkündür. Yüzey Etkili Tekneler (Surface Effect Ship (SES)): Bu tip tekneler, baş ve kıç taraftan elastik eteklerle kapatılmış bir katamaran tekne olarak görülebilir. Bu etekler en az hava kaybına neden olacak şekilde su yüzeyini izler. Teknenin altında hava yastığı oluşturmak için ek bir güce ihtiyaç duyulacağı açıktır. Bu ek güce rağmen yüksek hızlarda gerekli olan toplam güç değeri, eşdeğer boyutlardaki konvansiyonel teknenin aynı hızda sevk edilmesi için gerekli olan güçten çok daha az olmaktadır. 28

29 Çok Tekneli Deniz Araçları: Bu tip deniz araçları birden fazla teknenin bir araya getirilmesi ile oluşturulur. Özel stabilite, güverte alanı ve denizcilik isteklerinin sağlanması gereken durumlarda tercih edilir. Başlıca tipleri: Katamaran: İki simetrik ya da asimetrik teknenin bir araya getirilmesiyle oluşturulur. Uygulama alanları arasında küçük yelkenli tekneler, hızlı yolcu gemileri ve feribotlar, araştırma gemileri sayılabilir. İkiz teknelerin sağladığı avantajlar daha iyi stabilite ve denizcilik özellikleri ve daha fazla güverte alanı şeklindedir. Bu tip tekneler, aynı deplasmanlı tek gövdeli teknelere göre yüksek hızlarda daha avantajlıdır. İki teknenin yarattığı dalgalar arasındaki etkileşim sebebiyle, teknelerarası mesafe uygun bir şekilde seçilmelidir. Küçük Su Hattı Alanlı İkiz Tekne (SWATH): Bu tip deniz araçlarında iki adet torpido şeklindeki tekneler tamamen suyun altında kalacak şekilde birleştirilir. Bu tip teknelerin en önemli avantajı dalgalı denizlerde gemi hareketlerinde görülen azalmadır. 29

30 Denizaltılar: Denizaltılar, hem suyun yüzeyinde hem de suyun içinde belli bir derinlikte seyir yapmak için dizayn edilirler. Şu ana kadar olan denizaltı uygulamaları çoğunlukla askeri amaçlı olup, nadir olarak da sivil amaçlıdır. Denizaltılar hem su üstünde hem de su altında seyir yapmak durumunda olduklarından dolayı su üstü gemileri için geçerli olan stabilite, mukavemet, güç, denizcilik gibi problemlerin yanında su altı seyrinin yarattığı birtakım ek problemlere de sahiptir. Bunlar arasında su altındaki basınca dayanabilecek bir gövdenin dizaynı, özel havalandırma ve iklimlendirme donanımları, su üstü ve su altı için farklı sevk sistemleri kullanma zorunluluğu sayılabilir. 30

31 Gemi Tiplerine İlişkin Çeşitli Örnekler: 31

32 Şekil 8 USS Theodore Roosevelt (CVN 71 tipi) uçak gemisi. 32

33 Şekil 9 USS Theodore Roosevelt (CVN 71 tipi) uçak gemisi. 33

34 Şekil 10 SSN 750 tipi denizaltı. 34

35 Şekil 11 Türk Donanmasına ait PGM 71 sınıfı avcı botu. 35

36 Şekil 12 Kayıcı tekne tipinde bir hücumbot ( = 53 ton-kuvvet ve V = 43 knot). 36

37 Şekil 13 Amerikan Deniz Kuvvetlerinde kullanılan bir Yüzey Etkili Gemi (Surface Effect Ship (SES)). 37

38 Şekil 14 Bir Yüzey Etkili Gemi, SES. 38

39 Şekil 15 SWATH (Small Waterplane Area Twin Hull) tipi bir gemi. 39

40 Şekil 16 Katamaran tipi bir oşinografik araştırma gemisi. 40

41 Şekil yolcu kapasiteli ve 35 knot hıza erişebilen hava yastıklı bir tekne (hovercraft). 41

42 Şekil 18 Kıyı bölgesinde çalışan ve 17.5 knot hız yapabilen bir yolcu gemisi. 42

43 Şekil m. boyunda RMS Queen Elizabeth 2 yolcu gemisi. 43

44 Şekil m. boyunda RMS Queen Elizabeth 2 yolcu gemisi. 44

45 Şekil 21 Tipik bir büyük yolcu gemisi. 45

46 Şekil 22 Bir kargo gemisi. 46

47 Şekil 23 Ham petrol taşıyan bir tanker. 47

48 Şekil 24 Bir dökme yük gemisi. 48

49 Şekil 25 Bir genel yük gemisi. 49

50 Şekil 26 Bir genel yük gemisi. 50

51 Şekil 27 Bir Ro Ro gemisi. 51

52 Şekil 28 Bir Ro Ro gemisi. 52

53 Şekil 29 Tipik bir konteyner gemisi. 53

54 Şekil 30 Yüksek hızlı bir konteyner gemisi. 54

55 Şekil DWT luk petrol ürünü taşıyan bir gemi. 55

56 Şekil 32 Tipik bir LNG (Sıvılaştırılmış Doğal Gaz) gemisi. 56

57 Şekil 33 Yük şatları taşıyan bir gemi. 57

58 Şekil 34 Şat-İtici sistemi. 58

59 Şekil m. boyunda bir sondaj gemisi. 59

60 Şekil HP gücünde ve 28 m. boyunda bir römorkör. 60

61 Şekil 37 Temin edici bir gemi. 61

62 Şekil 38 Kıyı aşırı giden bir temin edici gemi. 62

63 Şekil 39 Tipik bir sismik araştırma gemisi. 63

64 Şekil 40 Buz kırıcı bir römorkör. 64

65 Şekil 41 Türkiye de inşa edilmiş bir tanker. 65

66 Şekil 42 Boyu 75 m. olan 875 yolcu ve 250 araba kapasiteli %100 dolu durumda 37 knot hız yapabilen çelikten yapılmış SWATH tipi bir feribot. 66

67 Şekil 43 Yarışlarda kullanılan yüksek hızlı kayıcı bir tekne. 67

68 Şekil 44 h386 tipi bir yelkenli tekne. 68

69 Şekil 45 Türk tipi bir gulet. 69

70 Şekil 46 Türk tipi ahşap bir gulet inşa edilirken. 70

71 Şekil 47 Ham petrol taşıyan bir tanker. 71

72 Şekil 48 Zehra Kıran isimli konteyner gemisi. 72

73 Şekil 49 Zehra Kıran isimli geminin kaptan köşkü. 73

74 Şekil DWT luk bir dökme yük gemisi. 74

75 Şekil 51 P-51 petrol platformu. 75

76 Şekil 52 Transocean Sedco Forex şirketine ait Discoverer Enterprise isimli sondaj gemisi. 76

77 Şekil 53 Tipik bir yangın söndürme gemisi. 77

78 Şekil 54 Hatvesi kontrol edilebilir bir pervane. 78

79 Şekil 55 Ana makine, redüksiyon dişlisi (dişli kutusu), şaft ve pervane. 79

80 Şekil 56 Tipik bir gemi pervanesi ve dümeni. 80

81 Şekil 57 Tipik bir gemi pervanesi ve dümeni. 81