BÖLÜM 6. MANEVRA 6.1. GĐRĐŞ

Transkript

1 ÖÜM 6. MANEVRA 6.. GĐRĐŞ üm deniz aaçlaı için temel dizayn geekleinden biisi yeteli manea kabiliyetine sahip olmaktı. Manea kabiliyeti temel olaak geminin istenen bi yönde kontollü şekilde yön değiştiebilmesini e yön değişimi sonası sabit bi ota üzeinde yol alabilmesini temsil etmektedi. Ayıca gemide yeteli imelenme, yaaşlama, duma e tonistan kabiliyeti bulunmalıdı. i geminin manea kabiliyeti aşağıdaki unsulaa bağlı olaak değişecekti: Opeatö (kaptan, sedümen, kılauz) kabiliyeti Gemi ana boyutlaı, tekne fomu, takıntı özelliklei Sek sistemi özelliklei Ana tahik sistemi özelliklei Peane tipi, sayısı e dönüş yönlei Peane hate kontolü Manea donanımı Dümen sayı, tip e düzenlemesi Dümen açısı e dönme hızı aş/kıç iticile Özel dümenle Demile Seyi yadımcılaı (Rada, Sona, SANAV, GPS, ORAN C, s) Geminin seyettiği suyolu özelliklei Akıntı, dalga e üzga etkilei atimetik özellikle afik yoğunluğu Kanal, liman, ıhtım özelliklei Diğe gemilein etkilei Romokö tip e özelliklei Deniz tafik düzenlemelei i geminin manea kabiliyetini, çok özel halle dışında, tek bi pefomans ile tanımlamak mümkün olmadığından toplam manea kabiliyetini belilemek üzee aşağıda sıalanan özel kabiliyetlein ayı ayı ele alınması geekecekti. Dinamik stabilite (Dynamic stability) : Doğusal bi ota üzeinde yol alan bi gemi hehangi bi dış etken nedeniyle bu otadan saptığında dümen müdahalesi olmadan yeni bi doğusal ota üzeinde yol almaya deam edebiliyosa bu geminin dinamik stabiliteye sahip olduğu anlaşılı. Oijinal otadan sapma miktaı dış etkenin şiddetine, uygulanma süesine e geminin dinamik stabilite özellikleine bağlı olacaktı. Dış bi etki altında otasından sapan bi gemide iki kuetin dengesi söz konusudu. Saulmadan kaynaklanan e dönme haeketini engellemeye çalışan sönüm momenti dönme haeketinin stabilitesini koumaya çalışıken, yan ötelemeden kaynaklanan kuet bu stabiliteyi bozmaya çalışmaktadı. Dinamik stabiliteye sahip bi gemide bu iki kuet bileşeni bibiini dengelemektedi. Dönme kabiliyeti (uning ability) : Dümen sancak eya iskele yönünde alabanda edildiği zaman geminin en kısa süe e mesafede oijinal otaya dik bi yöne dönebilmesi e olabildiğince küçük çaplı bi çembe üzeinde düzenli dönebilme kabiliyetidi. elli bi V hızıyla haeket eden bi geminin dümeni belli bi dümen açısı ( δ ) kada döndüüldüğünde gemi sabit bi dönme oanı ( ψ ) ile

2 Gemi Mühendisliği El Kitabı dönebiliyosa dinamik dönme stabilitesine sahip olduğu anlaşılı. u duumda geminin dönme yaıçapı ( R V / ψ ) olaak tanımlanı. Dönme kabiliyetini belilemek üzee dönme manea tecübesi uygulanmalıdı. u tecübe sonucu geminin taktik çapı, süekli dönme daiesi çapı e tansfe e ileleme mesafelei belileni. u değele geminin dönme kabiliyetini tanımlayacaktı. Doğusal ota stabilitesi (Couse-keeping ability) : i geminin dümen müdahalesi geekmeden belli bi doğusal ota üzeinde yol alma kabiliyeti doğusal ota stabilitesine bağlıdı. Doğusal bi ota izleyen bi geminin sıfı dönme oanı ( ψ ) ile sonsuz yaıçaplı bi dönme haeketi yaptığı düşünülebili. Özellikle boy/genişlik oanı yüksek, nain e çift peaneli gemile dümen 0 konumunda iken doğusal bi ota üzeinde haeket edebili ancak tek peaneli gemilede peanenin dönüş yönü nedeniyle doğusal ota stabilitesini sağlamak üzee dümenin belli bi küçük e sabit açıda tutulması geekebili. oy/genişlik oanı çok düşük olan dolgun gemilede doğusal ota stabilitesini sağlamak genellikle mümkün olmadığından oto pilot kullanımı zounludu. i gemide doğusal ota stabilitesinin bulunup bulunmadığını belilemek üzee zig-zag, spial e çıkış manea tecübeleinden yaalanılı. Gemi manea tüeleinin bilinmesi duumunda linee analiz kabullei çeçeesinde gemide doğusal ota stabilitesinin bulunup bulunmadığı döt manea tüei e ağılık mekezinin boyuna konumu ile belilenebilmektedi. u değele kullanılaak yan öteleme kueti basınç mekezi ile dönmede oluşan yan kuetin basınç mekezi aasındaki mesafe belilenebili. Dinamik stabilite kolu olaak adlandıılan bu uzaklık gemi başı yönünde pozitif ise gemide dinamik stabilite mecuttu. Rota değiştime kabiliyeti (Couse-changing ability): Geminin dümene tepkisini temsil eden bu kabiliyet ya katedilen mesafede kaydedilen dönme açısı (P sayısı) eya belli bi dönme açısına ulaşmak için katedilmesi geeken mesafe olaak ölçülü. Dönme kontol kabiliyeti (Yaw checking ability) : Dönme maneası yapan bi gemide dümenin aksi yöne çeilmesi duumunda geminin bu haekete tepkisi geminin dönme kontol kabiliyetini belile. u duumda gemi yeni dümen açısına uygun bi otaya giene kada aksi yönde bi aşıı dönme yapacaktı. u aşıı dönme miktaı geminin dönme kontol kabiliyetini belileyecekti. Dönme kontol kabiliyeti zig-zag manea tecübesi ile belilenebili. Duma kabiliyeti (Stopping ability) : Geminin sek sistemini tonistan edeek en kısa süe e mesafede duabilme kabiliyetidi. uada iki özellik öne çıkmaktadı; geminin tamamen duması için geekli süe e duma eminin eildiği konum ile geminin duduğu konum aasındaki mesafe. Manea kabiliyeti kapsamında ele alınan kolay dönebilme e doğusal ota stabilitesi gibi kaakteistikle genellikle çelişkili dizayn özelliklei geektidiği için he açıdan mükemmel manea özellikleine sahip gemi dizayn etmek zodu. u zoluk kaşısında bi gemi dizaynei yukaıdaki unsulaı dikkate alaak geminin öncelikle yeteli manea kabiliyetine sahip olmasını temin etmek duumundadı. Geliştiilen dizaynın yeteli manea kabiliyetine sahip olup olmadığını belileyebilmek üzee aşağıdaki yöntemle kullanılabilecekti:

3 Ampiik yöntemle Hesaplamalı yöntemle Model deneylei ecübe sefelei Manea 3 Ön dizayn aşamasında genellikle deney eya tecübe sefeleine dayalı ampiik yöntemle kullanılı. unla genellikle gemi ana boyutlaı e tekne fom özelliklei cinsinden geminin manea e doğusal ota kabiliyeti hakkında ön bilgi ei ancak hassasiyetlei düşüktü. u tü fomüllei kullanıken yöntemin dayandığı ei sınılaı içinde kalmaya özen gösteilmelidi. Aksi takdide hatalı sonuç elde etme iski yüksekti. Hesaplamalı yöntemle uygulama kolaylığı e süesi açısından gayet uygun olmakla bilikte poblemin kamaşıklığından dolayı uygulanan basitleştimele nedeniyle güenililiklei tam anlamıyla sağlanamamıştı. u tü yöntemle altenatif dizaynlaın bibii ile kıyaslandığı çalışmalada daha başaılı sonuç emektedi. Hesaplamalı Akışkanla Dinamiği (CFD) esaslı yöntemle gideek daha çok gelişmekte e yaygınlaşmaktadı. Model deneylei uygun deney koşullaı sağlandığında oldukça güenili sonuç eile ancak uzun süe e maliyet geektiile. ipik bi manea model deneyi döt ay süebili e $ metebesinde bi maliyet geektiebili. Kuşkusuz en güenili yöntem tecübe sefeleidi ancak bu yöntem gemi tamamlandıktan sona uygulanabili e bu aşamada dizaynın temel özellikleini değiştimek genellikle söz konusu olmayacaktı. Yine de tecübe sefei sonası gemide yetesizliği belilenen manea kabiliyeti unsulaını iyileştimek üzee gemideki dümen, skeg, baş peane gibi manea yadımcılaının teknik özellikleini değiştimek yoluna gidilebili. u tü işlemle geeksiz yee maliyet attııken geminin teslimini de geciktiecekti. Gemilein manea pefomansı biden çok kabiliyeti kapsadığı için bi geminin manea kabiliyetini sınamak üzee bi sei manea tecübesi uygulamak geekecekti. u tecübelein bi kısmı Uluslaaası Denizcilik Ögütü (IMO) [] taafından standatlaştıılmıştı. u manea tecübeleinin nasıl yapılacağı e sonuçlaın nasıl değelendileceği. ölümde detaylı olaak açıklanmaktadı. Gemi dizaynei gemi tamamlanıp tecübe sefeine çıkmadan önce geminin yeteli manea kabiliyetine sahip olduğunu göstemek duumundadı. u amaçla kullanılabilecek yöntemlein detaylaı 3. ölümde açıklanmaktadı. i gemide yeteli manea pefomans kabiliyetinin bulunup bulunmadığını belileyebilmek üzee geminin manea kabiliyetini kaşılaştımak imkanı eecek standat değelein bulunması esastı. u konuda uzun yılla büyük eksiklik hissedilmiş olmakla bilikte IMO son yıllada bu konuda ciddi faaliyet göstemişti. 4. ölümde halen geçeli olan IMO manea standatlaı [] detaylı olaak incelenmektedi. i gemide yeteli manea pefomans kabiliyetini sağlamak üzee belili manea sistemleinin e/eya yadımcı sistemlein bulunması zounludu. u sistemlein temel özelliklei e çalışma pensiplei 5. ölümde detaylı olaak açıklanmaktadı.

4 4 Gemi Mühendisliği El Kitabı Yetesiz manea pefomans kabiliyetine sahip bi gemi dizaynı ile kaşılaşmak istemeyen bi dizayne temel dizayn özelliklei ile manea pefomans kabiliyeti aasındaki ilişkilei iyi bilmek zoundadı. emel dizayn özelliklei aasında; gemi ana boyutlaı, tekne fom özelliklei, takıntı fom özelliklei, sek sistemi özelliklei e yadımcı sistem özelliklei sayılabili. 6. ölümde temel dizayn özelliklei ile manea pefomans kabiliyeti aasındaki ilişkile e bu özelliklein manea pefomansını iyileştimek üzee nasıl değiştiilebileceği idelenmektedi. 6.. MANEVRA ECRÜEERĐ Gemilein manea kabiliyetini belilemek üzee genellikle seyi tecübelei esnasında bi sei manea tecübesi geçekleştiili. u tecübele çok faklı tipte olmakla bilikte Ulusla aası Denizcilik Ögütü (IMO) [] 00 meteden büyük gemilein yeteli manea kabiliyetine sahip olup olmadığını belilemek üzee dönme, zig-zag e duma manealaının yapılmasını zounlu gömektedi. Geminin manea kabiliyeti hakkında daha detaylı bilgi sahibi olabilmek üzee bu tecübele dışında bazı manea tecübeleinin yapılması ise tasiye edilmektedi. Aşağıda standat manea tecübeleinin nasıl geçekleştiileceği e bu tecübeleden elde edilecek eile incelenmektedi Manea ecübeleinde Sağlanacak Koşulla Manea tecübeleinin güenili bi şekilde yeine getiilebilmesi için IMO [] e IC [3] taafından tasiye edilen koşullaın mutlaka dikkate alınması geeki. Gemilein manea özelliklei dip e kıyı özelliklei ile üzga, dalga e akıntıladan ciddi olaak etkilendiği için bu etkilein gemi üzeindeki etkisinin ihmal edilecek düzeyde olması sağlanmalıdı. ecihen manea tecübesi olabildiğince sakin haa e deniz koşullaında akıntı olmayan yeteince dein suda yapılmalıdı. Ayıca bölgede deniz tafiğinin olmaması tecih edilmelidi. u koşullaı geçeklemek he zaman mümkün olmadığı için hangi koşullaın kabul edilebili olduğu konusunda aşağıdaki IMO [] e IC [3] tasiyelei dikkate alınmalıdı: Deniz deinliği en az gemi otalama su çekiminin döt katı olmalıdı, IMO [] manea tecübeleinin 4 deniz şiddetine kada dalgalada yapılabileceğini belitmekteyse de özellikle küçük boyutlu gemilede biçok tecübede sağlıklı ei toplayabilmek için - deniz şiddeti üst sını kabul edilmelidi, IMO [] manea tecübeleinin 5 eaufot şiddetine kada üzgalada yapılabileceğini belitmekteyse de özellikle küçük boyutlu gemilede biçok

5 Manea 5 tecübede sağlıklı ei toplayabilmek için eaufot şiddeti üst sını kabul edilmelidi, IMO [] geekli düzeltmeyi yapmak koşuluyla düzenli akıntının mecut olması duumunda manea tecübesine izin emektedi. Yukaıdaki koşullaı kontol edebilmek üzee manea tecübesinin yapılacağı bölgede deinlik, dalga, akıntı e üzga ölçümlei yapılmalıdı. u ölçümle sonucu bulunacak değele kullanılaak manea tecübe sonuçlaın nasıl düzeltileceğine ilişkin detayla IMO [] taafından eilmektedi. IMO [] e IC [3] manea tecübeleinin yüklü e timsiz duumda yapılmasını tasiye etmektedi. Su çekimi e tim değeleinde %5 oanında sapma kabul edilebili bi hata olaak değelendiilmektedi. Geminin tam yüklü e timsiz duuma getiilmesi mümkün değilse, tim en düşük düzeyde olacak şekilde tam yüklü su çekimine en yakın bi yükleme eya balast duumu sağlanmalıdı. Manea tecübesine başlaken geminin hızı geminin %85 MCR ile elde ettiği hızının en az %90 ı düzeyinde olmalıdı (IMO []). Manea tecübesine başlamadan önce gemi bu hızda e tecihen üzgaa kaşı düzgün bi otada en az iki (IMO []) eya beş (IC [3]) dakika süeyle seyi halinde olmalıdı. Manea tecübeleine başlamadan önce geminin baş e kıç su çekimlei ölçülü e hidostatik eğileden yaalanaak geminin deplasmanı, sephiye mekezinin boyuna konumu e metasant yüksekliği belileni. Manea tecübelei öncesinde aşağıdaki bilgilein apolanması tasiye edilmektedi: aih, saat e tecübe bölgesi koodinatlaı, ecübeye başlama yönü e gemi hızı Geminin su çekimlei, tim e meyil duumu, Deniz deinliği, akıntı, dalga e üzga şiddet e yönlei Dönme ecübesi En basit manea tecübesi olup geminin dümen etkisi ile dönme kabiliyetini belilemek amacıyla uygulanı. Değişik seyi hızlaı için bu tecübe tekalanabili. Geminin konumu ada yansıtıcılı şamandıala eya küesel konum belileme (GPS) cihazlaı yadımıyla belileni e çizili. ecübe sıasında aşağıdaki işlem sıası izlenmelidi: Gemi geekli hızda doğusal bi ota üzeinde sabitleni, Ölçüm kayıt sistemi çalıştıılı, Dümen sancak eya iskele yönde 35 deece eya izin eilebili en büyük açıya kada döndüülü e tecübe süesince dümen e makine kontolleine müdahale edilmez, Dönme daiesi çapını belileyebilmek üzee tecübenin dönme açısına kada deam etmesi yetelidi ancak diğe kaakteistiklein duyalı bi şekilde belilenebilmesi e dış otam faktöleinin etkisi belileyebilmek için tecübe en az 540 0, tecihen 70 0 dönme açısına kada deam ettiilmelidi. Ölçüm kayıt sistemi duduulu e tecübeye son eili. Şekil 6. de gösteilen tipik bi dönme tecübesinde aşağıdaki kaakteistikle belileni.

6 6 Gemi Mühendisliği El Kitabı Đleleme: Dümen kıma emi eilmesiyle geminin 90 0 dönmesine kada geçen süede gemi otasının geminin oijinal otası yönünde katettiği mesafe ansfe: Dümen kıma emi eilmesiyle geminin 90 0 dönmesine kada geçen süede gemi otasının geminin oijinal otasına dik yönde katettiği mesafe aktik çap: Dümen kıma emi eilmesiyle geminin 80 0 dönmesine kada geçen süede gemi otasının geminin oijinal otasına dik yönde katettiği mesafe Süekli dönme daiesi çapı: Gemi süekli dönme duumuna gidikten sona sabitlenen daiesel yöünge çapı. Süekli dönmede hız kaybı: Süekli dönme yapan bi gemide otaya çıkan doğal hız kaybı dönme süesi: Geminin oijinal otasına dik konuma gelmesi için geekli süe dönme süesi: Geminin oijinal otasına tes bi otaya gelmesi için geekli süe. aktik çap ansfe 0 90 lik ota değişikliği Dönme yaıçapı 0 80 lik ota değişikliği Đleleme Saulma açısı Dümen alabanda Geminin otası Zig-Zag Manea ecübesi Şekil 6.. Dönme tecübesi u tecübe geminin dümen dinleme, ota değiştime e dönme kontol kabiliyetleini belilemek amacıyla geçekleni. Uygulanan dümen açısı ( δ ) e otaya çıkan dönme açısına ( ψ ) bağlı olaak ( δ / ψ ) zig-zag manea tecübesi olaak adlandıılı. En çok 0 0 /0 0 e 0 0 /0 0 zig-zag manea tecübesi uygulanmaktadı. Sabit bi hızla e

7 Manea 7 düzgün bi otada seyeden gemide dümen olabildiğince çabuk bi şekilde sabit bi açıya döndüülü (öneğin 0 0 ) e geminin otası aynı açıya gelene kada dümen açısı sabit tutulu. Đstenen ota sağlanınca dümen tam aksi yönde yine aynı deece kıılı e bu işlem zig-zag şeklinde tekalanı. Manea sıasında dümen açısı e geminin otası süekli kaydedili e çizili. IMO taafından geminin ota değiştime kabiliyetini belilemek üzee 0 0 /0 0 zig-zag tecübesi öneilmektedi. IMO ayıca dönme kontol kabiliyetleini belilemek üzee ek olaak 0 0 /0 0 zig-zag tecübesi yapılmasını tasiye etmektedi. IMO [] taafından öneilen işlem sıası aşağıdaki gibidi: Gemi geekli hızda doğusal bi ota üzeinde sabitleni, Ölçüm kayıt sistemi haekete çalıştıılı, Dümen 0 eya 0 deece sancak eya iskele yönde çeili, Geminin otası dümen açısı ile aynı deeceye gelince dümen aynı miktada zıt yönde çeili. u esnada gemi, ataleti ile dümene zıt yönde dönecek e bi müddet sona dümen yönünde dönmeye başlayacak e oijinal otayı keseek dümen açısına ulaşacaktı. Geminin otası dümen açısı ile aynı olunca dümen teka aynı miktada tes yönde çeili Đşlem geminin oijinal otası en az iki kee kesilecek (IMO []) eya tecihen dümen beş kez döndüülecek (IC [3]) şekilde tekalanı. Ölçüm kayıt sistemi duduulu e tecübeye son eili. ψ, δ ( deece) Sancak Đlk aşıı dönme açısı 0 A (ψ) Geminin otası Zaman 0 t A t S (δ) Dümen açısı Đkinci aşıı dönme açısı Đskele Şekil 6.. Zig-zag manea tecübesi Zig-zag manea tecübesi sıasında ölçülen temel kaakteistikle şunladı: aşlangıç dönme süesi ( t A ) : Dümenin istenen açıya döndüülmesinden sona geminin otasının bu açıya ulaşması için geçen süe.

8 8 Gemi Mühendisliği El Kitabı Aşıı dönme açısı (oeshoot angle) : Dümenin kııldığı andan itibaen ölçülen maksimum dönme açısı değei. Dönme kontol süesi ( t S ) : Dümenin zıt yöne çeilmesi ile gemi dönme açısının en büyük açıya ulaşmasına kada geçen süe. ecübe peiyodu ( ) : Dümenin üçüncü kez döndüülmesi ile gemi oijinal otasını kestiği anda bi zig-zag manea tecübe peiyodu tamamlanmış olu. Yaı peiyot ( A ) : Dümenin ikinci kez döndüülmesi ile gemi oijinal otasını kestiği anda yaı peiyot süesi ölçülü Duma ecübesi IMO taafından öneilen üçüncü standat manea tecübesi olan bu tecübede dizayn hızı ile seyeden geminin tonistan komutu eildikten sona tam olaak duabilmesi için geekli süe e bu süe zafında geminin otası yönünde e otasına dik yönde katedeceği mesafele belilenmektedi. Duma tecübesi için IMO [] taafından öneilen işlem sıası aşağıdaki gibidi: Gemi geekli hızda doğusal bi ota üzeinde sabitleni, Ölçüm kayıt sistemi çalıştıılı, Makine(le) duduulu e tonistan komutu eili. undan sona gemi tamamen duana kada makinele çalıştıılmaz e dümene müdahale edilmez. Gemi tamamen duunca kayıt duduulu e tecübe sonlandıılı. Yukaıdaki üç tecübe IMO taafından yapılması öneilen standat tecübeledi. Ancak geminin manea kabiliyetini daha hassas şekilde belileyebilmek üzee IMO aşağıdaki manea tecübeleinin de yapılmasını tasiye etmektedi: Spial (Dieudonne) Manea ecübesi i sei dönme tecübesinden oluşan bu tecübe geminin doğusal ota dengesini belilemek üzee geçekleni. ecübenin en büyük aantajı gemi dümen açısı ile dönme açısı aasındaki bağıntının süekli bi eği şeklinde elde edilmesidi. Spial manea tecübesi geminin doğusal ota dengesi hakkında detaylı bilgi sağladığı için özellikle dinamik stabilitesi zayıf eya kitik olan dolgun gemilede önem kazanmaktadı. Düşük dümen açılaı sözkonusu olduğundan tecübe sakin deniz e haa koşullaında geçeklenmelidi.

9 Manea 9 Mesafe Yanal sapma Gemi dumuş aziyette Geminin izlediği yol Duma mesafesi Peane dönüş yönü eya hate değisimi onis tan emi Mesafe Geminin otası Şekil 6.3. Duma tecübesi Spial manea tecübesi için IMO [] taafından öneilen işlem sıası aşağıdaki gibidi: Gemi geekli hızda doğusal bi ota üzeinde sabitleni, Ölçüm kayıt sistemi çalıştıılı, Dümen sancak eya iskeleye 5 deece (IC [3] 5 deece önemektedi) kıılı e dönme açısı yaklaşık dakika süeyle sabit kalana dek bu açıda sabit tutulu, Dümen açısı 5 deece düşüülü e sabit dönme açısı elde edilene kada bu açıda tutulu, oplamda en az döt dümen açısı elde edilecek şekilde dümen açısı sıfı deeceye kada aşamalı olaak düşüülü e he sefeinde sabit dönme açısı elde edilene kada sabit tutulu, Dümen otalandığında doğusal ota dengesine sahip bi gemide bi açısal dönme hızı olmamalıdı, Zıt yönde aynı işlemle tekalanı, Ölçüm kayıt sistemi duduulu e tecübeye son eili.

10 0 Gemi Mühendisliği El Kitabı Doğusal ota dengesine sahip olmayan bi gemide küçük dümen açılaında gemi dümene zıt yönde dönmeye deam edecek e belli bi kitik açıda aniden dümen yönünde dönmeye başlayacaktı. Dönme Oani Spial Manea ecübesi es Spial Manea ecübesi Dümen açısı Dümen Acisi DOGRUSA ROA DENGESI VAR YOK Şekil 6.4. Doğusal ota dengesine sahip olan e olmayan gemile için spial manea tecübesi sonucu dümen açısı dönme açısı gafiği es Spial (ech) Manea ecübesi Spial manea tecübesinin kamaşıklığı nedeniyle daha az işlemle e daha kısa süede dümen açısı dönme açısı ilişkisini belileyebilmek üzee geliştiilen tes spial manea tecübesinde sabit dümen açısı yeine sabit dönme açısı elde edileek bu dönme açısına kaşılık gelen dümen açısı kaydedili. Dönme açısı dümen açısı gafiğini elde edecek şekilde uygun bi dönme açısı ile başlayaak yeteli sayıda nokta bulunacak tazda işlem südüülü. u tecübe spial manea tecübesine göe daha kolay olmakla bilikte dönme e dümen açılaının daha hassas bi şekilde ölçülmesini geektii asit Spial Manea ecübesi Geminin doğusal ota dengesi özellikleini belilemek üzee uygulanan bu tecübede üç konumda ölçülen dümen e dönme açısı değeleinden yaalanılı. Đlk ölçüm maksimum dümen açısı ile elde edilen sabit dönme açısı değeidi. Daha sona dümen açısı sıfılanı e dönme açısı ölçülü. u duumda dönme açısının da sıfılanması duumunda gemide doğusal ota dengesi bulunduğu anlaşılı. Aksi duumda geminin doğusal ota dengesinden ne kada saptığını belilemek üzee dümen IMO standadı taafından öngöülen aşağıdaki sınıın yaısı kada aksi yönde döndüülü. oy/hız oanı (/V) 9 saniyeden küçükse 0 0 oy/hız oanı (/V) 45 saniye eya daha fazla ise 0 oy/hız oanı (/V) 9-45 saniye aasında ise -3+/3(/V) u duumda gemi dümene zıt yönde dönmeye deam ediyosa doğusal ota dengesi özellikleinin standat dışı olduğu anlaşılı Çıkış (Pull-Out) Manea ecübesi

11 Manea Gemide doğusal ota dengesi bulunup bulunmadığını belilemek üzee geçekleştiilen bu tecübede gemi sabit hızda ileleken dümen açısı 0 deece ciaında sancak eya iskele yönünde kıılı. Sabit dönme açısı elde edilince dümen sıfılanı e nasıl bi sabit dönme açısı elde edildiği belileni. Aynı tecübe dümen açısının tam zıt yönde döndüülmesi ile tekalanı. He iki duumda da sabit dönme açısının sıfılanması duumunda gemide doğusal ota dengesi bulunduğu anlaşılı. Aksi duumda sancak e iskele yönleinde otaya çıkacak atık sabit dönme açısı değelei geminin doğusal ota dengesindeki bozukluğu belile. Çıkış manea tecübesi genellikle dönme manea tecübesinden sona uygulanı. Dönme manea tecübesinin tamamlanması ile dümen açısı sıfılanı e sabit dönme açısı ölçüleek doğusal ota dengesi kontol edili. Şekil 6.5 de doğusal ota stabilitesine sahip olan e olmayan gemilee ait çıkış manea tecübesi sonucu göülmektedi. Doğusal ota stabilitesine sahip bi gemide dümen sancak eya iskeleye çeilip düzenli dönme oanı elde edilince dümen teka 0 konumuna getiildiğinde dönme oanı dümenin yönüne bağlı olmaksızın sıfıa inecekti Manea ecübeleinde Yapılacak Ölçüm e Kayıtla Manea tecübelei sıasında en az 0 saniye aalıkla aşağıdaki değele ölçülmeli e kaydedilmelidi: Konum Rota Hız Dümen açısı Dönme açısı Peane dei e hatesi Rüzga hızı IMO [] taafından gemi konumu e hızının ölçümü e kaydı için GPS, gemi yönünü belilemek için cayo pusula kullanılması tasiye edilmektedi.

12 Gemi Mühendisliği El Kitabı Dönme oanı Doğusal ota dengesi YOK Sancak Atık dönme t Đskele Dönme oanı Dümen otada Doğusal ota dengesi VAR Sancak t Đskele Şekil 6.5. Çıkış manea tecübesi 6.3. MANEVRA PERFORMANS ANAĐZĐ Dizayn aşamasında bi gemi dizaynei elindeki ana boyutla, tekne fomu, sek e manea sistem özelliklei gibi temel bilgileden yaalanaak geminin manea

13 Manea 3 pefomans kabiliyetini değelendimek duumundadı. u amaçla kullanılabilecek yöntemle aşağıdaki gibi sınıflandıılabili: Mecut gemilein manea pefomanslaının istatistiksel değelendimesi sonucu elde edilmiş ampiik e yaı-ampiik yöntemle, Mecut bi ana geminin manea pefomans özellikleinden yaalanaak yeni gemi için manea pefomans tahmini, Ölçekli model deneylei, Manea pefomansını temsil eden bi matematik modelin çözümüne dayalı hesaplamalı eya simülasyon yöntemlei. u yöntemle geekli süe, maliyet e doğuluk açılaından büyük faklılıkla göstei. Fizibilite eya kaam dizaynı aşamalaında ampiik eya yaı-ampiik yöntemle yeteli olabiliken daha ilei dizayn aşamalaında hesaplamalı simülasyon yöntemlei eya ölçekli model deneylei geekli olabilecekti inee Haeket Denklemlei Manea pefomans analizi için kullanılabilecek yöntemlei incelemeden önce bi geminin haeket denklemleini incelemek yaalı olacaktı. Su yüzeyinde haeket eden bi gemi altı sebestlik deeceli haeket edecekti. Manea pobleminde dalıp çıkma, baş kıç uma e yalpa haeketlei ihmal edilecek e sadece boyuna öteleme (suge), yanal öteleme (sway) e saulma (yaw) dikkate alınacaktı. X oyuna Öteleme N Saulma Y Yanal Öteleme Şekil 6.6. Newton un ikinci kanunundan haeketle haeket denklemlei aşağıdaki gibi yazılabili: X mu& Y m& N I z & uada m I z X Y N u : geminin kütlesi : geminin kütle mekezinden geçen düşey eksene göe atalet momenti : x ekseni yönündeki dış kuet : y ekseni yönündeki dış kuet : geminin kütle mekezinden geçen düşey eksene göe saulma momenti : x ekseni yönündeki hız bileşeni : y ekseni yönündeki hız bileşeni : açısal hız bileşeni

14 4 Gemi Mühendisliği El Kitabı Haeket denkleminin gemi otasından geçen haeketli eksene taşınması halinde aşağıdaki ifadele yazılabili: X m(u& x Y m(& + u + x N I & + mx z G G G ) & ) (& + u) uada x G ağılık mekezinin mastoiden uzaklığını göstemektedi. Yukaıdaki haliyle nonlinee olan haeket denklemleini çözmek oldukça zodu. u zoluk temel olaak X, Y, N dış kuetleinin kamaşık yapısından kaynaklanmaktadı. Dış kuetle aşağıdaki bileşenleden oluşmaktadı: Gemiyi çeeleyen sudan kaynaklanan hidodinamik kuetle ( X F, YF, N F ) Gemi kontol yüzeyleinin oluştuduğu kuetle ( X R, YR, N R ) Dalga, akıntı e üzga kuetlei ( X E,YE, N E ) Sek sisteminin yaattığı itme kueti ( ) X X Y Y F F N N Hidodinamik kuetle (, Y, N ) F + X + Y R + N R R + X + Y E + N E E + X F F F geminin su içindeki haeketinin neticesi olup geminin suya göe bağıl hız e imeleine bağlı olaak ifade edilebilecekti: X Y N F F F X Y F N ( u,,,u, &, & &) ( u,,,u, &, & &) ( u,,,u, &, & &) F F Yukaıdaki nonlinee ifadelein aylo seisine açılması sonucu dış kuetlein (dalga, akıntı e üzga) bulunmadığı e kontol yüzeyleinin etkisiz olduğu duumda lineeleştiilmiş haeket denklemlei aşağıdaki gibi yazılabili: - X u (u V) + (m X )u& 0 - Y + (m - Y )& - (Y mv) - (Y mx )& 0 - N - (N & & - mx G u& )& - (N - mx G & V) + (I uada V gemi hızını temsil etmektedi K e Đndislei z G - N )& 0 i geminin haeket denklemlei basit göünmekle bilikte manea tüeleinin belilenmesi zo olduğundan aşağıdaki gibi iki adet. deeceden difeansiyel denklem şeklinde ifade edileek manea tecübeleinden kolayca elde edilebilen K e indislei cinsinden yazılabili. ( + ) & + Kδ + δ ( + ) & + K δ + K δ & + & K3 & + & & 4 &

15 Manea 5 u denklemledeki K e katsayılaı manea tüelei cinsinden aşağıdaki şekilde yazılabili. + Yδ 3 Y 4 Y K Y δ ( Y& m)( N & I z ) ( Y& mx G )( N & mx G ) Y ( N mx GV) N ( Y mv) ( Y& m)( N mx GV) + Y ( N & I z ) N ( Y& mx G ) ( N & mx G )( Y mv) Y ( N mx GV) N ( Y mv) ( N mx ) N ( Y m) & δ δ N Y Y N G δ & δ ( N& Iz ) Nδ( Y& mxg ) ( N mx V) N ( Y mv) G ( N mx V) N ( Y mv) δ N Y Y N G δ ( + ) & + Kδ + δ δ & + & K3 denklemi kullanılaak gemi dönme oanı,, e dümen açısı, δ, aasındaki ilişki aşağıdaki basit difeansiyel denklem ile ifade edilebili: & + Kδ uada alınacaktı. u biinci deece difeansiyel denklem ilk defa öneen Nomoto nun adı ile anılmakta e K e indisleine bağlı olaak geminin dönme manea pefomansını tanımlayabilmektedi. K e indislei fiziksel olaak aşağıdaki gibi tanımlanabili: saulma ataleti saulma sönümü K dönme momenti saulma sönümü K indisi dönme kabiliyetinin bi göstegesidi e bu indisin yüksek olduğu gemile daha kolay dönele. Düzenli dönme açısı ile dönen bi gemide ( & 0 ) dönme oanı Kδ olacaktı. indisi ise doğusal ota dengesinin e dümen dinleme kabiliyetinin bi göstegesi olup indisi düşük gemilein doğusal ota dengesi e dümen dinleme kabiliyeti daha iyidi. indisinin yüksek olması saulma ataletinin büyük buna kaşın saulma sönümünün küçük olması ile mümkündü. u tip gemilein doğusal ota e dümen dinleme kabiliyeti zayıf olacaktı. K e indislei dönme eya zig-zag manea tecübeleinden elde edilebili. inee analize göe manea özelliklei K e indisleine göe aşağıdaki gibi belilenebili: K Doğusal ota dengesi e dümen dinleme kabiliyeti Dönme kabiliyeti Çok sayıda gemiye ait manea tecübeleinden ölçülmüş K e indisleinin çizilmesi ile aşağıdaki otalama doğusal ilişki elde edilmişti (Sukselainen (985)) K

16 6 Gemi Mühendisliği El Kitabı a (98) ise aşağıdaki ilişkiyi önemektedi K Doğusal Rota Dengesi Koşulu Yukaıda çıkatılan linee haeket denklemleinde boyuna öteleme haeketi yan öteleme e saulmadan bağımsızdı e ayı olaak ele alınabili. u duumda yan öteleme e saulma haeketleini belileyebilmek için aşağıdaki bileşik denklemlein çözülmesi geekecekti. - Y + (m - Y )& - (Y mv) - (Y mx )& 0 - N - (N & & - mx G )& - (N - mx G & V) + (I z G - N )& 0 u denklemelein çözümü ile yatay hız bileşeni,, e saulma açısal bileşeni,, aşağıdaki şekilde bulunabili σt σt e + e σt e + & σt e buada,, e integasyon sabitlei, σ e σ stabilite indisleidi. He iki indiste negatifse, e zaman ile sıfıa yaklaşacak yani gemi doğusal bi otaya ulaşacaktı. Đndisleden biisi dahi pozitif ise, e atan zaman ile atacak e gemi dümen otada iken dönmeye deam edecekti. ulunan çözümle haeket denkleminde yeine konusa aşağıdaki ikinci deeceden denklem bulunu: buada A -Y C Y Aσ + σ + C 0 ( I z N & )( m Y& ) ( Y& mx G )( N & mx G ) ( I z N & ) ( m Y& )( N mxgv) - ( Y mv)( N & mxg ) N ( Y& mxg ) ( N mx V) N ( Y mv) G u denklemin köklei σ, A ± A 4C A u iki kökün de negatif olabilmesi için C/A>0 eya /A>0 koşulu sağlanmalıdı. uadan aşağıdaki doğusal ota dengesi koşulu elde edilebili C Y ( N mx V) N ( Y mv) 0 G > eya N mx GV N > Y - mv Y

17 Manea 7 u koşulla aşağıdaki gibi boyutsuz halde ifade edilebili: eya C Y ( N m x ) N ( Y m ) 0 G > N m x Y m G N > Y eimle aşağıdaki şekilde boyutsuz hale getiilmişti: x N G x G N ρ 3 V m m ρ 3 N N ρ 4 V Y Y ρ V Y Y ρ 3 V Göüldüğü gibi lineeleştiilmiş haeket denklemleinden haeket edileek geminin doğusal ota dengesine sahip olup olmadığı boyutsuz kütle, ağılık mekezi konumu e döt adet manea hız tüei ile belilenebilmektedi. Gemiye ait indisleinin bilinmesi duumunda doğusal ota stabilitesi σ σ Dönme Pefomansı Dümen gibi kontol yüzeyleinin etkisi dikkate alınısa linee haeket denklemlei aşağıdaki hale gelecekti. - Y + (m - Y& )& - (Y mv) - (Y& mx )& G - Yδδ 0 - N - (N - mx )& - (N - mx V) + (I - N )& - N δ 0 & G G z & δ uada δ dümen açısını etmektedi. Dönme yaıçapı Y δ e N δ dümene ait hidodinamik tüelei temsil - δ Y ( N mx ) N ( Y m) Y N G N δ Y δ Nobin bi gemi boyunda biim dümen açısına kaşılık gelen dönme oanını temsil eden aşağıdaki indisi önemişti. ψ P δ K

18 8 Gemi Mühendisliği El Kitabı Nomoto taafından çıkaılan ikinci deece difeansiyel denklemlein belli bi dümen açısı için çözülmesi ile bi gemi boyunda otaya çıkacak dönme oanı aşağıdaki gibi elde edilecekti: P ψ δ K e e ( + ) Clake taafından P dönme indisi olaak tanıtılan bu değe geminin belli bi dümen açısına bi gemi boyunda ediği ceabı yansıtmaktadı. u değein yüksek olması geminin dönme kabiliyetini gösteecekti e Clake tüm gemilede P değeinin en az 0.3 olması geektiğini saunmaktadı. Schoenhe e göe süekli dönme daiesi yaıçapı K AC cosδ uada : dönme daiesi yaıçapı [m] : geminin deplasman hacmi [m 3 ] δ : dümen açısı [deece] A : dümen alanı [m ] Dümen nomal kuet katsayısı, göe hesaplanacaktı: n C n, Jeossel taafından öneilen aşağıdaki fomüle C n 0.8sin δ sin δ K katsayısı; gemi deplasman hacmi [m 3 ], su hattı boyu [m], e yanal su altı pojeksiyon alanına [m 3 ] bağlı olaak aşağıdaki tablodan bulunacaktı S K hieme yük gemileinin dönme daiesi yaıçapı için aşağıdaki ampiik fomülü önemektedi: uada gemi su hattı boyunu temsil etmektedi. yste e Knight Süekli dönme daiesi çapı ek Peaneli Gemi

19 SD C im δ SpCh A 3.8 (S ) Manea 94 SpCh (S ) + δ 9 Çift Peaneli Gemi SD uada C δ VA A im δ SpCh 8 (NR ) + Đleleme/oy ansfe/oy Hız kaybı (V /V 0 ) ek Peaneli Gemi D D D Çift Peaneli Gemi D D D aqueno (7. IC 984) eilen bi gemi için taktik çap / gemi boyu e ileleme / gemi boyu oanlaının dümen açısına bağlı olaak aşağıdaki gibi ifade edilebileceğini göstemişti: D DG sin δ A AVC 0.δ uada D G e AVC belli bi dümen açısı için ölçülmüş taktik çap e ileleme değeleini temsil etmektedi Manea üeleinin Hesabı Manea hız tüeleinin analitik hesabı iskoz etkile e tübülans etkilei gibi nedenleden dolayı zodu. unun yeine genellikle model deney sonuçlaına dayanan ampiik ifadele kullanılmaktadı. Aşağıda bu tü ifadele için önekle eilmektedi. Wagne Smitt [] Nobin [] Y π.59 Y π C π

20 Gemi Mühendisliği El Kitabı Y π C Y π + π 0.6 N π C N π π 0. N π C N π π Inoue [3] Clake [4] C.4 Y π + π 0.4C Y + π Y π Y + π π π N.4 N + π 4.04 N π π π N + π Khattab [5] C Y π π + π π C Y π π π π C N π π π π C.39 N π π π π Ankudino [6] + π C.5 C 0.5 K Y y π π Y C 0.30 Y C N π π

21 Manea C C N π K y uada C 5 için K y C 5 > 5 için K y C ee et al 003 Y SR Y m SR + N SR N SR ( ) + ( ) C Önek: Maine e Esso OsakaAşağıda özelliklei eilen gemilede yukaıdaki ampiik yöntemlee göe manea tüeleini hesaplayın e doğusal ota dengesi bulu Aşağıda detaylı olaak incelenen bu yöntemle doğuluk, geekli süe, kamaşıklık e maliyet açılaından faklı özellikle göstei. Son yöntem dizayne için en cazip olmakla bilikte manea denklemleinin çözümünde yaşanan sıkıntıla nedeniyle Manea denklemlei ineeleştiilmiş Haeket Denklemlei: i geminin doğusal ota dengesini belileyebilmek üzee en sağlıklı yol haekt denklemleini incelemekti Hesaplamalı Yöntemle Model Deneylei Manea pefomansını belilemeye yönelik ölçekli model deneylei genellikle iki faklı şekilde yapılmaktadı: Uygun şekilde modellenmiş e kontol edilebili sek e manea donanımına sahip ölçekli modellele yapılan deneyle, e Kontol edilebili sek e manea donanımına sahip olmayan sabitlenmiş ölçekli modellele yapılan deneyle. iinci yöntemde doğudan geekli göülen manea tecübelei geçekleştiili e elde edilen sonuçla uygun ölçek faktölei ile gemi ölçeğindeki değelee geçili. u deneylein yapılması için dienç-sek deneyleinin yapıldığı çekme hauzlaı yetesiz kalı e genellikle kae şeklinde geniş hauzla kullanılı. Özellikle model ölçeğinin

22 Gemi Mühendisliği El Kitabı büyük olduğu duumlada dış etkilee kapalı doğal e baaj göllei de kullanılabili. u yöntemde sek e manea donanımı modellenmesinde ölçek etkisi nedeniyle hata kaçınılmazdı e mutlaka dikkate alınmalıdı. Đkinci yöntemde amaç model ile manea deneyi yapmaktan çok modelin manea tüeleini ölçmek e bu manea tüeleini kullanaak matematik modele dayalı bi hesaplamalı/simülasyon yöntemi kullanaak geminin manea pefomans özellikleini belilemekti. u tip deneyle için genellikle iki ayı düzenek kullanılı: Döne kol sistemi, e Düzlemsel haeket mekanizması (PMM) Duma Mesafesi Hesabı Seis hızı ile düzgün bi otada seyeden bi gemide tonistan komutu eildiği andan itibaen geminin ota yönünde e otaya dik yönde katettiği mesafele duma manea tecübesi ile belilenmektedi. üyük tonajlı gemilein ota yönündeki duma mesafesini belilemek üzee aşağıdaki ampiik ifadeden yaalanılabili: ( + ) C S Aoge + uada S gemi boyu cinsinden ota yönündeki duma mesafesini temsil etmektedi. A katsayısı gemi tipine göe aşağıdaki gibi belilenecekti: Gemi tipi A Yük gemisi 5-8 Yolcu/Aaba feisi 8-9 PG/NG 0- Üün tankei -3 VCC 4-6 katsayısı geminin ana makine tipine göe aşağıdaki gibi belilenecekti: Ana Makina tipi onistan gücü (%) Dizel % uha tübini % C katsayısı gemi boyuna göe aşağıdaki gibi belilenecekti: Gemi boyu (m) Gemi hızı C (knot)

23 Manea 3 Yukaıdaki değele geminin 60 saniye içinde tonistana geçmesi e 5 knot hız için geçeli olup faklı duumlada geekli düzeltme yapılmalıdı MANEVRA SANDARARI Uluslaaası Denizcilik Ögütü (IMO) taafından deniz kazalaını önlemek e buna bağlı olaak denizde can, mal e çee güenliğini sağlamak için geekli manea standatlaını belilemek üzee yapılan çalışmala 993 yılında yayınlanan A.75(8) nolu Inteim Standads fo Ship Manoeuability başlıklı kaa ile sonuçlanmış e bu standatla 00 yılında MSC.37(76) toplantısında kabul edilmişti. IMO manea standatlaının emmuz 994 taihinden sona inşa edilen 00 meteden büyük tüm gemilede e boy koşulu aanmaksızın tüm kimyasal tankelede e gaz taşıyıcılada sağlanması tasiye edilmektedi. Ayıca emmuz 994 taihinden önce inşa edilmiş olupta bu taihten itibaen manea kabiliyetini etkileyecek şekilde tadilata uğayan gemilede bu hükümlee tabi tutulmaktadı. Henüz tasiye niteliği taşıyan IMO manea standatlaında aşağıdaki tanımla geçelidi: oy () : aş e kıç dikeyle aası uzaklık Su çekimi () : aş e kıç su çekimlein otalaması ecübe hızı (V) : Geminin %85 MCR ile geçekleştiebileceği hızın en az % 90 ı. Manea standatlaına esas oluştuan tecübeledeki ölçümle aşağıdaki şekilde tanımlanmaktadı Dönme tecübesi gemi tecübe hızıyla doğusal bi otada seyedeken dümen sancak e iskeleye 35 0 eya mümkün olan maksimum açıya döndüüleek geçekleştiili. Đleleme (adance) mesafesini belilemek üzee dümen kıma emi eildiği andaki gemi otası konumu ile geminin 90 0 dönmesi duumunda gemi otası aasındaki mesafe ölçülü.

24 4 Gemi Mühendisliği El Kitabı aktik çapı belilemek üzee dümen kıma emi eildiği andaki gemi otası konumu ile geminin 80 0 dönmesi duumunda gemi otası aasındaki mesafe ölçülü. Zig-zag tecübesini geçeklemek üzee dümen belli bi yöne belli bi açıda döndüülü e istenen dönme açısı sağlanınca dümen aynı deece aksi yöne çeili. onistanlı duma tecübesinde tonistan emi eilmesi ile geminin duması aasındaki süe e geminin yol aldığı mesafe ölçülü. IMO standatlaı aşağıdaki duumla için geçelidi: Açık deniz, dein su ( gemi su çekimi olmak üzee en az 4 deinlik) Sakin çee koşullaı (üzga şiddeti 5 eaufot şiddetinden az, deniz duumu 4 şiddetinden az, akıntı yok eya ihmal edilecek düzeyde unifom akıntı) am yüklü (en fazla % 5 sapma olabili), timsiz duum Rüzgaa kaşı bi otada dizayn hızı sabit bi ota üzeinde en az iki dakika süeyle kounmalıdı IMO taafından emmuz 994 taihinden sona inşa edilen 00 meteden büyük tüm gemilede e boy koşulu aanmaksızın tüm kimyasal tankelede e gaz taşıyıcılada sağlanması tasiye edilen manea standatlaı aşağıdaki gibidi: Dönme Kabiliyeti Dönme tecübesinde ileleme (adance) 4.5, taktik dönme çapı 5 değeinden büyük olmamalıdı Zig-zag tecübesinde dümenin sancak eya iskeleye 0 0 kıılmasıyla geminin 0 0 dönmesi aasında geminin katettiği mesafe.5 den az olmalıdı. Saulma e Rota utma Kabiliyeti 0 0 /0 0 zig-zag tecübesinde ilk aşıı dönme açısı (oeshoot angle) aşağıdaki değelei aşmamalıdı /V 0 saniyeden küçükse 0 0 /V 30 saniye eya daha fazla ise 0 0 /V 0-30 saniye aasında ise 5+0.5(/V) uada [m], V[m/s] cinsinden alınacaktı. 0 0 /0 0 zig-zag tecübesinde ikinci aşıı dönme açısı (oeshoot angle) aşağıdaki değelei aşmamalıdı /V 0 saniyeden küçükse 5 0 /V 30 saniye eya daha fazla ise 40 0 /V 0-30 saniye aasında ise (/V) 0 0 /0 0 zig-zag tecübesinde ilk aşıı dönme açısı (oeshoot angle) 5 0 değeini aşmamalıdı Duma Kabiliyeti Đlei yoldan tam yol tonistana geçtikten sona duana kada alınan mesafesi 5 yi aşmamalıdı.

25 Manea 5 aktik Çap Đleleme Dümen kıma Şekil 6.7. Dönme manea tecübesi standatlaı (IMO MSC 37(76), 00) ψ, δ ( deece) Sancak δ 0 0 OVS 0 ( 0 < /U 0s.) (5+/(/U)) (0 < /U 0s.) 0 (30 /U s.) 5 Đlk aşıı dönme açısı (OVS) 0 (ψ) Geminin otası Zaman 0 (δ) ) Dümen açisi açısı Đkinci aşıı dönme açısı (OVS) Đ skele Iskele δ 0 OVS OVS+5 Şekil 6.8. Zigzag manea tecübesi standatlaı (IMO MSC 37(76), 00)

26 6 Gemi Mühendisliği El Kitabı Peane dönüþ yönü eya hate deðiþimi onistan emi Duma mesafesi 5 Gemi dumuþ aziyette Şekil 6.9. Duma manea tecübesi standatlaı (IMO MSC 37(76), 00) ANEP MANEVRA SĐSEM VE DONANIMARI Gemilede geekli manea pefomans kabiliyetini sağlamak için en yaygın olaak kullanılan sistem gemi kıçında peanenin akasında ye alacak e peaneden gelen akımdan en iyi yaalanacak şekilde çalışacak dümen donanımıdı. Dümen gemide

27 Manea 7 hem dönme kabiliyeti sağlayacak diğe taaftan geminin dinamik stabilitesini e doğusal ota dengesini attıacaktı. Klasik sabit açılı peane sisteminin yanı sıa özellikle son yıllada atan manea kabiliyetine yönelik taleplei kaşılamak üzee istenen he yönde itme sağlayabilen sek sistemlei yaygın olaak kullanılmaktadı. u sistemlede dümen kullanımına geek kalmamakta ancak dümenin otadan kalkması ile otaya çıkan dinamik stabilite e doğusal ota dengesi sounlaını otadan kaldımak üzee uygun boyutlada skeg uygulamak zounlu olmaktadı Dümen Özellikleinin Manea Kabiliyetine Etkisi Dümenin manea kabiliyetini etkileyen temel özelliklei aşağıdaki gibi sıalanabili: Dümen tipi Dümen sayısı Dümen yüzey alanı Dümen yan oanı Dümen dönme hızı e maksimum dönme açısı Klasik dümenle balanslı, yaı balanslı eya askı tipte olula. Dümen sayısı e sek sistem özellikleine göe faklı manea sistemlei oluştumak mümkündü. icai gemilein büyük çoğunluğu tek bi peane ile sek edili e manea kabiliyeti bu peanenin akasına yeleştiilmiş bi dümen ile sağlanı. u sistemin en büyük aantajı basitliği e buna bağlı olaak düşük yatıım e işletim maliyetleidi. ek dümenli bi gemide geminin manea kabiliyeti dümen yelpazesinin büyüklüğüne, dümenin dönme hızına e dümene gelen suyun kalitesine bağlı olacaktı. Genel olaak; üyük dümen yelpazesi manea kabiliyetini e doğusal ota dengesini iyileştii Dümen dönme hızı manea kabiliyetini attıı Dümene iyi peane suyu gelmesi dümen kabiliyetini attıı Dümen alanını attıaak geminin manea kabiliyetini attımak mümkündü ancak aşağıdaki kısıtlamala göz önünde tutulmalıdı: Deinliği attımak hauzlama e sığ sulada poblemlee neden olabili Dümen boyunu attımak mukaemet geekleini e dümen makinası gücünü aşıı attıı üyük dümen alanı takıntı diencini attıı Klasik dümenlein maksimum dönme açısı olaak genellikle 35 deece uygulanı. Daha büyük açılada dümen etkinliği büyük ölçüde azalmakla bilikte çok büyük dökme yük gemileinde e süpe tankelede düşük hızladaki manea kabiliyetini attımak üzee 45 deeceye kada dönme açılaı uygulanmaktadı. Klasik dümenlein dönme hızı küçük gemilede manea kabiliyetini büyük ölçüde attıı. Ancak büyük gemilede atalet kuetlei nedeniyle dümenin dönme hızı ikinci deeceden önemlidi. Gemi ağılık mekezi ile dümen alan mekezi aasındaki moment kolunu olabildiğince büyük tutmak esas olduğundan dümen olabildiğince geminin kıç taafında ye

28 c 8 Gemi Mühendisliği El Kitabı almalıdı. Dümen peanenin oluştuduğu hızlı akımdan yaalanacak şekilde yeleştiilmelidi. u akım dümenin yaatacağı kaldıma kuetini attııken aynı zamanda aşıı dümen açılaında dümenin stall olması iskini de azaltacaktı. Dümenin peane ile aynı düzlemde olması duumunda peane göbeğinden çıkacak gidap dümenin kaldıma kuetini azaltıken titeşime de yol açabilecekti. Dümen pofilleinde NACA pofillei (NACA 005 gibi) hidodinamik açıdan iyi netice emektedi. Pofil şeklinin tapez şeklinde olması alan mekezini yukaı e kıça çekeek moment kolunu attıacaktı. Dümen ile peane aasında belli asgai açıklığın olması titeşim e kaitasyon açısından önemlidi. loyd s Registe e det Noske Veitas taafından öneilen asgai açıklıkla aşağıdaki gibidi. a b d Şekil 6.0. Duma Dümen kleanslaı konusunda dikkat edilecek hususla: Gemi balast duumunda iken dahi dümen su altında kalmalı Gemi kıça timli iken dahi dümenin dip noktası kaide hattının altına inmamali Dümen önde kenaı ile peane mekezinden 0.7 uzaklıkta peane e dümen aasındaki mesafe en az 0.7 peane çapı olmalı Çift peane - çift dümen düzenlemesi tek peane tek dümen sistemine göe geek dönme kabiliyeti geekse doğusal ota dengesi açısından daha aantajlı bi çözüm suna. Çift dümenli sistemde dümen yan oanlaı tek dümene göe daha büyüyebili e böylece dümen kaldıma eimi ataken titeşim e kaitasyon iski azalı. Ayıca çift dümenli sistemde toplam tok değeinin tek peaneli bi sisteme göe daha düşük olması sağlanabili. Manea kabiliyeti açısından bu yaalaı kaşısında çift dümenli sistem inşa maliyeti e oluştuduğu takıntı diencinin daha fazla olması nedeniyle dezaantajlıdı Dümen Alanı Hesabı

29 Manea 9 Dümen alanı hesaplamak üzee dizayn aşamasında kullanılabilecek yöntemle aşağıdaki gibi sınıflandıılabili. Gemi yan alanına bağlı ampiik fomülle Mecut bi geminin özellikleinden yaalanaak dümen alanı tahmini Dönme kabiliyetine göe geekli dümen alanı Doğusal ota stabilitesi için geekli dümen alanı a) Gemi yan alanına bağlı ampiik fomülle Dümen alanının belilenmesinde aşağıdaki yaklaşık fomülden yaalanılabili: Dümen Alanı 0.0 x oy x Su çekimi Ancak doğal olaak dümen alanı geminin tipine e boyutlaına göe değişecekti. Aşağıdaki tabloda bazı tipik gemi tiplei için dümen alanı değelei eilmektedi. Gemi ipi Dümen Alanı/ ek peaneli gemile.6-.9 Çift peaneli gemile.5-. Çift peane çift dümen. anke.3-.9 üyük yolcu gemisi.-.7 Küçük e hızlı yolcu gemisi.8-.0 Kostele alıkçı gemilei Romokö Motobot Salmalı yelkenli yat Yüksek süatli teknele için od aşağıdaki ampiik fomülü önemektedi: A R V [ft ] V uada [ft] gemi genişliğini V [knot] gemi hızını temsil etmektedi. DNV fomülü A NK fomülü A + C C t / 7. V uada t standad dönme süesi olup 8 saniye alınabili. V [m/s] olaak gemi hızıdı.

30 30 Gemi Mühendisliği El Kitabı Önek : Aşağıda özelliklei eilen gemi için geekli dümen alanını DNV e NK kuallaına göe belileyin Dikeyle aası boy () 5.0 m Kalıp genişliği () m Su çekimi ().0 m lok katsayısı (C ) 0.8 DNV kualına göe geekli minimum dümen alanı A m Gemide iki dümen olsaydı hebi dümenin alanı en az 0.53 m olmalıdı. NK kualına göe geekli minimum dümen alanı Öneğimizde gemi hızı 4 knot e dümen dönme süesi 8 saniye olsun. A t 3.3 / 7. V C C (0.8 ) m / Gemide iki dümen olsaydı hebiinin alanı en az 6.38 m olmalıdı.

31 Manea C0.8 C0.7 C0.6 4 D/ AR/ yste b) Mecut bi geminin özellikleinden yaalanaak dümen alanı tahmini Nomoto geminin yatay düzlemdeki haeketleini aşağıdaki. Deeceden difeansiyel denklem ile ifade etmektedi. d + Kδ dt uada δ dümen açısı, saulma açısı, K dönme kabiliyeti indisi, e doğusal ota dengesi indisidi. Gemi ataleti Dönme momenti K Saulma sönümü Saulma sönümü K Dönme momenti Gemi ataleti A oyutsuz dümen dönme momenti oyutsuz gemi atalet momenti C

32 3 Gemi Mühendisliği El Kitabı Yük Gemisi (Yüklü) /d.4 anke (Yüklü) /d.6 A R K C Đşlem sıası: A R C hesapla C Gafikten Yeni dizayn için A K yeni e A K A e için yeni C için A A K A K mecut belile C C yeni mecut değeini e buadan dümen alanını bul

33 Manea 33 Önek : Özelliklei bilinen bi önek gemiden haeketle eşdeğe manea kabiliyetine sahip yeni bii gemi dizayn edilmek istenmektedi. He iki gemi de çift peane e çift dümene sahipti. Önek Gemi Yeni Gemi Dikeyle aası boy () Kalıp genişliği () Su çekimi () lok katsayısı (C ) Dümen alanı (A R ) 49.6? C C A R YENI ORNEK ORNEK A R u değeleden yaalanaak ilgili gafikten okunu. He K ORNEK iki gemi için atalet / saulma momenti sabit tutulmak istendiği için. A R A R C K YENI K ORNEK A R K 0.7 YENI A R öylece ilgili şekilden dümen alanı YENI ( A ) 4.5m R YENI olacaktı YENI / C ORNEK 0.09 bulunu. u duumda yeni gemi için geekli c) Dönme kabiliyetine göe geekli dümen alanı Önek Aşağıda özelliklei eilen geminin 8 knot hızdaki taktik dönme çapı 4.3 di. 3 aktik çapın K ile oantılı değiştiği bilindiğine göe tabloda boyutlaı eilen A R geminin aynı hızda taktik dönme çapının 4 olabilmesi için dümen alanı ne olmalıdı? 5 m 4 m 8 m A R 40 m

34 34 Gemi Mühendisliği El Kitabı C d) Doğusal ota stabilitesi için geekli dümen alanı Dümen Yan Oanı Dümenin alanından sona dümenin etkinliğini belileyen ikinci temel geometik paamete yan oanıdı. Dümen yüksekliği / Dümen kiiş boyu olaak tanımlanan bu paamete için öneilen uygun değele aşağıdaki gibidi. Gemi ipi Yan oanu ek peaneli yük e yolcu gemisi.8 ek peaneli koste.05.6 Römokö.8 alıkçı Çift peane tek dümen 5. Çift peane yaı balanslı. Çift peane çift dümen Gelişmiş Dümen iplei i dümen etafındaki akım Reynolds sayısına bağlı olacaktı. u sayı ise dümen etafındaki akımın hızına, dümen açısına e dümenin kiiş boyuna bağlıdı. Reynolds sayısının atması ile akım lamineden tübülanslı akıma geçecek e konansiyonel dümenlede dönme açısının atması ile dümenin düşük basınç taafında akım ayılması oluşaak kaldıma kuetinin düşmesine yol açacaktı. Akım ayılmasının yanında otaya çıkabilecek diğe iki istenmeyen olay kaitasyon e antilasyondu. Dümenin pasif duumunda basıncın atmosfeik basıncın altına düşmesi yüzeye yakın bölgede otaya çıkan antilasyon dümenin üst yüzeyine konacak bi leha ile önlenebilecekti.. Schilling Dümen: Özel hidodinamik pofile e alt e üstte özel yüzeylee sahip balanslı bi dümendi. Schilling dümen 70 deeceye kada döndüülebili. Nomal dönme açılaında dönme daiesi çapını ciddi olaak azaltan Schilling dümen ekstem açılada (70 deece) geminin ilei yönde haeketinin dumasına e sadece yan itme kueti doğmasına yol aça. i baş itici ile kombine çalıştığında geminin boda yönünde haeketini sağlayabili. Düşük hızlada da yüksek dönme kabiliyeti sağlayan bu tip dümenlede dümen boyu için peane çapının. katı e dümen yüksekliği için peane çapı tipik değedi. u aantajlaının yanında Schilling dümenin temel dezaantajı nomal dümene göe daha geniş ıslak alana sahip olması nedeniyle yaattığı ek dienç nomal dümene göe daha yüksekti. Genellikle bu tip dümenlede daha güçlü bi dümen makinesine geek duyulması da diğe bi dezaantajdı.

35 Manea 35 Schilling dümen. Dönebili Nozul: Peaneyi çeeleyen dönebili bi nozul ile peane itmesi istenen yönde yönlendiilebili. Peane çalıştığı süece etkilidi. 3. Flaplı Dümen: Dümenin akasına yeleştiilen ayı bi flap ile dümenin eimi attıılabili. u flap mekanik olabileceği gibi jet eya döne silindi şeklinde de olabili. u sistem yüksek akım hızında eimli olduğundan düşük hızlada etkisizdi. 4. ecke Dümen: Dümen akasında flap a. Düme açısının iki katı dönebili 5. Aktif Dümen : Dümen yelpazesi üzeinde elektik motou ile tahik edilen nozullu bi peane ile dümenin oluştuduğu döndüme momenti attıılı. u dümenle ancak düşük hızlada etkilidi. 6. Shutte Dümen: Nozullu peaneye sahip omokö, seis botu, kutama gemisi gibi gemilede uygulanan bu sistemde mekanik olaak bibiine bağlantılı üç eya daha fazla yelpazeli bi dümen sistemidi. 7. Döne Silindili Dümen: Dümenin önde kenaına yeleştiilen e kendi ekseni etafında döndüülebilen bi düşey silindi ile dümenin düşük basınç taafındaki akım ayılması azaltılabili e böylece dümenin çok daha büyük açılaa döndüülmesi mümkün olu. 8. Koa (Kitchen) Dümen: 96 yılında Đngiliz donanmasında göeli Amial Kitchen taafından dizayn edilen e patenti alınan bu sistemde peanenin iki taafına yeleştiilen iki haeketli kanattan oluşan bi nozul sayesinde peane deini değiştimeden gemiyi döndümek, dudumak e tonistan yapmak mümkün olabilmektedi Manea Pefomansını Đyileştiici Donanım