YELKEN FİZİĞİ. Murat AYCİBİN

Transkript

1 YELKEN FİZİĞİ Murat AYCİBİN ç

2 Yol Haritası Tarihçe Yelkenliyi Oluşturan Kısımlar Yelkenli Yönler Seyir Yönleri Yelken Fiziğine

3 Tarihçe I. Mısır ve Fenike (M.Ö 4000) II. Ticaret Gemileri (M.Ö 3000) III. Yunanlılar ve Fenikeliler (M.Ö 1200) IV. Roma İmparatorluğu (M.Ö 100) V. Mısır (M.S 900) VI. Üç Direkli Gemiler (M.S 1400)

4 Yelkenin Kısımları 1. Borda 2. Karina 3. Salma 4. Düman / Pala 5. Yeke 6. Yeke Uzatması 7. Direk 8. Bumba 9. Çarmıh 10. Istralya 11. Gurcata 12. Ana Yelken 13. Cenoa / Flok 14. Ana Yelken Iskotası 15. Cenoa / Flok Iskotası 16. Pupa Palangası 17. Mapa

5 Yelkenli Yönleri

6

7 Seyir Yönleri Orsa (Close hauled) : Rüzgara karşı 45 dercelik bir açıyla yaptığımız seyirdir. Orsa rüzgara en yakın yapılan seyirdir. Dar Apaz (Close reach) : Rüzgara derecelik bir açılıyla yapılan seyirdir. Apaz (Beam reach) : Rüzgara 90 derecelik açıyla yapılan seyirdir. Bu seyirde rüzgarı tam bordadan alrız. Geniş Apaz (Broad reach) : Rüzgara derece aralığında yapılan seyirdir. Pupa ve Apaz seyrine çok yakın yapıldığından bu seyirlere kaçma şansı vardır. Pupa (Running) : Rüzgarı teknenin kıçından alarak yapılan seyirdir yani 180 derece. Sert havalarda iyi bir hıza ulaşmak mümkündür.

8 Yelken Fiziği Fiziksel Kavramlar Rüzgar Gücü Aerodinamik Etkiler Kaldırma Kuvveti Suyun Direnci Turbulans, Girdap, dalga hareketi (su) Vorteks (hava)

9 Bernoulli Prensibi Sıkıştırılamaz akışkanlarda (su veya hava) geçerlidir Akış boyunca her noktada, sıvıların basıncı ile akış hızı ters orantılıdır.

10 Uçak Kanadı Çalışma Prensibi Hareket Hızın yönünün veya büyüklüğün değişmesi Alınan yol farkı Basınç Kaldırma kuvveti

11 Rüzgar Gücü Hareket eden hava molekülleri rüzgarı oluşturur Hava molekülleri, tıpkı suyun yukarıdan aşağı akması gibi; yüksek basınçtan, alçak basınca doğru akar. Yelkenli tekneler, rüzgarın yelken üzerinde yarattığı kuvvetler sayesinde ilerleyebilir.

12 Yelkenli Üzerindeki Kuvvetler (Yelken) (Salma)

13 Yelken ve Salma rüzgarın ve suyun hızının farklı olmasından dolayı oluşan basınçtan faydalanarak yatay kaldırma kuvveti üretirler. Yelken ve salmadan meydana gelen kuvvetlerin vektörel toplamı botun seyir yönünü belirler. Botun hızı sabit ise, uygulanan net kaldırma kuvveti, bot suda veya havada giderken meydana gelen ve hıza bağımlı olan çekme kuvveti ile dengelenir. ç

14 En hızlı hareket yönü pupa seyri degildir Asla rüzgardan hızlı hareket edemez Suyun direnci En hızlı seyir Apaz seyrinde meydana gelir Yelken üzerindeki kuvvet azalmaz Bot hızı sabit kuvvet ve botun hareketine karşı olan direnc kuvveti ile belirlenir

15 SALMA (KEELS) Harekete yardımcı olur Salmalar yana kaymayı engeller ve yelkende yanda gelen ruzgar kuvvetini dengeler Büyük geniş salmalar çok fazla yüzey direncine neden olur Olumlu salma hareketine ile olumsuz salma direnci arasında bir denge gereklidir Kaldırmaya yardımcı olur Simetrik olmak zorundadır

16 SALMA ÇEŞİTLERİ

17 Kanat Teorisi Salma ve Yelken uçak kanatları gibi davranır. Ve bu ikiside kaldırma sağlar Uygun dizayn her zaman yardımcı olacaktır Uzun ve dar kanat en uygundur

18 Gövde Gövde Hızı Direnç Şekil Durağanlık

19 Gövde Hızı Geminin uzunluğu gövdenin hızını belirler Su dalgası dağılır. Hızların dalganın dalga uzunluğuna bağlıdır. Uzun dalgauzunluğuna sahip olan dalgalar daha hızlıdır. Gemiler baş kısmında dalga oluşturur. Bu dalgaların hızları geminin hızına eşit olmak zorundadır. İlk başta geminin baş tarafı kısa dalgalar üretir Geminin hızı artıkça üretmiş olduğu dalganın uzunluğuda artar ve geminin boyuna eşit olur. Dalgauzunluğu geminin boyundan uzun olduğu zaman, geminin kıç tarafı iki dalga arasında ki çukuruna düşer ve geminin baş tarafı dalgayı yararak ilerler. Bu durumda direnç artar. Buna Dalga Direnci denir

20

21 HIZI ETKİLEYEN FAKTÖRLER Sürtünme kuvveti Laminant or Turbulans akış Vorteks Yüzey Direnci Geminin Şekli

22 Sürtünme Direnci Geminin hareketi Su molekulleri geminin yüzeyine yapısır Van der Walls bağları

23 Dirençi Azaltmak Geminin Yüzeyini Cilalamak Kayganlaştırmak Düzügün Yüzey

24 Reynold Sayısı ve Turbulans R Lv / L = Uzunluk = viscosity v = Hız = Yoğunluk Viscosity akışkanın koparmak için gerekli olan kuvvet ölçüsüdür: v y = stress (Kuvvet/alan) y = akışa dik olan yön The Reynolds sayısı iç kuvvetlerin viskos kuvvetine olan oranıdır. Reynolds laminar akımın R 10 6 olduğu zaman Türbülans akıma dönüştüğünü gözlemlemiştir. Su için: = N sec/m 2 and = 10 3 kg/m 3, which yields R = L v Turbülans L v 1 olduğu zaman başlar. 5 knots = 2.5 m/sec = v, so L v = 1, when L = 0.4 m!

25 Gövdenin Şekli Gövdenin şekli botun ne kadar hızlı bir şekilde ivmeleneceğini ve hafif rüzgarda ne kadar hızlı gideceğini belirler Genel olarak konuşursak, dar ve derin gövdeler daha hızlı giderken daha az sağlam ve daha az yük taşır En hızlı geminin gövde şekli nasıl olması gerektiği ise halen tartışılan bir konudur

26 Botun hızının Hesaplanması

27