6. GEMİ GEOMETRİSİNE İLİŞKİN TANIMLAR Gemilere ilişkin birtakım önemli tanımlar, aşağıda gruplar şeklinde ve belli bir formata göre verilmektedir: Boy, Genişlik, Su Çekimi (Draft), Derinlik ve Fribort Tanımları: Boy Tanımları: Bir gemi için dört değişik boy tanımı yapmak olasıdır. Bunlar; Dikmelerarası Boy (LBP), Su Hattı Boyu (), Tam Boy (LOA) ve Batık Boy (LOS) şeklindedir (Şekil 1). Dikmelerarası Boy (L BP ): Kıç dikme (AP) ile baş dikme () arasındaki yatay mesafe olarak tanımlanır. Birtakım hesaplamalarda genellikle bu boy değeri esas alınmaktadır. Bazı gemilerin (özellikle CB > 0.6 olan gemilerin) orta kısmında paralel bir gövdesi bulunur. Paralel gövdenin özelliği, kesit şeklinin sözü edilen gövde boyunca sabit kalmasıdır. Bu durumda geminin Paralel Gövde Boyu (LPB), gemi boyunca en kesit şeklinin sabit kaldığı mesafe olarak tanımlanır. Geminin kıç taraftaki en uç noktasından paralel gövdesine kadar olan kısmı geminin kıç gövdesi olarak isimlendirilir. Geminin paralel gövdesinden baş taraftaki en uç noktasına kadar olan kısmı da geminin baş gövdesi olarak isimlendirilir. Kıç dikmeden paralel gövdeye kadar olan yatay mesafe geminin Çıkış Boyu (LR) ve paralel gövdeden baş dikmeye kadar olan yatay mesafe de geminin Giriş Boyu (LE) olarak tanımlanır. Bu durumda dikmelerarası boy aşağıdaki gibi yazılabilir (Şekil 2): L L L L (1) BP R PB E Su Hattı Boyu (L WL ): Yüklü su hattının kıç bodoslamayı kestiği nokta ile baş bodoslamayı kestiği nokta arasındaki yatay mesafe olarak tanımlanır. Tam Boy (L OA ): Geminin kıç taraftaki en uç noktası ile baş taraftaki en uç noktası arasındaki yatay uzaklık olarak tanımlanır. Geminin su üstü tam boyu olarak da isimlendirilebilir. Batık Boy (L OS ): Gemi su altı formunun kıç taraftaki en uç noktası ile baş taraftaki en uç noktası arasındaki yatay uzaklık olarak tanımlanır. Geminin su altı tam boyu olarak da isimlendirilebilir. Bu boy tanımı, balplı (yumru başlı) gemiler için geçerli olmaktadır. Balpsız gemilerde batık boy yüklü su hattı boyuna eşit olmaktadır. 1
LOA Derinlik Su Hattı AP LBP LOS Şekil 1 L BP, L WL, L OA ve L OS boylarının profil resminde gösterilişi. L R L PB L E AP Şekil 2 L R, L PB ve L E boylarının yüklü su hattı üzerinde gösterilişi. Genişlik: Bir geminin genişliği (B), geminin bordaları (yan tarafları) arasındaki en geniş mesafe olarak tanımlanır (Şekil 3). Geminin en geniş yeri çoğunlukla geminin tam ortasında (mastorisinde) yer alır. 2
Su Çekimi (Draft): Bir geminin su çekimi (T), geminin mastorisinde temel hattı ile yüklü su hattı arasındaki düşey mesafe olarak tanımlanır (Şekil 3). Su çekimi, yatay temel hattına sahip ve trimsiz haldeki gemiler için gemi boyunca sabit kalmaktadır. Ancak eğimli temel hattına sahip gemilerin ve/veya başa ya da kıça trimli haldeki gemilerin su çekimleri boy doğrultusunca değişmektedir. Bu durumda kıç su çekimi TK ve baş su çekimi de TB ile gösterilir. Ortalama su çekimi ise aşağıdaki gibi hesaplanır: TK TB T ort. (2) 2 Derinlik: Bir geminin derinliği (D), geminin mastorisinde temel hattı ile ana güverte arasındaki düşey mesafe olarak tanımlanır (Şekil 3). Fribort: Bir geminin fribordu (f), geminin mastorisinde yüklü su hattı ile ana güverte arasındaki düşey mesafe olarak tanımlanır (Şekil 3). Bu durumda fribort değeri aşağıdaki gibi hesaplanır: f D T (3) B Derinlik Su Hattı f T D CL Şekil 3 Bir gemi için genişlik, su çekimi, derinlik ve fribort tanımları. 3
Gros Tonaj ve Net Tonaj Tanımları: Gros Tonaj: Bir geminin gros tonajı (GT), geminin omurgasından bacasına kadar ve geminin iskelet yapısının dış tarafından ölçülen tüm kapalı alanlarının hacmiyle ilgili boyutsuz bir değer olmaktadır. Tonaj ölçümleri günümüzde 24 metreden büyük olan gemiler için IMO (International Maritime Organization) Konvansiyonu (Gemilerin Tonaj Ölçümü Üzerine Uluslararası Konvansiyon, 1969 Londra Kuralları) tarafından kontrol altına alınmıştır. Bu kurallar, 1982 Temmuzundan sonra inşa edilen bütün gemilere uygulanmaktadır. Bu konvansiyona göre gros tonaj değeri geminin bütün kapalı alanlarının bir fonksiyonu olarak aşağıdaki gibi hesaplanmaktadır: GT K1 V (4) Burada V m 3 olarak geminin toplam hacmi (Şekil 4) ve K1 değeri de gemi büyüklüğüne bağlı olarak 0.22 ile 0.32 arasında hesaplanan bir değer olmaktadır: K 10 1 0.2 0. 02 Log V (5) Gros tonaj değeri geminin toplam hacminin bir göstergesi olup, geminin ağırlığı veya DWT değeri ile herhangi bir ilişkisi yoktur. Genellikle böyle bir yanlış anlama söz konusu olabilmektedir. Şekil 4 Gros tonaj hesabında kullanılan toplam hacmin gösterilişi. Net Tonaj: Bir geminin net tonajı (NT), geminin para kazanma boşluğunun bir göstergesidir. Net tonaj değeri de boyutsuz olup, bütün kargo boşluklarının toplam hacmine, su çekimine, kalıp derinliğine ve yolcu sayısına bağlı olarak bir değer almaktadır. Net tonaj özel bir 4
formül kullanılarak belirlenir ve gros tonajın % 30 undan daha az bir değerde olmasına müsaade edilmez. Gemi kayıt ücreti, liman vergisi, güvenlik kuralları, tayfa alım kuralları, havuzlama, sörvey vs. gibi gemiye ilişkin birtakım işlemler, geminin ya gros tonajına ya da net tonajına dayandırılarak gerçekleştirilmektedir. Bu durumda evrensel bir tonaj ölçme sisteminin var olmasının önemi apaçık ortaya çıkmaktadır. En Kesit Alanı, Su Hattı Alanı ve Islak Yüzey Alanı Tanımları: En Kesit Alanı: Bir geminin en kesit alanı (AM), geminin en geniş kesitinin yüklü su hattı altındaki alanı olarak tanımlanır (Şekil 5). Geminin en geniş kesiti çoğunlukla mastoride yer almaktadır. En kesit alanı, dik iz düşüm metodu ile geminin önden veya arkadan görünüşünde elde edilecek görüntünün yüklü su hattı altındaki alanı şeklinde de tarif edilebilir. B Derinlik Su Hattı A M T CL Şekil 5 Bir geminin en kesit alanı. Su Hattı Alanı: Bir geminin su hattı alanı (AWP), geminin yüklü draftında su düzlemi ile olan ara kesitinin alanı olarak tanımlanır (Şekil 6). 5
L BP B A WP AP Şekil 6 Bir geminin su hattı alanı. Islak Yüzey Alanı: Bir geminin ıslak yüzey alanı (SW), geminin suyla temas eden yüzeyinin alanı olarak tanımlanır. Islak yüzey alanı su çekimi ile değişmekte olup, özellikle direnç/güç hesabının önemli parametrelerinden biridir. Bir geminin ıslak yüzey alanı, ön dizayn aşamasında genellikle geminin ana karakteristiklerine bağlı bir ampirik bağıntı kullanılarak yaklaşık bir değerde belirlenebilir. Eğer geminin yarı genişlik değerleri belli ise o zaman ıslak yüzey alanı bir sayısal çözümleme yöntemi kullanılarak gerçeğe yeterince yakın bir değerde elde edilebilir. Su Hattı Eğrisi ve En Kesit Alanları Eğrisi Tanımları: Herhangi bir geminin ön dizayn aşamasında genel yerleştirme planı yapıldıktan sonra, geminin birtakım geometrik parametrelerinin belirlenebileceği iki adet önemli eğri elde edilir. Bu eğriler, su hattı eğrisi ve en kesit alanları eğrisidir. Her iki eğrinin şekli, dizayn edilecek geminin su altı formu hakkında bazı bilgiler sunmaktadır. Su Hattı Eğrisi: Bir geminin su hattı eğrisi, gemi formunun yüklü su çekiminde su düzlemiyle kesişme noktalarının oluşturduğu eğri olarak tanımlanabilir (Şekil 7). Boyuna simetrik gemilerde su hattı eğrisinin sadece iskele tarafı çizilir. Su hattı eğrisi geminin önemli parametrelerinden olan su hattı alanının (dolayısıyla su hattı alan katsayısının) ve yüzme merkezinin (su hattı alan merkezinin) hesaplanmasına olanak verir. 6
L BP Su Hattı Eğrisinin İskele Tarafı B CL AP Şekil 7 Su hattı eğrisi. En Kesit Alanları Eğrisi: Bir geminin en kesit alanları eğrisi, temel hattından yüklü su hattına kadar olan en kesit alanının boy doğrultusundaki değişimini göstermektedir (Şekil 8). Düzgün bir su altı formu için, bu eğrinin oldukça düzgün sürekli bir yapıda olması zorunludur. En kesit alanları eğrisinin şekli, geminin su altı formuyla ilgili birtakım bilgiyi bize vermektedir. En kesit alanları eğrisinin sivri bir tepe görünümünde olması, geminin narin bir su altı formuna sahip olacağını gösterir. Bu eğrinin yayvan bir tepe görünümünde olması ise geminin dolgun bir su altı formuna sahip olacağını bildirir. Eğer en kesit alanları eğrisi orta kısım civarında yatay bir doğru parçasına sahip ise o zaman geminin bu doğru parçasının uzunluğu kadar paralel bir gövdeye sahip olacağı anlaşılır. En kesit alanları eğrisinin altında kalan alan, geminin deplasman hacmini verir. Alan merkezinin mastoriye olan uzaklığı da sephiye merkezinin mastoriye göre boyuna konumunu verecektir. En kesit alanları eğrisinin maksimum değeri, geminin en kesit alanı değerine eşit olacaktır. Maksimum en kesit alanının değeri çoğunlukla mastoride bulunmaktadır. 7
En Kesit Alanları Eğrisi Derinlik Su Hattı AP Şekil 8 En kesit alanları eğrisi. Su Altı Hacim Merkezi, Ağırlık Merkezi ve Yüzme Merkezi Tanımları: Gemilerin birtakım teknik hesaplarında oldukça önemli yer tutan üç merkez noktası vardır. Bunlar; su altı hacim merkezi, ağırlık merkezi ve yüzme merkezidir. Su Altı Hacim Merkezi (B Noktası): Geminin yüklü su hattı altında kalan formunun hacim merkezi olarak tanımlanır. B harfi ile gösterilir. Deplasman kuvveti ya da suyun kaldırma kuvveti bu noktaya etkimektedir. B noktasının üç boyuta göre konumları Tablo 1 de gösterilmiştir: Tablo 1 B noktasının boyuna, enine ve düşey konumları. B Noktası Boyuna Yeri Enine Yeri Düşey Yeri LCB TCB VCB (KB) Burada LCB değeri B noktasının boyuna konumu olup, olası üç farklı şekilde tanımlanabilir. Bu tanımlamalar; B noktasının kıç dikmeden olan uzaklığı, baş dikmeden olan uzaklığı ve mastoriye olan uzaklığı şeklindedir. LCB değeri büyük çoğunlukla mastoriye göre tanımlanmaktadır. Bu durumda B noktasının mastoriden başta ya da kıçta bulunması, ya LCB değerinden önce + / - konularak ya da LCB değerinden sonra (Başta) / (Kıçta) yazılarak belirtilir. Bir geminin LCB değeri yerine, genellikle % LCB değeri verilmektedir. % LCB değeri aşağıda verildiği gibi hesaplanır: 8
LCB % LCB 100 (6) L BP TCB değeri ise B noktasının enine konumu olup, genellikle boyuna merkez hattına göre tanımlanır. Bu durumda B noktasının boyuna merkez hattının sağında ya da solunda yer alması, ya TCB değerinden önce + / - konularak ya da TCB değerinden sonra (Sancak Tarafında) / (İskele Tarafında) yazılarak ifade edilir. TCB değeri boyuna simetrik gemiler için sıfır olmaktadır. Başka bir ifadeyle B noktası boyuna simetri düzlemi üzerinde yer almaktadır. VCB değeri de B noktasının düşey konumu olup, bu değer çoğunlukla KB ile gösterilmektedir. Ağırlık Merkezi (G Noktası): Geminin kütle merkezi olup, gemi üzerinde var olan yer çekimi kuvveti bu noktadan etkimektedir. G harfi ile gösterilir. G noktasının üç boyuttaki konumları Tablo 2 ile verilmiştir: Tablo 2 G noktasının boyuna, enine ve düşey konumları. G Noktası Boyuna Yeri Enine Yeri Düşey Yeri LCG TCG VCG (KG) Burada LCG değeri G noktasının boyuna konumu olup, kıç dikmeye, baş dikmeye veya mastoriye göre tanımlanabilir. LCG değeri genellikle mastoriye göre tanımlanmakta olup, G noktasının mastoriden başta ya da kıçta olması, ya LCG değerinden önce + / - konularak ya da LCG değerinden sonra (Başta) / (Kıçta) yazılarak belirtilir. TCG değeri ise G noktasının enine konumu olup, genellikle boyuna merkez hattına göre tanımlanır. Bu durumda G noktasının boyuna merkez hattının sağında ya da solunda bulunması, ya TCG değerinden önce + / - konularak ya da TCG değerinden sonra (Sancak Tarafında) / (İskele Tarafında) yazılarak ifade edilir. Meyilsiz gemilerde TCG değeri sıfır olmaktadır. Bu durumda G noktası boyuna simetri düzlemi üzerinde bulunmaktadır. VCG değeri de G noktasının düşey konumu olup, bu değer genellikle KG ile gösterilmektedir. Yüzme Merkezi (F Noktası): Geminin su hattı alanının merkezi olup, F harfi ile gösterilir. Gemi bu noktadan geçen enine eksen etrafında trim yapar ve yine bu noktadan geçen boyuna eksen etrafında da meyil yapar. F noktasının üç boyuta göre konumları Tablo 3 te gösterilmiştir: Tablo 3 F noktasının boyuna, enine ve düşey konumları. F Noktası Boyuna Yeri Enine Yeri Düşey Yeri LCF TCF VCF (T) 9
Burada LCF değeri F noktasının boyuna konumu olup, üç değişik şekilde tanımlanabilir. Bu tanımlamalar; F noktasının kıç dikmeden olan uzaklığı, baş dikmeden olan uzaklığı ve mastoriye olan uzaklığı şeklindedir. LCF değeri çoğunlukla mastoriye göre tanımlanmaktadır. Bu durumda F noktasının mastoriden başta ya da kıçta bulunması, ya LCF değerinden önce + / - konularak ya da LCF değerinden sonra (Başta) / (Kıçta) yazılarak belirtilir. TCF değeri ise F noktasının enine konumu olup, genellikle boyuna merkez hattına göre tanımlanır. Bu durumda F noktasının boyuna merkez hattının sağında ya da solunda yer alması, ya TCF değerinden önce + / - konularak ya da TCF değerinden sonra (Sancak Tarafında) / (İskele Tarafında) yazılarak ifade edilir. TCF değeri boyuna simetrik gemiler için sıfırdır. Başka bir ifadeyle F noktası boyuna simetri ekseni üzerinde yer alır. VCF değeri de F noktasının düşey konumu olup, bu değer geminin su çekimi değerine eşit olmaktadır. Kıç Bodoslama, Baş Bodoslama, Temel Hattı, Şiyer Çizgisi ve Çene Çizgisi Tanımları: Kıç Bodoslama: Bir geminin kıç bodoslaması; geminin yandan görünüşünde temel hattının belirli bir noktasından başlayarak, su hatlarının sancak ve iskele kıç taraflarının birleşme noktalarından geçen ve geminin en uç kıç noktasında sonlanan bir eğri olarak tanımlanabilir (Şekil 9). Kıç bodoslama eğrisi gemilerin tipine ve işlevine göre değişik şekillerde olabilmektedir. Kıç bodoslama genel olarak kruzer (yuvarlak) ve ayna (düz) olmak üzere iki farklı biçimde uygulanabilir. Kıç Bodoslama AP Şekil 9 Kıç bodoslama. 10
Baş Bodoslama: Bir geminin baş bodoslaması; geminin yandan görünüşünde temel hattındaki belirli bir noktadan başlayarak, su hatlarının sancak ve iskele baş taraflarının birleşme noktalarından geçen ve geminin en uç baş noktasında sonlanan bir eğri şeklinde tarif edilebilir (Şekil 10). Baş bodoslama eğrisi, gemilerin tipine ve işlevine göre çeşitli şekillerde olabilmektedir. Baş bodoslama genel olarak balplı (yumru başlı) ve balpsız (yumru başsız) olmak üzere iki ana farklı biçimde görülmektedir. Derinlik Su Hattı Baş Bodoslama Şekil 10 Baş bodoslama. Temel Hattı: Bir geminin yandan görünüşünde; kıç bodoslamanın alt uç noktasını baş bodoslamanın alt uç noktasına birleştiren doğru parçası, geminin temel ya da kaide hattı olarak isimlendirilir (Şekil 11). Temel hattı ya yatay bir doğru ya da yatayla belirli bir açı oluşturan eğik bir doğru şeklindedir. Şiyer Çizgisi: Bir geminin yandan görünüşünde; kıç bodoslamanın üst uç noktasından başlayıp, her bir posta ile eş kemerenin birleşme noktasından geçerek, baş bodoslamanın üst uç noktasında sonlanan eğri, geminin şiyer çizgisi olarak adlandırılır (Şekil 11). 11
Şiyer Çizgisi Derinlik Su Hattı Temel Hattı AP Şekil 11 Temel hattı ve şiyer çizgisi. Çene Çizgisi: Bir geminin çene çizgisi, geminin bordasının belirli bir noktasından başlayan ve yine bordasının belirli bir noktasında sonlanan bir eğri olarak tanımlanabilir (Şekil 12). Başka bir ifadeyle çene çizgisi, posta eğrilerinin süreksiz olduğu noktalarından geçen bir eğri şeklinde de tarif edilebilir. Bir geminin çene yapısı, keskin veya yuvarlatılmış (küt) olmak üzere ya kısmi özellikte ya da kıçtan başa kadar devam eden özellikte olabilir. Çene Çizgisi Şekil 12 Çene çizgisi. 12
Sintine, Güverte Sehimi ve Güverte Daralması Tanımları: Sintine: Sintine bir geminin en alt bölümü olup, genellikle iki parametre ile tanımlanır. Bu parametreler, Sintine Yükseltisi ve Sintine Dönümüdür. Bir geminin sintine yükseltisi, geminin dibinde sintine dönümünün başladığı noktanın temel hattından yüksekliği şeklinde tanımlanabilir (Şekil 13). Eğer bir geminin sintine yükseltisi sıfır ise o zaman geminin dibi tamamen temel düzlemi üzerinde olacaktır. Sintine dönümü de geminin dip kısmı ile bordasının birleştiği eğrisel kısım olarak tarif edilebilir (Şekil 13). Sintine dönümü ya bir çember parçası ya da bir elips parçası şeklinde olabilir. Eğer bir çember parçası ise o zaman sintine dönümü Sintine Dönüm Yarıçapı ile tanımlanır. Güverte Sehimi: Geminin en kesitinde ana güvertenin tümsekliğinin (bombesinin) boyuna simetri ekseni üzerindeki yüksekliği olarak tanımlanabilir (Şekil 13). Standart bir değer olarak gemi genişliğinin (1/50) si alınabilir. Güverte sehimi, gemi boyunca ya sabit bir değer ya da her bir postanın genişliğinin (1/50) si olacak şekilde değişken bir değer olarak alınabilir. Güverte Daralması: Geminin en kesitinde ana güverte genişliğinde oluşturulan azalma miktarı olarak tanımlanabilir (Şekil 13). Bu durumda güverte genişliği ve güverte alanı, gemi genişliği ve su hattı alanından daha az değerlerde olacaktır. Güverte Daralması Güverte Sehimi Derinlik Su Hattı B/2 Sintine Dönümü Sintine Yükseltisi CL Şekil 13 Sintine yükseltisi, sintine dönümü, güverte sehimi ve güverte daralması. 13
Balp (Yumru Baş): Belirli bir hızla seyreden gemilerin ihtiyaç duyduğu ana makine gücünü azaltmak için, genellikle bir balp (yumru baş) uygulamasına başvurulur. En genel ifadeyle bir balp uygulaması, özellikle yüksek hızlarda geminin toplam direncini önemli derecede düşürmektedir. Balbın gemi direncine olan olumlu etkisi, baş bodoslamanın önünde ve civarında oluşacak baş dalganın yüksekliğini düşürmesi dolayısıyla bu bölgede dalga oluşumu için kullanılacak enerjinin azaltılması olarak görülmektedir. Balbın gemi direncine olan olumsuz etkisi ise ıslak yüzey alanını artırdığından dolayı direncin sürtünme bileşenini artırması şeklinde görülmektedir. Üç farklı balp formu mevcut olup, bu formlar aşağıda sıralanmıştır: kesit şekilli balp formu (Şekil 14) kesit şekilli balp formu (Şekil 15) Daire veya elips kesit şekilli balp formu (Şekil 16) Bütün bu balp biçimlerinin farklı geometrik karakteristiklere sahip olacağı açıktır. Yapılmış deneysel çalışmaların sonucunda, düşük şiddetli deniz durumlarında ve tipli yumru başa sahip gemilerin direnç/güç değerlerinde önemli bir fark olmadığı görülmüştür. tipli yumru baş formu, düşük şiddetli deniz durumlarında ve gemi boş halde iken tipli yumru baş formuna göre daha uygun olmaktadır. Ancak yüksek şiddetli deniz durumlarında ise tipli yumru baş formunun tipli yumru baş formuna göre denizcilik açısından önemli bir üstünlüğü olmakta ve hız kaybı da daha az gerçekleşmektedir. Özellikle dövünme ve güverte ıslanması gibi olayların olasılıklarını düşürmek için, tipli yumru baş formu tercih edilmelidir. Herhangi bir yumru başı tanımlayabilecek dört önemli yumru baş büyüklüğü vardır. Bunlar; l yumru baş boyu, b yumru baş genişliği, AL yumru baş formunun boyuna kesit alanı ve AT yumru baş formunun enine kesit alanı şeklindedir. A L A T l b CL Şekil 14 tipi yumru baş. 14
A L A T l b CL Şekil 15 tipi yumru baş. A L A T l b CL Şekil 16 O ya da 0 tipi yumru baş. Yumru baş formu hangi tip olursa olsun hem kıça hem de başa trimli ve trimsiz durumlarda ve değişik yumru baş boylarında sistematik model deneyleri yapılarak, uygun LCB değeri ve uygun l yumru baş boyu belirlenmelidir. 15