SlideShare a Scribd company logo
1 of 187
Download to read offline
İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
GEMİ İNŞAATI VE DENİZ BİLİMLERİ FAKÜLTESİ
GEMİ İNŞAATI VE GEMİ MAKİNALARI BÖLÜMÜ
2010-2011 GÜZ YARIYILI
HAZIRLAYAN
PROF. DR. A. YÜCEL ODABAŞI
DÜZENLEYEN
Y. DOÇ. DR. ŞEBNEM HELVACIOĞLU
MÜH. NALAN EROL
Bölüm 1-1
1. GEMİ DİZAYNINDA GÖREV TANIMI VE GÖREV ANALİZİ
Gemiler, belli bir faaliyeti yerine getirmek üzere dizayn edilen ve üretilen endüstriyel yapılardır,
yani başka bir deyişle platformlardır. Genel olarak bir armatör veya gemi sahibi olacak bir otorite,
aşağıda sıralanan gaye veya sebeplere benzer koşullar altında gemi dizaynı yaptırmayı düşünür:
• Yaşlanmış veya teknolojik olarak çağını doldurmuş gemilerin yenilenmesi veya tadilatı.
• Mevcut bir ticari rotada filo büyütme veya gemi tadilatı ile ticari kazanç arttırma.
• Mevcut bir ticari rotada yeni servis sunma veya değişik yük taşıyarak pazar payını
büyütmek.
• Değişen jeopolitik ve ekonomik şartlarda yeni bir rota veya taşıma türü sunarak yeni
pazarlar açmak.
• Açık denizde mevcut veya endüstriyel faaliyetleri gerçekleştirmek.
• Ticari veya endüstriyel faaliyet gösteren gemi ve yapıların destek gereksinimini karşılamak.
• Ülke deniz savunma ihtiyaçlarına cevap vermek.
Bu anlayış içerisinde gemileri, görev tanımlarına göre aşağıdaki gruplar içerisinde toplamak
mümkündür:
(1) Ticaret Gemileri: Ana görevleri yük ve yolcu taşımak olan gemiler.
(2) Endüstriyel Gemiler: Denizdeki kaynakların incelenmesi veya değerlendirilmesi için dizayn
edilmiş gemiler.
(3) Servis Gemileri: Ticari ve endüstriyel gemilerin çalışmalarını destekleyen gemiler ile
denizde can ve mal güvenliği sağlayan gemiler.
(4) Savaş Gemileri: Ülkenin savunma ihtiyaçlarını karşılayan silahlandırılmış gemilerle, ülke
savaş filosunu destekleyen gemiler.
Her gruba giren gemiler için tipik örnekler Tablo 1.1’de verilmiştir. Bu tabloda verilen gemilerin
büyüklük, görünüş ve aranjman yönünden çok büyük değişiklikler gösterdiği göze çarpar. Bu
değişikliğin temel sebebi ise geminin görev tanımıdır. Örneğin; ticaret gemilerinde ana gaye yük
(veya yolcu) taşımak olduğundan, taşınacak yükün karakteristikleri dizaynı yönlendirir. Dolayısıyla
başarılı bir gemi dizaynı için ilk şart “görev veya gereksinim tanımı”nın doğru ve anlaşılır
olmasıdır.
Bölüm 1-2
TABLO 1-1 Göreve Tanımına Göre Sınıflandırılmış Tipik Gemi Örnekleri
Ticaret Gemileri Endüstriyel Gemiler Servis Gemileri Savaş Gemileri
• Genel yük gemileri
(General cargo ship)
• Konteyner gemileri
(Container ship)
• Ham petrol tankerleri
(Crude oil carrier)
• OBO (Cevher/Dökme/Petrol) taşıyıcı
gemiler
(Oil/Bulk/Oil)
• Feriler
(Ferry)
• Roll-on Roll-off gemiler
(Ro-Ro)
• Yolcu gemileri
(Passenger ship)
• LNG/LPG tankerleri
(LPG/LNG tanker)
• Yük şatları (barge) ve entegre şat-itici
sistemleri
(Integrated tug-barge system)
• Kimyasal tankerler
(Chemical tankers)
• Tarak gemileri
(Dredger)
• Sondaj gemileri
(Drill ship)
• Incinirator gemileri
(Incinerator ship)
• Balıkçı fabrika gemileri
(Fish factory trawler)
• Araştırma gemileri
(Research vessel)
- Balıkçılık
(Fishing)
- Oseonografik
(Oceanograpic)
- Hidrografik
(Hydrographic)
- Sismik
(Sysmic)
• Romorkörler
(Tugs)
• Dalış destek gemileri
(Diving support ships)
• Yangın gemileri
(Fire – fighters)
• Pilot botları
(Pilot boats)
• Mürettebat taşıma gemileri
(Crew Tenders)
• Temin edici gemiler
(Supply boats)
• Deniz ambulansları
(Sea ambulance)
• Kaçakçı takip botları
(Drug interdiction patrol boats)
• Denizde yağ toplama gemileri
(Oil skimmer)
• Avcı botları
(Patrol boat)
• Hücüm botları
(Fast attack boat)
• Firkateynler
(Frigate)
• Destroyerler
(Destroyer)
• Denizaltılar
(Submarine)
• Mayın gemileri
(Mine counter measures or
mine hunter)
• Çıkarma gemileri
(Landing craft)
• Çıkarma destek gemileri
(Landing support ships)
• Akaryakıt destek gemileri
(Naval oiler ship)
• Cephane destek gemileri
(Naval Supply ships)
• Özel harekat botları
(Special operation boats)
Bölüm 1-3
Görev analizinin temelini, gemi sahibi istekleri ve kısıtlamaların belirlenmesinden sonra, yapılacak
bir tekno-ekonomik analiz ve bu analizin gerçekçi bir şekilde değerlendirilmesi oluşturur. Bu
kapsamda ticaret gemisi dizaynında düşünülmesi gereken unsurlar, en basit bir anlayış içerisinde,
aşağıdaki şekilde sıralanabilir:
A - Ekonomik Unsurlar
• Filo yapısı ve dizaynı düşünülen gemi sayısı.
• Düşünülen ticari rota ve rotalar (tonaj ve servis hızı).
• Düşünülen çalışma ve yük profili (sıa, belirleyici yük tanımı, servis hızı).
• Yük özellikleri ve kapasite tanımları (birden fazla yük dahil).
• Yükleme-boşaltma ve diğer kargo sistemleri için alternatiflerin belirlenmesi ve seçim
kurallarının tanımı.
• Gemi sevk sistemi alternatiflerinin ve seçim kurallarının tanımı.
• Gemide uygulanması düşünülen otomasyon seviyesi ve personel politikası (mürettebat
sayısı).
• Ana gaye dışı kullanım olasılığı.
• Yatırım veya ilk maliyet sınırlamaları.
• Tahmin edilen navlun oranları ve navlun dalgalanmaları.
• Finansman paketi şartları (faiz, ödemesiz süre, toplam ödeme süresi, komisyonlar).
B - Sınırlamalar (Kısıtlamalar)
• Kullanılacak liman, rıhtım ve kanalların gerektirdiği boy, genişlik, su çekimi, hava draftı
gibi boyut sınırlamaları.
• Liman yükleme-boşaltma tesislerinin kapasite, hız ve yükseklikleri.
• Havuzlama tesisleri dolayısıyle sınırlamalar.
• Çalışılan limanlardaki gel-git özellikleri.
• Gemiden istenen denizcilik özellikleri ve çalışılacak denizler.
• Uygulanacak klas kuruluşu kuralları.
• Bağlı bulunacağı liman ve bayrak devleti talepleri.
• Uluslararası kural, konvansiyon ve kaideler.
- Tonaj ve fribord kuralları.
- Stabilite standartları.
Bölüm 1-4
- Yaralı stabilite ve bölmeleme gereksinimleri.
- Titreşim ve gürültü sınırları.
- Deniz kirlenmesini önleme kuralları.
- Tehlikeli ve patlayıcı yük taşıma ile ilgili sınırlamalar.
- Denizde haberleşme ile ilgili tüzükler.
- Mürettebat ve yolcu-yaşam mahalleri ile ilgili kurallar.
vs.
Bu veya daha kapsamlı bir listedeki unsurlar kavram dizaynı (=concept design) denilen bir yaklaşım
içerisinde parametrik bir modelleme yöntemiyle sistematik bir değerlendirmeye tabi tutulur.
Bölüm 1-5
TABLO 1-2 Kullanım Alanlarına Göre Gemilerin Sınıflandırılması
KENDİ KENDİNİ SEVK EDEBİLEN DENİZ TAŞITLARI
( SELF PROPELLED MARINE VEHICLES )
GÖL VE NEHİRDE GİDENLER
(INLAND WATERWAYS)
AÇIK DENİZDE GİDENLER
(SEAGOING)
Taşımacılıkta kullanılanlar
(transport)
Taşımacılıkta kullanılmayanlar
(non transport)
Dökme Yük
(Bulk cargo)
Genel Yük
(General Cargo)
Yolcu
(Passenger)
Sıvı
(liquid)
Kuru
(dry)
Sıvı gaz kimyasalları
(liquid gas chemicals)
Petrol Tankeri
(Oil Tanker)
(ham-ürünler)
(crude-products)
Kombine taşıyıcı
(O.B.O)
Combination carrier
(O.B.O)
Dökme yük taşıyıcı
( Bulk carrier )
Balyalar, sandıklar
ambalajlar içine
yerleştirilmiş
dökme yükler
Çok Güverteli Şilep
(Multi deck freighter)
Tek güverteli ( koster)
Single deck (coaster)
Ambarları soğutuculu
olan gemi
(reefer )
Ağır yükleri kaldırmak
için özel donanımlara
sahip gemi
( Haevy lift ship)
Birim yük
( unit cargo )
Konteyner (container )
Ro-Ro
Araba taşıyıcı
( car carrier )
Yük şatları taşıyıcı
( barge carrier)
Feribot
(ferry)
Sadece yolcu
taşıyan gemi
(cruise)
Balıkçı
(Fishing)
Servis gemileri
( Service crafts )
Av gemileri
(catchers)
Fabrika gemileri
(factory vessels)
Askeri gemiler
(Military )
Diğer Deniz
Taşıtları
(other marine
craft)
Romorkör (Tugs)
Tarak gemisi
(Dredger)
Buz Kırıcı tekne
(Ice breaker)
Sondaj Gemisi
(Drill ship)
Kreyn gemisi
( Crane Ship )
(Kablo gemisi
( Cable ship )
Araştırma teknesi
( Survey Vessel )
Uçak gemisi
(Aircraft Carrier)
Destroyer
(Destroyer)
Eskort
(Escort)
Denizaltı
( Submarine )
Hücumbot
( Patrol craft )
Mayın tarama
gemisi
( Mine craft )
Cephane destek
gemisi
(Support craft)
Çıkarma gemisi
(Landing craft)
Çok tekneli
büyük yatlar
(multi hull
large yachts)
Bölüm 1-6
1.1 Muhtelif tipte gemiler
Şekil 1. CVN 78 tipi uçak gemisi*
http://tr.wikipedia.org/wiki/Dosya:CVN-78_Artist_Image.jpg
Şekil 2. Sikorsky yapımı hücum bot (gunboat)
http://www.sikorskyarchives.com/boat2.html*
Bölüm 1-7
Şekil 3. Todak sınıfı hücum bot (patrol boat)
http://www.trmilitary.com/forum/viewtopic.php?f=47&t=13709*
Şekil4. Semo “democracy” class 40 m surface effect ship (SES)
www.islandengineering.com/ses_museum.htm
Bölüm 1-8
Şekil 5. SWATH (small water-plane area twin hull) tipi tekne
http://www.yachtforums.com/forums/general-yachting-discussion/3541-swath-ships-2.html*
Şekil 6. Katamaran tipi tekne
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/15/Polynesian_canoe_replica_2.jpg*
Bölüm 1-9
Şekil 7. 50 yolcu kapasiteli 35 knot hıza çıkabilen hava yastıklı (hover craft) tekne
http://anggun3.files.wordpress.com/2008/05/hovercraft.jpg*
Şekil 8. The RMS Queen Mary 2 yolcu gemisi
http://travelblog.portfoliocollection.com/FeaturedImage/queen_mary_2.jpg*
Bölüm 1-10
Şekil 9. M/S Freedom of the Seas yolcu gemisi
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e6/Freedom_of_the_Seas_Oslo_26_april_2006.j
pg*
Şekil 10. yolcu gemisi
http://www.kaliteliresimler.com/data/media/45/Crystal_Symphony.jpg*
Bölüm 1-11
Şekil 11. Konteyner gemisi
http://www.resimdizin.com/resim.asp?rid=oNZWPUyNPJNS*
Şekil 12. Ham petrol taşıyan bir tanker
http://bz4.kr/zbxe/dic_T/files/attach/images/109/604/Tanker.jpg*
Bölüm 1-12
Şekil 13. Supramax Dökme yük gemisi
http://resimcenter.com/r-deniz-ulasimi-ve-yuk-tasiyicisi-gemi-resimleri-90-supramax-dokme-yuk-
gemisi-resimleri-1793.html*
Şekil 14. Genel yük gemisi
http://www.trans-inst.org/img/marilyn.jpg
Bölüm 1-13
Şekil 15. Ro-Ro gemisi
http://xguilty.files.wordpress.com/2007/08/ro-ro.jpg*
Bölüm 2-1
2. GENEL PLAN DİZAYNI
2.1 GENEL TANIMLAR VE YÖNTEM
Tanım: Genel plan dizaynı, erişim ihtiyaçları göz önünde tutularak koordineli bir şekilde, gemiden
beklenen bütün fonksiyonların yerine getirilebilmesi için alan / hacim atama işlemidir.
Yaklaşım: Genel plan dizaynında yaklaşım dizaynerin bilgi ve tecrübesi ile dizaynı yapılacak gemi
tipi ile ilgili veri bazı mevcudiyetine bağlı olmak üzere, genelde aşağıdaki aşamalardan oluşur.
Örnek olarak (bakınız Şekil – 2.1.a ve 2.1.b)
• Fonksiyon – ilinti – hacim (alan) talebi ilişkilerinin belirlenmesi (ör: şekil 2.6)
• Ana hacimlerin atanması (genel fonksiyonel bölmeleme) (ör: şekil 2.5)
• Bireysel hacim sınırlarının atanması (özel bölmeleme)
• Birimsel hacimde iç yerleşim (makine, teçhizat v.s.) değerlendirmesi
• Hacimler arası erişim dizaynı ve değerlendirmesi
• Toplam dizayn entegrasyon değerlendirmesi
Bu yaklaşım dizaynın her kademesinde daha detaylandırılarak yapılır ve yapılan seçimlerin
uyulması gereken kaide, kural ve konvansiyonlara uyması şartı sağlanır. Bu şartların başında ise
• Normal ve yaralı stabilite gereksinimleri
• Yeterli bünyesel mukavemet (statik ve dinamik)
• Yolcu ve mürettebat güvenliği
• Erişim ve boşaltma
• Deniz kirlenmesini önleme
gelir.
En elemanter seviyede de olsa bir genel plan dizaynının başlayabilmesi için bazı bilgilerin var
olması gerekir. Bu bilgiler en azından aşağıdaki konuları kapsar:
• Taşınması istenen yükün tipi, özellikleri ve gerekli hacim
• Yük istifleme metodu ve yükleme-boşaltma sistemleri
• Kullanılacak ana makine tipi ve gücü ve gereken hacim
Bölüm 2-2
• Yolcu ve mürettebat sayısı, yaşam mahali standartları ve yaşam mahalli hacim ihtiyaçları
• Gemi sıası (mil ve gün olarak) ve buna bağlı olarak gerekli tank hacimleri ve depo hacimleri
• Özel kullanım maksatlı işlevlerin ve bunların hacim gereksinimlerinin belirlenmesi
• Kullanılacak bölmeleme standardı ve enine perdeler arasındaki mesafe sınırlamaları
• Form planının mevcut olması veya form planı hakkında fikir sahibi olunması.
Bu anlayışın içinde yük gemileri genel plan dizaynını belirli alt başlıklar altında incelemek mümkün
olabilir, ancak hiçbir zaman toplam sistem entegrasyon gereksinimlerini unutmamak gerekir.
Şekil 2.1.a
Bölüm 2-3
Şekil 2.1.b
1)Fonksiyonel Hacim
Gereksinimleri Tanımı
Ana ilkeler
Görev destek fonksiyonları
Personel destek
fonksiyonları
Gemi destek fonsiyonlari
Diğer fonsiyonlar
Destek yöntemler
Konfigürasyon veri bazı
Yaklaşık metodlar
Gerkesinim tanımı
Alınan dersler
Tasarımcı tecrübesi
2)Güverte Kompartman ve
Zonların Tanımı
Ana ilkeler
Güverte ve perde pozisyonları
Ana makine dairesi yeri
Yardımcı makine dairesi yeri
Hareket bölumünün yeri
Topside yerleşimi
Yaşam mahalleri
Alan hedeflerinin belirlenmesi
Öncelikler
Yaraya dayanıklılık ve vuruş gücü
SSCS öncelikleri
Erişim gereksinimleri
Geometrik sınırlamalar
Destek yöntemler
Geometrik modelleme(CAD)
Gereksinim tanımları
Alınan dersler
Tasarımcı tecrübesi
3)Genel Yerleşim Tanımı
Ana ilkeler
Ilinti ve ayrışıklık
Erişim ve degiştirme boyutları
Personel ve techizat geçişi
Insan etkenleri
Belirleyici iz azaltma
Görüş alanı
Öncelikler
Görev etkinligi
Emniyet
Duruş gücü
Maliyet
Destek yöntemler
Geometrik modelleme (CAD)
Analiz yöntemler
Gereksinim tanımları
Tasarım disiplin seçimleri
Alınan dersler
4) Tasarim Çıktıları
Yerleşim resimleri
Yerleşim raporları
Sistem ve eleman parçaları
Şartnameler
Maliyet raporları
Inşaat ve tadilat kontrolü
Yaklaşık hesap
metodları
Donanma ve
teknik başkanlık
tasarım tercihleri
Filo
konfigürasyon
Veri bazı
(tarihsel)
Alınan dersler
Veri bazı
Geometrik
model
(CAD)
Gereksinim
tanımı
Analiz
metodları
(fonsiyonellik)
Duruş gücü
gereksinimleri
Tasarım
Veri bazı
Genel Plan Tasarım ve Değerlendirme Mantığı
Bölüm 2-4
2.2 ÇEŞİTLİ YÜK TAŞIYAN YÜK GEMİSİ (CARGO LINER)
Çeşitli yük taşıyan yük gemileri, belli rota ve rotalarda muntazam veya tarifeleri uygulayan belirli
yük gruplarını taşımak için, bazı özel dizayn özellikleri gösteren gemilerdir. Genelde taşınan yük,
acentalar kanalı ile ayarlanan ve birden fazla göndericiye ait paketlenmiş yüklerden oluşur. Bu tür
gemiler çoğu zaman oldukça büyük filo sahibi şirketler tarafından işletilir. Filodaki gemi sayısı ve
her geminin büyüklüğü rota mesafesine, o rotada taşınması gereken yük miktarına ve rotadaki
tarifeli servis sıklığına göre değişir.
Tanım olarak genel yük, bir gemiyi, ambarı veya kompartımanı tek başına doldurmayacak kadar
küçük yük paketleridir. Liner taşımacılığında kullanılan teknik terimler Tablo – 2.2’de verilmiştir.
Tablo – 2.3 tipik genel yük türlerini, bunların paketleme özelliklerini ve taşınmasında göz önünde
tutulması gereken hususları göstermektedir. Buradan da görüleceği gibi yükün bu kadar değişik
olması ve bunlara karşı gelen istif faktörlerinin değişikliği (bakınız Tablo – 2.4) liner servisinde
önemli problemler ortaya çıkarmış ve yüklerin bireyselleştirilmesi bu probleme önemli çözüm
getirmiştir.
Liner taşımacılığı için en önemli ve değerli yük tipi değeri yüksek ve taşıma hacmi sınırlı
endüstriyel ve yarı-endüstriyel mamullerdir. Ancak bu mamullerin taşıma hacmi artarsa ya özel
taşımaya veya konferans dışı bulk taşımaya geçme tehlikesi de mevcuttur.
Aşikar olan, yüksek değerli taşıma ürünlerinde navlun kadar taşımanın sürekliliği, zamanı ve
güvenirliliği de önemlidir. Dolayısıyla Liner işletmelerinin müşterilerini muhafaza etmek ve yeni
müşteri çekebilmek için faktörleri dengeleyen ve en iyi değer veren bir anlayış benimsemeleri
gerekir.
Yüklerin bireyselleşmesi belli bir evrim geçirmiştir. Bu evrimin ilk aşaması sandıklamadır. (=
palletization). Bu metodda yük ucuz ağaçtan yapılmış bir sandığa konur ve yük emniyeti muhtelif
bağlar, ağlar veya büzülebilen plastik ile temin edilir. Böylece kapatılan sandık limanda fork-lift ile
taşınabilir; ve kaldırıp indirme ise kreyn ile yapılır (Lo-Lo=lift on – lift off). Her ne kadar bu sistem
limandaki yükleme-boşaltma hızı, güvenirlilik ve yük hacmi yönlerinden konteynercilikten daha az
verimli ise de, sandıklamanın üç önemli avantajı vardır. Bunlar:
(1) Sandıklar konteynerlerden çok daha ucuzdur ve geri gönderilmesi zorunluluğu yoktur.
(2) Bazı hallerde sandıklar nakliyecinin taşıma ve yükleme-boşaltma sistemi için daha uygun
olabilir (özellikle az gelişmiş ülke liman ve gemilerinde).
(3) Boş konteynerlerin geri taşınması problemi önlenir.
Bölüm 2-5
Bugün genel yük için en çok kullanılan taşıma türü ISO standartlarına uygun konteynerlerdir.
Bugün taşımacılıkta 20-feet’lik konteynerler standart haline gelmiş ve konteyner gemilerinin
kapasiteleri TEU (twenty-foot equivalent unit) olarak ifade edilmektedir. ISO standart
konteynerlerinin genişlik ve yükseklikleri 8 feet olup, dört değişik boyda olabilirler. Bu boylar 10
foot, 30 foot ve 40 foot’dur.
Boyutlar
20’ x 8’ x 8’6”
Boyutlar
40’ x 8’ x 8’6”
Boy (metre) 5.9 12.0
En (metre) 2.4 2.4
Yükseklik (metre) 2.6 2.6
Kapasite (metreküp) 32.9 67.0
İstif kapasitesi 9 9
Maksimum kütle (ton) 24 30
Kaynak: UNCTAD (1985), s. 141
Tablo2.1. konteyner ozellikleri
Bireyselleşmiş yük taşımacılığında bir diğer tip de vasıta veya treyler üzerinde yük taşıyan Ro-Ro
(Roll on – Roll off) tipidir. Aslında bu tür pek yeni olmayıp kısa mesafelerde nehir, kanal ve
benzeri geçişler için uzun sürelerden beri kullanılmıştır. Gemiye ait hareketli bir köprü tertibatıyla
yük ve taşıyıcının gemiye giriş ve çıkışı yapılır. Sistemin en büyük dezavantajı ro-ro prensibi
ekonomikliliğini giriş ve çıkışın arttıkça kaybetmesidir. Bu sistemin en büyük avantajı ise bu tür
taşımacılıkta liman yatırımının, yükleme-boşaltma için özel bir donanım ve tesise ihtiyaç
duyulmaması sebebiyle, düşük olmasıdır. Bu türün özel gayeli olarak yapılmış olan “araba
taşıyıcısı” (=car carrier), sayısı sınırlı olmakla beraber, mesafeye bağlı olmaksızın ekonomikliliğini
koruyabilen bir taşıma metodudur. Dünyada özellikle gelişen ülkelerde liman işletmelerinin
kötülüğü limanlarda bekleme maliyetlerini kabul edilemez düzeylere ulaştırmıştır. Ro-Ro
taşımacılığının en büyük avantajı bu tür beklemeleri ortadan kaldırmasıdır. Dolayısıyla, bu tip
taşımacılığın gelişen ülkeler ticaretinde kullanılabilirliği düşünülmelidir.
Gelişen ülkeler yönünden önemli olan diğer Liner taşımacılığı da şat (=barge) taşıyan gemilerdir.
Bu tür taşımacılık liman tesislerine olan ihtiyacı tamamen ortadan kaldırması yönünden önemlidir.
Özellikle nehir taşımacılık imkanının mevcut olması haline LASH (=Lighter aboard ship) tipi
taşımacılık toplam taşıma verimini önemli ölçüde arttırır. Bu taşımacılık üç ana elemandan oluşur,
şatları taşıyan “ana gemi” (=mother ship), nehir ve iç su yollarında gruplar halinde çekme veya itme
ile hareket ettirilebilen yüklenmiş şatlar ve ana gemiye yükleme ve boşaltmayı sağlayan kreyn
sistemleri.
Bölüm 2-6
TABLO – 2.2 LINER TAŞIMACILIĞINDA TEKNİK TERİMLER
İngilizce Terim Türkçe Terim İzahat
Break Bulk cargo Dağınık yük Bireyselleşmiş genel yük
Broken stowage İstif hacmi kaybı
Yükün veya ambarın özel şekil dolayısıyla kullanılmayan
hacmin ambar hacmine oranı
Cargo parcel Yük paketi
Taşınması belirlenen bir yük grubu; mesela 500 ton çelik
profil
Closed conference
Sınırlı üyeli
konferans
Yeni üye kabulünün eski üyelerin onayına bağlı olan
konferans
Conference Konferans
Genellikle Linerlerde resmi veya gayriresmi bir
anlaşmayla deniz taşıma şirketlerinin bir taşıma hattında
tarifeli ve belirli navlunla taşıma yapması ve rekabeti
önlemesi
Dunnage
Sandıklama
malzemesi
Eski tip Liner’lerde genel tip yükü paketlemek ve
ambarda sıkılamak için kullanılan ağaç ve benzeri
malzemeler
Freight ton (also
called Reveneue
ton)
Navlun tonu
Liner şirketin navlun hesabında kullandığı ünite; yükün
tipine göre hangisi daha büyükse bir ölçü tonu veya
metrik ton
General Cargo Genel yük
Tek başına bir gemi, ambar veya kompartmanı
doldurmayacak kadar küçük yük üniteleri
Liner service Liner servis
Belirli limanlar arasında tarifesi ve navlunu belli olarak
çalışan konteyner, ro-ro, v.s. gibi gemilerin yaptığı
taşımacılık hizmeti
Measurement Ölçü tonu
Yükün ağırlığı dikkate alınmadan fiziksel hacmine bağlı
olarak navlun hesabında kullanılan bir ölçü (genellikle 40
ft3
)
Open conference Açık konferans
Üyelerin girişte konferans şartlarını kabulü dışında başka
bir üyelik şartı aramayan konferanslar
Stowage İstif Yükün gemi ambarlarına uyumlu olarak yerleştirilmesi
Unitized Cargo Bireysel yük
Daha uygun taşıma, istif ve emniyet için standart
boyutlardaki koruma içinde taşınan yük.
Bölüm 2-7
TABLO – 2.3 TİPİK GENEL YÜKLER
Yük Tipik Paketleme Taşımada önemli hususlar
Tesis, makina ve
diğer sanayii ürünler
Sandıklanmamış veya
sandıklarda
Ağır, büyük ve zarar uğraması kolay
Kimyasal maddeler Torba veya varillerde
Çevreye ve sağlığa zararlı olabilir (BCH ve
IBC kuralları), özellikle saçıldıkları takdirde
İşlenmiş gıda
maddeleri
Karton kutularda
Zarar uğraması kolay, sıcaklık ve rutubet
kontrolu gerektirebilir ve çalınma olasılığı
yüksek
Alkollü içkiler Karton kutularda Çalınma olasılığı yüksek
Meyva Karton kutularda Soğutma gerektirir, koku yapar
Çay Sandıklarda Çok çabuk lekelenir ve bozulur
Pamuk Balyalarda
Sıcaktan korunması gerekir, birden ateşlenip
yanabilir
Deri Balyalarda Kokuludur ve kurtlanabilir
Bakır İngotlarda Yüksek değerlidir
Yağ çıkarılan
çekirdekler
Torbalarda
Çabuk ısınabilir ve özel havalandırma
gerektirebilir
TABLO – 2.4 MUHTELİF YÜKLERİN İSTİF FAKTÖRLERİ
Yük Tipi İstif Faktörü
ft.3
/ton m3
/ton
Demir Cevheri 18 0.5
Hububat 45-50 1.3-1.4
Kömür 50 1.4
Kesilmiş Ağaç 80 2.3
Torbalanmış porselen kili 80 2.3
Tomruk (ağaç) 100 2.8
Konteynerler 120 3.4
Arabalar (özel gemi) 150 4.2
Oyuncaklar, ayakkabı 300-400 8.5-11.3
Arabalar (genel gemi) 700 19.8
Bölüm 2-8
2.3 BÜYÜK HACİMLİ TAŞIMACILIK
2.3.1 Büyük Hacim Yükünün Tanımı
“Büyük hacim yükü (=bulk cargo)”, çoğunlukla büyük miktarlarda taşınan ham petrol, petrol
mamulleri, hububat, demir cevheri ve kömür gibi dökme yükleri tanımlamakta kullanılır. Bu
yüklerin önemli özelliklerinden biri yükün herhangi bir koruyucu paketleme olmaksızın gemilerin
ambarlarına doldurulup boşaltılmasıdır. Diğer bir özellik ise bu tür yüklerin kısmi değil tüm gemi
yükü olarak taşınmalarıdır. Daha geniş kapsamda birim taşıma maliyetini düşürmek için büyük
partiler halinde taşınan yükler büyük hacimli yük olarak tanımlanabilir.
Büyük hacim taşımacılığının verimli ve ekonomik olarak yapılabilmesi taşınacak yükün miktarı,
yükleme-boşaltma özellikleri, taşıma talep ve arzındaki muntazamlığına ve alıcı satıcı stok
seviyelerine bağlıdır.
1) Yük Miktarı : Büyük hacim taşımacılığı taşınacak yük miktarının fazlalığı ve birim taşıma
masrafının prensibine dayandığından, yük miktarı en önemli faktördür. Aslında bir yükün genel yük
veya büyük hacimli yük olması bu farktan doğar ve taşınacak yük miktarı arttığında genel yük
büyük hacimli yüke dönüşür.
2) Yükleme-Boşaltma Özellikleri: Büyük hacimli yüklerin ve istifleme yönünden ambar/tank
gereksinimleri Tablo-2.4’de verilmiştir. Özellikle yüksek verimli yükleme-boşaltma sistemlerinin
kullanımı ve limanda geçen sürenin azaltılması deniz taşımacılık verimi yönünden çok önemlidir.
Bugün birçok büyük liman petrol ve petrol ürünleriyle dökme yük için özel ve hızlı yükleme-
boşaltma tesislerine sahiptir.
3) Taşıma Arz ve Talebi: Belirli yük miktarlarının taşınması bu hatlar için optimize edilmiş özel
kapasiteli ve teçhizli gemilerin geliştirilmesini sağlamıştır. Bu kapsam içinde tüm taşımacılık
kavramının gerekleri de dahildir, yani yükün yükleme limanına getirilmesi ve deniz
taşımacılığından sonra boşaltma limanından kullanılma noktasına taşınması da taşıma sistemi
optimizasyonunun bir parçasıdır. Bazen, tahıl taşımacılığı gibi düzenli olmayan ve dönemlere bağlı
olarak değişen, ancak yük miktarı dolayısıyla büyük hacim taşımacılığına giren yüklerin
taşınmasında tüm taşımacılık görüşleri ve optimizasyon mümkün değildir ve mevcut gemiler
arasından kiralamayla oluşturulan filolar bu taşımacılığı anlaşma şartları ve navlun kapsamında
taşır.
Bölüm 2-9
4) Alıcı-Satıcı Stok Seviyeleri: Envanter maliyetleri dolayısıyla gerek üretici ve gerekse tüketici
bazı malların stoklarını kısıtlı tutmak gereğini duyabilir. Bu halde her ne kadar yük genel karakteri
itibari ile büyük hacimli yük kapsamına girse de taşıma daha küçük hacimler için gerçekleşir ve
büyüklüğün verdiği ekonomi (=economics of scale) gerçekleşemez. Özellikle önemsiz hacimli
ticaret (= minor bulk trades) denen hatlarda durum böyledir.
Tablo- 2.4’de belirtildiği üzere hacimli yüklerdeki deniz taşımacılığını dört ayrı bölümde incelemek
mümkündür. Şimdi tanker taşımacılığı dışında bu yük gruplarını ayrı ayrı inceleyeceğiz. Tanker
taşımacılığı Bölüm 4’te ayrıca ele alınacaktır.
2.3.2 Dökme Kuru Yük Taşımacılığı
Dökme yük taşımacılığının temelini beş önemli yük tipi oluşturur. Bunlar; demir cevheri, kömür,
hububat, boksit ve alumina ile fosfattır. Demir cevheri ve kömür, modern dünyada kullanılan en
önemli metal olan çelik imalinde kullanılan maddelerdir. Ayrıca kömür bir enerji hammaddesi
olarak da kullanılmaktadır. Tahıl ürünleri, dünyadaki beslenme ihtiyacının karşılanmasında hem
doğrudan gıda maddesi olarak hem de dolaylı olarak hayvan besi maddesi olarak kullanılmaktadır.
Modern dünyada ikinci önemli metal olan alüminyum ham maddeler de dökme kuru yük
taşımacılığında önemli bir yer tutar. Son olarak yapay gübre imalatının temel maddesi olan fosfat
kayalarının taşınması da günden güne artarak kuru dökme yük taşımacılığında önemini arttırmıştır.
Deniz taşımacılığı yönünde her önemli ticaret ürünü bu ürünle ilgili ticari rotaların ortaya çıkmasına
yol açmıştır. Genelde demir cevheri ve kömür ithal eden ülkeler, A.B.D. dışında, çelik sanayiinin
büyük olduğu ülkelerdir. A.B.D.’de çelik endüstrisinin büyük kısmı Göller Yöresi’nde
bulunduğundan ve ihtiyaç A.B.D. ve Kanada’dan iç ve göl taşımacılığıyla karşıladığından, bu
ülkenin açık deniz taşımacılığıyla aldığı demir cevheri ve kömür miktarı oldukça azdır. Ayrıca,
1970’li yıllardaki petrol krizi ve bunu takip eden fiyat artışları kömür ticareti ve kömür
taşımacılığına ilave bir canlılık getirmiştir.
Beş ana madde dışında kalan ve az hacimli ticaret maddeleri (=minor bulk trades) olarak da bilinen
maddelerin deniz taşımacılığı en karmaşık sektörlerden birini oluşturur.
Kuru dökme yük, yükleme ve taşıma yönünden, geminin güvenliği yönünden bazı tehlikeler arz
eder. Gemi işletmesinin bu tehlikeleri önlemek için gereken tedbirleri alması gerekir. Bu
tehlikelerin bazıları aşağıda açıklanmıştır.
Bölüm 2-10
1) Yanlış ağırlık dağıtımı : Yükleme sırasında yükün belli ambarlara konsantre olması sebebiyle
gemide aşırı kesme kuvvetleri ve eğilme momentleri oluşabilir; bunlar gemi bünyesinde fiziksel
hasara sebep olabilirler.
2) Yanlış stabilite : Birçok dökme yükün özgül ağırlığı yüksek olduğundan yükleme sonucunda
metasantr yüksekliği (GM) çok yüksek olabilir, ve bu yalpa hız ve ivmesinin çok yüksek olmasına
neden olur. Yüksek ivme ise iki önemli sonuç doğurabilir; yük savrulması dolayısıyla teknenin
hasara uğraması ve yük kayması dolayısıyla devamlı meyil oluşumu ve bunun sonucu olarak da
teknenin hasara uğraması veya devrilmesi.
3) Ani Isınma : Bir çok dökme yük nemin yüksek olması halinde kimyasal reaksiyonlar sonunda
aniden ısınıp parlayabilir.
4) İstif faktörleri : Taşınan bir maddenin istif faktörü ft3
veya m3
başına taşınan yükün ton
cinsinden değeri olarak ifade edilir. Dökme yük grubuna giren malların istif faktör farklılıklarının
hem dizaynda ve hem de gemi yüklemesinde dikkate alınması gerekir.
5) Şev açısı (=Angle of response) : Dökme yüklerin büyük bir kısmı serbest olarak yığıldığında
koni şeklinde bir yapı gösterir. Bu koninin kenarıyla yatayın yaptığı açıya şev açısı (=angle of
response) denir. Taşınan her dökme malzemenin kendine has bir şev açısı vardır. Bu durum doğal
olarak yük kayma tehlikesi yaratır. I.M.O. kuralları gereğince şev açısı yüzde 35’den az olan
yüklerde, yükün yandan kontrolünü sağlayacak eğimli yüzeylerin bulunması gerekir.
6) Nem miktarı : Nem miktarı genel olarak yük içindeki sıvı kısmın ağırlığa yüzdesi olarak ifade
edilir. Dökme yüklerde yükleme öncesi cevher zenginleştirme işleminde yıkandığından, yükün
kısmen sıvılaşması (=fluidised bed) ve bu sıvı yatağın üzerinde serbestçe hareket etmesi
mümkündür. Dolayısıyla yükte nem kontrolü esastır ve bu konuda I.M.O tarafından konmuş
“Emniyetli Çalışma Esasları” mevcuttur.
Dizayn ve çalışmaları itibarıyla dökme yük taşıyan gemileri üç grupta toplamak mümkündür.
Bunlar çok çeşit yük taşıyan “Tramp” tipi gemiler, genel maksatlı dökme yük gemileri ve özel
maksatlı dökme yük gemileridir.
Tramp gemiler genellikle 10,000 ile 20,000 DWT kapasiteli “tween-deck”olan gemiler olup, hem
genel yük hem de dökme yük taşıyabilme özelliklerine sahiplerdir. Dolayısıyla hem gidiş ve hem de
dönüş seferinde yük taşıma ve navlun kazanma özelliğine sahiptir. Modern tiplerinde tween-deck
hidrolik olarak açılıp kapanabilmektedir.
Bölüm 2-11
Genel tip dökme yük gemisi, her türlü dökme yükü taşımak için dizayn edilmiş olup, yükün iyi
muhafazası ve diğer yük tehlikelerine karşı özel dizayn edilmiştir. Bu gemilerde güverte altı kanat
tankları ve iç dip üstü yan tanklar (=hopper tanks) mevcuttur. Bu aranjman yükün kendini
dengelemesini ve kaymamasını temin için yapılmıştır. Bu gemilerin boyutları genelde hizmet
vereceği liman tesisleri, kanal sınırlamaları ve taşınacak yük hacmi düşünülerek tayin edilir.
Özel dökme yük gemileri sadece bir tip yük için dizayn edilirler. Bunların dizayn çalışmalarında
yükleme-boşaltma kolaylığı en önemli faktördür. Bu gemilerin tipik özelliklerinden biri ambar
ağızlarının genişliğidir. Genel tip dökme yük gemilerindeki ilave tankların petrol ürünü
taşınmasında kullanılması için geliştirilmiş olan gemiler OBO olarak bilinir.
2.3.3 Soğutulmuş Yük Taşımacılığı
Her ne kadar diğerlerine benzemese de gemi yükü olarak taşındığı için soğutulmuş yük taşımacılığı
da büyük hacimli taşımacılık içinde düşünülebilir. Taşınacak yüke göre değişik dondurma veya
soğutma gerekleri ve yükün bozulabilir olması işletmecilik ve dizayn yönünden en önemli
noktalardır.
TABLO 2-4 Büyük Hacimli Yüklerin Genel Tanım İçinde Sınıflandırma Özellikleri
Yük Tipi Yükleme – Boşaltma İstif
• Sıvı yükler; ham petrol,
petrol ürünleri,
kimyasal maddeler,
nebati yağlar,
sıvılaştırılmış petrol
gazları, v.s
• Pompayla kısa sürede
yükleme ve boşaltma
• Tekneyle entegre veya
ayrılmış tanklar, tankların
korozyon önleyici
maddelerle kaplanması,
basınçlandırma, soğutma
veya ısıtma gerekleri, v.s.
• Homojen yükler;
maden cevheri, kömür,
hububat, v.s.
• Konveyör, kepçe veya
basınçlı havayla
çalışan sistemler
• Kuru tüp dökme yük
ambarlarında serbest ve
muhafazasız olarak. Hiçbir
özel gereksinim olmaması.
• Homojen olmayan
orman ürünleri, çelik
malzemeler,
balyalanmış hurda,
balyalanmamış ağaç,
v.s.
• Yarı – bireyselleşmiş
yüklerin kreyn veya
vinçlerin yüklenip
boşaltılması
• Geniş ambar ağızları
gereksinimi. Ambarlarda üst
üste istif gereği.
• Dondurulmuş ve
soğutulmuş yükler
• Kaldırmayla • Sandıklanmadığı takdirde
üst üste istif edilemez.
Bölüm 2-12
2.4 TANKER TAŞIMACILIĞI
2.4.1 Tanker Ticaret ve Taşımacılığının Tanımı
Büyük hacimli sıvı taşımacılığı olarak da tanımlanabilen tanker taşımacılığı tüm deniz
taşımacılığında en büyük taşıma tonajını (yaklaşık yarısını) oluşturur. Bu tip yükü üç grupta
toplamak mümkündür. Bunlar, ham petrol (=crude oil), petrol ürünleri (=oil products) ve
sıvılaştırılmış gazdır (=liquid gas).
Petrolün, özel tanklar içinde A.B.D. ile İngiltere arasında taşınmasını ilk düşünen ve uygulayan
James Mc Nabb isimli Newcastle’lı bir gemi sahibi ve işletmecisidir. Böylece ilk tanker 1886
yılında hizmete girdi. Bunu takip eden yirmi yıl içinde sadece kuzey İngiltere’de 200 tanker inşaa
edildi. Dünyadaki ekonomik gelişme ve enerji kullanımındaki artış sebebiyle 1930’lardan sonra
akaryakıt taşımacılığı dünyadaki en önemli taşımacılık halini aldı.
Petrol ürünleri kabaca iki gruba bölünebilir; temiz ürünler (=clean products) ve kirli ürünler (=dirty
products). Temiz ürünler rafineride damıtma sırasında ayrılan viskozitesi düşük ve en önemli tipleri
kerosen ve gazolin olan ürünlerdir. Genelde bu ürünler çeliğe karşı korozif olup, gaz basınçları
yüksek ve parlama sıcaklıkları düşüktür. Viskozite ve katılaşma noktaları ısıtma gerektirmez. Bu
ürünlerin taşındığı tankların korumalı olması gerekir. Kirli ürünler, daha düşük damıtım ürünleri ve
geri kalan ürünlerdir. Kirli ürünler konvansiyonel tankerlerde taşınabilirler. Bu ürünlerin önemli bir
kısmını pompalayabilmek için ısıtma gereklidir. Her ne kadar taşınmaları nispeten güvenli ise çevre
kirliliği bakımından çok tehlikelidir.
Kimyasal maddeler genellikle tehlikeli yük grubu içinde olup hem taşıma emniyeti ve hem çevre
koruma yönünden problem oluştururlar. Korozotif etkileri dolayısıyla tankların ya özel koruyucu
boya ile kaplanması veya paslanmaz malzemeden yapılmaları gerekir. Değişik kimyasal ürünlerin
taşıma ve yükleme-boşaltma sırasında karışması tehlikeli olduğundan tankların ve pompalama
sistemlerinin ayrıştırılması (=segregation) önemlidir. En çok taşınan kimyasal tipleri amonyak,
kostik soda, nitrik asit, fosforik asit ve propilendir. Şimdi bunları ayrı ayrı inceleyelim:
- Amonyak, gübre ve diğer endüstriyel ürünlerin imalatında kullanılır. Renksiz ve boğucu bir
gaz çıkarır ve buharı cilt ve gözde rahatsızlık yaratır. Çeliğe karşı korozyon etkisi düşük ancak
galvenize yüzeyler, bakır ve aluminyum alaşımlarına karşı korozyon özelliği yüksektir.
- Kostik soda, kimyasal işlem endüstrisi hammaddesidir. Buhar çıkarmaz ancak aşırı
koroziftir. Kendisi patlayıcı değilse de aluminyum ve çinko ile temasında yanıcı hidrojen gazı
Bölüm 2-13
bırakır. Gemi inşaat çeliğine karşı korozotif değildir, ancak boşaltmadan sonra tankların yıkanıp,
temizlenmesi gerekir. Taşıma sırasında ısıtma gerektirir.
- Nitrik asit, gübre, patlayıcı, boya ve ilaç sanayii hammaddesidir. Organik malzeme ile
karışması halinde patlama tehlikesi vardır. Pirinç, bronz, polietilen ve P.V.C. ye karşı olup, genelde
paslanmaz çelik tanklarda taşınır.
- Fosforik asit, gübre, sabun ve deterjan yapımında kullanılan, renksiz ve az kokulu bir sıvıdır.
Korozif özellikleri dolayısıyla ya özel kaplamalı ya da paslanmaz çelik tanklarda taşınır.
- Propilen, kimyasal endüstri hammaddesi olup, kimyasal gruptaki en az tehlikeli
maddelerden biridir.
Sıvılaştırılmış, yanıcı gazlar ya tabii gazlar (LNG) ya da petrol gazlarından (LPG) oluşur. LNG
doğrudan gaz çıkarımına yöneltilmiş kuyulardan elde edilir. LPG ise, bir petrol yan ürünüdür ve
ekonomik yönde kullanılmadığı takdirde petrol kuyusundan çıkışında yakılır (=flare). Dünyadaki
ilk LNG taşıyıcı gemiler 1964’te yapılan ve Cezayir ile Britanya arasında çalışan “Methan
Princess” ve “Methan Progress” gemileridir. Sıvılaştırılmış aşırı soğutma, (LNG için –162 o
C ve
LPG için –50 o
C, 1 bar’da), basınçlandırma (LPG için 10-12 bar) ve karma sistemlerle temin edilir.
İlk yatırım maliyetinin yüksekliği sebebiyle LNG deniz taşımacılığı navlunu yüksek ve kompleks
bir operasyondur. Bu gemilerin inşaatı genelde uzun vadeli kira sözleşmeleri ile bağlanmıştır.
Bugün LNG taşımacılığı, en büyük üreticiler olan Brunei, Cezayir, Endonezya, Malezya ve Abu
Dabi’den, tüketici ülkeler olan, Japonya, Güney Kore, Tayvan, Kuzey Avrupa ve A.B.D. yönlüdür.
2001’den sonra Alaska’daki depolama ve dolum tesislerinin servise girmesiyle Alaska’dan Japonya,
Güney Kore ve Tayvan’a yeni hatların açılması beklenmektedir.
LPG petrol yan ürünü olduğundan, ham petrol üretimiyle yakından alakalıdır. Bu hem ticaret hacmi,
hem taşımacılık ve hem de rotalar için geçerlidir.
2.4.2 İşletme, Özellikler
Ham Petrol Tankerleri : Alışılagelmiş tankerler, makina dairesi ve yaşam mahalleri kıçta
olan, tek güverteli ve tek cidarlı gemiler olup; yük taşıyan kısmı perdelerle ayrılmış ve yükleme-
boşaltmasını bir boru donanımı ile yapan gemilerdir. Çevre koruma için getirilen yeni kurallar, çift
cidar şartını getirmiş olup, bundan sonra inşaa edilecek tankerler çift cidarlı olacaklardır.
Yükleme, liman tesislerinin bükülebilir bir çelik hortum veya yükleme kolunun (=loading arm)
gemi sistemine bağlanması ve tankların gemi personelinin vereceği sıra ve hız ile doldurması
Bölüm 2-14
şeklinde gelişir. Yükleme sırası tankın aşırı doldurmaya karşı emniyetini (boş yan tank ve by-pass)
ve hem de gemi mukavemeti yönünden emniyetini sağlar. Yükleme sonunda gerekli ölçmeler
yapılarak tanklardaki ham petrol miktarı, su miktarı, özel gravite v.s. tespit edilir. Buharlaşma
sonucu tank basınçlarının artmaması için her tankta özel basınç emniyetli valf ve havalandırma
sistemi vardır (=pressure relief valves and vents).
Yüklemede liman tesislerinin kullanılmasına karşılık boşaltmada gemideki pompa tesisleri
kullanılır. Emniyetli boşaltma sırası takip edilerek gemi boşaltılır. Boşaltma sonunda tanklarda gaz
kalır. Bu gaz yanıcı olup, patlama tehlikesi yaratır ve bu sebeple koruma önlemleri gerektirir.
Mevcut önlemler içinde en fazla kullanılan inert gazların tanklara verilmesi ve mevcut karışımın
yanıcı ve patlayıcı özelliğini yok etmektir. Ancak dikkatli olunmazsa bu işlem de tanklarda
korozyona sebep olabilir.
Tankerler boş seferde balast taşıdıklarından ve balast deniz suyu yük tanklarını kullandığından kirli
su çevre için tehlikeli olup iki şekilde temizlenebilir:
(1) Yüzdürme (Load on Top) : Petrol, belli bir süre sonra su üzerinde yüzer. Temizlenmiş su
denize verilir, üstte kalan kısım bir sonraki yük ile karıştırılır.
(2) Yıkama (COW) : Basınçlı ham petrol püskürterek tankları boşaltma sırasında yıkamak.
Özellikle balast tankları da ayrılınca bu yol kirlenmeyi önler.
Korozyon : Özellikle balast tanklarındaki korozyon, malzeme azalmasına çatlaklara ve
kaçaklara neden olarak; kaza olasılığını arttırır ve bünyesel mukavemeti azaltır. Dolayısıyla, tank
kontrolü ve koruyucu boya ile tank yüzeylerini koruma önemlidir.
Petrol Ürün Tankerleri : Akaryakıt tankerlerinden farklı olan ürün tankerleri, aynı anda
değişik ürünleri bir arada taşımak ve değişik ürünleri değişik limanlarda yükleme-boşaltma yapmak
durumundadırlar. Dolayısıyla hem yük tankları, hem de yükleme-boşaltma sistemleri bu tip
çalışmaya uygun olmak zorundadırlar. Bu ise, fiziksel olarak tank gruplarının koferdamlarla
birbirlerinden ayrılması ve perdelerin yağ-geçmez olarak imalini, ayrıca her ürün için ayrı bir
pompalama sistemini gerektirir. Genelde dört ürün için pompa sistemi yeterlidir. Mürettebatın,
tanklardaki değişik ürünlerin hangi sıra ile yükleneceğini bilmesi, hangi temizleme yöntemlerini
uygulayacağını bilmesi ve bunları uygulaması şarttır. Aksi halde ürün hasara uğrar ve değersiz hale
gelir (=contamination). Bu kontamine olabilirlik sırası yükleme ve boşaltmada da uygulanır.
Bölüm 2-15
Bu anlayış içinde yük gemileri genel plan dizaynını belirli alt başlıklar altında incelemek mümkün
olabilir, ancak hiçbir zaman toplam sistem entegrasyon gereksinimleri unutmamak gerekir.
2.5 YÜK ALANLARININ DİZAYNI
2.5.1 Genel Yük Gemilerinde Yük Alanları
Genel yük gemileri değişik tür yükleri limanlar arasında en düşük maliyetle taşıma gayesi
güttüğünden dikkat edilecek en önemli hususlar yükleme-boşaltma ve istifleme ile insan gücü
maliyetini düşürmek ve limanda yükleme-boşaltma süresini kısaltmaktır. Dolayısıyla dikkat
edilecek konular:
a. Yük alanlarının istife uyumluluğu : Bu istifi kolaylaştıracak dizayn özelliklerinin
teminidir. Örnek olarak puntellerin önlenmesi; boru, kanal gibi elemanların çıkıntılar
yapmaması (gizleme), posta ve kemerelerin üniform boyutta seçilmesi gibi.
b. Limanda parça yük boşaltma kolaylığı : Özellikle “tramp” olarak çalışacak gemilerde
yükün bir bölümünün boşaltılmasında diğer yüklerin yer değiştirme ve/veya yeniden
istifleme gereğinin azaltılması veya ortadan kaldırılmasıdır. Bu ise ambar dışından içeri
ve ambar içi erişimin (=access) iyi dizaynını gerektirir.
c. Yükleme-boşaltma kolaylığı : Bu husus kurallar içinde kalmak kaydıyla ambar ve
ambar-ağzı boyutlarıyla yükleme-boşaltma sistemlerinin seçimine bağlıdır. Beher kreyn
için atanan kapasite 1700 m3
’ü geçmemelidir.
• Yük, istifleme ve istifleme hacmi seçimi yönünden parça yük (=break bulk) taşıyacak
gemilerde ambar dizaynında önemli bir rol oynar. İstif faktörü birim ağırlık için gerekli
hacim olarak tanımlanır. Genelde yük balya hacmi/yük deadweight oranı gerekenden yüzde
10-15 fazla seçilir. Bu istifleme ve erişilebilme kolaylıkları sağlar.
• Ambar yüksekliği ve düşünülen yük tiplerine bağlı olmak üzere ara güverteler (=tween
decks) kullanılır. 100 ile 200 metre boy aralığındaki gemilerde, varsa üst ara güverte ana
güverte yüksekliği 2.4-30 metre, üst ve alt ara güverte arası 5.5 metre mertebesinde seçilir.
Bölüm 2-16
2.5.2 Konteyner Gemileri
Konteyner gemilerinde ilk düşünülecek hususlar kendi kendine yükleme-boşaltma yapıp
yapmaması ve konteyner istifleme sistemleridir. Türkiye’de bugün üretilmekte olan konteyner
gemilerinin hemen hemen tamamı konteyner taşıyabilen genel maksatlı yük gemileri olup, dizayn
özellikleri itibarıyle 1972-1978 döneminde dünyada uygulanan tür genel yerleşim ve teçhizleme
özelliklerini gösterirler. Bu gemilerde konteynerlerin yerleşimi pabuçlar ve bağlama sistemleriyle
temin edilir. Modern konteyner gemileri sellüler bir yapıya geçmiş olup, konteynerler özel
kılavuzlar (=guides) kanalıyla yerlerinde muhafaza edilir. 1990’lı yıllardan sonra ise ambar
kapaksız konteyner gemileri ortaya çıkmış ve büyük tonajlı konteyner gemilerinin hemen hepsi bu
şekilde dizayn edilmiştir.
Konteyner gemilerinde yük hacmi en fazla sayıda standart boyutta (TEU) konteyner taşıyacak
şekilde dizayn edilir. Ambarların bölmelemesi yaralı stabilite ve balast özelliklerine bağlıdır.
Yükleme, boşaltma gereği olarak gemi bordalarında tanklar ve çift dip bulunur. Üretim ve çalışma
maliyetlerini olumlu etkilediği için güverte üstünde de konteyner taşınır. Güverte üzerinde
taşınabilir konteyner sayısı (dikey sıralar) geminin enine stabilitesi ve köprü üstü görüş
gereksinimleriyle sınırlanır.
Şayet gemi konteyner taşıma ağırlıklı olarak dizayn edilmişse kreynsiz ve borda kreynli (=jib
crane), daha çok genel yük ağırlıklı iş merkez kreynleri kullanılır. Ambar kapakları genellikle
ponton tipi olup mekanik veya hidrolik mekanizmalarla su geçmezlik sağlanır.
Güverte üstü yük taşıma dolayısıyla güverte, ambar ağzı ve ambar kapağı dizaynında seçilecek
dizayn yüklerinde dikkatli olunması gerekir. Mukavemet yönünden dikkat edilmesi gereken bir
nokta da kreyn-tekne entegrasyonudur.
2.5.3 Ro-Ro Gemiler
Bu tip gemilerde yük hacmi dizaynında ortak olan hususlar aşağıdaki gibi özetlenebilir:
(1) Enine perdelerle kısıtlanmış açık güverte alanlarının bulunması ve güverte
yüksekliklerinin (vasıta + yük) gereksinimlerine uyması
(2) Baş, kıç ve bordada yükleme boşaltma için uygun boyutlarda seçilmiş rampaların
bulunması
(3) Güvertelerin tekerlek yüklerini taşıyacak mukavemette dizaynı
Bölüm 2-17
(4) Taşıyıcıların yerleştirilmesi ve döndürülmesi için gerekli klirensler
(5) Gemi içi yük hareketi ve yerleştirilebilmesi için rampa veya asansör sistemleri
2.5.4 Büyük Hacim Taşıyan Gemiler
Bu türde taşınan yüklerin büyük bir bölümü sıvı ve partiküler halinde homojen yüklerden
oluştuğundan yükleme ve boşaltma konveyörler, üfleyiciler, kepçeler ve pompalarla yapılabilir.
Ambar veya tank büyüklüklerinin seçiminde şu hususlar dikkate alınır:
• Bünyesel mukavemet gereksinimleri
• Bölmeleme gereksinimleri
• Yük kayması ve serbest satıh etkilerinin sınırlandırılması için olan gereksinimler
• Kaç tür yükün taşınacağı ve yük özellikleri
• Balastlama gereksinimleri
2.6 MAKİNE DAİRESİ
Makine dairesi gemi dizaynında ilk seçimi yapılan ana hacimlerden biridir. Makine dairesinin yerini
ve hacmini seçmede aşağıdaki genel prensipler uygulanır:
• Makine dairesine giren sistem elemanlarının yerine nakli, montajı, işletimi ve bakım-
tutumunu sağlayabilecek minimum hacmin verilmesi
• Geminin ana göreviyle çatışmayacak ve bu görevi aksatmayacak seçim
• Stabilite ve yaralanma standartlarına uyumluluk
• Makine ağırlığı sebebiyle değişik yükleme şartlarında oluşabilecek aşırı trimin
önlenmesi
• Makine dairesi aranjmanının en az personelle çalışma gereksinimine uyumluluğu
• Ana makine ile pervane arasındaki şaft boyunun makul sınırlar içinde kalması
Bölüm 2-18
Bu prensiplerin dengeli bir şekilde uygulanabilmesi gemi büyüklük ve tipiyle, tahrik sisteminin tipi
ve tahrik gücüne bağlıdır. Yakıt, yağlama yağı gibi makine çalışmasıyla ilintili tankların
yerleştirilmesi de makine dairesi dizaynının bir parçası olarak seçilmelidir.
Genellikle ticaret gemileri tek pervane ve tek makineli olarak yapılırlar. Bunun istisnaları draft
sınırlamaları (dolayısıyla pervane çapı sınırlamaları) ve üstün manevra gereksinimleri dolayısıyla
çift pervane aranjmanına geçilmesidir. Yolcu gemilerinde şaft ve pervane sayısı ikiyi aşabilir.
Yolcu ve LASH tip gemiler dışındaki ticaret gemilerinin büyük bir bölümünde makine dairesi
geminin kıç tarafındadır. Bunun en önemli sebebi uzun bir şaftın ve şaft tünelinin önlenmesidir.
Böylece yük alanlarında gereksiz bir kayıp önlenmiş olur. Makine dairesi boyutları yaralı
yüzebilme (yaralı bölme boyu) ve yaralı stabilite yönünden önemli olduğundan gemi dizaynında
benimsenen yaralı stabilite standartlarına uygun olarak makine dairesini bölmeleme ile birden fazla
kompartımana ayırmak gerekebilir.
Makine dairesi boyutlandırmada yapılması gereken ilk iş makine dairesi envanterini çıkarmak ve bu
envanterde bulunan makine ve kutu diyagramı şeklinde yerleşimini değerlendirerek gerekli
minimum boyutları bulmaktır. Pek çok ticaret gemisinde ana makine ve şanzıman boyutları makine
dairesi boyunda en büyük etken olduğundan temin edici kataloglarda bulunan boyutlandırma
cetvellerinden yararlanmak gerekir.
2.7 Mürettebat ve Yolcu Alanları
Gemide bulundurulması gereken mürettebat sayısı genelde aşağıdaki faktörler tarafından belirlenir:
• Bayrak devletinin uyguladığı kurallar
• Gemi dizaynında seçilen otomasyon seviyesi
• Toplu sözleşme gereksinimleri
• Gemi sahibinin öngördüğü bakım-tutum ve servis gereksinimleri
Normal olarak yük gemileri 12’ye kadar yolcu taşıyabilirler. Mürettebat yaşam yerleri dizaynında
aşağıdaki hususlara uyulur:
1) Yer seçimi: Geminin baş dikmesinden itibaren ilk %5’lik boyda ve yaz yüklü su hattı
altındaki bölümler mürettebat yaşamı için kullanılmaz (özel tip gemiler hariç).
Bölüm 2-19
Mürettebat yaşam mahalleri, yük, makine dairesi v.s. gibi alanlardan ayrılır. Güverte,
makine ve servis personeli ayrılır ve zabitan diğer personelden ayrılır. Tankerlerde yaşam
mahallerinin yük mahallerinin gerisinde olma zorunluluğu vardır.
2) Konstrüksiyon: Yaşam yerleri yanmaz malzeme ile yapılır ve yangından korumalı
koridor ve merdivenlerle ulaşılır. Bu mahallenin ısı, rutubet ve kokuya karşı izole
edilmesi gerekir.
3) Yatakhaneler: Bir kamarada en çok 4 personel kalabilir. Ranzalar ikiden fazla olmaz.
Kabin açık yüksekliğinin 1.91 m.den az olmaması gerekir. Her personelin belirtilenden
az olmayan kapasitede bir dolabı olması gerekir. Şekil 2.2’de örnek bir yaşam mahali
yerleşimi gösterilmiştir.
4) Banyo ve tuvaletler: Her sekiz personele bir tuvalet, bir banyo, bir lavabo ve duş
gerekir ve personel sayısı 8’den fazlaysa güverte, makine ve servis personeline ayrı
tuvaletler gerekir.
5) Dinlenme ve yemek salonları: Genellikle kuzine civarına yerleştirilir ve bir oturumda
bulunabilecek en büyük sayıya göre dizayn edilir. Şekil 2.4’te bir gemiye ait mutfak
yerleşimi verilmiştir.
6) Revir: Personel sayısı 12’den fazla ve seyir süresi üç günden çok olan gemilerde bir
revir bulunması gerekir.
7) Diğer: Personelin çamaşır yıkama, kurutma ve ütüleme işlemlerini yapacağı bir
çamaşırlık, bavul v.s.’nın konacağı bir depo, boş vakitlerini değerlendireceği bir lokal
bulunması gerekir.
8) Zabitan yaşam yerleri: Genelde en az 14 m2
kullanım alanlı kamaralar verilir. Kaptan
ve çarkçıbaşı ise 35 m2
’den az olmayan kamaralar verilir. Zabitan için yemek ve
istihbarat salonları ayrı olarak yapılır.
9) Yaşanabilirlik: Çevre ve şartların insan yaşamına uyumluluğudur. Yaşanabilirlik fiziki
ve ruhsal sağlık, motivasyon ve performansı doğrudan etkiler. Bu kapsam içine sıcaklık,
rutubet, aydınlatma, gürültü ve titreşim kontrolü gibi ölçülebilir, temizlik, hijyen,
mobilya, malzeme ve iç dekorasyon gibi ölçümü zor unsurlar da girer.
Yolcu alanları yerleşim ve aranjmanı yapımında karara bağlanması gereken ilk unsurlar şunlardır:
1) Taşıma klaslarına göre yolcu sayıları
Bölüm 2-20
2) Yolcuların kullanacağı salonların (yemek, bar, sinema/bale v.s.) sayı ve büyüklüklerinin
seçimi
3) Karşılaştırmalı olarak yolcu konfor seviyesinin seçimi.
Bu veriler altında ilk olarak yolcu salonlarının yer ve alanları, umumi tuvaletler, kuzinenin yeri,
yolcu sınıflarına göre blok yolcu yaşam alanları ve merdivenler üç boyutlu bir grid içinde perde
yerleri de belirlendikten sonra atanır. Alan atamada benzer gemilerdeki yolcu başına birim alan
rekabet şartları da düşünülerek kullanılır. Aşikar olarak alan sınırlamasında perde, enine ve boyuna
mukavemet elemanlarının yerleri ve bölümlemelerin mümkün olduğunca bunlarla uyuşması
önemlidir. Şekil 2.3’te bir gemide yolcu ve mürettebatın yürüyüş alanlarının planı verilmiştir.
Yolcu taleplerinin karşılanabilmesi yönünde yolcu taşıyan gemiler dağıtımlı sistemleri çok olan
gemilerdir. Otel servisleri de diyebileceğimiz klima, havalandırma, sıcak/soğuk temiz ve atık su,
aydınlatma ve güç kabloları, telefon, televizyon v.s. sistemlerinin rotalarının önceden belirlenmeleri
ve mümkünse bunların modüler imalat ve montaja uyumlu olarak muhafaza (=trunk) içinde
götürülmeleri çok önemlidir. Tipik bir yolcu gemisinde yolcu kullanımına açık alanları düşünmek
yararlıdır:
1) Yemek salonları ve umumi tuvaletler
2) Giriş holü ve bürolar
3) Oturma salonları
4) Bar / Oyun salonları
5) Çocuk oyun alanları
6) Yüzme havuzu / fitness center
7) Açık / yürüyüş güvertesi
8) Tiyatro
9) Dükkanlar
Bölüm 2-21
Şekil 2.2. Yaşam mahali yerleşimi
Bölüm 2-22
Şekil 2.3. Yolcu ve mürettebatın gemi içindeki geçişlerinin planı
Bölüm 2-23
Şekil 2.4. Mutfak yerleşimi
Bölüm 2-24
Şekil 2.5. Askeri bir geminin yerleşim planı
Şekil 2.6. Görev ilinti analizi ve alan atama
ofisler
makine
astsubay
eratkuzine Gemi kont.
merkezi
Ofis alan
harekat
atelyöler
temizlik
ES
radar
hangar
Haberlesme,
navigasyon
ofisleri
Ana
haberlesme
merkezi
köprü
Baş taraf yükü
Baş ambarlar
Kıç ambarlar
Bölüm 2-25
Şekil 2.7. Alan-hacim atama
Bölüm 3-1
3. ÖN DİZAYNDA AĞIRLIK HESABI
Her türlü geminin dizaynında gemiyi oluşturan ağırlıkların ön dizayn aşamasında doğru olarak
hesaplanması geminin tekno-ekonomik performans kriterlerinin belirlenmesinde son derece
önemlidir.
Herhangi bir deniz aracı aşağıdaki eşitliği sağlamak zorundadır.
iWΣ=Δ
Burada Δ geminin deplasman kuvveti ve ∑ Wi gemideki ağırlıkların toplamıdır.
Bir ticari gemi için toplam ağırlık dağılımı şöyle olacaktır:
DWTWLS +=Δ
Burada WLS geminin light ship ağırlığı, DWT ise deadweight tonajı olup geminin yük taşıma
kapasitesini gösterir. Geminin light ship ağırlığı aşağıdaki gibi gruplanabilir:
omsLS WWWW ++=
Burada Ws tekne ağırlığı, Wm makine ağırlığı ve Wo donanım ağırlığını göstermektedir. Gemide
normal olarak taşınan yakıt ve su ağırlıkları deadweight tonaja dahil olacaktır. Savaş gemilerinde
ağırlık dağılımı:
pLS WW +=Δ
şeklinde olacaktır. Burada WLS yukarıdaki gibi geminin light ship ağırlığını gösterir. Wp ise payload
tonajı olup gemideki tüm silah ve sensör sistemlerini kapsar.
3.1 Çelik tekne ağırlığı
Tekne ağırlığını oluşturan başlıca elemanlar; omurga kaplama levhaları, boyuna ve enine postalar,
derin postalar, kemere ve stifnerler, braketler, çift dip, perdeler, ambar ağızları, makine temelleri ve
üst binalarıdır.
Bir geminin çelik tekne ağırlığını belirlemek için en sağlıklı yöntem inşada kullanılan tüm
malzemelerin ağırlıklarını ölçerek toplam ağırlıklarının bulunmasıdır. Ancak bu yöntem inşaa
işleminin sona ermesi ile bir sonuç verebilir ve daha inşaanın başlamış olduğu ön dizayn
aşamasında kullanılmaz. Ön dizayn aşamasında kullanabilecek iki yöntem vardır. Bunlardan
Bölüm 3-2
birincisinde yeni gemiye olabildiğince benzer ve ağırlık özellikleri bilenen bir gemi bulunur ve
değişik benzerlik yasaları ile eski geminin özelliklerinden yararlanarak yeni geminin ağırlık grupları
belirlenir. Bu yöntemi uygulayabilmek için gemiler tip, boyut ve form olarak birbirlerine oldukça
yakın olmalıdır aksi durumda çok yanıltıcı sonuçlar elde edilecektir. İkinci yöntem ise daha önce
inşa edilmiş gemilere ait ağırlık özelliklerinin gemi boyutlarının fonksiyonu olarak ampirik
formüllerle ifade edilmesidir. Birinci yöntemdeki benzerlik oranları iki ayrı şekilde oluşturulabilir.
Kübik sayı (LBD) benzerliği :
Bu yaklaşımda tekne ağırlığının kübik sayı (LBD) ile orantılı olduğu kabul edilir.
DBLcW Ns =
Burada cN kübik sayı katsayısı olup birim hacminin ağırlığını gösterir. Böylece çelik tekne ağırlığı
bilinen benzer gemiden hareket edilerek yeni geminin çelik tekne ağırlığı aşağıdaki formülle
bulunabilir:
0
0sNs
)DBL(
DBL
WDBLcW ==
Kuadratik sayı benzerliği :
Bu yaklaşımda çelik tekne ağırlığının aşağıdaki şekilde kabul edilebileceği kabul edilmektedir.
)DB(LcW Qs +=
Burada cQ kuadratik katsayıdır. Bu durumda çelik tekne ağırlığı bilinen gemiden hareket edilerek
yeni geminin çelik tekne ağırlığı aşağıdaki şekilde bulunabilir:
[ ]0
0sQs
)DB(L
)DB(L
W)DB(LcW
+
+
=+=
Benford (1967) kübik sayı benzerliği esasına göre aşağıdaki bağıntıyı önerir:
321
9.0
Ns ccc
10000
DBL
cW ×××⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
Burada;
Bölüm 3-3
2C675.0c B1 +=
)L/L(36.01c s2 += Ls : üst yapı boyu
939.0)3.8DL(006.0c 8.1
3 +−=
340cN =
Yukarıdaki bağıntıda L, B, D, Ls feet cinsinden alınacaktır.
Watson – Gilfillan (1976) kuadratik benzerlikten hareketle gemi çelik ağırlığı için aşağıdaki genel
formülü önerirler:
36.1
s EKW ⋅=
Burada E parametresi şöyle hesaplanır:
( ) ( ) ∑∑ ++−++= 2211 hl75.0hl85.0TDL85.0TBLE
Burada l1 ve h1 bordadan bordaya uzanan üst yapıların boy ve yüksekliği, l2 ve h2 ise güverte
evlerinin boy ve yüksekliğidir. K katsayısı değişik gemi tipleri için aşağıdaki şekilde önerilir.
Gemi Tipi K E
Tanker 0.029 – 0.035 1500 - 40000
Kimyasal Tanker 0.036 – 0.037 1900 – 2500
Dökme Yük 0.029 – 0.032 3000 - 15000
Konteyner 0.033 – 0.040 6000 - 13000
Yük Gemisi 0.029 – 0.037 2000 - 7000
Koster 0.027 – 0.032 1000 - 2000
Romorkör 0.044 350 - 450
Balıkçı 0.041 – 0.042 250 - 1300
Ferry 0.024 – 0.037 2000 - 5000
Yolcu Gemisi 0.037 – 0.038 5000 - 15000
Kafalı (1988) çelik tekne için aşağıdaki bağıntıyı önerir:
Bölüm 3-4
( ) ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
++⎥⎦
⎤
⎢⎣
⎡
−+=
L
l
25.0
L
l
4.0170.0C
3
2
1NCW 21
Bss
Cs katsayısı aşağıdaki şekilde verilir:
[ ] ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−+⋅−= 12
D
L
025.01NLog026.0210.0C 10s
Burada
L : Gemi boyu [m.] , B : Gemi genişliği [m.] , D : Gemi derinliği [m.]
CB : Blok katsayısı , N : L B D m3
l1 : Ana güverte üzerindeki üst binaların etkin boyu
l2 : İkinci güverte üzerindeki üst binaların etkin boyu
Çelik tekne ağırlığını hesaplamak için önerilen diğer bir yaklaşım da Klas kuruluşları tarafından
belirlenen minimum orta kesit mukavemet modüllerinden hareket etmektir. Bu tip bir bağıntı büyük
tankerler için Johnson-Hagen-Overbo (1967) tarafından önerilmiştir.
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−
+−
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−=
D
L
0163.0120.1
D
L
14
9.35
D
L
8.35
8.22
B
L
016.0108.1LZc04.4W 65.0
s
Burada c = 1 + 0.73 √L olup Norveç Loydu (DNV) tarafından büyük tankerlerde istenen minimum
orta kesit mukavemet modülü aşağıdaki şekildedir:
( ) 6
B
2
10/7.0CBLF1.2Z +=
Buradaki F değeri aşağıdaki tablodan interpolasyonla bulunacaktır.
L [m.] F L [m.] F L [m.] F
90 4.12 170 4.93 250 5.52
100 4.24 180 5.02 260 5.57
110 4.36 190 5.10 270 5.61
120 4.48 200 5.18 280 5.64
130 4.57 210 5.26 290 5.66
140 4.67 220 5.33 300 5.68
150 4.76 230 5.40 310 5.69
160 4.84 240 5.47 > 320 5.70
Bölüm 3-5
Geminin çelik tekne ağırlığını bulabilmek için önerilen bazı diğer bağıntılar aşağıda verilmiştir.
Yük gemisi :
Kafalı :
615.1
W
3.7Log
s
Δ
= DWT < 30000
Hadler : 5.07.016.1
s DBLW =
Wehkamp / Kerlen :
7
10X73.5
s eX0832.0W
−
⋅⋅−
⋅⋅=
Burada 3/1
B
2
C
12
BL
X BP
⋅=
Carryette :
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
+⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
= 1
D
L
002.0D
6
BL
CW
2
72.03/2
Bs
Tanker :
Kafalı :
231.7
W
6.10Log
s
Δ
= DWT < 30000
Det Norske Veritas : ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−⋅⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−α+αΔ=
D
L
7.2806.0
B
L
004.0009.1W TLs
Burada;
78.0L
D
L
100189.0
97.0
B
L
004.0054.0
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
=α
100000
00235.0029.0T
Δ
+=α
Yukarıdaki bağıntı L/D = 10 – 14 , L/B = 5 - 7 , L=150 – 480 m. arasında geçerlidir.
Sato : ( )
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
++⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
= − 22
3.33/1
B5
s DBL56.2
D
BL
11.5
8.0
C
10W
Bölüm 3-6
Yukarıdaki bağıntı 150000 – 300000 ton arasındaki süper tankerler için geçerlidir.
Konteyner :
Chapman : 374.0712.0759.1
Bps DBL07.0W =
Miller :
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
+⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
= 939.03.8
D
L
00585.0
2
C
675.0
100000
DBL
340W
8.1
B
9.0
s
Dökme Yük :
Murray : ( ) 8.0/4.0C5.0
2
T
DBL0266.0W B
65.1
BPs +⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
++=
Burada L feet cinsinden alınacaktır.
Kupras :
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−=
D
L
146.1
D
L
04.098.1
D
L
04.053.0
B
L
016.0104.1LZc28.3W 69.0
s
Burada Z minimum orta kesit modülü olup aşağıdaki şekilde verilmektedir:
( ) 6
B
2
10/7.0CBLF1.2Z +=
L < 240 m. için
2
L0000173469.0L014826515.00408175.3F −+=
için300L240 ≤≤
2
L00005.0L0298333.032.1F −+=
L > 300 m. için
F = 5.77 alınacaktır.
L/73.00.1c += olarak verilmiştir.
Bölüm 3-7
3.2 Ana Makine Ağırlığı
Bu gruba makine dairesi içinde yer alan ana ve yardımcı makineler ile bunlara ait donanım
girmektedir. Bu donanım içinde en önemlileri; yakıt ve yağlama sistemi ve pompaları, hava şişe ve
kompresörleri , jeneratör ile pervane şaft sistemidir.
Deniz araçlarında kullanılan ana makine tipleri şunlardır:
1. Doğrudan bağlantılı yavaş devirli dizeller
2. Redüksiyonlu orta devirli dizeller
3. Redüksiyonlu buhar tirbünleri
4. Dizel-elektrik motoru
5. Gaz türbini
6. Nükleer güç
Değişik gemi tiplerine ait güç taşıma kapasitesi bağıntıları aşağıda verilmiştir.
Yük gemileri ve kosterler 0.4 - 0.6 kW / t
Hızlı yük gemileri 0.7 - 1.1 kW / t
Hızlı konteyner gemileri 0.7 - 2.0 kW / t
Süper Tankerler 0.08 - 0.09 kW / t
Romorkörler 4.0 - 5. 0 kW / t
Dizel makine ağırlığı için devir sayısına ve güce bağlı olarak aşağıdaki ampirik formüller
önerilmiştir.
84.0
m
RPM
BHP
38.9W ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
= Watson ve Gilfillan
3.0
Bm P8.8W = Watson ve Gilfillan
300
18
BHP
Wm += Barras
300
5.13
P
W B
m += Barras
N
BHP2.5
Wm = N [ dev / dak ] Kafalı
Bölüm 3-8
( ) 4
BBm 10/P0025.0895PW −= Kupras
Burada BHP beygir gücü ve PB KW cinsinden makine gücüdür.
Yardımcı makinelerin ağırlığı için aşağıdaki bağıntılar önerilir:
( ) 70.0
YM BHP56.0W = Yük ve dökme yük
( ) 70.0
YM BHP59.0W = Tanker
( ) 70.0
YM BHP65.0W = Yolcu ve ferry
Pervane ile ana makine arasındaki şaftın çapı aşağıda verilen bağıntıyla bulunabilir:
3/1
D
n
P
5.11d ⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
Burada d[cm.] şaft çapı, PD [kW] makine gücü ve n [dev / dak ] devir sayısıdır. Buna göre şaftın
birim boy ağırlığı, kullanılan çeliğin gerilme mukavemetinin 700 N/mm2
olduğu kabulü ile
aşağıdaki denkleme eşit olacaktır.
[ ]
3/2
D
s
n
P
081.0m/tW ⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
Normal bronz pervanelerin ağırlığını bulabilmek için aşağıdaki formül kullanılabilir:
3
P DKW =
Burada D[m.] pervane çapı olup K katsayısı Schneekluth (1987) tarafından sabit hatveli pervaneler
için aşağıdaki şekilde verilmiştir:
100
2Z
A
A
18.0K
o
E −
−=
Burada Z kanat sayısıdır.
Hatvesi kontrollü pervanelerde ticari gemilerde K = 0.12 - 0.14 ve askeri gemilerde K = 0.21 - 0.25
değerleri önerilmektedir.
Bölüm 3-9
3.3 Donanım ağırlığı
Bu gruba giren temel ağırlık grupları; ambar kapakları, vinçler, demirleme donanımı, kuzine
donanımı, ısıtma-soğutma ve havalandırma donanımı, boru ve elektrik sistemleri, yangın söndürme
donanımı, her türlü mefruşat ve can kurtarma flika ve sistemleridir. Ön dizayn aşamasında donanım
ağırlığını hesaplamak için aşağıdaki yaklaşık formüller önerilmektedir:
8.0
o N18.0W = Kafalı
( )
100
BL
L0034.07.4Wo −= Benford
3.08.03.1
o DBLkW = Katsoulis
k = 0.045 Dökme yük gemileri ve Tankerler
k = 0.065 Kuru yük gemileri
BL45.0Wo = Watson - Gilfillan
BL115.0277Wo += Kupras ( Dökme yük)
60.1
o )BL00986.0(15.0W = Mandel
Schneekluth (1987) her türlü yük gemisi için şu genel formu önerir:
BLKWo =
Burada K katsayısı yük gemileri için 0.40-0.45 t/m3
, konteyner gemileri için 0.34 – 0.38 t/m3
, 140
metreye kadar olan ve vinç donanımı bulunmayan dökme yük gemileri için 0.22-0.25 t/m3
, boyu
250 metre civarında olan ve vinç donanımı bulunmayan dökme yük gemileri için 0.17 – 0.18 t/m3
,
150 m. civarındaki tankerler için 0.28 t/m3
ve 300 metreden uzun tankerler için 0.17 t/m3
alınacaktır.
Yolcu gemilerinde donanım ağırlığı Schneekluth tarafından önerilen şu formülle hesaplanabilir:
∑∇= KWo
Bölüm 3-10
Burada Σ∇ geminin kapalı hacmi olup K katsayısı 0.036 – 0.039 t/m3
arasında alınacaktır. Feriler
için K katsayısı 0.04 – 0.05 t/m3
arasında alınacaktır.
Dondurulmuş yiyecek maddesi taşıyan gemilerde özel soğutma gerekleri nedeniyle donanım ağırlığı
artacaktır. Carryette ön dizayn aşamasında kullanılmak üzere şu formülü önerir:
3/22
o
1000
163
100
L
550W ⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ ∇
+⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
Burada ∇ geminin yalıtılmış ambar hacmidir.
3.4 Yakıt Ağırlığı
V1000
FPR016.1
W Rs
F =
Burada
855P
P2265.0
F
s
s
R
−
=
R : Geminin mil olarak seyir çapı
Ps : Şaft beygir gücüdür
Örnek :
Aşağıda boyutları verilen kuru yük gemisinin çelik tekne ve donanım ağırlıklarını bulunuz.
Kaimeler arası boy LBP = 60 m.
Kalıp genişliği B = 10 m.
Kalıp derinliği D = 5 m.
Draft d = 3.8 m.
Blok katsayısı CB = 0.7
Deplasman Δ = 1600 ton
Ana güverte üzerindeki binaların etkin boyu l1 = 6 m.
İkinci güverte üzerindeki üst binaların boyu l2 = 3 m.
Bölüm 3-11
Yaklaşık olarak çelik tekne ağırlığının bulunması
Kafalı:
ton4.361
615.1
)1600(
615.1
W
3.7Log3.7Log
s ==
Δ
=
Kafalı:
( ) ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
++⎥⎦
⎤
⎢⎣
⎡
−+=
L
l
25.0
L
l
4.0170.0C
3
2
1NCW 21
Bss
N = L B D = 60 * 10 *5 = 3000 m3
[ ] 1196.012
D
L
025.01NLog026.0210.0C 10s =⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−+⋅−=
Ws = 0.1196 * 3000 * ( 1 + 0) * ( 1+0.4 *(6/60)+0.25 *(3/60) ) = 377.6 ton
Carryette:
ton5.323
1
5
60
002.05
6
1060
7.01
D
L
002.0D
6
BL
CW
2
72.03/2
2
72.03/2
Bs
=
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
+⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛×
=
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
+⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
Donanım ağırlığının bulunması:
Kafalı:
9.108300018.0N18.0W 8.08.0
o === ton
Benford:
( ) ton27
100
10*60
)60*0034.07.4(
100
BL
L0034.07.4Wo =−=−=
Watson – Gilfillan:
ton27010*60*45,0BL45.0Wo ===
Katsoulis:
2.1365*10*60*065.0W 3.08.03.1
o == ton
4. GEMİ GEOMETRİSİ
4.1. Genel Geometrik Tanımlar
Gemi geometrisini tanımlamada kullanılan genel tanımlar aşağıdaki şekilde görülmektedir.
Şekil 4.1. Genel geometrik tanımlar
Baş Dikey – Baş kaime – Fore Peak (FP) : Gemi baş bodoslaması ile dizayn su hattının
kesiştikleri noktadan dizayn su hattına dik olarak geçen düşey doğru.
Kıç Dikey – Kıç kaime – Aft Peak (AP) : Dümen rodu ekseni ile dizayn su hattının kesiştiği
noktadan dizayn su hattına dik olarak geçen düşey doğru.
Mastori – Midships (⊗) : Baş ve kıç dikeyler arası uzaklığın ortası.
Orta Simetri Düzlemi – Centreplane (CL) : Gemiyi boyuna yönde sancak ve iskele olarak iki
simetrik parçaya bölen düzlem.
T
AP FP
BL
D
LWL
LOA
LWL
LBP
f
D
B
f
T
LWL
BL
B/2
Güverte
Güverte
Yüklü su hattı Yüklü su hattı
Temel Hattı – Kaide Hattı – Baseline (BL) : Gemi boyunca dip kaplaması ile simetri düzleminin
kesiştiği hat. Bu genellikle yatay bir doğru olmakla birlikte balıkçı gemisi veya romorkör gibi kıçta
büyük bir pervane yuvasına sahip olması gereken gemi tiplerinde kıça eğimli olabilir.
Orta Kesit - Midship Section : Gemi boyunca en büyük alana sahip kesittir. Genellikle bu kesit
gemi ortasında yani mastoride yer alır ancak bazı hallerde daha kıça veya çok daha nadir olarak
başa kaymış olabilir.
Şiyer Hattı – Sheer Line : Gemi ana güverte profilinin orta simetri düzlemi üzerindeki
izdüşümüdür. Şiyerin en düşük noktası genellikle mastoridedir ve özellikle başa doğru şiyer profili
artar. Modern gemilerde şiyer hattı daha nadir olarak kullanılmaktadır.
Güverte Sehimi – Deck Camber : Gemi ana güvertesi üzerinde bordadan orta simetri düzlemine
doğru ölçülen yükseklik farkıdır. Standard bir değer olarak gemi genişliğinin 1/50’si alınabilir.
Paralel Gövde – Parallel Body (LP) : Gemi ortasında orta kesidin hiçbir değişikliğe uğramadan
uzandığı bölgedir.
Şekil 4.2. Trimsiz ve trimli durum
Siyer
BaşKıç
BL
LWL
BL
LWL
Şekil 4.3. Enine kesit karakteristikleri
Şekil 4.4. Seri 60 enkesitleri resmi
Yumru Baş Alanı (ABL) : Yumru başın orta simetri düzlemi üzerindeki izdüşüm alanı.
Yumru Baş Kesit Alanı (ABT) : Yumru başın baş dikeydeki enine kesit alanı.
sintine
dönümü
güverte
sehimi
tumblehome
f
T
kalkıntı
levha
omurga
LWL
BL
CL
Şekil 4.5. Yumru baş tanımlama unsurları
4.2. Ana Boyutlar
Tam Boy – Length Overall (LOA) : Geminin başta ve kıçta en uç noktaları arasındaki yatay
uzaklıktır.
Dikeyler Arası Boy – Length Between Perpendiculars (LBP) : Baş ve kıç dikeyler arasındaki
yatay uzaklıktır.
Su Hattı Boyu – Length of Waterline (LWL) : Geminin dizayn su hattında yüzerken başta ve kıçta
su ile temas eden en uç noktaları arasındaki yatay uzaklıktır.
Batık Boy – Length Overall Submerged (LOS) : Geminin dizayn su hattı altında kalan kısmında
başta ve kıçta en uç noktalar arasındaki yatay uzaklık olup yumrubaşlı gemilerde önem kazanan bir
boy değeridir.
Paralel Gövde Boyu – Parallel Body Length (LP) : Gemi ortasında orta kesidin hiçbir değişikliğe
uğramadan uzandığı bölge boyu.
Su Çekimi – Draught (T) : Geminin temel hattı ile yüzdüğü su hattı arasındaki düşey uzaklıktır.
Bu değer trimin mevcut olması durumunda gemi boyunca değişken olabilir.
Kalıp Genişliği – Moulded Breadth (BM) : Geminin en geniş kesidinde sancak ve iskele bordalar
arasındaki yatay uzaklıktır.
LWL
FP
AB
ABT
Su Hattı Genişliği – Breadth of Waterline (BWL) : Geminin yüzdüğü su hattında ve en geniş
kesidinde sancak ve iskele bordalar arasındaki yatay uzaklıktır.
Derinlik – Depth (D) : Gemi ortasında temel hattı ile ana güverte arasındaki düşey uzaklıktır.
Fribord – Freeboard (f) : Gemi ortasında dizayn su hattı ile ana güverte arasındaki düşey
uzaklıktır. Fribord derinlik ile su çekimi arasındaki farka eşittir.
4.3. Tekne Formu ve Form Katsayıları
Bir geminin inşa ve işletim maliyetleri, taşıma kapasitesi, yerleşim özellikleri, sevk karakteristikleri,
hız, stabilite, enine ve boyuna mukavemet ve yapısal dizayn özellikleri gibi temel tekno-ekonomik
performans karakteristiklerini etkileyen en önemli elemanı tekne boyutları ve formudur.
Üç boyutlu tekne formunu iki boyutlu kağıt düzlemine aktarabilmek üzere form veya endaze planı
denilen üç adet iki boyutlu düzlemden oluşan bir plandan yararlanılır. Form planını oluşturan iki
boyutlu düzlemler şunlardır:
1. Geminin boy yönünde orta kesite paralel kesitlerle bölünmesi ile elde edilen enkesit planı
2. Geminin düşey yönde yüklü su hattına paralel kesitlerle bölünmesi ile elde edilen su hatları
planı
3. Geminin iskele veya sancak yönünde orta simetri düzlemine paralel kesitlerle bölünmesi ile elde
edilen batok eğrileri ve profil planı.
Üç boyutlu düzgünlüğe sahip bir tekne formuna ait her üç plandaki iki boyutlu eğriler de düzgün
olacaktır. Form planında her bir su hattı, batok ve enkesit için tek bir kesim noktası
bulunabileceğine göre bu kesim noktasının temel hattına, orta simetri düzlemine ve gemi ortasına
uzaklıkları her üç planda da aynı olmalıdır. Bu durum Şekil 4.6’ da gösterilmektedir.
Tekne form eğrilerinin çiziminde elastik tirizler kullanılır. Bu tirizler üstlerine konan ağırlıkların
etkisi altında potansiyel enerjilerini minimum yapacak sürekli bir form alırlar. İdeal olarak eğri
üzerinde koordinatları bilinen her bir nokta üzerine bir ağırlık konmalıdır. Eldeki ofset sayısının
fazla olması eğrilerin daha duyarlı olarak çizilmesini sağlayacaktır. Genellikle kesit sayısı 21’den,
su hattı sayısı 6’dan ve batok sayısı 4’den az olmayacak şekilde seçilir.
Çok özel haller dışında gemi tekne formlarında sancak-iskele simetrisi bulunduğundan enkesit ve su
hattı planlarında sadece iskele veya sancak taraf çizilir. Geleneksel olarak enkesit planında gemi
ortasından başa doğru olan kesitler sağa, gemi ortasından kıça doğru kesitler ise sol tarafa çizilir. Su
hattı planında ise sadece iskele su hatları çizilir.
Gemi formunu tanımlamak üzere baş ve kıç dikeyler arası belirli sayıda aralığa ayrılır (tipik 20
aralık). Gemi formunun hızlı değişim gösterdiği baş ve kıç nihayetlerde ara kesitler alınması
yaygındır. Her bir kesite ait su hattı yarı genişlikleri ofset değeri olarak adlandırılır ve bu değerlerle
gemi tekne formunu tanımlayan bir ofset tablosu oluşturulur. Tipik bir balıkçı gemisine ait form
planı Şekil 4.7’de görülmektedir.
Şekil 4.6. Üç boyutlu tekne formu ve kesit düzlemleri
Batoklar
Su hatları
En kesitler
Z
X
Y
Şekil 4.7 balıkçı gemisi form planı
4.3.1. Tekne Form Katsayıları
Tekne su altı form katsayılarının belirlenmesinde iki temel dizayn eğrisinden yararlanılabilir:
1. En kesit alanları eğrisi
2. Yüklü su hattı eğrisi
En kesit alanları eğrisi her bir kesitin yüklü su hattına kadar alanlarının gemi boyunca çizilmesi ile
elde edilebilir. Yüklü su hattı eğrisi ise her bir kesitin yüklü su hattı genişliklerinin (veya yarı
genişliklerin) plot edilmesi ile elde edilir. Şekil 4.8’te tipik bir yük gemisi için yüklü su hattı ve
enkesit alanları eğrileri görülmektedir.
TABLO 4-1 Tipik Ofset Tablosu
İst
Yarı Genişlikler Ana Güverte Küpeşte
BL
0 m
WL1/2
0.5 m
WL 1
1 m
WL 2
2 m
WL 3
3 m
WL 4
3.8 m
WL 5
5 m
WL 6
6 m
Yükseklik Yarı
Genişlik
Yükseklik Yarı
Genişlik
Ayna - - - - - 2140 6650 7550 5700 7350 9450
0 - - - - - 3260 6900 7710 5700 7540 9450
½ - - - - 600 4250 7170 7820 5700 7700 9450
1 300 - - - 2280 5120 7400 7880 5700 7810 9450
2 300 - 1620 1620 4630 6440 7730 7900 5700 7900 9450
3 300 1580 3820 3830 6170 7280 7870 7900 5700 7900 9450
4 370 1740 3200 5500 7120 7730 7900 7900 5700 7900 9450
5 860 3140 4700 6620 7620 7870 7900 7900 5700 7900 9450
6 2120 4730 5920 7270 7820 7900 7900 7900 5700 7900 9450
7 3780 5900 6720 7580 7880 7900 7900 7900 5700 7900 9450
8 4900 6390 7100 7710 7895 7900 7900 7900 5700 7900 9450
9 5070 6400 7080 7720 7890 7900 7900 7900 5700 7900 9450
10 4700 6170 6880 7570 7840 7900 7900 7900 5700 7900 9450
11 4000 5680 6450 7240 7860 7830 7900 7900 5700 7900 9450
12 3130 4990 5820 6700 7250 7540 7800 7900 5700 7850 9450
13 2230 4230 5040 6000 6620 7000 7480 7750 5700 7670 9450
14 1400 3500 4220 5120 5770 6250 6950 7430 5724 7300 9474
15 750 2730 3380 4180 4800 5320 6180 6950 5753 6730 9503 7900
16 330 1990 2530 3220 3780 4280 5250 6225 5783 6000 9536 7890
17 130 1380 1830 2400 2850 3260 4150 5320 5812 5100 9575 7730
18 60 920 1320 1730 1960 2170 2930 4190 5841 3970 9623 7270
19 40 550 900 1290 1250 1140 1650 2790 5870 2650 9682 6410
19 ½ 40 380 700 1090 1050 610 970 2000 5885 1920 9715 5810
20 40 280 530 900 1000 - 320 1220 5900 1140 9748 5090
Şekil 4.8. En kesit alanları ve yüklü su hattı eğrileri
Yüklü su hattı eğrisi ve enkesit alanları eğrisi gemi kesitlerinin formu hakkında bilgi verebilir.
Herhangi bir konumda enkesit alanı değeri ile yüklü su hattı genişliği kesit formunun U veya V
formu olduğunu belirtecektir.
Enkesit alanları eğrisi altında kalan alan geminin su altı hacmini (deplasman hacmi) verecektir.
∫=∇
L
0
dx)x(A
Burada A(x) gemi boyunca x konumundaki su hattı altındaki en kesit alanını göstermektedir.
Buradan blok katsayısı (CB) ve sephiye merkezinin boyuna konumu (LCB) aşağıdaki formüller
yardımı ile elde edilebilir.
∫
∫∫
=
∇
== WL
WLWL
L
0
L
0
WLWLWLWL
L
0
B
dx)x(A
dx)x(xA
LCB
TBLTBL
dx)x(A
C
Benzer şekilde yüklü su hattı eğrisi altında kalan alan yüklü su hattı alanını verecektir.
∫=
WLL
0
WLWL dx)x(BA
T(x)
A(x)
B(x)
LCB
SAC
LWL
LCF
Burada B(x) gemi boyunca x konumundaki yüklü su hattı genişliği olup su hattı alan katsayısı
(CWP) ve yüzme merkezi (LCF) aşağıdaki formüller ile bulunabilir.
∫
∫∫
===
WL
WLWL
L
0
WL
L
0
WL
WLWL
WL
WLWL
L
0
WL
WL
dx)x(B
dx)x(xB
LCF
BL
A
BL
dx)x(B
C
Blok katsayısı gemi su altı tekne formunun ne kadar dolgun olduğunun bir göstergesidir ancak kesit
formları aynı zamanda orta kesitin ne kadar dolgun olduğuna da bağlıdır. Orta kesitin dolgunluğunu
belirtmek üzere orta kesit alanını (veya maksimum alanı) su hattı genişliği ve gemi ortasındaki su
çekimine bölerek elde edilen orta kesit narinlik katsayısı kullanılır.
TB
A
C
WL
M
M =
Burada AM orta kesit alanını göstermektedir. Böylece su altı prizmatik katsayısı aşağıdaki gibi
tanımlanabilir.
M
B
MWLWLMWL
P
C
C
TCBLAL
C =
∇
=
∇
=
Böylece prizmatik katsayı tekne su altı hacminin, taban alanı orta kesit alanı ve yüksekliği gemi su
hattı boyu olan silindirin hacmine oranı olmaktadır. Aynı blok katsayısına sahip iki gemiden
prizmatik katsayısı küçük olan diğerine nazaran ortada daha dolgun, baş ve kıçta daha narin
olacaktır. Benzer bir mantıkla tekne su altı hacminin, taban alanı yüklü su hattı olan su çekimi
yüksekliğindeki silindire oranı düşey prizmatik katsayıyı verecektir.
WL
B
WLWLWLWL
VP
C
C
TCBLTA
C =
∇
=
∇
=
Örnek 4.1. Boyu L ve taban yarıçapı R olan bir silindir su çekimi yarıçapa eşit olacak şekilde
yüzmektedir. Form katsayılarını bulun.
Blok katsayısı:
4RR2
2
R
TBL
LA
TBL
C
2
WL
M
WLWL
B
π
=
π
==
∇
=
Orta kesit katsayısı:
4RR2
2
R
TB
A
C
2
WL
M
M
π
=
π
==
Prizmatik katsayı: 1
4/
4/
C
C
C
M
B
P =
π
π
==
Su hattı alan katsayısı: 1
R2L
R2L
BL
A
C
WLWL
WL
WL =
×
×
==
Düşey prizmatik katsayı:
41
4/
C
C
C
WL
B
VP
π
=
π
==
Örnek 4.2. Aşağıda enkesiti verilen L boyunda bir lastik botun form katsayılarını hesaplayın.
Blok katsayısı: 928.0
12
8
RL)RRR4(
L)RR4
4
R2
(
TBL
LA
TBL
C
2
WL
M
WLWL
B =
+π
=
++
+
π
==
∇
=
R
R
4R
R
Orta kesit katsayısı: 928.0
12
8
R)RRR4(
RR4
4
R2
TB
A
C
2
WL
M
M =
+π
=
++
+
π
==
Prizmatik katsayı: 1
C
C
C
M
B
P ===
Su hattı alan katsayısı: 1
RL6
RL6
BL
A
C
WLWL
WL
WL ===
Düşey prizmatik katsayı: 928.0
1
928.0
C
C
C
WP
B
VP ===
Örnek 4.3. Aşağıda enkesiti verilen L boyunda eşkenar üçgen şeklindeki dubanın form katsayılarını
hesaplayın.
Blok katsayısı: 5.0
L
2
35
5
L
2
35
5
2
1
TBL
LA
TBL
C
WL
M
WLWL
B ===
∇
=
Orta kesit katsayısı: 5.0
2
35
5
2
35
5
2
1
TB
A
C
WL
M
M ===
Prizmatik katsayı: 1
C
C
C
M
B
P ==
Su hattı alan katsayısı: 1
LB
LB
BL
A
C
WLWL
WL
WL ===
Düşey prizmatik katsayı: 5.0
1
5.0
C
C
C
WP
B
VP ===
5m
Örnek 4.4. Aşağıda profil kesiti verilen ve bir dairesel silindir ve koniden oluşan dubanın orta
simetri ekseni su hattı olacak şekilde yüzmesi durumunda form katsayılarını hesaplayın.
Blok katsayısı:
6
π
Hr4
Hrπ
3
2
rr2H2
Hrπ
6
1
Hrπ
2
1
TBL
LA
TBL
C 2
222
WL
M
WLWL
B ==
××
+
==
∇
=
Orta kesit katsayısı:
4
π
r2
rπ
2
1
TB
A
C 2
2
WL
M
M ===
Prizmatik katsayı:
3
2
4
π
6
π
C
C
C
M
B
P ===
Su hattı alan katsayısı:
4
3
Hr4
HrHr2
BL
A
C
WLWL
WL
WL =
+
==
Düşey prizmatik katsayı:
9
π2
4/3
6/π
C
C
C
WP
B
VP ===
Örnek 4.5. Temel geometrik özellikleri aşağıda verilen gemiye ait form katsayılarını hesaplayın.
Su hattı boyu LWL 200 m
Su hattı genişliği BWL 22 m
Su çekimi T 7 m
Prizmatik katsayı CP 0.75
Yüklü su hattı alanı AWP 3500 m2
Deplasman tonajı Δ 23000 t
Deniz suyu yoğunluğu ρ 1.025 t/m3
729.0
025.1722200
23000
TBLTBL
C
WLWLWLWL
B =
×××
=
ρ
Δ
=
∇
=
795.0
22200
3500
BL
A
C
WLWL
WL
WL =
×
==
r
H H
972.0
75.0
729.0
C
C
C
P
B
M ===
Örnek 4.6. Enkesiti şekilde gösterilen 100 metre boyunda sabit kesitli dubanın form katsayılarını
bulun.
Orta kesit alanı: 2
M m5.125.010
2
1
110A =××+×=
Orta kesit alan katsayısı: 833.0
5.110
5.12
TB
A
C
WL
M
M =
×
==
Deplasman hacmi: 3
WLM m12505.12100LA =×==∇
Blok katsayısı: 833.0
5.110100
1250
TBL
C
WLWL
B =
××
=
∇
=
Prizmatik katsayı: 1
833.0
833.0
C
C
C
M
B
P ===
Su hattı alanı katsayısı: 1
10100
10100
BL
A
C
WLWL
WL
WL =
×
×
==
10m
1m
1.5m
Bölüm 5-1
5. YÜZEN CİSİMLERİN DENGESİ VE BAŞLANGIÇ STABİLİTESİ
5.1 GEMİYE ETKİYEN STATİK KUVVETLER
Bir deniz aracının dizaynında en temel gereklerden biri o deniz aracının görevi gereği taşıması
gereken yük veya yolcu ile tamamen yüklenmiş iken istenen su hattında yüzebilmesini sağlayacak
sephiyenin mevcut olmasıdır. Bunun kadar önemli ikinci bir zorunluluk deniz aracının değişik
yükleme durumlarında dik durabilmesini sağlayacak başlangıç stabilitesinin bulunmasıdır.
Sakin su yüzeyi üzerinde hareketsiz duran bir deniz aracına etkiyen iki temel kuvvet yukarıdan
aşağı yönlenmiş ağırlık kuvveti (W) ile aşağıdan yukarı yönlenmiş sephiye, deplasman (Δ)
kuvvetleridir. Geminin istenen su hattında dengede olabilmesi için bu su hattındaki sephiye kuvveti
ile toplam ağırlık birbirine eşit ve zıt yönlü olmalıdır. Bir gemiye etkiyen sephiye ve ağırlık
kuvvetleri Şekil 5.1 ’de şematik olarak görülmektedir.
Şekil 5.1. Deplasman tipi bir tekneye etkiyen kuvvetler
Denge koşulu sephiye ve ağırlık merkezlerinin aynı düşey doğru üzerinde olmasını zorunlu kılar.
Böylece gemi ağırlık ve sephiye merkezleri aynı düşey doğrultuda olacak şekilde uygun meyil ve
trim açılarında yüzecektir. Bu iki merkezin yatay ve boyuna konumları değiştirilerek istenen meyil
ve trim açıları elde edilebilecektir.
W
W
Δ
B
Δ
G
B
G
Bölüm 5-2
Genelde bir geminin toplam ağırlığını kesin olarak bilmek genel olarak çok zordur. İnşa sırasında
gemiye konan tüm ağırlık grupları liste halinde toplanmakla birlikte pek çok kalem malzeme için
kesin ağırlık belirlemek zordur (Örneğin kablolar, boya, mefruşat, kaynak dikişleri gibi). Ağırlık
merkezinin düşey ve boyuna konumu ağırlık gruplarının istenen merkezlere göre statik momenti
alınarak bulunabilir. İnşa ve denize indirme sonrası yapılan bir meyil deneyi ile ağırlık ve ağırlık
merkezinin konumu net olarak belirlenir. Gemilerde genellikle ağırlık merkezinin enine konumu
merkez simetri hattı üzerinde bulunur.
5.2 GEMİNİN STATİK BAŞLANGIÇ STABİLİTESİ
Geminin herhangi bir dış kuvvet etkisi altında (örneğin yük yükleme veya boşaltma, su alma,
rüzgar, dalga gibi) ağırlık merkezinin konumunun değişmesi durumunda ağırlık ve sephiye
merkezleri arasındaki uzaklıktan dolayı bir moment oluşacaktır. Bu momentin etkisiyle sephiye
merkezi ağırlık merkezinin yeni konumu ile aynı düşey doğruya gelecek şekilde gemi meyil veya
trim yapacaktır. Oluşan moment gemiyi orijinal durumuna geri getirmeye çalışıyorsa Ağırlık ve
Deplasman kuvvetleri arasında pozitif GZ moment kolu oluşacaktır. Bu durumu Şekil 5.2.a.’da
görülmektedir. Eğer oluşan moment gemiyi yatırmaya çalışıyorsa negatif bir GZ vardır ve Şekil
5.2.b.’de görülen bu durumda oluşan moment gemiyi devirmeye çalışacaktır. Eğer GZ moment kolu
0 ise yanı ağırlık ve deplasman kuvvetleri aynı düşey doğru üzerinden etkiyorsa gemi bu meyil
açısında dengede kalacaktır. Farksız denge olarak adlandırılan bu durum Şekil 5.2.c.’de
görülmektedir.
(a) (b) (c)
Şekil 5.2. Deplasman tipi bir tekneye etkiyen kuvvetler
Bu durumda bir deniz aracının dengeli olarak yüzebilmesi için aşağıdaki iki koşulun sağlanması
gerektiği ortaya çıkmaktadır:
G,M
B
G
B
M
G
M
B
Bölüm 5-3
1. Yüzme koşulu gereği cismin ağırlığı taşırdığı suyun ağırlığına eşit olacaktır yani, Δ=W
2. Pozitif bir doğrultucu moment kolu (GZ) bulunacaktır, yani GZ≥0,veya GM≥0.
Bir geminin herhangi bir etken nedeni ile sancak veya iskele yönünde meyil yaptığını düşünelim.
Gemi meyil yaptıkça su altı formu ve buna bağlı olarak da su altı hacim merkezinin konumu
değişecek ve geminin toplam ağırlığı ve ağırlık merkezinin konumu sabit kabul edildiğinden ağırlık
ve sephiye kuvvetleri arasında bir kuvvet çifti yani moment oluşacaktır. Sephiye merkezinden su
hattına çizilen dikin orta simetri eksenini kestiği nokta metasantr noktası olarak adlandırılır ve M
harfi ile gösterilir. Metasantr noktası (M) ağırlık merkezinin (G) üstünde ise pozitif bir doğrultucu
moment oluşacaktır. Aksi durumda negatif bir devirme momenti oluşacaktır. Metasantr ile ağırlık
merkezinin çakışması halinde farksız denge durumu ortaya çıkacaktır. Bu durumda gemiyi
doğrultmaya veya devirmeye çalışan moment:
ϕΔ=Δ= sinGMGZMd
olacaktır. Burada ϕ meyil açısını göstermektedir. Meyil açısının küçük değerleri için (3-50
) açının
tanjantı veya kendisi de kullanılabilir. Bu ifade ancak yaklaşık 10 dereceye kadar olan küçük meyil
açıları için geçerli olup daha büyük açılarda güvertenin suya girmesi veya omurganın sudan çıkması
nedeniyle M noktasının konumu değişeceği için daha detaylı hesaplar yapmak gerekecektir.
Başlangıç durumunda ve küçük meyil açılarında metasantr yüksekliği sephiye merkezi ve ağırlık
merkezinin omurgadan yüksekliği ve metasantr yüksekliği cinsinden aşağıdaki formül ile
hesaplanabilir:
0KGBMKBGM ≥−+=
Buradaki KB ve BM değerleri hidrostatik hesaplardan kolayca belirlenebilir. Böylece ağırlık
merkezinin omurgadan yüksekliğinin bilinmesi halinde gemide başlangıç stabilitesinin bulunup
bulunmadığı ve pozitif stabilite bulunması durumunda bunun aşırı olup olmadığı belirlenebilir.
Yukarıdaki ifade başlangıç stabilitesinin nasıl iyileştirilebileceği konusunda ipuçları vermektedir.
Burada hatırlanması gereken bir nokta aşırı yüksek GM değerlerinin her zaman istenmeyeceği ve
bazı sakıncaları olabileceğidir. Ağırlık merkezinin omurgadan yüksekliği (KG) başlangıç
stabilitesini negatif etkilemektedir. Yani KG’nin düşürülmesi başlangıç stabilitesini iyileştirecektir.
Bu amaçla aşağıdakilerden biri uygulanabilir:
Bölüm 5-4
Gemideki bazı ağırlık grupları daha aşağı konumlara indirilebilir.
Geminin ağırlık merkezinden daha aşağı bir konuma ek ağırlık alınabilir (örneğin balast suyu).
Gemi ağırlık merkezinden daha yukarıda bulunan bazı ağırlık grupları azaltılabilir (Örneğin üst
yapıda çelik yerine GRP veya alüminyum gibi hafif malzeme kullanma).
Gemi içindeki serbest yüzey miktarı azaltılabilir.
Başlangıç stabilitesini olumlu etkileyen KB ve BM değerleri ise tekne geometrisine bağlı olarak
iyileştirilebilir. Su hattı katsayısının arttırılması ile elde edilecek V kesitli formlar, düşük prizmatik
katsayısı ve voltalı su üstü formu KB’yi yukarı çekecek ve başlangıç stabilitesini iyileştirecektir.
Metasantr yarıçapı
∇
=
I
BM şeklinde bulunabilir. Burada I su hattı enine atalet momenti olup
3
1LBk şeklinde ifade edilebilir. Teknenin su altı hacmi de LBTk2 şeklinde ifade edilebileceğinden
metasantr yarıçapının genişliğin karesi ile değiştiği ortaya çıkar. Bu durumda başlangıç stabilitesi
üzerinde en büyük etkisi olan tekne form parametresinin olarak gemi genişliği olduğu ortaya
çıkmaktadır.
5.3 MEYİL DENEYİ VE SABİT STABİLİTE HESAPLARI
Bitmiş bir geminin ağırlık merkezinin gerçek konumu ve dolayısıyla metasantr yüksekliği (GM)
meyil deneyiyle bulunur.
Meyil tecrübesinde kalibre edilmiş ağırlıkların yerleri değiştirilerek bilinen bir meyil yaratılır. Bu
momente karşı geminin yaptığı meyil bir sarkaçla ölçülür. Sarkaçla yapılan ölçümde (bk. Şekil 5.3)
sarkaç boyu ve sapma miktarı bilindiğinden, θ meyil açısı olmak üzere
tan θ = Sapma miktarı / sarkaç boyu olarak bulunur.
Meyil momenti =W ⋅ d olduğundan ve bu meyil momenti
Doğrultma momenti = Δ ⋅ GZ = Δ ⋅ GM ⋅ sin θ ile karşılanacağından
Bölüm 5-5
W ⋅ d = Δ ⋅ GM ⋅ sin θ olur.
Küçük açılar için sin θ ≅ tan θ ≅ θ olduğundan
θ⋅Δ
⋅
=
tan
dW
GM
ilişkisinden hesaplanır.
Şekil 5.3 Meyil Deneyi
Meyil deneylerinde ağırlık ilk hareket ettirildiğinde gemi boy ekseni etrafında yalpa (=roll) hareketi
yapar ve bu hareket zaman içinde sönümlenerek sabit meyil açısı haline gelir. Yalpa hareketinin
doğal periyodunun ölçülmesi de meyil deneyinin bir parçasıdır. Bir geminin doğal yalpa periyodu
GM
K
T
108.1
≅
ifadesiyle verilir. Burada T yalpa periyodu ve K geminin jirasyon yarıçapıdır. Gemilerin jirasyon
yarıçapı gemi genişliğinin bir yüzdesi cinsinden
K = kB
olarak ifade edilir ve genelde k katsayısı 0.35 – 0.45 aralığında değer alır. Ortalama değerler
kullanıldığında
GM
B
T
42.0
≅ iyi bir yaklaşık değer verir.
sarkaç
cetvel
Bölüm 5-6
5.4 YARALANMA VE BÖLMELEME
Gemilerin çatışma, karaya oturma, patlama, yanlış yükleme dolayısıyla dış kabuğunun
bütünlüğünün bozulması deniz suyunun istek dışında tekne içine girmesi “yaralanma (=flooding)”
olarak tanımlanır. Yaralanma sonucunda gemiye giren su hem geminin ağırlığını arttırarak
fribordunun azalmasına sebep olur ve hem de geminin stabilitesinin yok olması sonucu
devrilmesine neden olabilir.
Dolayısıyla geminin bütünlüğünün korunması ve bu bütünlüğünün bozulması sonucunda ortaya
çıkacak kötü etkilerin sınırlandırılması için kurallar konulmuş ve geminin su geçmez bölmelere
sahip olması zorunlu hale getirilmiştir. Gemiyi bölmelemek için kullanılan su geçmezlik (=water
tightness) özelliği istenen bu yapılara su geçmez perdeler denir.
ÖRNEKLER
Örnek 5.1:
Dikdörtgen kesitli homojen bir kütük ρ1 yoğunluğunda bir malzemeden yapılmış olup boyu L,
genişliği B ve derinliği D’dir. Bu kütüğün yoğunluğu ρ0 olan bir sıvıda dengeli olarak yüzebilmesi
için
a) B/D ile ρ1 / ρ0 arasında nasıl bir bağıntı olmalıdır?
b) B/D = 1 ise ρ1 / ρ0 oranı ne olmalıdır?
c) ρ1 / ρ0 = 0.5 ise B/D oranı ne olmalıdır?
Bölüm 5-7
Çözüm :
a) Yüzme koşulu gereği Δ = W olmalıdır. Buradan LBT ρ0 =LBD ρ1 yazılabilir.
0
1
D
T
ρ
ρ
= (1)
Denge koşulu gereği GM > 0 olmalıdır. Buradan
GM = KB+BM-KG > 0
2
T
KB =
2
D
KG =
T12
B
TBL
12
LB
I
BM
2
3
==
∇
=
0
2
D
T12
B
2
T
GM
2
>−+= => 0
T12
TD6BT6
GM
22
>
−+
=
T sıfır olamayacağından
0TD6BT6 22
>−+ şartı sağlanmalıdır.
(1) ifadesinin yerine konulmasıyla aşağıdaki ifade elde edilir.
0D6BD6
0
122
2
0
12
>⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
ρ
ρ
−+⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
ρ
ρ
Her iki tarafı D2
ile bölersek
2
0
1
0
1
2
2
66
D
B
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
ρ
ρ
−⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
ρ
ρ
> => ⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
ρ
ρ
−⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
ρ
ρ
>
0
1
0
1
16
D
B
b) B/D=1 => ⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
ρ
ρ
−⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
ρ
ρ
>
0
1
0
1
161
ρ1 / ρ0 = t diyelim. Bu durumda A = 6 t2
– 6 t +1 > 0 denklemi elde edilir. Bu denklemin kökleri
t1 = 0.21 t1 = 0.79
1
D
T
≤ olması gerektiğinden 1t
0
1
≤=
ρ
ρ
olmalıdır. Bu durumda denge koşulu aşağıdaki aralıklarda
sağlanabilir:
21.00
0
1
<
ρ
ρ
< ve 179.0
0
1
<
ρ
ρ
<
c) ρ1 / ρ0 = 0.5 ise
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
>
2
1
1
2
1
6
D
B
=>
2
3
D
B
>
Bölüm 5-8
Örnek 5.2 :
İkizkenar üçgen kesitli homojen bir kütük ρ1 yoğunluğunda bir malzemeden yapılmış olup boyu L,
genişliği B ve derinliği D’dir. Bu kütüğün yoğunluğu ρ0 olan bir sıvıda dengeli olarak yüzebilmesi
için
a) B/D ile ρ1 / ρ0 arasında nasıl bir bağıntı olmalıdır?
b) B/D = 2 ise ρ1 / ρ0 oranı nedir?
Çözüm :
a) Yüzme koşulu gereği Δ = W olmalıdır. Buradan
1010 DBTbDBL
2
1
TbL
2
1
ρ=ρ⇒ρ=ρ
D
TB
b
D
B
T
b
=⇒=
b değerinin yukarıdaki ifadede yerine konması ile
10 DBT
D
TB
ρ=ρ
0
1
0
1
2
2
D
T
D
T
ρ
ρ
=⇒
ρ
ρ
= (1)
Bölüm 5-9
Denge koşulu gereği GM > 0 olmalıdır. Buradan
3
T2
KB =
3
D2
KG = 2
22
22
2
3
D6
BT
T6
D
TB
T6
b
TbL
2
1
12
Lb
I
BM ====
∇
=
( ) ⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−>⇒−>⇒>−+= 1
T
D
4
D
B
TD
3
2
D
B
6
T
0
3
D2
D6
BT
3
T2
GM 2
2
2
2
2
2
(1) ifadesi yerine konursa
12
D
B
T
D
1
0
1
0
−
ρ
ρ
>⇒
ρ
ρ
=
b) B/D=2 ise
25.02122
0
1
1
0
1
0
>
ρ
ρ
⇒
ρ
ρ
>⇒−
ρ
ρ
>
T<D olması gerektiğinden ρ1 < ρ0 olmalıdır ve buradan 125.0
0
1
<
ρ
ρ
< koşulu elde edilir.
Örnek 5.3
Boyu L, genişliği B, derinliği D olan ρ1 yoğunluğunda bir malzemeden yapılmış ikizkenar üçgen
kesitli homojen bir kütük üzerine aynı boy ve genişlikte ve 3D/4 derinlikte ρ1/2 yoğunlukta
malzemeden yapılmış dikdörtgen kesitli bir kütük eklenmektedir. Sistemin yoğunluğu ρ0 olan bir
sıvı içinde 3D/2 su çekimi ile yüzebilmesi için gerekli B/D ve ρ1/ ρ0 oranları nedir?
Bölüm 5-10
a) Yüzme koşulu gereği Δ = W olmalıdır. Buradan
000
2
1
2
1
ρρρ DBLDBLDBL =+=Δ
1
1
1
8
7
24
3
2
1
ρ
ρ
ρ DBLDBLDBLW =+=
8
7
DBL
8
7
DBL
1
0
10 =
ρ
ρ
⇒ρ=ρ
Denge koşulu gereği GM>0 olmalıdır. Buradan
D
DBL
D
DDBLDDBL
KBKB
KB
24
2342
1
3
2
2
1
21
2211
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+×+×
=
∇+∇
∇+∇
=
D
DBLDBL
D
DDBLDDBL
WW
KGWKGW
KG
168
163
8
3
2
1
2
4
3
8
3
3
2
2
1
11
11
21
2211
=
+
⎟
⎟
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎜
⎜
⎝
⎛
+×+×
=
+
+
=
ρρ
ρρ
D
B
DBL
BL
I
BM
12
12
2
3
==
∇
=
7
1
84
1
12
0
168
163
1224
23
2
22
>⇒>⇒>−+=−+=
D
B
D
B
D
D
B
DKGBMKBGM
Örnek 5.4 :
25 m. boyundaki SWATH tipi bir teknenin deplasmanı 300 tondur. Teknenin en kesiti aşağıdaki
şekilde olup ağırlık merkezinin omurgadan yüksekliği KG = 1.85 metre ve deniz suyu yoğunluğu
1.025 t/m3
olarak verilmektedir. Bu teknenin dengeli olarak yüzebileceğini gösterin.
Bölüm 5-11
Öncelikle teknenin yüzdüğü su hattını belirleyelim.
( ) .5.1300263.02
mhLhr =⇒=××××+ ρπ
T = 2 x r + h = 2.5 +1.5 = 4.0 m.
Denge koşulu gereği GM>0 olmalıdır. Buna göre
( )( )
( ) 573.1
63.05.125.12
2/5.15.263.05.125.125.12
2
2
21
2211
=
×+×××
+××+××××
=
∇+∇
∇+∇
=
π
π
L
LKBKB
KB
.676.0
025.1/300
25.263.025
12
63.025 2
3
m
I
BM =
×⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
××+
×
=
∇
=
.4.085.1676.0573.1 mKGBMKBGM =−+=−+=
GM > 0 olduğundan tekne dengeli olarak yüzebilir.
Örnek 5.5 :
Deplasmanı 5000 ton ve kalıp genişliği 14m. olan bir kimyasal tankerin ağırlık merkezinin
konumunu belirlemek amacıyla meyil deneyi yapılmıştır. Deney sırasında 5m. uzunluğunda bir
sarkaç ve 6 ton ağırlığında bir çelik blok kullanılmıştır. Blok bulunduğu konumdan 6m. iskele
yönünde hareket ettirilince sarkaç 60 mm. sapmıştır. Bu durumda geminin metasantr yüksekliğini
ve doğal yalpa periyodunu bulunuz.
Bölüm 5-12
tan θ = Sapma miktarı / sarkaç boyu = 0.06 / 5 = 0.012
Geminin metasantr yüksekliği;
.6.0
012.05000
66
tan
m
dW
GM =
×
×
=
⋅Δ
⋅
=
θ
Doğal yalpa periyodu ;
59.7
6.0
1442.0
GM
B42.0
T =
×
=≅ olarak bulunur.
Bölüm 6-1
6. GEMİ DİRENCİNİN BİLEŞENLERİ
6.1. GİRİŞ
Gemi direncinin bir mühendislik problemi olarak tanımlanabilmesi için direncin oluşumu,
bileşenleri ve bunları etkileyen faktörlerin belirlenebilmesi ve verilen bir form için belirlenen hız
aralığında deneysel ve/veya nümerik yöntemlerle hesaplanabilir olabilmesi gerekir.
GEMİ ÖLÇÜMLERİ MODEL DENEYLERİ
Yöntemler
• Standart kabul tecrübeleri
• Özel tecrübeler
Problem
• Çevre şartları kontrolsüz
• Ölçülebilir faktörler
• Özel ölçüm maliyeti
Avantaj
• Gerçeklenen değerler
Umulan Gemi
Performansı
Model
Deney
Sonucu
Yöntemler
• Standart deneyler
• Sistematik deneyler
• Araştırma deneyleri
• Gözlemsel deneyler
Problem
• Ölçek etkileri
• Ölçülebilir faktörler
Avantaj
• Çevre şartları kontrolü
EKSTRAPOLASYON
Ölçüm
Veriler
Ölçüm
Yöntemi
Ve
Hesaplar
Model sonuçlarından
Gemi sonuçlarını elde
etme
Deney
Dizaynı
Sistematik
ve Dağınık
Veri
Yöntem
ANALİTİK / NÜMERİK MODELLEME
Yöntemler
• Teorik hesaplamalar
• Ampirik hesaplamalar
• Ölçek etkilerinin hesabı
Problem
• Hesaplamaların deneysel sonuca uyumu
Avantaj
• İstenen her büyüklüğün her ölçekte
hesaplanabilmesi
Şekil 6.1. Gemi direnci incelemesinde bilgi akış çevrimi
Bugün teori, nümerik yöntemler, deneysel teknikler ve araştırma imkanlarına rağmen direnci
etkileyen faktörlerin tümüyle değerlendirilmiş olduğunu ve ölçek probleminin çözüldüğünü
söylemek mümkün değildir. Konunun gelişimi yönünden bilgi akışı ve etkileşim Şekil 6.1’de
şematik olarak gösterilmiştir.
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu
Gmg dersnotu

More Related Content

What's hot

RoRo Gemileri ve yükleme boşaltma
RoRo Gemileri ve yükleme boşaltmaRoRo Gemileri ve yükleme boşaltma
RoRo Gemileri ve yükleme boşaltmaSevilay Can
 
Parts of a ship1
Parts of a ship1Parts of a ship1
Parts of a ship1Ruranha
 
Offshore Support Vessels Design
Offshore Support Vessels DesignOffshore Support Vessels Design
Offshore Support Vessels DesignAhmed Taha
 
Parts of ship
Parts of shipParts of ship
Parts of shipAmadorDe
 
Dökme yük gemilerinde boyuna mukavemet analizi
Dökme yük gemilerinde boyuna mukavemet analiziDökme yük gemilerinde boyuna mukavemet analizi
Dökme yük gemilerinde boyuna mukavemet analiziSevilay Can
 
Shipyard Management - Design, Planning & Operations
Shipyard Management - Design, Planning & OperationsShipyard Management - Design, Planning & Operations
Shipyard Management - Design, Planning & OperationsJune Tan
 
[2] ship classification and types
[2] ship classification and types[2] ship classification and types
[2] ship classification and typesikhulsys
 
propulsion engineering-02-resistance of ships
propulsion engineering-02-resistance of shipspropulsion engineering-02-resistance of ships
propulsion engineering-02-resistance of shipsfahrenheit
 
Life and Work of a Naval Architect
Life and Work of a Naval ArchitectLife and Work of a Naval Architect
Life and Work of a Naval ArchitectCallum Campbell
 
Ship construction ders_notu_sevilay_can
Ship construction ders_notu_sevilay_canShip construction ders_notu_sevilay_can
Ship construction ders_notu_sevilay_canSevilay Can
 
GEMİ BÖLÜMLERİ VE YAPI ELEMANLARI ( SHIP SECTIONS AND CONSTRUCTION ELEMENTS )
GEMİ BÖLÜMLERİ VE YAPI ELEMANLARI (  SHIP SECTIONS AND CONSTRUCTION ELEMENTS )GEMİ BÖLÜMLERİ VE YAPI ELEMANLARI (  SHIP SECTIONS AND CONSTRUCTION ELEMENTS )
GEMİ BÖLÜMLERİ VE YAPI ELEMANLARI ( SHIP SECTIONS AND CONSTRUCTION ELEMENTS )Lisan Taha Açın
 
Offshore Structure
Offshore StructureOffshore Structure
Offshore StructureIsmail Topal
 
Shell and deck plating
Shell and deck platingShell and deck plating
Shell and deck platingCorrodere
 
Marine engines ırgatlar ve vinçler
Marine engines ırgatlar ve vinçlerMarine engines ırgatlar ve vinçler
Marine engines ırgatlar ve vinçlerHakan Küçük
 

What's hot (20)

RoRo Gemileri ve yükleme boşaltma
RoRo Gemileri ve yükleme boşaltmaRoRo Gemileri ve yükleme boşaltma
RoRo Gemileri ve yükleme boşaltma
 
Temel endaze çizimi
Temel endaze çizimiTemel endaze çizimi
Temel endaze çizimi
 
Gemi İnşaatı - 06 - İtici Sevk Sistemleri
Gemi İnşaatı - 06 - İtici Sevk SistemleriGemi İnşaatı - 06 - İtici Sevk Sistemleri
Gemi İnşaatı - 06 - İtici Sevk Sistemleri
 
Gemi Stabilitesi
Gemi StabilitesiGemi Stabilitesi
Gemi Stabilitesi
 
Parts of a ship1
Parts of a ship1Parts of a ship1
Parts of a ship1
 
Offshore Support Vessels Design
Offshore Support Vessels DesignOffshore Support Vessels Design
Offshore Support Vessels Design
 
Parts of ship
Parts of shipParts of ship
Parts of ship
 
Dökme yük gemilerinde boyuna mukavemet analizi
Dökme yük gemilerinde boyuna mukavemet analiziDökme yük gemilerinde boyuna mukavemet analizi
Dökme yük gemilerinde boyuna mukavemet analizi
 
Shipyard Management - Design, Planning & Operations
Shipyard Management - Design, Planning & OperationsShipyard Management - Design, Planning & Operations
Shipyard Management - Design, Planning & Operations
 
[2] ship classification and types
[2] ship classification and types[2] ship classification and types
[2] ship classification and types
 
Bulk carrier update
Bulk carrier updateBulk carrier update
Bulk carrier update
 
propulsion engineering-02-resistance of ships
propulsion engineering-02-resistance of shipspropulsion engineering-02-resistance of ships
propulsion engineering-02-resistance of ships
 
Life and Work of a Naval Architect
Life and Work of a Naval ArchitectLife and Work of a Naval Architect
Life and Work of a Naval Architect
 
Ship construction ders_notu_sevilay_can
Ship construction ders_notu_sevilay_canShip construction ders_notu_sevilay_can
Ship construction ders_notu_sevilay_can
 
GEMİ BÖLÜMLERİ VE YAPI ELEMANLARI ( SHIP SECTIONS AND CONSTRUCTION ELEMENTS )
GEMİ BÖLÜMLERİ VE YAPI ELEMANLARI (  SHIP SECTIONS AND CONSTRUCTION ELEMENTS )GEMİ BÖLÜMLERİ VE YAPI ELEMANLARI (  SHIP SECTIONS AND CONSTRUCTION ELEMENTS )
GEMİ BÖLÜMLERİ VE YAPI ELEMANLARI ( SHIP SECTIONS AND CONSTRUCTION ELEMENTS )
 
Offshore Structure
Offshore StructureOffshore Structure
Offshore Structure
 
Wave resistance
Wave resistanceWave resistance
Wave resistance
 
Shell and deck plating
Shell and deck platingShell and deck plating
Shell and deck plating
 
Wk 1 intact stability elementary principles
Wk 1 intact stability elementary principlesWk 1 intact stability elementary principles
Wk 1 intact stability elementary principles
 
Marine engines ırgatlar ve vinçler
Marine engines ırgatlar ve vinçlerMarine engines ırgatlar ve vinçler
Marine engines ırgatlar ve vinçler
 

Gmg dersnotu

  • 1. İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ GEMİ İNŞAATI VE DENİZ BİLİMLERİ FAKÜLTESİ GEMİ İNŞAATI VE GEMİ MAKİNALARI BÖLÜMÜ 2010-2011 GÜZ YARIYILI HAZIRLAYAN PROF. DR. A. YÜCEL ODABAŞI DÜZENLEYEN Y. DOÇ. DR. ŞEBNEM HELVACIOĞLU MÜH. NALAN EROL
  • 2.
  • 3. Bölüm 1-1 1. GEMİ DİZAYNINDA GÖREV TANIMI VE GÖREV ANALİZİ Gemiler, belli bir faaliyeti yerine getirmek üzere dizayn edilen ve üretilen endüstriyel yapılardır, yani başka bir deyişle platformlardır. Genel olarak bir armatör veya gemi sahibi olacak bir otorite, aşağıda sıralanan gaye veya sebeplere benzer koşullar altında gemi dizaynı yaptırmayı düşünür: • Yaşlanmış veya teknolojik olarak çağını doldurmuş gemilerin yenilenmesi veya tadilatı. • Mevcut bir ticari rotada filo büyütme veya gemi tadilatı ile ticari kazanç arttırma. • Mevcut bir ticari rotada yeni servis sunma veya değişik yük taşıyarak pazar payını büyütmek. • Değişen jeopolitik ve ekonomik şartlarda yeni bir rota veya taşıma türü sunarak yeni pazarlar açmak. • Açık denizde mevcut veya endüstriyel faaliyetleri gerçekleştirmek. • Ticari veya endüstriyel faaliyet gösteren gemi ve yapıların destek gereksinimini karşılamak. • Ülke deniz savunma ihtiyaçlarına cevap vermek. Bu anlayış içerisinde gemileri, görev tanımlarına göre aşağıdaki gruplar içerisinde toplamak mümkündür: (1) Ticaret Gemileri: Ana görevleri yük ve yolcu taşımak olan gemiler. (2) Endüstriyel Gemiler: Denizdeki kaynakların incelenmesi veya değerlendirilmesi için dizayn edilmiş gemiler. (3) Servis Gemileri: Ticari ve endüstriyel gemilerin çalışmalarını destekleyen gemiler ile denizde can ve mal güvenliği sağlayan gemiler. (4) Savaş Gemileri: Ülkenin savunma ihtiyaçlarını karşılayan silahlandırılmış gemilerle, ülke savaş filosunu destekleyen gemiler. Her gruba giren gemiler için tipik örnekler Tablo 1.1’de verilmiştir. Bu tabloda verilen gemilerin büyüklük, görünüş ve aranjman yönünden çok büyük değişiklikler gösterdiği göze çarpar. Bu değişikliğin temel sebebi ise geminin görev tanımıdır. Örneğin; ticaret gemilerinde ana gaye yük (veya yolcu) taşımak olduğundan, taşınacak yükün karakteristikleri dizaynı yönlendirir. Dolayısıyla başarılı bir gemi dizaynı için ilk şart “görev veya gereksinim tanımı”nın doğru ve anlaşılır olmasıdır.
  • 4. Bölüm 1-2 TABLO 1-1 Göreve Tanımına Göre Sınıflandırılmış Tipik Gemi Örnekleri Ticaret Gemileri Endüstriyel Gemiler Servis Gemileri Savaş Gemileri • Genel yük gemileri (General cargo ship) • Konteyner gemileri (Container ship) • Ham petrol tankerleri (Crude oil carrier) • OBO (Cevher/Dökme/Petrol) taşıyıcı gemiler (Oil/Bulk/Oil) • Feriler (Ferry) • Roll-on Roll-off gemiler (Ro-Ro) • Yolcu gemileri (Passenger ship) • LNG/LPG tankerleri (LPG/LNG tanker) • Yük şatları (barge) ve entegre şat-itici sistemleri (Integrated tug-barge system) • Kimyasal tankerler (Chemical tankers) • Tarak gemileri (Dredger) • Sondaj gemileri (Drill ship) • Incinirator gemileri (Incinerator ship) • Balıkçı fabrika gemileri (Fish factory trawler) • Araştırma gemileri (Research vessel) - Balıkçılık (Fishing) - Oseonografik (Oceanograpic) - Hidrografik (Hydrographic) - Sismik (Sysmic) • Romorkörler (Tugs) • Dalış destek gemileri (Diving support ships) • Yangın gemileri (Fire – fighters) • Pilot botları (Pilot boats) • Mürettebat taşıma gemileri (Crew Tenders) • Temin edici gemiler (Supply boats) • Deniz ambulansları (Sea ambulance) • Kaçakçı takip botları (Drug interdiction patrol boats) • Denizde yağ toplama gemileri (Oil skimmer) • Avcı botları (Patrol boat) • Hücüm botları (Fast attack boat) • Firkateynler (Frigate) • Destroyerler (Destroyer) • Denizaltılar (Submarine) • Mayın gemileri (Mine counter measures or mine hunter) • Çıkarma gemileri (Landing craft) • Çıkarma destek gemileri (Landing support ships) • Akaryakıt destek gemileri (Naval oiler ship) • Cephane destek gemileri (Naval Supply ships) • Özel harekat botları (Special operation boats)
  • 5. Bölüm 1-3 Görev analizinin temelini, gemi sahibi istekleri ve kısıtlamaların belirlenmesinden sonra, yapılacak bir tekno-ekonomik analiz ve bu analizin gerçekçi bir şekilde değerlendirilmesi oluşturur. Bu kapsamda ticaret gemisi dizaynında düşünülmesi gereken unsurlar, en basit bir anlayış içerisinde, aşağıdaki şekilde sıralanabilir: A - Ekonomik Unsurlar • Filo yapısı ve dizaynı düşünülen gemi sayısı. • Düşünülen ticari rota ve rotalar (tonaj ve servis hızı). • Düşünülen çalışma ve yük profili (sıa, belirleyici yük tanımı, servis hızı). • Yük özellikleri ve kapasite tanımları (birden fazla yük dahil). • Yükleme-boşaltma ve diğer kargo sistemleri için alternatiflerin belirlenmesi ve seçim kurallarının tanımı. • Gemi sevk sistemi alternatiflerinin ve seçim kurallarının tanımı. • Gemide uygulanması düşünülen otomasyon seviyesi ve personel politikası (mürettebat sayısı). • Ana gaye dışı kullanım olasılığı. • Yatırım veya ilk maliyet sınırlamaları. • Tahmin edilen navlun oranları ve navlun dalgalanmaları. • Finansman paketi şartları (faiz, ödemesiz süre, toplam ödeme süresi, komisyonlar). B - Sınırlamalar (Kısıtlamalar) • Kullanılacak liman, rıhtım ve kanalların gerektirdiği boy, genişlik, su çekimi, hava draftı gibi boyut sınırlamaları. • Liman yükleme-boşaltma tesislerinin kapasite, hız ve yükseklikleri. • Havuzlama tesisleri dolayısıyle sınırlamalar. • Çalışılan limanlardaki gel-git özellikleri. • Gemiden istenen denizcilik özellikleri ve çalışılacak denizler. • Uygulanacak klas kuruluşu kuralları. • Bağlı bulunacağı liman ve bayrak devleti talepleri. • Uluslararası kural, konvansiyon ve kaideler. - Tonaj ve fribord kuralları. - Stabilite standartları.
  • 6. Bölüm 1-4 - Yaralı stabilite ve bölmeleme gereksinimleri. - Titreşim ve gürültü sınırları. - Deniz kirlenmesini önleme kuralları. - Tehlikeli ve patlayıcı yük taşıma ile ilgili sınırlamalar. - Denizde haberleşme ile ilgili tüzükler. - Mürettebat ve yolcu-yaşam mahalleri ile ilgili kurallar. vs. Bu veya daha kapsamlı bir listedeki unsurlar kavram dizaynı (=concept design) denilen bir yaklaşım içerisinde parametrik bir modelleme yöntemiyle sistematik bir değerlendirmeye tabi tutulur.
  • 7. Bölüm 1-5 TABLO 1-2 Kullanım Alanlarına Göre Gemilerin Sınıflandırılması KENDİ KENDİNİ SEVK EDEBİLEN DENİZ TAŞITLARI ( SELF PROPELLED MARINE VEHICLES ) GÖL VE NEHİRDE GİDENLER (INLAND WATERWAYS) AÇIK DENİZDE GİDENLER (SEAGOING) Taşımacılıkta kullanılanlar (transport) Taşımacılıkta kullanılmayanlar (non transport) Dökme Yük (Bulk cargo) Genel Yük (General Cargo) Yolcu (Passenger) Sıvı (liquid) Kuru (dry) Sıvı gaz kimyasalları (liquid gas chemicals) Petrol Tankeri (Oil Tanker) (ham-ürünler) (crude-products) Kombine taşıyıcı (O.B.O) Combination carrier (O.B.O) Dökme yük taşıyıcı ( Bulk carrier ) Balyalar, sandıklar ambalajlar içine yerleştirilmiş dökme yükler Çok Güverteli Şilep (Multi deck freighter) Tek güverteli ( koster) Single deck (coaster) Ambarları soğutuculu olan gemi (reefer ) Ağır yükleri kaldırmak için özel donanımlara sahip gemi ( Haevy lift ship) Birim yük ( unit cargo ) Konteyner (container ) Ro-Ro Araba taşıyıcı ( car carrier ) Yük şatları taşıyıcı ( barge carrier) Feribot (ferry) Sadece yolcu taşıyan gemi (cruise) Balıkçı (Fishing) Servis gemileri ( Service crafts ) Av gemileri (catchers) Fabrika gemileri (factory vessels) Askeri gemiler (Military ) Diğer Deniz Taşıtları (other marine craft) Romorkör (Tugs) Tarak gemisi (Dredger) Buz Kırıcı tekne (Ice breaker) Sondaj Gemisi (Drill ship) Kreyn gemisi ( Crane Ship ) (Kablo gemisi ( Cable ship ) Araştırma teknesi ( Survey Vessel ) Uçak gemisi (Aircraft Carrier) Destroyer (Destroyer) Eskort (Escort) Denizaltı ( Submarine ) Hücumbot ( Patrol craft ) Mayın tarama gemisi ( Mine craft ) Cephane destek gemisi (Support craft) Çıkarma gemisi (Landing craft) Çok tekneli büyük yatlar (multi hull large yachts)
  • 8. Bölüm 1-6 1.1 Muhtelif tipte gemiler Şekil 1. CVN 78 tipi uçak gemisi* http://tr.wikipedia.org/wiki/Dosya:CVN-78_Artist_Image.jpg Şekil 2. Sikorsky yapımı hücum bot (gunboat) http://www.sikorskyarchives.com/boat2.html*
  • 9. Bölüm 1-7 Şekil 3. Todak sınıfı hücum bot (patrol boat) http://www.trmilitary.com/forum/viewtopic.php?f=47&t=13709* Şekil4. Semo “democracy” class 40 m surface effect ship (SES) www.islandengineering.com/ses_museum.htm
  • 10. Bölüm 1-8 Şekil 5. SWATH (small water-plane area twin hull) tipi tekne http://www.yachtforums.com/forums/general-yachting-discussion/3541-swath-ships-2.html* Şekil 6. Katamaran tipi tekne http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/15/Polynesian_canoe_replica_2.jpg*
  • 11. Bölüm 1-9 Şekil 7. 50 yolcu kapasiteli 35 knot hıza çıkabilen hava yastıklı (hover craft) tekne http://anggun3.files.wordpress.com/2008/05/hovercraft.jpg* Şekil 8. The RMS Queen Mary 2 yolcu gemisi http://travelblog.portfoliocollection.com/FeaturedImage/queen_mary_2.jpg*
  • 12. Bölüm 1-10 Şekil 9. M/S Freedom of the Seas yolcu gemisi http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e6/Freedom_of_the_Seas_Oslo_26_april_2006.j pg* Şekil 10. yolcu gemisi http://www.kaliteliresimler.com/data/media/45/Crystal_Symphony.jpg*
  • 13. Bölüm 1-11 Şekil 11. Konteyner gemisi http://www.resimdizin.com/resim.asp?rid=oNZWPUyNPJNS* Şekil 12. Ham petrol taşıyan bir tanker http://bz4.kr/zbxe/dic_T/files/attach/images/109/604/Tanker.jpg*
  • 14. Bölüm 1-12 Şekil 13. Supramax Dökme yük gemisi http://resimcenter.com/r-deniz-ulasimi-ve-yuk-tasiyicisi-gemi-resimleri-90-supramax-dokme-yuk- gemisi-resimleri-1793.html* Şekil 14. Genel yük gemisi http://www.trans-inst.org/img/marilyn.jpg
  • 15. Bölüm 1-13 Şekil 15. Ro-Ro gemisi http://xguilty.files.wordpress.com/2007/08/ro-ro.jpg*
  • 16. Bölüm 2-1 2. GENEL PLAN DİZAYNI 2.1 GENEL TANIMLAR VE YÖNTEM Tanım: Genel plan dizaynı, erişim ihtiyaçları göz önünde tutularak koordineli bir şekilde, gemiden beklenen bütün fonksiyonların yerine getirilebilmesi için alan / hacim atama işlemidir. Yaklaşım: Genel plan dizaynında yaklaşım dizaynerin bilgi ve tecrübesi ile dizaynı yapılacak gemi tipi ile ilgili veri bazı mevcudiyetine bağlı olmak üzere, genelde aşağıdaki aşamalardan oluşur. Örnek olarak (bakınız Şekil – 2.1.a ve 2.1.b) • Fonksiyon – ilinti – hacim (alan) talebi ilişkilerinin belirlenmesi (ör: şekil 2.6) • Ana hacimlerin atanması (genel fonksiyonel bölmeleme) (ör: şekil 2.5) • Bireysel hacim sınırlarının atanması (özel bölmeleme) • Birimsel hacimde iç yerleşim (makine, teçhizat v.s.) değerlendirmesi • Hacimler arası erişim dizaynı ve değerlendirmesi • Toplam dizayn entegrasyon değerlendirmesi Bu yaklaşım dizaynın her kademesinde daha detaylandırılarak yapılır ve yapılan seçimlerin uyulması gereken kaide, kural ve konvansiyonlara uyması şartı sağlanır. Bu şartların başında ise • Normal ve yaralı stabilite gereksinimleri • Yeterli bünyesel mukavemet (statik ve dinamik) • Yolcu ve mürettebat güvenliği • Erişim ve boşaltma • Deniz kirlenmesini önleme gelir. En elemanter seviyede de olsa bir genel plan dizaynının başlayabilmesi için bazı bilgilerin var olması gerekir. Bu bilgiler en azından aşağıdaki konuları kapsar: • Taşınması istenen yükün tipi, özellikleri ve gerekli hacim • Yük istifleme metodu ve yükleme-boşaltma sistemleri • Kullanılacak ana makine tipi ve gücü ve gereken hacim
  • 17. Bölüm 2-2 • Yolcu ve mürettebat sayısı, yaşam mahali standartları ve yaşam mahalli hacim ihtiyaçları • Gemi sıası (mil ve gün olarak) ve buna bağlı olarak gerekli tank hacimleri ve depo hacimleri • Özel kullanım maksatlı işlevlerin ve bunların hacim gereksinimlerinin belirlenmesi • Kullanılacak bölmeleme standardı ve enine perdeler arasındaki mesafe sınırlamaları • Form planının mevcut olması veya form planı hakkında fikir sahibi olunması. Bu anlayışın içinde yük gemileri genel plan dizaynını belirli alt başlıklar altında incelemek mümkün olabilir, ancak hiçbir zaman toplam sistem entegrasyon gereksinimlerini unutmamak gerekir. Şekil 2.1.a
  • 18. Bölüm 2-3 Şekil 2.1.b 1)Fonksiyonel Hacim Gereksinimleri Tanımı Ana ilkeler Görev destek fonksiyonları Personel destek fonksiyonları Gemi destek fonsiyonlari Diğer fonsiyonlar Destek yöntemler Konfigürasyon veri bazı Yaklaşık metodlar Gerkesinim tanımı Alınan dersler Tasarımcı tecrübesi 2)Güverte Kompartman ve Zonların Tanımı Ana ilkeler Güverte ve perde pozisyonları Ana makine dairesi yeri Yardımcı makine dairesi yeri Hareket bölumünün yeri Topside yerleşimi Yaşam mahalleri Alan hedeflerinin belirlenmesi Öncelikler Yaraya dayanıklılık ve vuruş gücü SSCS öncelikleri Erişim gereksinimleri Geometrik sınırlamalar Destek yöntemler Geometrik modelleme(CAD) Gereksinim tanımları Alınan dersler Tasarımcı tecrübesi 3)Genel Yerleşim Tanımı Ana ilkeler Ilinti ve ayrışıklık Erişim ve degiştirme boyutları Personel ve techizat geçişi Insan etkenleri Belirleyici iz azaltma Görüş alanı Öncelikler Görev etkinligi Emniyet Duruş gücü Maliyet Destek yöntemler Geometrik modelleme (CAD) Analiz yöntemler Gereksinim tanımları Tasarım disiplin seçimleri Alınan dersler 4) Tasarim Çıktıları Yerleşim resimleri Yerleşim raporları Sistem ve eleman parçaları Şartnameler Maliyet raporları Inşaat ve tadilat kontrolü Yaklaşık hesap metodları Donanma ve teknik başkanlık tasarım tercihleri Filo konfigürasyon Veri bazı (tarihsel) Alınan dersler Veri bazı Geometrik model (CAD) Gereksinim tanımı Analiz metodları (fonsiyonellik) Duruş gücü gereksinimleri Tasarım Veri bazı Genel Plan Tasarım ve Değerlendirme Mantığı
  • 19. Bölüm 2-4 2.2 ÇEŞİTLİ YÜK TAŞIYAN YÜK GEMİSİ (CARGO LINER) Çeşitli yük taşıyan yük gemileri, belli rota ve rotalarda muntazam veya tarifeleri uygulayan belirli yük gruplarını taşımak için, bazı özel dizayn özellikleri gösteren gemilerdir. Genelde taşınan yük, acentalar kanalı ile ayarlanan ve birden fazla göndericiye ait paketlenmiş yüklerden oluşur. Bu tür gemiler çoğu zaman oldukça büyük filo sahibi şirketler tarafından işletilir. Filodaki gemi sayısı ve her geminin büyüklüğü rota mesafesine, o rotada taşınması gereken yük miktarına ve rotadaki tarifeli servis sıklığına göre değişir. Tanım olarak genel yük, bir gemiyi, ambarı veya kompartımanı tek başına doldurmayacak kadar küçük yük paketleridir. Liner taşımacılığında kullanılan teknik terimler Tablo – 2.2’de verilmiştir. Tablo – 2.3 tipik genel yük türlerini, bunların paketleme özelliklerini ve taşınmasında göz önünde tutulması gereken hususları göstermektedir. Buradan da görüleceği gibi yükün bu kadar değişik olması ve bunlara karşı gelen istif faktörlerinin değişikliği (bakınız Tablo – 2.4) liner servisinde önemli problemler ortaya çıkarmış ve yüklerin bireyselleştirilmesi bu probleme önemli çözüm getirmiştir. Liner taşımacılığı için en önemli ve değerli yük tipi değeri yüksek ve taşıma hacmi sınırlı endüstriyel ve yarı-endüstriyel mamullerdir. Ancak bu mamullerin taşıma hacmi artarsa ya özel taşımaya veya konferans dışı bulk taşımaya geçme tehlikesi de mevcuttur. Aşikar olan, yüksek değerli taşıma ürünlerinde navlun kadar taşımanın sürekliliği, zamanı ve güvenirliliği de önemlidir. Dolayısıyla Liner işletmelerinin müşterilerini muhafaza etmek ve yeni müşteri çekebilmek için faktörleri dengeleyen ve en iyi değer veren bir anlayış benimsemeleri gerekir. Yüklerin bireyselleşmesi belli bir evrim geçirmiştir. Bu evrimin ilk aşaması sandıklamadır. (= palletization). Bu metodda yük ucuz ağaçtan yapılmış bir sandığa konur ve yük emniyeti muhtelif bağlar, ağlar veya büzülebilen plastik ile temin edilir. Böylece kapatılan sandık limanda fork-lift ile taşınabilir; ve kaldırıp indirme ise kreyn ile yapılır (Lo-Lo=lift on – lift off). Her ne kadar bu sistem limandaki yükleme-boşaltma hızı, güvenirlilik ve yük hacmi yönlerinden konteynercilikten daha az verimli ise de, sandıklamanın üç önemli avantajı vardır. Bunlar: (1) Sandıklar konteynerlerden çok daha ucuzdur ve geri gönderilmesi zorunluluğu yoktur. (2) Bazı hallerde sandıklar nakliyecinin taşıma ve yükleme-boşaltma sistemi için daha uygun olabilir (özellikle az gelişmiş ülke liman ve gemilerinde). (3) Boş konteynerlerin geri taşınması problemi önlenir.
  • 20. Bölüm 2-5 Bugün genel yük için en çok kullanılan taşıma türü ISO standartlarına uygun konteynerlerdir. Bugün taşımacılıkta 20-feet’lik konteynerler standart haline gelmiş ve konteyner gemilerinin kapasiteleri TEU (twenty-foot equivalent unit) olarak ifade edilmektedir. ISO standart konteynerlerinin genişlik ve yükseklikleri 8 feet olup, dört değişik boyda olabilirler. Bu boylar 10 foot, 30 foot ve 40 foot’dur. Boyutlar 20’ x 8’ x 8’6” Boyutlar 40’ x 8’ x 8’6” Boy (metre) 5.9 12.0 En (metre) 2.4 2.4 Yükseklik (metre) 2.6 2.6 Kapasite (metreküp) 32.9 67.0 İstif kapasitesi 9 9 Maksimum kütle (ton) 24 30 Kaynak: UNCTAD (1985), s. 141 Tablo2.1. konteyner ozellikleri Bireyselleşmiş yük taşımacılığında bir diğer tip de vasıta veya treyler üzerinde yük taşıyan Ro-Ro (Roll on – Roll off) tipidir. Aslında bu tür pek yeni olmayıp kısa mesafelerde nehir, kanal ve benzeri geçişler için uzun sürelerden beri kullanılmıştır. Gemiye ait hareketli bir köprü tertibatıyla yük ve taşıyıcının gemiye giriş ve çıkışı yapılır. Sistemin en büyük dezavantajı ro-ro prensibi ekonomikliliğini giriş ve çıkışın arttıkça kaybetmesidir. Bu sistemin en büyük avantajı ise bu tür taşımacılıkta liman yatırımının, yükleme-boşaltma için özel bir donanım ve tesise ihtiyaç duyulmaması sebebiyle, düşük olmasıdır. Bu türün özel gayeli olarak yapılmış olan “araba taşıyıcısı” (=car carrier), sayısı sınırlı olmakla beraber, mesafeye bağlı olmaksızın ekonomikliliğini koruyabilen bir taşıma metodudur. Dünyada özellikle gelişen ülkelerde liman işletmelerinin kötülüğü limanlarda bekleme maliyetlerini kabul edilemez düzeylere ulaştırmıştır. Ro-Ro taşımacılığının en büyük avantajı bu tür beklemeleri ortadan kaldırmasıdır. Dolayısıyla, bu tip taşımacılığın gelişen ülkeler ticaretinde kullanılabilirliği düşünülmelidir. Gelişen ülkeler yönünden önemli olan diğer Liner taşımacılığı da şat (=barge) taşıyan gemilerdir. Bu tür taşımacılık liman tesislerine olan ihtiyacı tamamen ortadan kaldırması yönünden önemlidir. Özellikle nehir taşımacılık imkanının mevcut olması haline LASH (=Lighter aboard ship) tipi taşımacılık toplam taşıma verimini önemli ölçüde arttırır. Bu taşımacılık üç ana elemandan oluşur, şatları taşıyan “ana gemi” (=mother ship), nehir ve iç su yollarında gruplar halinde çekme veya itme ile hareket ettirilebilen yüklenmiş şatlar ve ana gemiye yükleme ve boşaltmayı sağlayan kreyn sistemleri.
  • 21. Bölüm 2-6 TABLO – 2.2 LINER TAŞIMACILIĞINDA TEKNİK TERİMLER İngilizce Terim Türkçe Terim İzahat Break Bulk cargo Dağınık yük Bireyselleşmiş genel yük Broken stowage İstif hacmi kaybı Yükün veya ambarın özel şekil dolayısıyla kullanılmayan hacmin ambar hacmine oranı Cargo parcel Yük paketi Taşınması belirlenen bir yük grubu; mesela 500 ton çelik profil Closed conference Sınırlı üyeli konferans Yeni üye kabulünün eski üyelerin onayına bağlı olan konferans Conference Konferans Genellikle Linerlerde resmi veya gayriresmi bir anlaşmayla deniz taşıma şirketlerinin bir taşıma hattında tarifeli ve belirli navlunla taşıma yapması ve rekabeti önlemesi Dunnage Sandıklama malzemesi Eski tip Liner’lerde genel tip yükü paketlemek ve ambarda sıkılamak için kullanılan ağaç ve benzeri malzemeler Freight ton (also called Reveneue ton) Navlun tonu Liner şirketin navlun hesabında kullandığı ünite; yükün tipine göre hangisi daha büyükse bir ölçü tonu veya metrik ton General Cargo Genel yük Tek başına bir gemi, ambar veya kompartmanı doldurmayacak kadar küçük yük üniteleri Liner service Liner servis Belirli limanlar arasında tarifesi ve navlunu belli olarak çalışan konteyner, ro-ro, v.s. gibi gemilerin yaptığı taşımacılık hizmeti Measurement Ölçü tonu Yükün ağırlığı dikkate alınmadan fiziksel hacmine bağlı olarak navlun hesabında kullanılan bir ölçü (genellikle 40 ft3 ) Open conference Açık konferans Üyelerin girişte konferans şartlarını kabulü dışında başka bir üyelik şartı aramayan konferanslar Stowage İstif Yükün gemi ambarlarına uyumlu olarak yerleştirilmesi Unitized Cargo Bireysel yük Daha uygun taşıma, istif ve emniyet için standart boyutlardaki koruma içinde taşınan yük.
  • 22. Bölüm 2-7 TABLO – 2.3 TİPİK GENEL YÜKLER Yük Tipik Paketleme Taşımada önemli hususlar Tesis, makina ve diğer sanayii ürünler Sandıklanmamış veya sandıklarda Ağır, büyük ve zarar uğraması kolay Kimyasal maddeler Torba veya varillerde Çevreye ve sağlığa zararlı olabilir (BCH ve IBC kuralları), özellikle saçıldıkları takdirde İşlenmiş gıda maddeleri Karton kutularda Zarar uğraması kolay, sıcaklık ve rutubet kontrolu gerektirebilir ve çalınma olasılığı yüksek Alkollü içkiler Karton kutularda Çalınma olasılığı yüksek Meyva Karton kutularda Soğutma gerektirir, koku yapar Çay Sandıklarda Çok çabuk lekelenir ve bozulur Pamuk Balyalarda Sıcaktan korunması gerekir, birden ateşlenip yanabilir Deri Balyalarda Kokuludur ve kurtlanabilir Bakır İngotlarda Yüksek değerlidir Yağ çıkarılan çekirdekler Torbalarda Çabuk ısınabilir ve özel havalandırma gerektirebilir TABLO – 2.4 MUHTELİF YÜKLERİN İSTİF FAKTÖRLERİ Yük Tipi İstif Faktörü ft.3 /ton m3 /ton Demir Cevheri 18 0.5 Hububat 45-50 1.3-1.4 Kömür 50 1.4 Kesilmiş Ağaç 80 2.3 Torbalanmış porselen kili 80 2.3 Tomruk (ağaç) 100 2.8 Konteynerler 120 3.4 Arabalar (özel gemi) 150 4.2 Oyuncaklar, ayakkabı 300-400 8.5-11.3 Arabalar (genel gemi) 700 19.8
  • 23. Bölüm 2-8 2.3 BÜYÜK HACİMLİ TAŞIMACILIK 2.3.1 Büyük Hacim Yükünün Tanımı “Büyük hacim yükü (=bulk cargo)”, çoğunlukla büyük miktarlarda taşınan ham petrol, petrol mamulleri, hububat, demir cevheri ve kömür gibi dökme yükleri tanımlamakta kullanılır. Bu yüklerin önemli özelliklerinden biri yükün herhangi bir koruyucu paketleme olmaksızın gemilerin ambarlarına doldurulup boşaltılmasıdır. Diğer bir özellik ise bu tür yüklerin kısmi değil tüm gemi yükü olarak taşınmalarıdır. Daha geniş kapsamda birim taşıma maliyetini düşürmek için büyük partiler halinde taşınan yükler büyük hacimli yük olarak tanımlanabilir. Büyük hacim taşımacılığının verimli ve ekonomik olarak yapılabilmesi taşınacak yükün miktarı, yükleme-boşaltma özellikleri, taşıma talep ve arzındaki muntazamlığına ve alıcı satıcı stok seviyelerine bağlıdır. 1) Yük Miktarı : Büyük hacim taşımacılığı taşınacak yük miktarının fazlalığı ve birim taşıma masrafının prensibine dayandığından, yük miktarı en önemli faktördür. Aslında bir yükün genel yük veya büyük hacimli yük olması bu farktan doğar ve taşınacak yük miktarı arttığında genel yük büyük hacimli yüke dönüşür. 2) Yükleme-Boşaltma Özellikleri: Büyük hacimli yüklerin ve istifleme yönünden ambar/tank gereksinimleri Tablo-2.4’de verilmiştir. Özellikle yüksek verimli yükleme-boşaltma sistemlerinin kullanımı ve limanda geçen sürenin azaltılması deniz taşımacılık verimi yönünden çok önemlidir. Bugün birçok büyük liman petrol ve petrol ürünleriyle dökme yük için özel ve hızlı yükleme- boşaltma tesislerine sahiptir. 3) Taşıma Arz ve Talebi: Belirli yük miktarlarının taşınması bu hatlar için optimize edilmiş özel kapasiteli ve teçhizli gemilerin geliştirilmesini sağlamıştır. Bu kapsam içinde tüm taşımacılık kavramının gerekleri de dahildir, yani yükün yükleme limanına getirilmesi ve deniz taşımacılığından sonra boşaltma limanından kullanılma noktasına taşınması da taşıma sistemi optimizasyonunun bir parçasıdır. Bazen, tahıl taşımacılığı gibi düzenli olmayan ve dönemlere bağlı olarak değişen, ancak yük miktarı dolayısıyla büyük hacim taşımacılığına giren yüklerin taşınmasında tüm taşımacılık görüşleri ve optimizasyon mümkün değildir ve mevcut gemiler arasından kiralamayla oluşturulan filolar bu taşımacılığı anlaşma şartları ve navlun kapsamında taşır.
  • 24. Bölüm 2-9 4) Alıcı-Satıcı Stok Seviyeleri: Envanter maliyetleri dolayısıyla gerek üretici ve gerekse tüketici bazı malların stoklarını kısıtlı tutmak gereğini duyabilir. Bu halde her ne kadar yük genel karakteri itibari ile büyük hacimli yük kapsamına girse de taşıma daha küçük hacimler için gerçekleşir ve büyüklüğün verdiği ekonomi (=economics of scale) gerçekleşemez. Özellikle önemsiz hacimli ticaret (= minor bulk trades) denen hatlarda durum böyledir. Tablo- 2.4’de belirtildiği üzere hacimli yüklerdeki deniz taşımacılığını dört ayrı bölümde incelemek mümkündür. Şimdi tanker taşımacılığı dışında bu yük gruplarını ayrı ayrı inceleyeceğiz. Tanker taşımacılığı Bölüm 4’te ayrıca ele alınacaktır. 2.3.2 Dökme Kuru Yük Taşımacılığı Dökme yük taşımacılığının temelini beş önemli yük tipi oluşturur. Bunlar; demir cevheri, kömür, hububat, boksit ve alumina ile fosfattır. Demir cevheri ve kömür, modern dünyada kullanılan en önemli metal olan çelik imalinde kullanılan maddelerdir. Ayrıca kömür bir enerji hammaddesi olarak da kullanılmaktadır. Tahıl ürünleri, dünyadaki beslenme ihtiyacının karşılanmasında hem doğrudan gıda maddesi olarak hem de dolaylı olarak hayvan besi maddesi olarak kullanılmaktadır. Modern dünyada ikinci önemli metal olan alüminyum ham maddeler de dökme kuru yük taşımacılığında önemli bir yer tutar. Son olarak yapay gübre imalatının temel maddesi olan fosfat kayalarının taşınması da günden güne artarak kuru dökme yük taşımacılığında önemini arttırmıştır. Deniz taşımacılığı yönünde her önemli ticaret ürünü bu ürünle ilgili ticari rotaların ortaya çıkmasına yol açmıştır. Genelde demir cevheri ve kömür ithal eden ülkeler, A.B.D. dışında, çelik sanayiinin büyük olduğu ülkelerdir. A.B.D.’de çelik endüstrisinin büyük kısmı Göller Yöresi’nde bulunduğundan ve ihtiyaç A.B.D. ve Kanada’dan iç ve göl taşımacılığıyla karşıladığından, bu ülkenin açık deniz taşımacılığıyla aldığı demir cevheri ve kömür miktarı oldukça azdır. Ayrıca, 1970’li yıllardaki petrol krizi ve bunu takip eden fiyat artışları kömür ticareti ve kömür taşımacılığına ilave bir canlılık getirmiştir. Beş ana madde dışında kalan ve az hacimli ticaret maddeleri (=minor bulk trades) olarak da bilinen maddelerin deniz taşımacılığı en karmaşık sektörlerden birini oluşturur. Kuru dökme yük, yükleme ve taşıma yönünden, geminin güvenliği yönünden bazı tehlikeler arz eder. Gemi işletmesinin bu tehlikeleri önlemek için gereken tedbirleri alması gerekir. Bu tehlikelerin bazıları aşağıda açıklanmıştır.
  • 25. Bölüm 2-10 1) Yanlış ağırlık dağıtımı : Yükleme sırasında yükün belli ambarlara konsantre olması sebebiyle gemide aşırı kesme kuvvetleri ve eğilme momentleri oluşabilir; bunlar gemi bünyesinde fiziksel hasara sebep olabilirler. 2) Yanlış stabilite : Birçok dökme yükün özgül ağırlığı yüksek olduğundan yükleme sonucunda metasantr yüksekliği (GM) çok yüksek olabilir, ve bu yalpa hız ve ivmesinin çok yüksek olmasına neden olur. Yüksek ivme ise iki önemli sonuç doğurabilir; yük savrulması dolayısıyla teknenin hasara uğraması ve yük kayması dolayısıyla devamlı meyil oluşumu ve bunun sonucu olarak da teknenin hasara uğraması veya devrilmesi. 3) Ani Isınma : Bir çok dökme yük nemin yüksek olması halinde kimyasal reaksiyonlar sonunda aniden ısınıp parlayabilir. 4) İstif faktörleri : Taşınan bir maddenin istif faktörü ft3 veya m3 başına taşınan yükün ton cinsinden değeri olarak ifade edilir. Dökme yük grubuna giren malların istif faktör farklılıklarının hem dizaynda ve hem de gemi yüklemesinde dikkate alınması gerekir. 5) Şev açısı (=Angle of response) : Dökme yüklerin büyük bir kısmı serbest olarak yığıldığında koni şeklinde bir yapı gösterir. Bu koninin kenarıyla yatayın yaptığı açıya şev açısı (=angle of response) denir. Taşınan her dökme malzemenin kendine has bir şev açısı vardır. Bu durum doğal olarak yük kayma tehlikesi yaratır. I.M.O. kuralları gereğince şev açısı yüzde 35’den az olan yüklerde, yükün yandan kontrolünü sağlayacak eğimli yüzeylerin bulunması gerekir. 6) Nem miktarı : Nem miktarı genel olarak yük içindeki sıvı kısmın ağırlığa yüzdesi olarak ifade edilir. Dökme yüklerde yükleme öncesi cevher zenginleştirme işleminde yıkandığından, yükün kısmen sıvılaşması (=fluidised bed) ve bu sıvı yatağın üzerinde serbestçe hareket etmesi mümkündür. Dolayısıyla yükte nem kontrolü esastır ve bu konuda I.M.O tarafından konmuş “Emniyetli Çalışma Esasları” mevcuttur. Dizayn ve çalışmaları itibarıyla dökme yük taşıyan gemileri üç grupta toplamak mümkündür. Bunlar çok çeşit yük taşıyan “Tramp” tipi gemiler, genel maksatlı dökme yük gemileri ve özel maksatlı dökme yük gemileridir. Tramp gemiler genellikle 10,000 ile 20,000 DWT kapasiteli “tween-deck”olan gemiler olup, hem genel yük hem de dökme yük taşıyabilme özelliklerine sahiplerdir. Dolayısıyla hem gidiş ve hem de dönüş seferinde yük taşıma ve navlun kazanma özelliğine sahiptir. Modern tiplerinde tween-deck hidrolik olarak açılıp kapanabilmektedir.
  • 26. Bölüm 2-11 Genel tip dökme yük gemisi, her türlü dökme yükü taşımak için dizayn edilmiş olup, yükün iyi muhafazası ve diğer yük tehlikelerine karşı özel dizayn edilmiştir. Bu gemilerde güverte altı kanat tankları ve iç dip üstü yan tanklar (=hopper tanks) mevcuttur. Bu aranjman yükün kendini dengelemesini ve kaymamasını temin için yapılmıştır. Bu gemilerin boyutları genelde hizmet vereceği liman tesisleri, kanal sınırlamaları ve taşınacak yük hacmi düşünülerek tayin edilir. Özel dökme yük gemileri sadece bir tip yük için dizayn edilirler. Bunların dizayn çalışmalarında yükleme-boşaltma kolaylığı en önemli faktördür. Bu gemilerin tipik özelliklerinden biri ambar ağızlarının genişliğidir. Genel tip dökme yük gemilerindeki ilave tankların petrol ürünü taşınmasında kullanılması için geliştirilmiş olan gemiler OBO olarak bilinir. 2.3.3 Soğutulmuş Yük Taşımacılığı Her ne kadar diğerlerine benzemese de gemi yükü olarak taşındığı için soğutulmuş yük taşımacılığı da büyük hacimli taşımacılık içinde düşünülebilir. Taşınacak yüke göre değişik dondurma veya soğutma gerekleri ve yükün bozulabilir olması işletmecilik ve dizayn yönünden en önemli noktalardır. TABLO 2-4 Büyük Hacimli Yüklerin Genel Tanım İçinde Sınıflandırma Özellikleri Yük Tipi Yükleme – Boşaltma İstif • Sıvı yükler; ham petrol, petrol ürünleri, kimyasal maddeler, nebati yağlar, sıvılaştırılmış petrol gazları, v.s • Pompayla kısa sürede yükleme ve boşaltma • Tekneyle entegre veya ayrılmış tanklar, tankların korozyon önleyici maddelerle kaplanması, basınçlandırma, soğutma veya ısıtma gerekleri, v.s. • Homojen yükler; maden cevheri, kömür, hububat, v.s. • Konveyör, kepçe veya basınçlı havayla çalışan sistemler • Kuru tüp dökme yük ambarlarında serbest ve muhafazasız olarak. Hiçbir özel gereksinim olmaması. • Homojen olmayan orman ürünleri, çelik malzemeler, balyalanmış hurda, balyalanmamış ağaç, v.s. • Yarı – bireyselleşmiş yüklerin kreyn veya vinçlerin yüklenip boşaltılması • Geniş ambar ağızları gereksinimi. Ambarlarda üst üste istif gereği. • Dondurulmuş ve soğutulmuş yükler • Kaldırmayla • Sandıklanmadığı takdirde üst üste istif edilemez.
  • 27. Bölüm 2-12 2.4 TANKER TAŞIMACILIĞI 2.4.1 Tanker Ticaret ve Taşımacılığının Tanımı Büyük hacimli sıvı taşımacılığı olarak da tanımlanabilen tanker taşımacılığı tüm deniz taşımacılığında en büyük taşıma tonajını (yaklaşık yarısını) oluşturur. Bu tip yükü üç grupta toplamak mümkündür. Bunlar, ham petrol (=crude oil), petrol ürünleri (=oil products) ve sıvılaştırılmış gazdır (=liquid gas). Petrolün, özel tanklar içinde A.B.D. ile İngiltere arasında taşınmasını ilk düşünen ve uygulayan James Mc Nabb isimli Newcastle’lı bir gemi sahibi ve işletmecisidir. Böylece ilk tanker 1886 yılında hizmete girdi. Bunu takip eden yirmi yıl içinde sadece kuzey İngiltere’de 200 tanker inşaa edildi. Dünyadaki ekonomik gelişme ve enerji kullanımındaki artış sebebiyle 1930’lardan sonra akaryakıt taşımacılığı dünyadaki en önemli taşımacılık halini aldı. Petrol ürünleri kabaca iki gruba bölünebilir; temiz ürünler (=clean products) ve kirli ürünler (=dirty products). Temiz ürünler rafineride damıtma sırasında ayrılan viskozitesi düşük ve en önemli tipleri kerosen ve gazolin olan ürünlerdir. Genelde bu ürünler çeliğe karşı korozif olup, gaz basınçları yüksek ve parlama sıcaklıkları düşüktür. Viskozite ve katılaşma noktaları ısıtma gerektirmez. Bu ürünlerin taşındığı tankların korumalı olması gerekir. Kirli ürünler, daha düşük damıtım ürünleri ve geri kalan ürünlerdir. Kirli ürünler konvansiyonel tankerlerde taşınabilirler. Bu ürünlerin önemli bir kısmını pompalayabilmek için ısıtma gereklidir. Her ne kadar taşınmaları nispeten güvenli ise çevre kirliliği bakımından çok tehlikelidir. Kimyasal maddeler genellikle tehlikeli yük grubu içinde olup hem taşıma emniyeti ve hem çevre koruma yönünden problem oluştururlar. Korozotif etkileri dolayısıyla tankların ya özel koruyucu boya ile kaplanması veya paslanmaz malzemeden yapılmaları gerekir. Değişik kimyasal ürünlerin taşıma ve yükleme-boşaltma sırasında karışması tehlikeli olduğundan tankların ve pompalama sistemlerinin ayrıştırılması (=segregation) önemlidir. En çok taşınan kimyasal tipleri amonyak, kostik soda, nitrik asit, fosforik asit ve propilendir. Şimdi bunları ayrı ayrı inceleyelim: - Amonyak, gübre ve diğer endüstriyel ürünlerin imalatında kullanılır. Renksiz ve boğucu bir gaz çıkarır ve buharı cilt ve gözde rahatsızlık yaratır. Çeliğe karşı korozyon etkisi düşük ancak galvenize yüzeyler, bakır ve aluminyum alaşımlarına karşı korozyon özelliği yüksektir. - Kostik soda, kimyasal işlem endüstrisi hammaddesidir. Buhar çıkarmaz ancak aşırı koroziftir. Kendisi patlayıcı değilse de aluminyum ve çinko ile temasında yanıcı hidrojen gazı
  • 28. Bölüm 2-13 bırakır. Gemi inşaat çeliğine karşı korozotif değildir, ancak boşaltmadan sonra tankların yıkanıp, temizlenmesi gerekir. Taşıma sırasında ısıtma gerektirir. - Nitrik asit, gübre, patlayıcı, boya ve ilaç sanayii hammaddesidir. Organik malzeme ile karışması halinde patlama tehlikesi vardır. Pirinç, bronz, polietilen ve P.V.C. ye karşı olup, genelde paslanmaz çelik tanklarda taşınır. - Fosforik asit, gübre, sabun ve deterjan yapımında kullanılan, renksiz ve az kokulu bir sıvıdır. Korozif özellikleri dolayısıyla ya özel kaplamalı ya da paslanmaz çelik tanklarda taşınır. - Propilen, kimyasal endüstri hammaddesi olup, kimyasal gruptaki en az tehlikeli maddelerden biridir. Sıvılaştırılmış, yanıcı gazlar ya tabii gazlar (LNG) ya da petrol gazlarından (LPG) oluşur. LNG doğrudan gaz çıkarımına yöneltilmiş kuyulardan elde edilir. LPG ise, bir petrol yan ürünüdür ve ekonomik yönde kullanılmadığı takdirde petrol kuyusundan çıkışında yakılır (=flare). Dünyadaki ilk LNG taşıyıcı gemiler 1964’te yapılan ve Cezayir ile Britanya arasında çalışan “Methan Princess” ve “Methan Progress” gemileridir. Sıvılaştırılmış aşırı soğutma, (LNG için –162 o C ve LPG için –50 o C, 1 bar’da), basınçlandırma (LPG için 10-12 bar) ve karma sistemlerle temin edilir. İlk yatırım maliyetinin yüksekliği sebebiyle LNG deniz taşımacılığı navlunu yüksek ve kompleks bir operasyondur. Bu gemilerin inşaatı genelde uzun vadeli kira sözleşmeleri ile bağlanmıştır. Bugün LNG taşımacılığı, en büyük üreticiler olan Brunei, Cezayir, Endonezya, Malezya ve Abu Dabi’den, tüketici ülkeler olan, Japonya, Güney Kore, Tayvan, Kuzey Avrupa ve A.B.D. yönlüdür. 2001’den sonra Alaska’daki depolama ve dolum tesislerinin servise girmesiyle Alaska’dan Japonya, Güney Kore ve Tayvan’a yeni hatların açılması beklenmektedir. LPG petrol yan ürünü olduğundan, ham petrol üretimiyle yakından alakalıdır. Bu hem ticaret hacmi, hem taşımacılık ve hem de rotalar için geçerlidir. 2.4.2 İşletme, Özellikler Ham Petrol Tankerleri : Alışılagelmiş tankerler, makina dairesi ve yaşam mahalleri kıçta olan, tek güverteli ve tek cidarlı gemiler olup; yük taşıyan kısmı perdelerle ayrılmış ve yükleme- boşaltmasını bir boru donanımı ile yapan gemilerdir. Çevre koruma için getirilen yeni kurallar, çift cidar şartını getirmiş olup, bundan sonra inşaa edilecek tankerler çift cidarlı olacaklardır. Yükleme, liman tesislerinin bükülebilir bir çelik hortum veya yükleme kolunun (=loading arm) gemi sistemine bağlanması ve tankların gemi personelinin vereceği sıra ve hız ile doldurması
  • 29. Bölüm 2-14 şeklinde gelişir. Yükleme sırası tankın aşırı doldurmaya karşı emniyetini (boş yan tank ve by-pass) ve hem de gemi mukavemeti yönünden emniyetini sağlar. Yükleme sonunda gerekli ölçmeler yapılarak tanklardaki ham petrol miktarı, su miktarı, özel gravite v.s. tespit edilir. Buharlaşma sonucu tank basınçlarının artmaması için her tankta özel basınç emniyetli valf ve havalandırma sistemi vardır (=pressure relief valves and vents). Yüklemede liman tesislerinin kullanılmasına karşılık boşaltmada gemideki pompa tesisleri kullanılır. Emniyetli boşaltma sırası takip edilerek gemi boşaltılır. Boşaltma sonunda tanklarda gaz kalır. Bu gaz yanıcı olup, patlama tehlikesi yaratır ve bu sebeple koruma önlemleri gerektirir. Mevcut önlemler içinde en fazla kullanılan inert gazların tanklara verilmesi ve mevcut karışımın yanıcı ve patlayıcı özelliğini yok etmektir. Ancak dikkatli olunmazsa bu işlem de tanklarda korozyona sebep olabilir. Tankerler boş seferde balast taşıdıklarından ve balast deniz suyu yük tanklarını kullandığından kirli su çevre için tehlikeli olup iki şekilde temizlenebilir: (1) Yüzdürme (Load on Top) : Petrol, belli bir süre sonra su üzerinde yüzer. Temizlenmiş su denize verilir, üstte kalan kısım bir sonraki yük ile karıştırılır. (2) Yıkama (COW) : Basınçlı ham petrol püskürterek tankları boşaltma sırasında yıkamak. Özellikle balast tankları da ayrılınca bu yol kirlenmeyi önler. Korozyon : Özellikle balast tanklarındaki korozyon, malzeme azalmasına çatlaklara ve kaçaklara neden olarak; kaza olasılığını arttırır ve bünyesel mukavemeti azaltır. Dolayısıyla, tank kontrolü ve koruyucu boya ile tank yüzeylerini koruma önemlidir. Petrol Ürün Tankerleri : Akaryakıt tankerlerinden farklı olan ürün tankerleri, aynı anda değişik ürünleri bir arada taşımak ve değişik ürünleri değişik limanlarda yükleme-boşaltma yapmak durumundadırlar. Dolayısıyla hem yük tankları, hem de yükleme-boşaltma sistemleri bu tip çalışmaya uygun olmak zorundadırlar. Bu ise, fiziksel olarak tank gruplarının koferdamlarla birbirlerinden ayrılması ve perdelerin yağ-geçmez olarak imalini, ayrıca her ürün için ayrı bir pompalama sistemini gerektirir. Genelde dört ürün için pompa sistemi yeterlidir. Mürettebatın, tanklardaki değişik ürünlerin hangi sıra ile yükleneceğini bilmesi, hangi temizleme yöntemlerini uygulayacağını bilmesi ve bunları uygulaması şarttır. Aksi halde ürün hasara uğrar ve değersiz hale gelir (=contamination). Bu kontamine olabilirlik sırası yükleme ve boşaltmada da uygulanır.
  • 30. Bölüm 2-15 Bu anlayış içinde yük gemileri genel plan dizaynını belirli alt başlıklar altında incelemek mümkün olabilir, ancak hiçbir zaman toplam sistem entegrasyon gereksinimleri unutmamak gerekir. 2.5 YÜK ALANLARININ DİZAYNI 2.5.1 Genel Yük Gemilerinde Yük Alanları Genel yük gemileri değişik tür yükleri limanlar arasında en düşük maliyetle taşıma gayesi güttüğünden dikkat edilecek en önemli hususlar yükleme-boşaltma ve istifleme ile insan gücü maliyetini düşürmek ve limanda yükleme-boşaltma süresini kısaltmaktır. Dolayısıyla dikkat edilecek konular: a. Yük alanlarının istife uyumluluğu : Bu istifi kolaylaştıracak dizayn özelliklerinin teminidir. Örnek olarak puntellerin önlenmesi; boru, kanal gibi elemanların çıkıntılar yapmaması (gizleme), posta ve kemerelerin üniform boyutta seçilmesi gibi. b. Limanda parça yük boşaltma kolaylığı : Özellikle “tramp” olarak çalışacak gemilerde yükün bir bölümünün boşaltılmasında diğer yüklerin yer değiştirme ve/veya yeniden istifleme gereğinin azaltılması veya ortadan kaldırılmasıdır. Bu ise ambar dışından içeri ve ambar içi erişimin (=access) iyi dizaynını gerektirir. c. Yükleme-boşaltma kolaylığı : Bu husus kurallar içinde kalmak kaydıyla ambar ve ambar-ağzı boyutlarıyla yükleme-boşaltma sistemlerinin seçimine bağlıdır. Beher kreyn için atanan kapasite 1700 m3 ’ü geçmemelidir. • Yük, istifleme ve istifleme hacmi seçimi yönünden parça yük (=break bulk) taşıyacak gemilerde ambar dizaynında önemli bir rol oynar. İstif faktörü birim ağırlık için gerekli hacim olarak tanımlanır. Genelde yük balya hacmi/yük deadweight oranı gerekenden yüzde 10-15 fazla seçilir. Bu istifleme ve erişilebilme kolaylıkları sağlar. • Ambar yüksekliği ve düşünülen yük tiplerine bağlı olmak üzere ara güverteler (=tween decks) kullanılır. 100 ile 200 metre boy aralığındaki gemilerde, varsa üst ara güverte ana güverte yüksekliği 2.4-30 metre, üst ve alt ara güverte arası 5.5 metre mertebesinde seçilir.
  • 31. Bölüm 2-16 2.5.2 Konteyner Gemileri Konteyner gemilerinde ilk düşünülecek hususlar kendi kendine yükleme-boşaltma yapıp yapmaması ve konteyner istifleme sistemleridir. Türkiye’de bugün üretilmekte olan konteyner gemilerinin hemen hemen tamamı konteyner taşıyabilen genel maksatlı yük gemileri olup, dizayn özellikleri itibarıyle 1972-1978 döneminde dünyada uygulanan tür genel yerleşim ve teçhizleme özelliklerini gösterirler. Bu gemilerde konteynerlerin yerleşimi pabuçlar ve bağlama sistemleriyle temin edilir. Modern konteyner gemileri sellüler bir yapıya geçmiş olup, konteynerler özel kılavuzlar (=guides) kanalıyla yerlerinde muhafaza edilir. 1990’lı yıllardan sonra ise ambar kapaksız konteyner gemileri ortaya çıkmış ve büyük tonajlı konteyner gemilerinin hemen hepsi bu şekilde dizayn edilmiştir. Konteyner gemilerinde yük hacmi en fazla sayıda standart boyutta (TEU) konteyner taşıyacak şekilde dizayn edilir. Ambarların bölmelemesi yaralı stabilite ve balast özelliklerine bağlıdır. Yükleme, boşaltma gereği olarak gemi bordalarında tanklar ve çift dip bulunur. Üretim ve çalışma maliyetlerini olumlu etkilediği için güverte üstünde de konteyner taşınır. Güverte üzerinde taşınabilir konteyner sayısı (dikey sıralar) geminin enine stabilitesi ve köprü üstü görüş gereksinimleriyle sınırlanır. Şayet gemi konteyner taşıma ağırlıklı olarak dizayn edilmişse kreynsiz ve borda kreynli (=jib crane), daha çok genel yük ağırlıklı iş merkez kreynleri kullanılır. Ambar kapakları genellikle ponton tipi olup mekanik veya hidrolik mekanizmalarla su geçmezlik sağlanır. Güverte üstü yük taşıma dolayısıyla güverte, ambar ağzı ve ambar kapağı dizaynında seçilecek dizayn yüklerinde dikkatli olunması gerekir. Mukavemet yönünden dikkat edilmesi gereken bir nokta da kreyn-tekne entegrasyonudur. 2.5.3 Ro-Ro Gemiler Bu tip gemilerde yük hacmi dizaynında ortak olan hususlar aşağıdaki gibi özetlenebilir: (1) Enine perdelerle kısıtlanmış açık güverte alanlarının bulunması ve güverte yüksekliklerinin (vasıta + yük) gereksinimlerine uyması (2) Baş, kıç ve bordada yükleme boşaltma için uygun boyutlarda seçilmiş rampaların bulunması (3) Güvertelerin tekerlek yüklerini taşıyacak mukavemette dizaynı
  • 32. Bölüm 2-17 (4) Taşıyıcıların yerleştirilmesi ve döndürülmesi için gerekli klirensler (5) Gemi içi yük hareketi ve yerleştirilebilmesi için rampa veya asansör sistemleri 2.5.4 Büyük Hacim Taşıyan Gemiler Bu türde taşınan yüklerin büyük bir bölümü sıvı ve partiküler halinde homojen yüklerden oluştuğundan yükleme ve boşaltma konveyörler, üfleyiciler, kepçeler ve pompalarla yapılabilir. Ambar veya tank büyüklüklerinin seçiminde şu hususlar dikkate alınır: • Bünyesel mukavemet gereksinimleri • Bölmeleme gereksinimleri • Yük kayması ve serbest satıh etkilerinin sınırlandırılması için olan gereksinimler • Kaç tür yükün taşınacağı ve yük özellikleri • Balastlama gereksinimleri 2.6 MAKİNE DAİRESİ Makine dairesi gemi dizaynında ilk seçimi yapılan ana hacimlerden biridir. Makine dairesinin yerini ve hacmini seçmede aşağıdaki genel prensipler uygulanır: • Makine dairesine giren sistem elemanlarının yerine nakli, montajı, işletimi ve bakım- tutumunu sağlayabilecek minimum hacmin verilmesi • Geminin ana göreviyle çatışmayacak ve bu görevi aksatmayacak seçim • Stabilite ve yaralanma standartlarına uyumluluk • Makine ağırlığı sebebiyle değişik yükleme şartlarında oluşabilecek aşırı trimin önlenmesi • Makine dairesi aranjmanının en az personelle çalışma gereksinimine uyumluluğu • Ana makine ile pervane arasındaki şaft boyunun makul sınırlar içinde kalması
  • 33. Bölüm 2-18 Bu prensiplerin dengeli bir şekilde uygulanabilmesi gemi büyüklük ve tipiyle, tahrik sisteminin tipi ve tahrik gücüne bağlıdır. Yakıt, yağlama yağı gibi makine çalışmasıyla ilintili tankların yerleştirilmesi de makine dairesi dizaynının bir parçası olarak seçilmelidir. Genellikle ticaret gemileri tek pervane ve tek makineli olarak yapılırlar. Bunun istisnaları draft sınırlamaları (dolayısıyla pervane çapı sınırlamaları) ve üstün manevra gereksinimleri dolayısıyla çift pervane aranjmanına geçilmesidir. Yolcu gemilerinde şaft ve pervane sayısı ikiyi aşabilir. Yolcu ve LASH tip gemiler dışındaki ticaret gemilerinin büyük bir bölümünde makine dairesi geminin kıç tarafındadır. Bunun en önemli sebebi uzun bir şaftın ve şaft tünelinin önlenmesidir. Böylece yük alanlarında gereksiz bir kayıp önlenmiş olur. Makine dairesi boyutları yaralı yüzebilme (yaralı bölme boyu) ve yaralı stabilite yönünden önemli olduğundan gemi dizaynında benimsenen yaralı stabilite standartlarına uygun olarak makine dairesini bölmeleme ile birden fazla kompartımana ayırmak gerekebilir. Makine dairesi boyutlandırmada yapılması gereken ilk iş makine dairesi envanterini çıkarmak ve bu envanterde bulunan makine ve kutu diyagramı şeklinde yerleşimini değerlendirerek gerekli minimum boyutları bulmaktır. Pek çok ticaret gemisinde ana makine ve şanzıman boyutları makine dairesi boyunda en büyük etken olduğundan temin edici kataloglarda bulunan boyutlandırma cetvellerinden yararlanmak gerekir. 2.7 Mürettebat ve Yolcu Alanları Gemide bulundurulması gereken mürettebat sayısı genelde aşağıdaki faktörler tarafından belirlenir: • Bayrak devletinin uyguladığı kurallar • Gemi dizaynında seçilen otomasyon seviyesi • Toplu sözleşme gereksinimleri • Gemi sahibinin öngördüğü bakım-tutum ve servis gereksinimleri Normal olarak yük gemileri 12’ye kadar yolcu taşıyabilirler. Mürettebat yaşam yerleri dizaynında aşağıdaki hususlara uyulur: 1) Yer seçimi: Geminin baş dikmesinden itibaren ilk %5’lik boyda ve yaz yüklü su hattı altındaki bölümler mürettebat yaşamı için kullanılmaz (özel tip gemiler hariç).
  • 34. Bölüm 2-19 Mürettebat yaşam mahalleri, yük, makine dairesi v.s. gibi alanlardan ayrılır. Güverte, makine ve servis personeli ayrılır ve zabitan diğer personelden ayrılır. Tankerlerde yaşam mahallerinin yük mahallerinin gerisinde olma zorunluluğu vardır. 2) Konstrüksiyon: Yaşam yerleri yanmaz malzeme ile yapılır ve yangından korumalı koridor ve merdivenlerle ulaşılır. Bu mahallenin ısı, rutubet ve kokuya karşı izole edilmesi gerekir. 3) Yatakhaneler: Bir kamarada en çok 4 personel kalabilir. Ranzalar ikiden fazla olmaz. Kabin açık yüksekliğinin 1.91 m.den az olmaması gerekir. Her personelin belirtilenden az olmayan kapasitede bir dolabı olması gerekir. Şekil 2.2’de örnek bir yaşam mahali yerleşimi gösterilmiştir. 4) Banyo ve tuvaletler: Her sekiz personele bir tuvalet, bir banyo, bir lavabo ve duş gerekir ve personel sayısı 8’den fazlaysa güverte, makine ve servis personeline ayrı tuvaletler gerekir. 5) Dinlenme ve yemek salonları: Genellikle kuzine civarına yerleştirilir ve bir oturumda bulunabilecek en büyük sayıya göre dizayn edilir. Şekil 2.4’te bir gemiye ait mutfak yerleşimi verilmiştir. 6) Revir: Personel sayısı 12’den fazla ve seyir süresi üç günden çok olan gemilerde bir revir bulunması gerekir. 7) Diğer: Personelin çamaşır yıkama, kurutma ve ütüleme işlemlerini yapacağı bir çamaşırlık, bavul v.s.’nın konacağı bir depo, boş vakitlerini değerlendireceği bir lokal bulunması gerekir. 8) Zabitan yaşam yerleri: Genelde en az 14 m2 kullanım alanlı kamaralar verilir. Kaptan ve çarkçıbaşı ise 35 m2 ’den az olmayan kamaralar verilir. Zabitan için yemek ve istihbarat salonları ayrı olarak yapılır. 9) Yaşanabilirlik: Çevre ve şartların insan yaşamına uyumluluğudur. Yaşanabilirlik fiziki ve ruhsal sağlık, motivasyon ve performansı doğrudan etkiler. Bu kapsam içine sıcaklık, rutubet, aydınlatma, gürültü ve titreşim kontrolü gibi ölçülebilir, temizlik, hijyen, mobilya, malzeme ve iç dekorasyon gibi ölçümü zor unsurlar da girer. Yolcu alanları yerleşim ve aranjmanı yapımında karara bağlanması gereken ilk unsurlar şunlardır: 1) Taşıma klaslarına göre yolcu sayıları
  • 35. Bölüm 2-20 2) Yolcuların kullanacağı salonların (yemek, bar, sinema/bale v.s.) sayı ve büyüklüklerinin seçimi 3) Karşılaştırmalı olarak yolcu konfor seviyesinin seçimi. Bu veriler altında ilk olarak yolcu salonlarının yer ve alanları, umumi tuvaletler, kuzinenin yeri, yolcu sınıflarına göre blok yolcu yaşam alanları ve merdivenler üç boyutlu bir grid içinde perde yerleri de belirlendikten sonra atanır. Alan atamada benzer gemilerdeki yolcu başına birim alan rekabet şartları da düşünülerek kullanılır. Aşikar olarak alan sınırlamasında perde, enine ve boyuna mukavemet elemanlarının yerleri ve bölümlemelerin mümkün olduğunca bunlarla uyuşması önemlidir. Şekil 2.3’te bir gemide yolcu ve mürettebatın yürüyüş alanlarının planı verilmiştir. Yolcu taleplerinin karşılanabilmesi yönünde yolcu taşıyan gemiler dağıtımlı sistemleri çok olan gemilerdir. Otel servisleri de diyebileceğimiz klima, havalandırma, sıcak/soğuk temiz ve atık su, aydınlatma ve güç kabloları, telefon, televizyon v.s. sistemlerinin rotalarının önceden belirlenmeleri ve mümkünse bunların modüler imalat ve montaja uyumlu olarak muhafaza (=trunk) içinde götürülmeleri çok önemlidir. Tipik bir yolcu gemisinde yolcu kullanımına açık alanları düşünmek yararlıdır: 1) Yemek salonları ve umumi tuvaletler 2) Giriş holü ve bürolar 3) Oturma salonları 4) Bar / Oyun salonları 5) Çocuk oyun alanları 6) Yüzme havuzu / fitness center 7) Açık / yürüyüş güvertesi 8) Tiyatro 9) Dükkanlar
  • 36. Bölüm 2-21 Şekil 2.2. Yaşam mahali yerleşimi
  • 37. Bölüm 2-22 Şekil 2.3. Yolcu ve mürettebatın gemi içindeki geçişlerinin planı
  • 38. Bölüm 2-23 Şekil 2.4. Mutfak yerleşimi
  • 39. Bölüm 2-24 Şekil 2.5. Askeri bir geminin yerleşim planı Şekil 2.6. Görev ilinti analizi ve alan atama ofisler makine astsubay eratkuzine Gemi kont. merkezi Ofis alan harekat atelyöler temizlik ES radar hangar Haberlesme, navigasyon ofisleri Ana haberlesme merkezi köprü Baş taraf yükü Baş ambarlar Kıç ambarlar
  • 40. Bölüm 2-25 Şekil 2.7. Alan-hacim atama
  • 41. Bölüm 3-1 3. ÖN DİZAYNDA AĞIRLIK HESABI Her türlü geminin dizaynında gemiyi oluşturan ağırlıkların ön dizayn aşamasında doğru olarak hesaplanması geminin tekno-ekonomik performans kriterlerinin belirlenmesinde son derece önemlidir. Herhangi bir deniz aracı aşağıdaki eşitliği sağlamak zorundadır. iWΣ=Δ Burada Δ geminin deplasman kuvveti ve ∑ Wi gemideki ağırlıkların toplamıdır. Bir ticari gemi için toplam ağırlık dağılımı şöyle olacaktır: DWTWLS +=Δ Burada WLS geminin light ship ağırlığı, DWT ise deadweight tonajı olup geminin yük taşıma kapasitesini gösterir. Geminin light ship ağırlığı aşağıdaki gibi gruplanabilir: omsLS WWWW ++= Burada Ws tekne ağırlığı, Wm makine ağırlığı ve Wo donanım ağırlığını göstermektedir. Gemide normal olarak taşınan yakıt ve su ağırlıkları deadweight tonaja dahil olacaktır. Savaş gemilerinde ağırlık dağılımı: pLS WW +=Δ şeklinde olacaktır. Burada WLS yukarıdaki gibi geminin light ship ağırlığını gösterir. Wp ise payload tonajı olup gemideki tüm silah ve sensör sistemlerini kapsar. 3.1 Çelik tekne ağırlığı Tekne ağırlığını oluşturan başlıca elemanlar; omurga kaplama levhaları, boyuna ve enine postalar, derin postalar, kemere ve stifnerler, braketler, çift dip, perdeler, ambar ağızları, makine temelleri ve üst binalarıdır. Bir geminin çelik tekne ağırlığını belirlemek için en sağlıklı yöntem inşada kullanılan tüm malzemelerin ağırlıklarını ölçerek toplam ağırlıklarının bulunmasıdır. Ancak bu yöntem inşaa işleminin sona ermesi ile bir sonuç verebilir ve daha inşaanın başlamış olduğu ön dizayn aşamasında kullanılmaz. Ön dizayn aşamasında kullanabilecek iki yöntem vardır. Bunlardan
  • 42. Bölüm 3-2 birincisinde yeni gemiye olabildiğince benzer ve ağırlık özellikleri bilenen bir gemi bulunur ve değişik benzerlik yasaları ile eski geminin özelliklerinden yararlanarak yeni geminin ağırlık grupları belirlenir. Bu yöntemi uygulayabilmek için gemiler tip, boyut ve form olarak birbirlerine oldukça yakın olmalıdır aksi durumda çok yanıltıcı sonuçlar elde edilecektir. İkinci yöntem ise daha önce inşa edilmiş gemilere ait ağırlık özelliklerinin gemi boyutlarının fonksiyonu olarak ampirik formüllerle ifade edilmesidir. Birinci yöntemdeki benzerlik oranları iki ayrı şekilde oluşturulabilir. Kübik sayı (LBD) benzerliği : Bu yaklaşımda tekne ağırlığının kübik sayı (LBD) ile orantılı olduğu kabul edilir. DBLcW Ns = Burada cN kübik sayı katsayısı olup birim hacminin ağırlığını gösterir. Böylece çelik tekne ağırlığı bilinen benzer gemiden hareket edilerek yeni geminin çelik tekne ağırlığı aşağıdaki formülle bulunabilir: 0 0sNs )DBL( DBL WDBLcW == Kuadratik sayı benzerliği : Bu yaklaşımda çelik tekne ağırlığının aşağıdaki şekilde kabul edilebileceği kabul edilmektedir. )DB(LcW Qs += Burada cQ kuadratik katsayıdır. Bu durumda çelik tekne ağırlığı bilinen gemiden hareket edilerek yeni geminin çelik tekne ağırlığı aşağıdaki şekilde bulunabilir: [ ]0 0sQs )DB(L )DB(L W)DB(LcW + + =+= Benford (1967) kübik sayı benzerliği esasına göre aşağıdaki bağıntıyı önerir: 321 9.0 Ns ccc 10000 DBL cW ×××⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = Burada;
  • 43. Bölüm 3-3 2C675.0c B1 += )L/L(36.01c s2 += Ls : üst yapı boyu 939.0)3.8DL(006.0c 8.1 3 +−= 340cN = Yukarıdaki bağıntıda L, B, D, Ls feet cinsinden alınacaktır. Watson – Gilfillan (1976) kuadratik benzerlikten hareketle gemi çelik ağırlığı için aşağıdaki genel formülü önerirler: 36.1 s EKW ⋅= Burada E parametresi şöyle hesaplanır: ( ) ( ) ∑∑ ++−++= 2211 hl75.0hl85.0TDL85.0TBLE Burada l1 ve h1 bordadan bordaya uzanan üst yapıların boy ve yüksekliği, l2 ve h2 ise güverte evlerinin boy ve yüksekliğidir. K katsayısı değişik gemi tipleri için aşağıdaki şekilde önerilir. Gemi Tipi K E Tanker 0.029 – 0.035 1500 - 40000 Kimyasal Tanker 0.036 – 0.037 1900 – 2500 Dökme Yük 0.029 – 0.032 3000 - 15000 Konteyner 0.033 – 0.040 6000 - 13000 Yük Gemisi 0.029 – 0.037 2000 - 7000 Koster 0.027 – 0.032 1000 - 2000 Romorkör 0.044 350 - 450 Balıkçı 0.041 – 0.042 250 - 1300 Ferry 0.024 – 0.037 2000 - 5000 Yolcu Gemisi 0.037 – 0.038 5000 - 15000 Kafalı (1988) çelik tekne için aşağıdaki bağıntıyı önerir:
  • 44. Bölüm 3-4 ( ) ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ ++⎥⎦ ⎤ ⎢⎣ ⎡ −+= L l 25.0 L l 4.0170.0C 3 2 1NCW 21 Bss Cs katsayısı aşağıdaki şekilde verilir: [ ] ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ −+⋅−= 12 D L 025.01NLog026.0210.0C 10s Burada L : Gemi boyu [m.] , B : Gemi genişliği [m.] , D : Gemi derinliği [m.] CB : Blok katsayısı , N : L B D m3 l1 : Ana güverte üzerindeki üst binaların etkin boyu l2 : İkinci güverte üzerindeki üst binaların etkin boyu Çelik tekne ağırlığını hesaplamak için önerilen diğer bir yaklaşım da Klas kuruluşları tarafından belirlenen minimum orta kesit mukavemet modüllerinden hareket etmektir. Bu tip bir bağıntı büyük tankerler için Johnson-Hagen-Overbo (1967) tarafından önerilmiştir. ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ − +− ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ −= D L 0163.0120.1 D L 14 9.35 D L 8.35 8.22 B L 016.0108.1LZc04.4W 65.0 s Burada c = 1 + 0.73 √L olup Norveç Loydu (DNV) tarafından büyük tankerlerde istenen minimum orta kesit mukavemet modülü aşağıdaki şekildedir: ( ) 6 B 2 10/7.0CBLF1.2Z += Buradaki F değeri aşağıdaki tablodan interpolasyonla bulunacaktır. L [m.] F L [m.] F L [m.] F 90 4.12 170 4.93 250 5.52 100 4.24 180 5.02 260 5.57 110 4.36 190 5.10 270 5.61 120 4.48 200 5.18 280 5.64 130 4.57 210 5.26 290 5.66 140 4.67 220 5.33 300 5.68 150 4.76 230 5.40 310 5.69 160 4.84 240 5.47 > 320 5.70
  • 45. Bölüm 3-5 Geminin çelik tekne ağırlığını bulabilmek için önerilen bazı diğer bağıntılar aşağıda verilmiştir. Yük gemisi : Kafalı : 615.1 W 3.7Log s Δ = DWT < 30000 Hadler : 5.07.016.1 s DBLW = Wehkamp / Kerlen : 7 10X73.5 s eX0832.0W − ⋅⋅− ⋅⋅= Burada 3/1 B 2 C 12 BL X BP ⋅= Carryette : ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ +⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = 1 D L 002.0D 6 BL CW 2 72.03/2 Bs Tanker : Kafalı : 231.7 W 6.10Log s Δ = DWT < 30000 Det Norske Veritas : ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ −⋅⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ −α+αΔ= D L 7.2806.0 B L 004.0009.1W TLs Burada; 78.0L D L 100189.0 97.0 B L 004.0054.0 ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + =α 100000 00235.0029.0T Δ +=α Yukarıdaki bağıntı L/D = 10 – 14 , L/B = 5 - 7 , L=150 – 480 m. arasında geçerlidir. Sato : ( ) ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ++⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ = − 22 3.33/1 B5 s DBL56.2 D BL 11.5 8.0 C 10W
  • 46. Bölüm 3-6 Yukarıdaki bağıntı 150000 – 300000 ton arasındaki süper tankerler için geçerlidir. Konteyner : Chapman : 374.0712.0759.1 Bps DBL07.0W = Miller : ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ +⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ −⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ +⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = 939.03.8 D L 00585.0 2 C 675.0 100000 DBL 340W 8.1 B 9.0 s Dökme Yük : Murray : ( ) 8.0/4.0C5.0 2 T DBL0266.0W B 65.1 BPs +⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ++= Burada L feet cinsinden alınacaktır. Kupras : ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ −⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ −⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ +⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ −= D L 146.1 D L 04.098.1 D L 04.053.0 B L 016.0104.1LZc28.3W 69.0 s Burada Z minimum orta kesit modülü olup aşağıdaki şekilde verilmektedir: ( ) 6 B 2 10/7.0CBLF1.2Z += L < 240 m. için 2 L0000173469.0L014826515.00408175.3F −+= için300L240 ≤≤ 2 L00005.0L0298333.032.1F −+= L > 300 m. için F = 5.77 alınacaktır. L/73.00.1c += olarak verilmiştir.
  • 47. Bölüm 3-7 3.2 Ana Makine Ağırlığı Bu gruba makine dairesi içinde yer alan ana ve yardımcı makineler ile bunlara ait donanım girmektedir. Bu donanım içinde en önemlileri; yakıt ve yağlama sistemi ve pompaları, hava şişe ve kompresörleri , jeneratör ile pervane şaft sistemidir. Deniz araçlarında kullanılan ana makine tipleri şunlardır: 1. Doğrudan bağlantılı yavaş devirli dizeller 2. Redüksiyonlu orta devirli dizeller 3. Redüksiyonlu buhar tirbünleri 4. Dizel-elektrik motoru 5. Gaz türbini 6. Nükleer güç Değişik gemi tiplerine ait güç taşıma kapasitesi bağıntıları aşağıda verilmiştir. Yük gemileri ve kosterler 0.4 - 0.6 kW / t Hızlı yük gemileri 0.7 - 1.1 kW / t Hızlı konteyner gemileri 0.7 - 2.0 kW / t Süper Tankerler 0.08 - 0.09 kW / t Romorkörler 4.0 - 5. 0 kW / t Dizel makine ağırlığı için devir sayısına ve güce bağlı olarak aşağıdaki ampirik formüller önerilmiştir. 84.0 m RPM BHP 38.9W ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ = Watson ve Gilfillan 3.0 Bm P8.8W = Watson ve Gilfillan 300 18 BHP Wm += Barras 300 5.13 P W B m += Barras N BHP2.5 Wm = N [ dev / dak ] Kafalı
  • 48. Bölüm 3-8 ( ) 4 BBm 10/P0025.0895PW −= Kupras Burada BHP beygir gücü ve PB KW cinsinden makine gücüdür. Yardımcı makinelerin ağırlığı için aşağıdaki bağıntılar önerilir: ( ) 70.0 YM BHP56.0W = Yük ve dökme yük ( ) 70.0 YM BHP59.0W = Tanker ( ) 70.0 YM BHP65.0W = Yolcu ve ferry Pervane ile ana makine arasındaki şaftın çapı aşağıda verilen bağıntıyla bulunabilir: 3/1 D n P 5.11d ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = Burada d[cm.] şaft çapı, PD [kW] makine gücü ve n [dev / dak ] devir sayısıdır. Buna göre şaftın birim boy ağırlığı, kullanılan çeliğin gerilme mukavemetinin 700 N/mm2 olduğu kabulü ile aşağıdaki denkleme eşit olacaktır. [ ] 3/2 D s n P 081.0m/tW ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = Normal bronz pervanelerin ağırlığını bulabilmek için aşağıdaki formül kullanılabilir: 3 P DKW = Burada D[m.] pervane çapı olup K katsayısı Schneekluth (1987) tarafından sabit hatveli pervaneler için aşağıdaki şekilde verilmiştir: 100 2Z A A 18.0K o E − −= Burada Z kanat sayısıdır. Hatvesi kontrollü pervanelerde ticari gemilerde K = 0.12 - 0.14 ve askeri gemilerde K = 0.21 - 0.25 değerleri önerilmektedir.
  • 49. Bölüm 3-9 3.3 Donanım ağırlığı Bu gruba giren temel ağırlık grupları; ambar kapakları, vinçler, demirleme donanımı, kuzine donanımı, ısıtma-soğutma ve havalandırma donanımı, boru ve elektrik sistemleri, yangın söndürme donanımı, her türlü mefruşat ve can kurtarma flika ve sistemleridir. Ön dizayn aşamasında donanım ağırlığını hesaplamak için aşağıdaki yaklaşık formüller önerilmektedir: 8.0 o N18.0W = Kafalı ( ) 100 BL L0034.07.4Wo −= Benford 3.08.03.1 o DBLkW = Katsoulis k = 0.045 Dökme yük gemileri ve Tankerler k = 0.065 Kuru yük gemileri BL45.0Wo = Watson - Gilfillan BL115.0277Wo += Kupras ( Dökme yük) 60.1 o )BL00986.0(15.0W = Mandel Schneekluth (1987) her türlü yük gemisi için şu genel formu önerir: BLKWo = Burada K katsayısı yük gemileri için 0.40-0.45 t/m3 , konteyner gemileri için 0.34 – 0.38 t/m3 , 140 metreye kadar olan ve vinç donanımı bulunmayan dökme yük gemileri için 0.22-0.25 t/m3 , boyu 250 metre civarında olan ve vinç donanımı bulunmayan dökme yük gemileri için 0.17 – 0.18 t/m3 , 150 m. civarındaki tankerler için 0.28 t/m3 ve 300 metreden uzun tankerler için 0.17 t/m3 alınacaktır. Yolcu gemilerinde donanım ağırlığı Schneekluth tarafından önerilen şu formülle hesaplanabilir: ∑∇= KWo
  • 50. Bölüm 3-10 Burada Σ∇ geminin kapalı hacmi olup K katsayısı 0.036 – 0.039 t/m3 arasında alınacaktır. Feriler için K katsayısı 0.04 – 0.05 t/m3 arasında alınacaktır. Dondurulmuş yiyecek maddesi taşıyan gemilerde özel soğutma gerekleri nedeniyle donanım ağırlığı artacaktır. Carryette ön dizayn aşamasında kullanılmak üzere şu formülü önerir: 3/22 o 1000 163 100 L 550W ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ∇ +⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = Burada ∇ geminin yalıtılmış ambar hacmidir. 3.4 Yakıt Ağırlığı V1000 FPR016.1 W Rs F = Burada 855P P2265.0 F s s R − = R : Geminin mil olarak seyir çapı Ps : Şaft beygir gücüdür Örnek : Aşağıda boyutları verilen kuru yük gemisinin çelik tekne ve donanım ağırlıklarını bulunuz. Kaimeler arası boy LBP = 60 m. Kalıp genişliği B = 10 m. Kalıp derinliği D = 5 m. Draft d = 3.8 m. Blok katsayısı CB = 0.7 Deplasman Δ = 1600 ton Ana güverte üzerindeki binaların etkin boyu l1 = 6 m. İkinci güverte üzerindeki üst binaların boyu l2 = 3 m.
  • 51. Bölüm 3-11 Yaklaşık olarak çelik tekne ağırlığının bulunması Kafalı: ton4.361 615.1 )1600( 615.1 W 3.7Log3.7Log s == Δ = Kafalı: ( ) ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ ++⎥⎦ ⎤ ⎢⎣ ⎡ −+= L l 25.0 L l 4.0170.0C 3 2 1NCW 21 Bss N = L B D = 60 * 10 *5 = 3000 m3 [ ] 1196.012 D L 025.01NLog026.0210.0C 10s =⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ −+⋅−= Ws = 0.1196 * 3000 * ( 1 + 0) * ( 1+0.4 *(6/60)+0.25 *(3/60) ) = 377.6 ton Carryette: ton5.323 1 5 60 002.05 6 1060 7.01 D L 002.0D 6 BL CW 2 72.03/2 2 72.03/2 Bs = ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ +⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛× = ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ +⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = Donanım ağırlığının bulunması: Kafalı: 9.108300018.0N18.0W 8.08.0 o === ton Benford: ( ) ton27 100 10*60 )60*0034.07.4( 100 BL L0034.07.4Wo =−=−= Watson – Gilfillan: ton27010*60*45,0BL45.0Wo === Katsoulis: 2.1365*10*60*065.0W 3.08.03.1 o == ton
  • 52. 4. GEMİ GEOMETRİSİ 4.1. Genel Geometrik Tanımlar Gemi geometrisini tanımlamada kullanılan genel tanımlar aşağıdaki şekilde görülmektedir. Şekil 4.1. Genel geometrik tanımlar Baş Dikey – Baş kaime – Fore Peak (FP) : Gemi baş bodoslaması ile dizayn su hattının kesiştikleri noktadan dizayn su hattına dik olarak geçen düşey doğru. Kıç Dikey – Kıç kaime – Aft Peak (AP) : Dümen rodu ekseni ile dizayn su hattının kesiştiği noktadan dizayn su hattına dik olarak geçen düşey doğru. Mastori – Midships (⊗) : Baş ve kıç dikeyler arası uzaklığın ortası. Orta Simetri Düzlemi – Centreplane (CL) : Gemiyi boyuna yönde sancak ve iskele olarak iki simetrik parçaya bölen düzlem. T AP FP BL D LWL LOA LWL LBP f D B f T LWL BL B/2 Güverte Güverte Yüklü su hattı Yüklü su hattı
  • 53. Temel Hattı – Kaide Hattı – Baseline (BL) : Gemi boyunca dip kaplaması ile simetri düzleminin kesiştiği hat. Bu genellikle yatay bir doğru olmakla birlikte balıkçı gemisi veya romorkör gibi kıçta büyük bir pervane yuvasına sahip olması gereken gemi tiplerinde kıça eğimli olabilir. Orta Kesit - Midship Section : Gemi boyunca en büyük alana sahip kesittir. Genellikle bu kesit gemi ortasında yani mastoride yer alır ancak bazı hallerde daha kıça veya çok daha nadir olarak başa kaymış olabilir. Şiyer Hattı – Sheer Line : Gemi ana güverte profilinin orta simetri düzlemi üzerindeki izdüşümüdür. Şiyerin en düşük noktası genellikle mastoridedir ve özellikle başa doğru şiyer profili artar. Modern gemilerde şiyer hattı daha nadir olarak kullanılmaktadır. Güverte Sehimi – Deck Camber : Gemi ana güvertesi üzerinde bordadan orta simetri düzlemine doğru ölçülen yükseklik farkıdır. Standard bir değer olarak gemi genişliğinin 1/50’si alınabilir. Paralel Gövde – Parallel Body (LP) : Gemi ortasında orta kesidin hiçbir değişikliğe uğramadan uzandığı bölgedir. Şekil 4.2. Trimsiz ve trimli durum Siyer BaşKıç BL LWL BL LWL
  • 54. Şekil 4.3. Enine kesit karakteristikleri Şekil 4.4. Seri 60 enkesitleri resmi Yumru Baş Alanı (ABL) : Yumru başın orta simetri düzlemi üzerindeki izdüşüm alanı. Yumru Baş Kesit Alanı (ABT) : Yumru başın baş dikeydeki enine kesit alanı. sintine dönümü güverte sehimi tumblehome f T kalkıntı levha omurga LWL BL CL
  • 55. Şekil 4.5. Yumru baş tanımlama unsurları 4.2. Ana Boyutlar Tam Boy – Length Overall (LOA) : Geminin başta ve kıçta en uç noktaları arasındaki yatay uzaklıktır. Dikeyler Arası Boy – Length Between Perpendiculars (LBP) : Baş ve kıç dikeyler arasındaki yatay uzaklıktır. Su Hattı Boyu – Length of Waterline (LWL) : Geminin dizayn su hattında yüzerken başta ve kıçta su ile temas eden en uç noktaları arasındaki yatay uzaklıktır. Batık Boy – Length Overall Submerged (LOS) : Geminin dizayn su hattı altında kalan kısmında başta ve kıçta en uç noktalar arasındaki yatay uzaklık olup yumrubaşlı gemilerde önem kazanan bir boy değeridir. Paralel Gövde Boyu – Parallel Body Length (LP) : Gemi ortasında orta kesidin hiçbir değişikliğe uğramadan uzandığı bölge boyu. Su Çekimi – Draught (T) : Geminin temel hattı ile yüzdüğü su hattı arasındaki düşey uzaklıktır. Bu değer trimin mevcut olması durumunda gemi boyunca değişken olabilir. Kalıp Genişliği – Moulded Breadth (BM) : Geminin en geniş kesidinde sancak ve iskele bordalar arasındaki yatay uzaklıktır. LWL FP AB ABT
  • 56. Su Hattı Genişliği – Breadth of Waterline (BWL) : Geminin yüzdüğü su hattında ve en geniş kesidinde sancak ve iskele bordalar arasındaki yatay uzaklıktır. Derinlik – Depth (D) : Gemi ortasında temel hattı ile ana güverte arasındaki düşey uzaklıktır. Fribord – Freeboard (f) : Gemi ortasında dizayn su hattı ile ana güverte arasındaki düşey uzaklıktır. Fribord derinlik ile su çekimi arasındaki farka eşittir. 4.3. Tekne Formu ve Form Katsayıları Bir geminin inşa ve işletim maliyetleri, taşıma kapasitesi, yerleşim özellikleri, sevk karakteristikleri, hız, stabilite, enine ve boyuna mukavemet ve yapısal dizayn özellikleri gibi temel tekno-ekonomik performans karakteristiklerini etkileyen en önemli elemanı tekne boyutları ve formudur. Üç boyutlu tekne formunu iki boyutlu kağıt düzlemine aktarabilmek üzere form veya endaze planı denilen üç adet iki boyutlu düzlemden oluşan bir plandan yararlanılır. Form planını oluşturan iki boyutlu düzlemler şunlardır: 1. Geminin boy yönünde orta kesite paralel kesitlerle bölünmesi ile elde edilen enkesit planı 2. Geminin düşey yönde yüklü su hattına paralel kesitlerle bölünmesi ile elde edilen su hatları planı 3. Geminin iskele veya sancak yönünde orta simetri düzlemine paralel kesitlerle bölünmesi ile elde edilen batok eğrileri ve profil planı. Üç boyutlu düzgünlüğe sahip bir tekne formuna ait her üç plandaki iki boyutlu eğriler de düzgün olacaktır. Form planında her bir su hattı, batok ve enkesit için tek bir kesim noktası bulunabileceğine göre bu kesim noktasının temel hattına, orta simetri düzlemine ve gemi ortasına uzaklıkları her üç planda da aynı olmalıdır. Bu durum Şekil 4.6’ da gösterilmektedir. Tekne form eğrilerinin çiziminde elastik tirizler kullanılır. Bu tirizler üstlerine konan ağırlıkların etkisi altında potansiyel enerjilerini minimum yapacak sürekli bir form alırlar. İdeal olarak eğri üzerinde koordinatları bilinen her bir nokta üzerine bir ağırlık konmalıdır. Eldeki ofset sayısının fazla olması eğrilerin daha duyarlı olarak çizilmesini sağlayacaktır. Genellikle kesit sayısı 21’den, su hattı sayısı 6’dan ve batok sayısı 4’den az olmayacak şekilde seçilir.
  • 57. Çok özel haller dışında gemi tekne formlarında sancak-iskele simetrisi bulunduğundan enkesit ve su hattı planlarında sadece iskele veya sancak taraf çizilir. Geleneksel olarak enkesit planında gemi ortasından başa doğru olan kesitler sağa, gemi ortasından kıça doğru kesitler ise sol tarafa çizilir. Su hattı planında ise sadece iskele su hatları çizilir. Gemi formunu tanımlamak üzere baş ve kıç dikeyler arası belirli sayıda aralığa ayrılır (tipik 20 aralık). Gemi formunun hızlı değişim gösterdiği baş ve kıç nihayetlerde ara kesitler alınması yaygındır. Her bir kesite ait su hattı yarı genişlikleri ofset değeri olarak adlandırılır ve bu değerlerle gemi tekne formunu tanımlayan bir ofset tablosu oluşturulur. Tipik bir balıkçı gemisine ait form planı Şekil 4.7’de görülmektedir. Şekil 4.6. Üç boyutlu tekne formu ve kesit düzlemleri Batoklar Su hatları En kesitler Z X Y
  • 58. Şekil 4.7 balıkçı gemisi form planı
  • 59. 4.3.1. Tekne Form Katsayıları Tekne su altı form katsayılarının belirlenmesinde iki temel dizayn eğrisinden yararlanılabilir: 1. En kesit alanları eğrisi 2. Yüklü su hattı eğrisi En kesit alanları eğrisi her bir kesitin yüklü su hattına kadar alanlarının gemi boyunca çizilmesi ile elde edilebilir. Yüklü su hattı eğrisi ise her bir kesitin yüklü su hattı genişliklerinin (veya yarı genişliklerin) plot edilmesi ile elde edilir. Şekil 4.8’te tipik bir yük gemisi için yüklü su hattı ve enkesit alanları eğrileri görülmektedir. TABLO 4-1 Tipik Ofset Tablosu İst Yarı Genişlikler Ana Güverte Küpeşte BL 0 m WL1/2 0.5 m WL 1 1 m WL 2 2 m WL 3 3 m WL 4 3.8 m WL 5 5 m WL 6 6 m Yükseklik Yarı Genişlik Yükseklik Yarı Genişlik Ayna - - - - - 2140 6650 7550 5700 7350 9450 0 - - - - - 3260 6900 7710 5700 7540 9450 ½ - - - - 600 4250 7170 7820 5700 7700 9450 1 300 - - - 2280 5120 7400 7880 5700 7810 9450 2 300 - 1620 1620 4630 6440 7730 7900 5700 7900 9450 3 300 1580 3820 3830 6170 7280 7870 7900 5700 7900 9450 4 370 1740 3200 5500 7120 7730 7900 7900 5700 7900 9450 5 860 3140 4700 6620 7620 7870 7900 7900 5700 7900 9450 6 2120 4730 5920 7270 7820 7900 7900 7900 5700 7900 9450 7 3780 5900 6720 7580 7880 7900 7900 7900 5700 7900 9450 8 4900 6390 7100 7710 7895 7900 7900 7900 5700 7900 9450 9 5070 6400 7080 7720 7890 7900 7900 7900 5700 7900 9450 10 4700 6170 6880 7570 7840 7900 7900 7900 5700 7900 9450 11 4000 5680 6450 7240 7860 7830 7900 7900 5700 7900 9450 12 3130 4990 5820 6700 7250 7540 7800 7900 5700 7850 9450 13 2230 4230 5040 6000 6620 7000 7480 7750 5700 7670 9450 14 1400 3500 4220 5120 5770 6250 6950 7430 5724 7300 9474 15 750 2730 3380 4180 4800 5320 6180 6950 5753 6730 9503 7900 16 330 1990 2530 3220 3780 4280 5250 6225 5783 6000 9536 7890 17 130 1380 1830 2400 2850 3260 4150 5320 5812 5100 9575 7730 18 60 920 1320 1730 1960 2170 2930 4190 5841 3970 9623 7270 19 40 550 900 1290 1250 1140 1650 2790 5870 2650 9682 6410 19 ½ 40 380 700 1090 1050 610 970 2000 5885 1920 9715 5810 20 40 280 530 900 1000 - 320 1220 5900 1140 9748 5090
  • 60. Şekil 4.8. En kesit alanları ve yüklü su hattı eğrileri Yüklü su hattı eğrisi ve enkesit alanları eğrisi gemi kesitlerinin formu hakkında bilgi verebilir. Herhangi bir konumda enkesit alanı değeri ile yüklü su hattı genişliği kesit formunun U veya V formu olduğunu belirtecektir. Enkesit alanları eğrisi altında kalan alan geminin su altı hacmini (deplasman hacmi) verecektir. ∫=∇ L 0 dx)x(A Burada A(x) gemi boyunca x konumundaki su hattı altındaki en kesit alanını göstermektedir. Buradan blok katsayısı (CB) ve sephiye merkezinin boyuna konumu (LCB) aşağıdaki formüller yardımı ile elde edilebilir. ∫ ∫∫ = ∇ == WL WLWL L 0 L 0 WLWLWLWL L 0 B dx)x(A dx)x(xA LCB TBLTBL dx)x(A C Benzer şekilde yüklü su hattı eğrisi altında kalan alan yüklü su hattı alanını verecektir. ∫= WLL 0 WLWL dx)x(BA T(x) A(x) B(x) LCB SAC LWL LCF
  • 61. Burada B(x) gemi boyunca x konumundaki yüklü su hattı genişliği olup su hattı alan katsayısı (CWP) ve yüzme merkezi (LCF) aşağıdaki formüller ile bulunabilir. ∫ ∫∫ === WL WLWL L 0 WL L 0 WL WLWL WL WLWL L 0 WL WL dx)x(B dx)x(xB LCF BL A BL dx)x(B C Blok katsayısı gemi su altı tekne formunun ne kadar dolgun olduğunun bir göstergesidir ancak kesit formları aynı zamanda orta kesitin ne kadar dolgun olduğuna da bağlıdır. Orta kesitin dolgunluğunu belirtmek üzere orta kesit alanını (veya maksimum alanı) su hattı genişliği ve gemi ortasındaki su çekimine bölerek elde edilen orta kesit narinlik katsayısı kullanılır. TB A C WL M M = Burada AM orta kesit alanını göstermektedir. Böylece su altı prizmatik katsayısı aşağıdaki gibi tanımlanabilir. M B MWLWLMWL P C C TCBLAL C = ∇ = ∇ = Böylece prizmatik katsayı tekne su altı hacminin, taban alanı orta kesit alanı ve yüksekliği gemi su hattı boyu olan silindirin hacmine oranı olmaktadır. Aynı blok katsayısına sahip iki gemiden prizmatik katsayısı küçük olan diğerine nazaran ortada daha dolgun, baş ve kıçta daha narin olacaktır. Benzer bir mantıkla tekne su altı hacminin, taban alanı yüklü su hattı olan su çekimi yüksekliğindeki silindire oranı düşey prizmatik katsayıyı verecektir. WL B WLWLWLWL VP C C TCBLTA C = ∇ = ∇ =
  • 62. Örnek 4.1. Boyu L ve taban yarıçapı R olan bir silindir su çekimi yarıçapa eşit olacak şekilde yüzmektedir. Form katsayılarını bulun. Blok katsayısı: 4RR2 2 R TBL LA TBL C 2 WL M WLWL B π = π == ∇ = Orta kesit katsayısı: 4RR2 2 R TB A C 2 WL M M π = π == Prizmatik katsayı: 1 4/ 4/ C C C M B P = π π == Su hattı alan katsayısı: 1 R2L R2L BL A C WLWL WL WL = × × == Düşey prizmatik katsayı: 41 4/ C C C WL B VP π = π == Örnek 4.2. Aşağıda enkesiti verilen L boyunda bir lastik botun form katsayılarını hesaplayın. Blok katsayısı: 928.0 12 8 RL)RRR4( L)RR4 4 R2 ( TBL LA TBL C 2 WL M WLWL B = +π = ++ + π == ∇ = R R 4R R
  • 63. Orta kesit katsayısı: 928.0 12 8 R)RRR4( RR4 4 R2 TB A C 2 WL M M = +π = ++ + π == Prizmatik katsayı: 1 C C C M B P === Su hattı alan katsayısı: 1 RL6 RL6 BL A C WLWL WL WL === Düşey prizmatik katsayı: 928.0 1 928.0 C C C WP B VP === Örnek 4.3. Aşağıda enkesiti verilen L boyunda eşkenar üçgen şeklindeki dubanın form katsayılarını hesaplayın. Blok katsayısı: 5.0 L 2 35 5 L 2 35 5 2 1 TBL LA TBL C WL M WLWL B === ∇ = Orta kesit katsayısı: 5.0 2 35 5 2 35 5 2 1 TB A C WL M M === Prizmatik katsayı: 1 C C C M B P == Su hattı alan katsayısı: 1 LB LB BL A C WLWL WL WL === Düşey prizmatik katsayı: 5.0 1 5.0 C C C WP B VP === 5m
  • 64. Örnek 4.4. Aşağıda profil kesiti verilen ve bir dairesel silindir ve koniden oluşan dubanın orta simetri ekseni su hattı olacak şekilde yüzmesi durumunda form katsayılarını hesaplayın. Blok katsayısı: 6 π Hr4 Hrπ 3 2 rr2H2 Hrπ 6 1 Hrπ 2 1 TBL LA TBL C 2 222 WL M WLWL B == ×× + == ∇ = Orta kesit katsayısı: 4 π r2 rπ 2 1 TB A C 2 2 WL M M === Prizmatik katsayı: 3 2 4 π 6 π C C C M B P === Su hattı alan katsayısı: 4 3 Hr4 HrHr2 BL A C WLWL WL WL = + == Düşey prizmatik katsayı: 9 π2 4/3 6/π C C C WP B VP === Örnek 4.5. Temel geometrik özellikleri aşağıda verilen gemiye ait form katsayılarını hesaplayın. Su hattı boyu LWL 200 m Su hattı genişliği BWL 22 m Su çekimi T 7 m Prizmatik katsayı CP 0.75 Yüklü su hattı alanı AWP 3500 m2 Deplasman tonajı Δ 23000 t Deniz suyu yoğunluğu ρ 1.025 t/m3 729.0 025.1722200 23000 TBLTBL C WLWLWLWL B = ××× = ρ Δ = ∇ = 795.0 22200 3500 BL A C WLWL WL WL = × == r H H
  • 65. 972.0 75.0 729.0 C C C P B M === Örnek 4.6. Enkesiti şekilde gösterilen 100 metre boyunda sabit kesitli dubanın form katsayılarını bulun. Orta kesit alanı: 2 M m5.125.010 2 1 110A =××+×= Orta kesit alan katsayısı: 833.0 5.110 5.12 TB A C WL M M = × == Deplasman hacmi: 3 WLM m12505.12100LA =×==∇ Blok katsayısı: 833.0 5.110100 1250 TBL C WLWL B = ×× = ∇ = Prizmatik katsayı: 1 833.0 833.0 C C C M B P === Su hattı alanı katsayısı: 1 10100 10100 BL A C WLWL WL WL = × × == 10m 1m 1.5m
  • 66. Bölüm 5-1 5. YÜZEN CİSİMLERİN DENGESİ VE BAŞLANGIÇ STABİLİTESİ 5.1 GEMİYE ETKİYEN STATİK KUVVETLER Bir deniz aracının dizaynında en temel gereklerden biri o deniz aracının görevi gereği taşıması gereken yük veya yolcu ile tamamen yüklenmiş iken istenen su hattında yüzebilmesini sağlayacak sephiyenin mevcut olmasıdır. Bunun kadar önemli ikinci bir zorunluluk deniz aracının değişik yükleme durumlarında dik durabilmesini sağlayacak başlangıç stabilitesinin bulunmasıdır. Sakin su yüzeyi üzerinde hareketsiz duran bir deniz aracına etkiyen iki temel kuvvet yukarıdan aşağı yönlenmiş ağırlık kuvveti (W) ile aşağıdan yukarı yönlenmiş sephiye, deplasman (Δ) kuvvetleridir. Geminin istenen su hattında dengede olabilmesi için bu su hattındaki sephiye kuvveti ile toplam ağırlık birbirine eşit ve zıt yönlü olmalıdır. Bir gemiye etkiyen sephiye ve ağırlık kuvvetleri Şekil 5.1 ’de şematik olarak görülmektedir. Şekil 5.1. Deplasman tipi bir tekneye etkiyen kuvvetler Denge koşulu sephiye ve ağırlık merkezlerinin aynı düşey doğru üzerinde olmasını zorunlu kılar. Böylece gemi ağırlık ve sephiye merkezleri aynı düşey doğrultuda olacak şekilde uygun meyil ve trim açılarında yüzecektir. Bu iki merkezin yatay ve boyuna konumları değiştirilerek istenen meyil ve trim açıları elde edilebilecektir. W W Δ B Δ G B G
  • 67. Bölüm 5-2 Genelde bir geminin toplam ağırlığını kesin olarak bilmek genel olarak çok zordur. İnşa sırasında gemiye konan tüm ağırlık grupları liste halinde toplanmakla birlikte pek çok kalem malzeme için kesin ağırlık belirlemek zordur (Örneğin kablolar, boya, mefruşat, kaynak dikişleri gibi). Ağırlık merkezinin düşey ve boyuna konumu ağırlık gruplarının istenen merkezlere göre statik momenti alınarak bulunabilir. İnşa ve denize indirme sonrası yapılan bir meyil deneyi ile ağırlık ve ağırlık merkezinin konumu net olarak belirlenir. Gemilerde genellikle ağırlık merkezinin enine konumu merkez simetri hattı üzerinde bulunur. 5.2 GEMİNİN STATİK BAŞLANGIÇ STABİLİTESİ Geminin herhangi bir dış kuvvet etkisi altında (örneğin yük yükleme veya boşaltma, su alma, rüzgar, dalga gibi) ağırlık merkezinin konumunun değişmesi durumunda ağırlık ve sephiye merkezleri arasındaki uzaklıktan dolayı bir moment oluşacaktır. Bu momentin etkisiyle sephiye merkezi ağırlık merkezinin yeni konumu ile aynı düşey doğruya gelecek şekilde gemi meyil veya trim yapacaktır. Oluşan moment gemiyi orijinal durumuna geri getirmeye çalışıyorsa Ağırlık ve Deplasman kuvvetleri arasında pozitif GZ moment kolu oluşacaktır. Bu durumu Şekil 5.2.a.’da görülmektedir. Eğer oluşan moment gemiyi yatırmaya çalışıyorsa negatif bir GZ vardır ve Şekil 5.2.b.’de görülen bu durumda oluşan moment gemiyi devirmeye çalışacaktır. Eğer GZ moment kolu 0 ise yanı ağırlık ve deplasman kuvvetleri aynı düşey doğru üzerinden etkiyorsa gemi bu meyil açısında dengede kalacaktır. Farksız denge olarak adlandırılan bu durum Şekil 5.2.c.’de görülmektedir. (a) (b) (c) Şekil 5.2. Deplasman tipi bir tekneye etkiyen kuvvetler Bu durumda bir deniz aracının dengeli olarak yüzebilmesi için aşağıdaki iki koşulun sağlanması gerektiği ortaya çıkmaktadır: G,M B G B M G M B
  • 68. Bölüm 5-3 1. Yüzme koşulu gereği cismin ağırlığı taşırdığı suyun ağırlığına eşit olacaktır yani, Δ=W 2. Pozitif bir doğrultucu moment kolu (GZ) bulunacaktır, yani GZ≥0,veya GM≥0. Bir geminin herhangi bir etken nedeni ile sancak veya iskele yönünde meyil yaptığını düşünelim. Gemi meyil yaptıkça su altı formu ve buna bağlı olarak da su altı hacim merkezinin konumu değişecek ve geminin toplam ağırlığı ve ağırlık merkezinin konumu sabit kabul edildiğinden ağırlık ve sephiye kuvvetleri arasında bir kuvvet çifti yani moment oluşacaktır. Sephiye merkezinden su hattına çizilen dikin orta simetri eksenini kestiği nokta metasantr noktası olarak adlandırılır ve M harfi ile gösterilir. Metasantr noktası (M) ağırlık merkezinin (G) üstünde ise pozitif bir doğrultucu moment oluşacaktır. Aksi durumda negatif bir devirme momenti oluşacaktır. Metasantr ile ağırlık merkezinin çakışması halinde farksız denge durumu ortaya çıkacaktır. Bu durumda gemiyi doğrultmaya veya devirmeye çalışan moment: ϕΔ=Δ= sinGMGZMd olacaktır. Burada ϕ meyil açısını göstermektedir. Meyil açısının küçük değerleri için (3-50 ) açının tanjantı veya kendisi de kullanılabilir. Bu ifade ancak yaklaşık 10 dereceye kadar olan küçük meyil açıları için geçerli olup daha büyük açılarda güvertenin suya girmesi veya omurganın sudan çıkması nedeniyle M noktasının konumu değişeceği için daha detaylı hesaplar yapmak gerekecektir. Başlangıç durumunda ve küçük meyil açılarında metasantr yüksekliği sephiye merkezi ve ağırlık merkezinin omurgadan yüksekliği ve metasantr yüksekliği cinsinden aşağıdaki formül ile hesaplanabilir: 0KGBMKBGM ≥−+= Buradaki KB ve BM değerleri hidrostatik hesaplardan kolayca belirlenebilir. Böylece ağırlık merkezinin omurgadan yüksekliğinin bilinmesi halinde gemide başlangıç stabilitesinin bulunup bulunmadığı ve pozitif stabilite bulunması durumunda bunun aşırı olup olmadığı belirlenebilir. Yukarıdaki ifade başlangıç stabilitesinin nasıl iyileştirilebileceği konusunda ipuçları vermektedir. Burada hatırlanması gereken bir nokta aşırı yüksek GM değerlerinin her zaman istenmeyeceği ve bazı sakıncaları olabileceğidir. Ağırlık merkezinin omurgadan yüksekliği (KG) başlangıç stabilitesini negatif etkilemektedir. Yani KG’nin düşürülmesi başlangıç stabilitesini iyileştirecektir. Bu amaçla aşağıdakilerden biri uygulanabilir:
  • 69. Bölüm 5-4 Gemideki bazı ağırlık grupları daha aşağı konumlara indirilebilir. Geminin ağırlık merkezinden daha aşağı bir konuma ek ağırlık alınabilir (örneğin balast suyu). Gemi ağırlık merkezinden daha yukarıda bulunan bazı ağırlık grupları azaltılabilir (Örneğin üst yapıda çelik yerine GRP veya alüminyum gibi hafif malzeme kullanma). Gemi içindeki serbest yüzey miktarı azaltılabilir. Başlangıç stabilitesini olumlu etkileyen KB ve BM değerleri ise tekne geometrisine bağlı olarak iyileştirilebilir. Su hattı katsayısının arttırılması ile elde edilecek V kesitli formlar, düşük prizmatik katsayısı ve voltalı su üstü formu KB’yi yukarı çekecek ve başlangıç stabilitesini iyileştirecektir. Metasantr yarıçapı ∇ = I BM şeklinde bulunabilir. Burada I su hattı enine atalet momenti olup 3 1LBk şeklinde ifade edilebilir. Teknenin su altı hacmi de LBTk2 şeklinde ifade edilebileceğinden metasantr yarıçapının genişliğin karesi ile değiştiği ortaya çıkar. Bu durumda başlangıç stabilitesi üzerinde en büyük etkisi olan tekne form parametresinin olarak gemi genişliği olduğu ortaya çıkmaktadır. 5.3 MEYİL DENEYİ VE SABİT STABİLİTE HESAPLARI Bitmiş bir geminin ağırlık merkezinin gerçek konumu ve dolayısıyla metasantr yüksekliği (GM) meyil deneyiyle bulunur. Meyil tecrübesinde kalibre edilmiş ağırlıkların yerleri değiştirilerek bilinen bir meyil yaratılır. Bu momente karşı geminin yaptığı meyil bir sarkaçla ölçülür. Sarkaçla yapılan ölçümde (bk. Şekil 5.3) sarkaç boyu ve sapma miktarı bilindiğinden, θ meyil açısı olmak üzere tan θ = Sapma miktarı / sarkaç boyu olarak bulunur. Meyil momenti =W ⋅ d olduğundan ve bu meyil momenti Doğrultma momenti = Δ ⋅ GZ = Δ ⋅ GM ⋅ sin θ ile karşılanacağından
  • 70. Bölüm 5-5 W ⋅ d = Δ ⋅ GM ⋅ sin θ olur. Küçük açılar için sin θ ≅ tan θ ≅ θ olduğundan θ⋅Δ ⋅ = tan dW GM ilişkisinden hesaplanır. Şekil 5.3 Meyil Deneyi Meyil deneylerinde ağırlık ilk hareket ettirildiğinde gemi boy ekseni etrafında yalpa (=roll) hareketi yapar ve bu hareket zaman içinde sönümlenerek sabit meyil açısı haline gelir. Yalpa hareketinin doğal periyodunun ölçülmesi de meyil deneyinin bir parçasıdır. Bir geminin doğal yalpa periyodu GM K T 108.1 ≅ ifadesiyle verilir. Burada T yalpa periyodu ve K geminin jirasyon yarıçapıdır. Gemilerin jirasyon yarıçapı gemi genişliğinin bir yüzdesi cinsinden K = kB olarak ifade edilir ve genelde k katsayısı 0.35 – 0.45 aralığında değer alır. Ortalama değerler kullanıldığında GM B T 42.0 ≅ iyi bir yaklaşık değer verir. sarkaç cetvel
  • 71. Bölüm 5-6 5.4 YARALANMA VE BÖLMELEME Gemilerin çatışma, karaya oturma, patlama, yanlış yükleme dolayısıyla dış kabuğunun bütünlüğünün bozulması deniz suyunun istek dışında tekne içine girmesi “yaralanma (=flooding)” olarak tanımlanır. Yaralanma sonucunda gemiye giren su hem geminin ağırlığını arttırarak fribordunun azalmasına sebep olur ve hem de geminin stabilitesinin yok olması sonucu devrilmesine neden olabilir. Dolayısıyla geminin bütünlüğünün korunması ve bu bütünlüğünün bozulması sonucunda ortaya çıkacak kötü etkilerin sınırlandırılması için kurallar konulmuş ve geminin su geçmez bölmelere sahip olması zorunlu hale getirilmiştir. Gemiyi bölmelemek için kullanılan su geçmezlik (=water tightness) özelliği istenen bu yapılara su geçmez perdeler denir. ÖRNEKLER Örnek 5.1: Dikdörtgen kesitli homojen bir kütük ρ1 yoğunluğunda bir malzemeden yapılmış olup boyu L, genişliği B ve derinliği D’dir. Bu kütüğün yoğunluğu ρ0 olan bir sıvıda dengeli olarak yüzebilmesi için a) B/D ile ρ1 / ρ0 arasında nasıl bir bağıntı olmalıdır? b) B/D = 1 ise ρ1 / ρ0 oranı ne olmalıdır? c) ρ1 / ρ0 = 0.5 ise B/D oranı ne olmalıdır?
  • 72. Bölüm 5-7 Çözüm : a) Yüzme koşulu gereği Δ = W olmalıdır. Buradan LBT ρ0 =LBD ρ1 yazılabilir. 0 1 D T ρ ρ = (1) Denge koşulu gereği GM > 0 olmalıdır. Buradan GM = KB+BM-KG > 0 2 T KB = 2 D KG = T12 B TBL 12 LB I BM 2 3 == ∇ = 0 2 D T12 B 2 T GM 2 >−+= => 0 T12 TD6BT6 GM 22 > −+ = T sıfır olamayacağından 0TD6BT6 22 >−+ şartı sağlanmalıdır. (1) ifadesinin yerine konulmasıyla aşağıdaki ifade elde edilir. 0D6BD6 0 122 2 0 12 >⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ ρ ρ −+⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ ρ ρ Her iki tarafı D2 ile bölersek 2 0 1 0 1 2 2 66 D B ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ ρ ρ −⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ ρ ρ > => ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ ρ ρ −⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ ρ ρ > 0 1 0 1 16 D B b) B/D=1 => ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ ρ ρ −⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ ρ ρ > 0 1 0 1 161 ρ1 / ρ0 = t diyelim. Bu durumda A = 6 t2 – 6 t +1 > 0 denklemi elde edilir. Bu denklemin kökleri t1 = 0.21 t1 = 0.79 1 D T ≤ olması gerektiğinden 1t 0 1 ≤= ρ ρ olmalıdır. Bu durumda denge koşulu aşağıdaki aralıklarda sağlanabilir: 21.00 0 1 < ρ ρ < ve 179.0 0 1 < ρ ρ < c) ρ1 / ρ0 = 0.5 ise ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ −⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ > 2 1 1 2 1 6 D B => 2 3 D B >
  • 73. Bölüm 5-8 Örnek 5.2 : İkizkenar üçgen kesitli homojen bir kütük ρ1 yoğunluğunda bir malzemeden yapılmış olup boyu L, genişliği B ve derinliği D’dir. Bu kütüğün yoğunluğu ρ0 olan bir sıvıda dengeli olarak yüzebilmesi için a) B/D ile ρ1 / ρ0 arasında nasıl bir bağıntı olmalıdır? b) B/D = 2 ise ρ1 / ρ0 oranı nedir? Çözüm : a) Yüzme koşulu gereği Δ = W olmalıdır. Buradan 1010 DBTbDBL 2 1 TbL 2 1 ρ=ρ⇒ρ=ρ D TB b D B T b =⇒= b değerinin yukarıdaki ifadede yerine konması ile 10 DBT D TB ρ=ρ 0 1 0 1 2 2 D T D T ρ ρ =⇒ ρ ρ = (1)
  • 74. Bölüm 5-9 Denge koşulu gereği GM > 0 olmalıdır. Buradan 3 T2 KB = 3 D2 KG = 2 22 22 2 3 D6 BT T6 D TB T6 b TbL 2 1 12 Lb I BM ==== ∇ = ( ) ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ −>⇒−>⇒>−+= 1 T D 4 D B TD 3 2 D B 6 T 0 3 D2 D6 BT 3 T2 GM 2 2 2 2 2 2 (1) ifadesi yerine konursa 12 D B T D 1 0 1 0 − ρ ρ >⇒ ρ ρ = b) B/D=2 ise 25.02122 0 1 1 0 1 0 > ρ ρ ⇒ ρ ρ >⇒− ρ ρ > T<D olması gerektiğinden ρ1 < ρ0 olmalıdır ve buradan 125.0 0 1 < ρ ρ < koşulu elde edilir. Örnek 5.3 Boyu L, genişliği B, derinliği D olan ρ1 yoğunluğunda bir malzemeden yapılmış ikizkenar üçgen kesitli homojen bir kütük üzerine aynı boy ve genişlikte ve 3D/4 derinlikte ρ1/2 yoğunlukta malzemeden yapılmış dikdörtgen kesitli bir kütük eklenmektedir. Sistemin yoğunluğu ρ0 olan bir sıvı içinde 3D/2 su çekimi ile yüzebilmesi için gerekli B/D ve ρ1/ ρ0 oranları nedir?
  • 75. Bölüm 5-10 a) Yüzme koşulu gereği Δ = W olmalıdır. Buradan 000 2 1 2 1 ρρρ DBLDBLDBL =+=Δ 1 1 1 8 7 24 3 2 1 ρ ρ ρ DBLDBLDBLW =+= 8 7 DBL 8 7 DBL 1 0 10 = ρ ρ ⇒ρ=ρ Denge koşulu gereği GM>0 olmalıdır. Buradan D DBL D DDBLDDBL KBKB KB 24 2342 1 3 2 2 1 21 2211 = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ +×+× = ∇+∇ ∇+∇ = D DBLDBL D DDBLDDBL WW KGWKGW KG 168 163 8 3 2 1 2 4 3 8 3 3 2 2 1 11 11 21 2211 = + ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ +×+× = + + = ρρ ρρ D B DBL BL I BM 12 12 2 3 == ∇ = 7 1 84 1 12 0 168 163 1224 23 2 22 >⇒>⇒>−+=−+= D B D B D D B DKGBMKBGM Örnek 5.4 : 25 m. boyundaki SWATH tipi bir teknenin deplasmanı 300 tondur. Teknenin en kesiti aşağıdaki şekilde olup ağırlık merkezinin omurgadan yüksekliği KG = 1.85 metre ve deniz suyu yoğunluğu 1.025 t/m3 olarak verilmektedir. Bu teknenin dengeli olarak yüzebileceğini gösterin.
  • 76. Bölüm 5-11 Öncelikle teknenin yüzdüğü su hattını belirleyelim. ( ) .5.1300263.02 mhLhr =⇒=××××+ ρπ T = 2 x r + h = 2.5 +1.5 = 4.0 m. Denge koşulu gereği GM>0 olmalıdır. Buna göre ( )( ) ( ) 573.1 63.05.125.12 2/5.15.263.05.125.125.12 2 2 21 2211 = ×+××× +××+×××× = ∇+∇ ∇+∇ = π π L LKBKB KB .676.0 025.1/300 25.263.025 12 63.025 2 3 m I BM = ×⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ ××+ × = ∇ = .4.085.1676.0573.1 mKGBMKBGM =−+=−+= GM > 0 olduğundan tekne dengeli olarak yüzebilir. Örnek 5.5 : Deplasmanı 5000 ton ve kalıp genişliği 14m. olan bir kimyasal tankerin ağırlık merkezinin konumunu belirlemek amacıyla meyil deneyi yapılmıştır. Deney sırasında 5m. uzunluğunda bir sarkaç ve 6 ton ağırlığında bir çelik blok kullanılmıştır. Blok bulunduğu konumdan 6m. iskele yönünde hareket ettirilince sarkaç 60 mm. sapmıştır. Bu durumda geminin metasantr yüksekliğini ve doğal yalpa periyodunu bulunuz.
  • 77. Bölüm 5-12 tan θ = Sapma miktarı / sarkaç boyu = 0.06 / 5 = 0.012 Geminin metasantr yüksekliği; .6.0 012.05000 66 tan m dW GM = × × = ⋅Δ ⋅ = θ Doğal yalpa periyodu ; 59.7 6.0 1442.0 GM B42.0 T = × =≅ olarak bulunur.
  • 78. Bölüm 6-1 6. GEMİ DİRENCİNİN BİLEŞENLERİ 6.1. GİRİŞ Gemi direncinin bir mühendislik problemi olarak tanımlanabilmesi için direncin oluşumu, bileşenleri ve bunları etkileyen faktörlerin belirlenebilmesi ve verilen bir form için belirlenen hız aralığında deneysel ve/veya nümerik yöntemlerle hesaplanabilir olabilmesi gerekir. GEMİ ÖLÇÜMLERİ MODEL DENEYLERİ Yöntemler • Standart kabul tecrübeleri • Özel tecrübeler Problem • Çevre şartları kontrolsüz • Ölçülebilir faktörler • Özel ölçüm maliyeti Avantaj • Gerçeklenen değerler Umulan Gemi Performansı Model Deney Sonucu Yöntemler • Standart deneyler • Sistematik deneyler • Araştırma deneyleri • Gözlemsel deneyler Problem • Ölçek etkileri • Ölçülebilir faktörler Avantaj • Çevre şartları kontrolü EKSTRAPOLASYON Ölçüm Veriler Ölçüm Yöntemi Ve Hesaplar Model sonuçlarından Gemi sonuçlarını elde etme Deney Dizaynı Sistematik ve Dağınık Veri Yöntem ANALİTİK / NÜMERİK MODELLEME Yöntemler • Teorik hesaplamalar • Ampirik hesaplamalar • Ölçek etkilerinin hesabı Problem • Hesaplamaların deneysel sonuca uyumu Avantaj • İstenen her büyüklüğün her ölçekte hesaplanabilmesi Şekil 6.1. Gemi direnci incelemesinde bilgi akış çevrimi Bugün teori, nümerik yöntemler, deneysel teknikler ve araştırma imkanlarına rağmen direnci etkileyen faktörlerin tümüyle değerlendirilmiş olduğunu ve ölçek probleminin çözüldüğünü söylemek mümkün değildir. Konunun gelişimi yönünden bilgi akışı ve etkileşim Şekil 6.1’de şematik olarak gösterilmiştir.