Bir Gemiyi Durdurmak:
Gemilerde Neden Fren Bulunmaz?

Gemilerle ilgili çok yaygın bir soru, yerdeki bir otomobil veya uçaklar gibi durmak için fren yapıp yapamayacaklarıdır. Bu yazımızda gemilerde neden fren bulunmadığını ve durmak için nasıl bir sistem kullandıklarını cevapladık.

A- A+

24.04.2021 tarihli yazı 9007 kez okunmuştur.

Gemi Fren Pervane İtki Çarpışma Durdurma Testi

Gemilerde neden fren bulunmadığını anlamak için önce bir frenin nasıl çalıştığını bilmek gerekiyor. Bir frenin çalışma prensibi, tekerleğin temas halinde olduğu yüzeye göre tekerleğin dönme hareketini durdurmak için tekerlek ile sabit bir gövde (genellikle fren pabucu) arasında sürtünme yaratmasıdır.

Şekil 1: Örnek bir yük gemisi

► İlginizi çekebilir: Tren Fren Sistemleri Nelerdir ve Nasıl Çalışırlar?

Bu kavramı hareket eden bir gemiye uyarlayın; bir geminin kıç tarafında bulunan bir pervane ile kendisini suda ittiği gerçeği göz önüne alındığında, geminin tekerleğinin olmadığı ortadır. Pervane döndüğünde, gemiyi ileri yönde iten bir itme kuvveti oluşturur. Burada dikkat edilmesi gereken en hayati nokta, geminin gövdesinin akışkan bir ortamda hareket etmesi ve bu nedenle, su ortamının kesme eğilimi göz önüne alındığında, gemiyi anında durdurmanın mümkün olmamasıdır.

Bu nedenle; bir gemi frenlenebilir, ancak geleneksel bir fren sistemi kullanılarak değil. İstasyonu frenlemek ve sürdürmek için bazen ayrı ayrı uygulanan ve bazen birbiriyle birleştirilen çeşitli yöntemler kullanır.

Bir gemi suda hareket ettiğinde, batmış gövde yüzeyi ve tekne ile temas halindeki su parçacıkları arasında oluşan viskoz bir sürüklenme meydana gelir. Bu sürükleme, suyun viskozitesine bağlı olarak oluşur ve geminin ıslanan yüzey alanıyla doğru orantılıdır ve geminin hızının karesine göre değişir.

Hareket eden herhangi bir nesneyi frenlemenin birincil amacı, gövdenin maruz kaldığı sürükleme kuvvetini artırmaktır. Bu nedenle, hareket eden nesne bir gemi olması durumunda, yukarıdaki formüle göre sürükleme kuvveti aşağıdaki şekilde artırılmalıdır (başka bir deyişle, gemi fren yapmalıdır):

► Geminin ıslak yüzey alanının artırılması: Bu yöntem direnci artıracak olsa da, geminin tamamen frenlenmesine katkıda bulunmayacaktır. Bu nedenle bazı durumlarda, ıslatılmış yüzey alanındaki artış geminin hızını sadece istenen bir seviyeye düşürmek için kullanılır. Örneğin, yolcu gemileri genellikle ıslatılmış yüzey alanını artırmak için dengeleyici kanatçıklar kullanırlar ve devrilme stabilizasyonu ile birlikte hızı düşürme avantajından yararlanırlar.

► Geminin hızının artırılması: Teorik olarak geminin hızının artırılması direnci artıracaktır ve sonsuza eğilimli bir hız ile direnç, sonsuz bir değere yönelecektir. Başka bir deyişle, teorik olarak gemi pratikte mümkün olmayan sonsuz bir dalgalanma hızında durmalıdır ancak bu nedenle bir paradoks meydana gelir. İşin sırrı, soruna doğru açıdan bakmaktır.

Şekil 2: Tek pervaneli gemi

► İlginizi çekebilir: Gemi Elektrik Mühendisi Nedir?

Bir gemiyi durdurmak ve frenlemek için yapmak istediğimiz şey, gemideki itme kuvvetinin büyüklüğünü azaltmak veya yönünü veya bazen her ikisini de arka arkaya değiştirmektir. Gemi üzerindeki itme kuvveti küçülürse (Bu, pervanenin RPM'sini düşürerek elde edilir), o zaman geminin direnci itme kuvvetinin büyüklüğünü anında aşar ve böylece gemiyi yavaşlatır. Bu etki, itme yönünü değiştirerek, yani pervanenin dönüş yönünü değiştirerek (Sabit hatveli pervanelerde) veya pervane kanatlarının eğim açısını ters çevirerek (Kontrol edilebilir PIC olması durumunda) hızlı bir şekilde elde edilebilir. Bu nedenle, gemi bir hızda yol alırken, itme yönündeki ters bir çevirme gemide frenleme durumuna neden olacaktır.

Şekil 3: Çift pervaneli gemi

► İlginizi çekebilir: Gemi Elektriği ve Gemi Topraklama Sistemi

Bir gemi tasarımcısı tarafından dikkate alınması gereken önemli kırılma parametreleri, deniz denemeleri sırasında her gemi için gerçekleştirilen çarpışma durdurma testi sırasında ölçülür.

Çarpışma Durdurma Testi

Çarpışma durdurma testinin amacı, geminin frenleme parametrelerini tahmin etmek ve gemi mürettebatına bir veri tabanı sağlamak için bunları kaydetmektir.

Test, tasarım hızında gerçekleştirilir ve gemi düz bir yolda yol alır ve istenen yolda sabit bir harekete ulaşana kadar bir süre ihmal edilebilir bir ivmeyle dalgalanmasına izin verilir. Geminin güzergahı, gemiye kurulan GPS sistemi ile takip edilmektedir. Motora nominal RPM kadar güç verildiğinde, motorun dönüş yönü tek seferde tersine çevrilir. Tam durma noktasına gelmeden önce geminin kat ettiği mesafe GPS sistemi tarafından hesaplanarak geminin parkur uzunluğu olarak kaydedilir.

Bir geminin iz uzunluğu oldukça önemlidir, kaptanın acil durumlarda gemiyi tamamen durması için gereken süreyi ve mesafeyi tahmin etmesine yardımcı olur.
Dolayısıyla, yukarıda açıklanan teorilerden çıkarılabilecek şey, geminin ağır bir cisim olduğu ve bu nedenle, hareketinde herhangi bir değişiklik meydana getirmek için gerçekleştirilen eyleme belirli bir yanıt gecikmesi olduğudur. Gemiler içinde hareket ettikleri ortam nedeniyle geleneksel olarak frenlenemezler.

Bir geminin durmasının ardındaki fiziği anladıktan sonra, bir geminin istasyonunu nasıl koruduğunu anlamak da yararlıdır. Ağır denizlerde, denizden gelen rahatsızlık kuvvetlerine bağlı olarak geminin sabit bir pozisyonda kalmasına yardımcı olmak için sensörler, bilgisayarlar, iticiler ve pervanelerden oluşan ağa bağlı bir sistem olan Dinamik Konumlandırma Sistemini kullanır. Limandayken, istasyon gemiyi rıhtımlara bağlayan palamar halatları ile korunur.

Şekil 4: Çarpışma durdurma testi sırasında geminin orta noktasının yolu

Bazı gemiler ise bazı durumlarda frenleme mekanizması olarak demirleri de kullanabilir, ancak bu yalnızca hızın düşürülmesine yardımcı olur ve çarpışma durdurma yöntemi kadar ani değildir.

Kaynak:

► marinerspoint.in
► www.quora.com