SeyrüseferAskeri Teknoloji → Tip 09III, Tatbîkî Hidrodinamik vesaire

Tip 09III, Tatbîkî Hidrodinamik vesaire

Seyir Defteri - Askeri Teknoloji
Çarşamba, 05 Eylül 2018

Tip 09III ve Suboff - Firar KenarıBu sayfa alışılandan biraz daha farklı olarak lâf salatası daha az buna mukâbil çocuk kitâbı tarzında, yanarlı dönerli renkli resmi bol olarak ortaya çıktı, hem belki de halk böylesini(!) seviyordur, kim bilir... Aslında mevzunun başlangıcı Çin atom denizaltıları hakkında olacak gibiydi fakat ilerledikçe bir miktâr kaymaya mâruz kaldıysa da tam olarak bir kopma gerçekleşti de denilemez.

Son cümle pek bi acayip oldu ama neyse bilâhare ne anlama geldiği belki daha iyi anlaşılabilir. Çin, oldukça zorlu bir süreçten sonra birinci nesil ilk atom denizaltısı olan Tip 09I sınıfı aracı 1974 civarında tamamladı. Daha sonra balistik füze taşıyan nükleer denizaltıları da ikinci koldan yavaşça da olsa ilerlemeye başladı. Bununla birlikte yazının konusu sadece 09I'den sonraki temel avcı denizaltı olan 09III tasarımının bâzı küçük ayrıntılarından ibâret olacak.

O zaman başlasın:


Çin nükleer hücum denizaltıları; Tip 09I ve 09III

Resim.1) Çin donanmasının ilk nükleer denizaltısı, inşası 1960'larda başlayan ve 1974 civarında hizmete giren 401 borda numaralı Tip 09I Sınıfı birinci nesil araç (üstteki) oldu. Bu ilk tasarımın iyileştirilmesiyle 1980'lerde önce 09IA'ya ve bilâhare 8m uzatılmış gövdeye sahip 09IB'ye (ortadaki) ulaşıldı. Toplam beş adet 09I inşa edildi, ilk ikisi uzun zaman önce hizmetten çıkmıştır.
Sonraki safhada ise teknik açıdan oldukça zorlu oldu ve 09III olarak tanımlanan sınıfın ilk aracı (alttaki) ancak 2006 civarında donanmaya kabûl edilebildi. Devamı [Resim.2]'de...


Tip 09III sınıfı Çin atom denialtıları ve muhtelif sürümleri

Resim.2) Tip 09III önceki nesile göre muhtemelen çok sayıda önemli iyileşme içeriyor olsa da bu konuların çoğu hakkında sağlıklı ve gerçekçi tartışmalar yapabilmek pek mümkün değil. Bu durumun başlıca sebebi Çinlilerin denizaltı teknolojileri hakkındaki hassas verileri koruma yönünde en başarılı birkaç ülkeden biri olmasında yatmaktadır (bu hususta bi de bizim tarzımız var ama mevzuyu dağıtmayalım...) Adamlar denizaltılarına isim bile vermiyor!
Fakat eninde sonunda söz konusu denizaltıların suda yüzmesi de gerekeceğinden bâzı görüntülerin tam olarak gizlenebilmesi mümkün değildir. Bu vesileyle de işte bu bulanık dış görünüşlere bakarak bazı fikirler oluşturabilmek de imkân dâhilindedir.
Şimdi bu resimde bâzı haricî tasarım değişikliklerine sahip dört farklı Tip 09III türevi araç görülmektedir ki burada gösterilmemiş daha farklı sürümler de mevcuttur.
En üstteki denizaltı temel bir Tip 09III'tür.
Bunu izleyen 09IIIA üzerinde ise kule tasarımında önemli iyileştirmeler gerçekleştirilmiştir. Görülen diğer üç tasarımın tamamında da söz konusu yeni kule tasarımı kullanılmaktadır. Açıkça görüldüğü gibi ilk tasarım ile tâkip eden bu yeni kule arasındaki iki temel fark "hücum kenarı kök eklentisi" ilavesi ve hücum kenarı üst ucunun yumuşatılması olarak kendini belli etmektedir.
09IIIA'yı izleyen model olan 09IIIB üzerinde ise kulenin hemen gerisinde bir DFS1 yerleştirildiği iddia edilmektedir. Diğer taraftan bu resimde kule gerisinde görülen çeşitli hörgüç yapılarının DFS amaçlı olduğunu düşünmek hatalı da olabilir.
Bunun dışında üst amûdî dümenlerin belli ettiği üzere 09IIIA türevinden başlayarak tasarım üzerine pasif çekili dizin sonar yerleştirildiği de rahatlıkla söylenebilir.
Şimdilik kaç adet 09III inşa edilmiş olduğu bile belirsizdir, iki ile altı arasında çeşitli tahminler mevcuttur.


İşte bu noktadan sonra Tip 09III türevleri üzerindeki kule tasarımı değişikliklerinin neden gerçekleştirildiği ve nasıl bir süreçten geçtiği bir miktâr HAD yaklaşımı kullanılmak suretiyle ele alınmaya çalışılacaktır.

Fakat yetersiz veri ve zaman sebebiyle, ilâve olarak elde Darpa Suboff deney modeli ve hazır çalışmaların da mevcut olmasının sağladığı kolaylık sebebiyle de [Resim.2] üzerinde görülen muhtelif kule tasarım ayrıntılarının AFF-2 (çıplak tekne + kule) üzerine uyarlanmasıyla dolaylı ve kaba bir kavramsal çözüm arayışı gerçekleştirilecektir.

Ayrıca burada sadece kule/gövde etkileşimi ile ilgilenileceği için Tip 09III kulesi üzerindeki ufkî dümenler modellenmeyecektir ve kapsam dışında bırakılmıştır.

Velhasıl Suboff AFF-2, bir Tip 09III olarak kabûl edilip, AFF-2 kulesine hücum kenarı kök eklentisi ilâve edilmiş ve hücum kenarı üst ucu da yumuşatılarak Tip 09IIIA elde edildiği varsayılmıştır. Üçüncü modelde ise [Resim.2]'deki ikinci araca eşdeğer şekilde kule gerisine bir hörgüç ilave edilmiştir...

Bu noktada belirtilmesi gereken önemli bir husus; denizde yüzen 09III tasarımlarında sıklıkla karşılaşılan ani tasarım değişikliklerinin neye işaret ettiğidir.

Şahsi kanaatim odur ki bâzıları [Resim.2] üzerinde görülen bu köklü tasarım değişikliklerinin anlamı; son derece karmaşık bir mühendislik sahası olan denizaltı hidrodinamiğine ait birtakım önemli problemlerin çözülebilmesi için gerçek şartlarda ve gerçek ölçekte ar-ge çalışmaları gerçekleştirildiğidir! Yani başka bir ifâdeyle, kapsamlı bâzı "Tatbîkî Hidrodinamik" çalışmalarına işâret etmektedir.

Bu tür mühendislik sahalarında, doğrudan gerçek gemi ve denizaltıların hidrodinamik değerlendirme çalışmalarında kullanılması, konunun önde gelen başka ülkelerinde de uzun zamandır uygulanan bir yaklaşımdır. Bu husustaki bir diğer önemli yaklaşım da bi' ara Boğazkesen temelinde ele alınan "Büyük Ölçekli Tecrübî Hidrodinamik" sahasıdır.

Şunu da yeri gelmişken ifâde etmek gerekir ki Çin gerek tesis, gerekse insan gücü olarak Türkiyenin hayâl bile edemeyeceği seviyede büyük bir Denel Hidrodinamik yeteneğe sahip olduğu gibi Hesaplamalı Hidrodinamik için vazgeçilmez bir ihtiyaç olan süperbilgisayarlar alanında da açık ara Dünyanın en güçlü iki ülkesinden biri olmasına rağmen bunu yapmaktadır ki denizaltı hidrodinamiğinin ne denli zorlu bir mühendislik sahası olduğu sadece bu açıdan bakarak bile kolayca anlaşılabilir.

Bu arada Türkiyenin, kağıt üzerinde küçük de olsa mevcut ama fiilen mevcut olmayan denel yetenekleriyle ve hesaplama gücüyle ve de renkli resim kartelinin elinde oyuncak olmuş hâliyle, resmen dünyanın en büyük(!) denizaltı tasarımcısı ülkelerinin başında geldiğine inanmak isteyenler de inanır, diyecek daha fazla birşey yok...

İyisi mi fazla dağılmadan devam edelim gâri:


Darpa Suboff AFF-1 Kulesi ve Yumuşatılmış Hücum Kenarı Üzerinde Akış Hatları

Resim.3) Üstte Darpa Suboff AFF-2 kulesi ve altta ise Tip 09III tasarımı üzerindeki iyileştirmelere bağlı olarak söz konusu kule üzerine uygulanan hücum kenarı kök eklentisi ve hücum kenarı ucu yumuşatması ile eşdeğer akış ve örgü şartlarında elde edilen yüzey üzerindeki akış hatları.


Bundan sonrası için kullanılan yazılımlar tamamı açık-kaynak olmak üzere; cfMesh (önişlemci) OpenFOAM (çözücü) ve Paraview (sonişlemci) olarak sıralanabilir. Çözümler model ölçeğinde ve Re 14e06 için elde edilmiştir ki gerçek denizaltı şartlarına oldukça uzaktır fakat eldeki donanım daha fazlasına pek izin verecek gibi değildi.

Diğer taraftan burada elde edilen kısıtlı çözünürlükteki durağan hâl çözümlerinin, aranan bâzı temel sonuçlar açısından ancak okuyuculara kaba bir fikir verebileceğini, asıl çözümü aranan meselelerin, biraz yukarıda bahsi geçtiği üzere Çinlilerin (ellerindeki büyük imkânlara rağmen ve bu yaklaşımları da kullanmakla birlikte) tatbikî hidrodinamiğe de yönelmelerini gerektirecek kadar zorlu olduğunu da göz önüne almak gerekir.


Darpa Suboff "Çıplak Tekne + Kule" Etrafında Akış Çözümleri

Darpa Suboff "Çıplak Tekne + Kule" Etrafında Akış Çözümleri

Darpa Suboff "Çıplak Tekne + Kule" Etrafında Akış Çözümleri

Darpa Suboff "Çıplak Tekne + Kule" Etrafında Akış Çözümleri

Resim.4-5-6-7) Çıplak tekne ve kuleden müteşekkil Darpa Suboff AFF-2 yapısı üzerinde Re 14e06 için elde edilen çözüme ait bâzı akış sonuçları ve gövde-kule etkileşimi.
Kule kökü etrafında Q[10] kıstası ile gösterilen Nal Girdabının oluşumu ve sevk cihazlarına ulaşması hesaplanan akış hatlarıyla birlikte görülebiliyor.


Hücum Kenarı Kök Eklentisinin Nal Girdabı Üzerindeki Etkisi

Hücum Kenarı Kök Eklentisinin Nal Girdabı Üzerindeki Etkisi

Hücum Kenarı Kök Eklentisinin Nal Girdabı Üzerindeki Etkisi

Hücum Kenarı Kök Eklentisinin Nal Girdabı Üzerindeki Etkisi

Resim.8-9-10-11) Tip 09IIIA'ya uygun olarak değiştirilmiş kule tasarımı ile eşdeğer şartlarda elde edilen girdap yapıları ve akış hatları.
Hücum Kenarı Kök Eklentisinin, Nal Girdabı üzerindeki önleyici etkisi önceki durumla birlikte değerlendirildiğinde kolayca fark edilebilir.
Kule kökenli girdap yapılarının azaltılması yönünde onlarca yıldır sürdürülen kapsamlı çalışmaların temel sebebi söz konusu girdap oluşumlarının, denizaltının sevk cihazları üzerindeki uyartımlarıyla dinamik olarak tetiklenen ve akustik iz artışına sebep olan etkileri zayıflatabilmekten ibarettir.
Konunun toplam direnç üzerindeki etkisi ise ihmâl edilebilir seviyededir...


Değiştirilmiş Suboff Üzerinde OpenFOAM ile Hesaplanan Bâzı Çözümler

Değiştirilmiş Suboff Üzerinde OpenFOAM ile Hesaplanan Bâzı Çözümler

Resim.12-13) Yazının başlarında [Resim.2] üzerinde gösterilen ikinci örnekteki hörgüç yapısının modele ilâvesiyle elde edilen akış çözümlerinden bâzı sonuçlar.
Bu ilginç tasarımın herhangi bir hidrodinamik üstünlüğü mevcut görünmüyor, diğer taraftan boyut itibarı ile DFS sistemi kovanlarınının uçlarını örtmek için kullanılması da pek mâkûl gibi görünmüyor.
Çok büyük ihtimâlle bu tasarım eğer öngörülemeyen başka bir özel maksadı yoksa, terk edilecek...


Aslında [Resim.2] üzerinde en altta gösterilen ve bilinen en yeni sürüm olan yumuşak hörgücün girdap etkileri açısından son derece olumlu bâzı özelliklere sahip olabileceğini düşünüyordum ama bu çalışma beni yordu ve artık bu sonuncusunun modellenmesini konuyla ilgilenebilecek gençlere terk ettim.

Tip 09III'lerin aynı zamanda tatbîkî hidrodinamik başta olmak üzere ve bilmediğimiz çeşitli alanlarda da bir tasarım geliştirme aracı olarak kullanılmasından elde edilecek neticelere de bağlı olarak kısa vadede Çinin üçüncü nesil avcı denizaltısı olacak, hâlen tasarım safhasındaki Tip 09V'leri, geçtiğimiz sene tamamlanan yeni nükleer denizaltı tersanesinde alışılmadık inşa hızlarıyla hizmete almaya başlayabilmesi söz konusu olabilir. Unutmamak gerekir ki pervane ve dişli kutusu imâli gibi hassas alanlarda gereken asgari teknolojik seviyeye Çin ancak bir sene kadar önce ulaşabilmişti.

♦ Açıklamalar

1. DFS: Dikey Fırlatma Sistemi [geri]
 







Telif Hakkı © 1997-2018 [uskudar.biz] - sürüm 5.5.1 - Bütün Hakları Saklıdır. Kullanım şartları için tıklayın!
Joomla! GNU/GPL lisansı altında özgür bir yazılımdır.