SeyrüseferMühendishaneMakaleler → Denizaltılarda Kullanılan Havadan Bağımsız Tahrik Sistemleri

Denizaltılarda Kullanılan Havadan Bağımsız Tahrik Sistemleri

Mühendishane - Makaleler
Çarşamba, 31 Mart 2004

PervaneBir denizaltının gerçekten denizaltı olarak nitelendirilebilmesi için görev seyrinin tamamına yakınını su altında geçirebilmesi gereklidir. Bunu sağlamakta yaşanan teknolojik zorluklar sebebiyle savaş görevlerinde ilk kullanılmaya başlandıkları yıllardan itibaren ikinci dünya savaşına kadar geçen süre zarfında bu hedefe ulaşılamamıştır. 1. nesil diyebileceğimiz bu döneme ait denizaltılar seyirlerinin büyük bölümünü bir gemi gibi su üstünde yapan ancak hedefe yaklaşmak ve saldırmak ya da kaçmak için kısa sürelerle dalabilen araçlardı.

Ancak 2.dünya savaşı bu alanda büyük gelişmeleri de beraberinde getirdi. Bu gelişmelerin önemli bir bölümü de geleneksel olarak denizaltı teknolojisine her zaman büyük önem veren Almanlar tarafından gerçekleştirilmiştir. Radarların uçaklara bile yerleştirilebilir hale geldiği bu savaşta artık denizaltılar için su üstünde seyretmek çatışmayı kaybetmek anlamına geliyordu.

Bu sebeple ilk önemli gelişme dizel motorlarının su altında çalışmasına olanak veren şınorkel sisteminin geliştirilmesi oldu. Bunu tasarımcısının adıyla anılan Walter Türbini adlı tamamen havadan bağımsız ilk tahrik sistemi üzerinde yapılan geliştirme çalışmaları izledi. 2.Dünya savaşı sonrasında da denizaltılar için havadan bağımsız sevk sistemi çalışmaları artarak devam etti. Bugüne kadar geliştirilip kullanılan havadan bağımsız sevk sistemi türleri, geliştirilme sırasına göre şunlardır;

  1. Walter Türbini; Alman mühendis Helmuth Walter tarafından geliştirilen bir teknolojiye dayanır. Savaş sırasında Almanya, savaş sonrasında ise ele geçirilen Alman teknoloji ile İngiltere tarafından deneysel amaçlarla kullanılmıştır.
  2. Kapalı Devre Dizel; Adından da anlaşılabileceği gibi dizel motoru çalıştırmak için gereken hava yerine denizaltıda depolanan oksijenle motorların çalıştırılması esasına dayanır. Bütün havadan bağımsız tahrik sistemleri içinde teknolojik olarak en basiti olarak kabul edilebilir.
  3. Nükleer Reaktör; Kullanılan soğutuculara göre sınıflandırılan nükleer reaktörlerin denizaltılarda kullanılan iki türü vardır; basınçlı su soğutmalı ve sıvı metal soğutmalı. Diğer geliştirilen tüm sistemlere açık bir üstünlük olarak uzun süre yakıt takviyesine (ortalama 10 sene) ihtiyaç duymazlar. Bununla birlikte imâl ve işletme maliyetlerinin aşırı yüksekliği ve radyoaktif bir sistem olmasından kaynaklanan riskler daha yaygın kullanımını şimdilik engellemektedir. Şu anda 5 ülke; ABD, Rusya, İngiltere, Fransa ve Çin nükleer sevk sitemlerine sahip denizaltılar kullanmaktadır. 6. ülke yakında Hindistan (aslında bir süredir Rusya'dan kiraladığı Charlie sınıfı bir nükleer denizaltıyı mürettebat yetiştirmek ve araştırma-geliştirme amacıyla kullandı) olacaktır. Ayrıca şu anda özellikle ekonomik koşulları sebebiyle çok yavaş ilerlese de Brezilya, Pakistan ve Arjantin'in de nükleer denizaltı programları mevcuttur.
  4. Stirling Motoru; İsveç tarafında denizaltılara uyarlanan ve kendi denizaltılarında başarıyla kullanılan Stirling motoru nükleer sonrası dönemde geliştirilen ve kullanıma giren ilk modern havadan bağımsız sevk sistemidir.
  5. Kapalı Devre Buhar Türbini; Fransanın geliştirdiği ve Mesma olarak adlandırılan havadan bağımsız tahrik sistemidir. Kapalı devre bir yakma hücresinde buhar üretilmesi ve bu buharla türbinlerin çalıştırılması esasıyla çalışır. Aslında buhar üretmek için nükleer reaktör yerine konvansiyonel bir yakıcı kullanan bir sistemdir.
  6. Yakıt Hücresi; Almanların ve Rusların geliştirdiği havadan bağımsız tahrik çözümüdür. Hiçbir hareketli parçaya sahip olmayan ve dolayısıyla tamamen sessiz çalışan ve elektriği tersine elektroliz gibi tamamen kimyasal yolla üreten bir sistemdir. Çeşitli alt türleri üzerinde araştırma - geliştirme çalışmaları sürmektedir.

7.500hp civarında güç üreten ilk HBT çözümü Walter türbinini ve nükleer sistemleri bir kenara bırakırsak günümüzün HBT sistemleri 150-300kW (200-400hp) civarında güç üretebilmektedir. Ortalama bir dizel-elektrik denizaltının 3.000hp ve ortalama bir nükleer denizaltının 20.000hp civarında tahrik motorları olduğunu düşünürsek bugün ve yakın gelecekte HBT'nin ancak düşük sürat (2-3 m/s) ve uzun su altında kalış görevleri (12-17 gün) için kullanılabilir olabileceğini söyleyebiliriz. Bir denizaltıyı sevk etmek için gereken gücün kabaca süratinin küpü ile orantılı olduğu göz önüne alındığında çok ciddi teknolojik ilerlemeler sağlanmadıkça bu durumun değişmesi pek mümkün değildir. Dolayısıyla konvansiyonel HBT çözümlerinin nükleer sistemlerin yerini alması beklenemez.

Mevcut HBT sistemleri içinde, nükleer sistemleri bir kenara bırakırsak, yakıt hücrelerini diğer HBT'lerden ayırmak gereklidir çünkü yakıt hücresi haricindeki kapalı devre sistemler egzoz gazlarının bir şekilde denizaltı dışına atılmasını gerektirirler ki bu da dalış derinliğini ve denizaltının gizliliğini doğrudan olumsuz etkiler ayrıca hareketli mekanik parçalar içerdiklerinden denizaltının ses izini ve suya verilen gazlar sebebiyle de özellikle kimyasal izini arttırırlar. Sonuç olarak çok az hareketli parça içeren yakıt hücresi sistemleri akustik iz açısından bakıldığında bugün ve yakın gelecek için en üstün sistemlerdir denilebilir.

Nükleer sistemler ise bazı farklı kusurlara sahiptir. Bunların başında devamlı olarak çalışan reaktörün devirdaim pompalarının çıkardığı gürültünün sebep olduğu ses izi gelir. Bazı yeni nükleer tahrik sistemlerinde düşük güçte çalışırken devirdaim pompasını devre dışı bırakan doğal çevrim yöntemleri kullanılarak bu sorun bir ölçüde giderilmiştir (örneğin Ohio sınıfı SSBN) fakat yüksek güç üretimi gerektiğinde yine de devirdaim pompalarının kullanılması gerekmektedir.

Bunun yanında nükleer reaktörün ürettiği buharı sevk için kullanmak amacıyla iki farklı yöntem uygulanır.

  1. Üretilen buhar bir devir düşürücü dişli kutusu üzerinden pervaneye bağlı buhar türbinini çalıştırır.
  2. Üretilen buhar türbin-alternatör sistemine aktarılarak elektrik üretilir daha sonra bu elektrik ile pervaneye doğrudan bağlı çok düşük devirli elektrik motoru çalıştırılır.

İkinci yöntem akustik iz açısından daha etkin olmakla birlikte her iki yöntem de bol miktarda mekanik parça içerdiğinden, ne kadar azaltılırsa azaltılsın kesinlikle denize bir ses izi bırakırlar.

 







Telif Hakkı © 1997-2017 [uskudar.biz] - sürüm 5.5.1 - Bütün Hakları Saklıdır. Kullanım şartları için tıklayın!
Joomla! GNU/GPL lisansı altında özgür bir yazılımdır.