SeyrüseferMühendishaneMakaleler → Walter Türbini

Walter Türbini

Mühendishane - Makaleler
Çarşamba, 07 Nisan 2004

Walter Türbini, Tip 18Denizaltıcılık tarihinin başından beri en büyük hedef deniz yüzeyine bağımlılığı azaltıp olabildiği kadar uzun sürelerle su altında kalabilmek oldu. Bu hedef üzerindeki ilk önemli isabet ise Alman bilim adamı Helmuth Walter tarafından kaydedilmiş gibi görünüyor. 1930'larda profesör Helmuth Walter hidrojen peroksitin muhtemel bir güç kaynağı olarak kullanılabilmesine yönelik çalışmalara başladı.

Fakat benzer teknolojiye dayalı bir motor aynı dönemde Japonya tarafından bazı torpilleri sevk etmek için de kullanılıyordu ve bağımsız bir çalışma ile geliştirilmişlerdi. Bu Japon torpillerinden en bilinenleri ise ikinci dünya savaşının en mükemmel torpilleri olan Tip93 ve Tip95'lerdir. 1940'ların ilk yıllarına gelindiğinde Walter'in yaptığı çalışmalar netice vermeye başladı ve Alman donanması bazı araştırma denizaltıları inşa ederek bu sistemi denemek istedi.

Bugün Walter'in adıyla anılan bu kimyasal motor yüksek basınçlı buhar üretmek amacıyla kullanılan yanmayı sağlamak için havaya ihtiyaç duymuyordu. Elde edilen buhar ise 7.500hp gücündeki buhar türbinini işletmek için kullanılıyordu. Walter'in kimyasal motoru yüksek saflıkta (%100'e yakın) hidrojen peroksitin - H2O2 (perhidrol veya htp -high test peroxide- olarak da adlandırılır) potasyum permanganat temelli bir katalizör üzerinden, yüksek sıcaklık ve basınç altında hızla 2000°C sıcaklığında su buharı ve oksijen karışımına ayrışması temeline dayanıyordu

Bu aşamada yüksek sıcaklıkta bulunan ve serbest oksijen içeren sisteme verilen dizel yakıtıyla şiddetli bir yanma oluyor ve bu da basıncı ve ısıyı daha da arttırıyordu. Yükselen sıcaklığı kontrol altında tutmak için motora verilen ilave su ise aynı zamanda üretilen buhar miktarının arttırıyordu. Dolayısıyla Walter türbini hem buhar hem de gaz türbini teknolojilerini bir arada barındıran melez bir türbindir denilebilir. Buhar ve gaz karışımı yanma odasından türbine verilir ve oradan çıkınca da yoğuşturucuda su ve yanma sonucu meydana gelen karbondioksit ayrıştırılır.

Walter Türbini

Resim.1) Walter türbininin genel çalışma akışı

Bu motor tam güçe 4 saat çalıştıktan sonra yakıtını (hidrojen peroksit) tüketiyordu. 7.500hp üretmek için dakikada 235 litre yüksek saflıkta hidrojen peroksit, 32 litre dizel yakıtı ve 1.000 litre su gerekliydi ve bu tüketimi karşılayabilecek miktarda yakıt depolayabilmek önemli bir sorundu. Ayrıca kimyasal çevrim çok hassas olarak kontrol edilmeliydi ki bu da denizaltı derinlik ve sürat değiştirdiğinde neredeyse imkânsızdı.

Denizaltı derine daldıkça, artan (hidrostatik) geriye basınç sebebiyle, üretilen güç de azalıyordu. Bu nedenle tam güç ancak yüzeye çok yakın seyredildiğinde mümkün olabiliyordu. Türbin 100 kadem (~30m) derinlikte ancak 5.500 hp güç üretebiliyordu ki bu da seyir süratini 12,9m/s'den 10,3 m/s'nin altına düşürüyordu. Derinlik artışıyla da bu güç kaybı daha da yükseliyordu.

Hidrojen peroksit metaller üzerinde son derece yüksek bozucu etkilere sahiptir ve bu nedenle yakıt devrelerinde ve depolarında özel malzemeler kullanmayı gerektirir. Bu yakıtın kullanımında daha başka zorluklar da vardır. Örneğin, hidrojen peroksitin içinden geçtiği boru devrelerinde dik açılı dönüşler olmamalıdır. Aksi taktirde hidrojen peroksit bu dirseklerde birikip aniden patlayabilmektedir. Ayrıca ortamın çok temiz olması da gereklidir.

Almanya'da araştırma-geliştirme amaçlı 3 farklı modelde; V-80 (80 ton), Tip17A (250 ton), Tip17B (310 ton) 8 denizaltı inşa edildi. Bu silahsız deneme denizaltılarının bazıları su altında 13,5m/s civarında süratlere erişti. O zamanlar dünya denizlerinde kullanılan denizaltıların ulaşabildikleri sualtı sürati 4m/s'yi geçemiyordu. Ayrıca bu sürat müttefiklerin DSH gemilerinden de 2,5m/s daha yüksekti çünkü bu gemiler 11m/s'nin üstündeki sürâtlerde asdic'i (ilk gemiye yerleşik sonarlar) kullanamıyorlardı.

Savaş görevleri için inşa edilecek nihai tasarım olan Tip26'lar (inşası planlanan birkaç farklı walter türbinli denizaltı tasarımı mevcuttu) ise inşalarına başlandığı halde temelde yukarıda kısaca değinilen sorunlar bir türlü giderilemediğinden iptal edildi fakat bu tasarımdan kazanılan önemli gelişmeler sadece tahrik sistemi değiştirilerek Tip21 projesine aktarıldı.

Savaştan sonra Almanya'dan ele geçirilen bilgi ve teknolojilerin yardımıyla birkaç ülke Walter türbin sistemini geliştirmeye yönelik çalışmalara devam etti. 1950'lerde nükleer tahrik sistemlerin ortaya çıkmasıyla bu ülkelerin Walter türbinine ihtiyaçları kalmayınca zaten tehlikeli olan bu çalışmalara da son verildi.

Tip-17B Denizaltısı

Resim.1) Alman Tip-17B denizaltısı, 2.dünya savaşı sonu

Resim-1'de görülen denizaltı inşa edilen 3 Tip17B'den biri olan U-1406. Silahsız ve araştırma-geliştirme amacıyla inşa edilen bu denizaltı 30 Ekim 1943 tarihinde Blohm Voss tersanesinde kızağa kondu ve 8 Şubat 1945 tarihinde donanmaya kabul edildi. Savaş sonrasında ABD tarafından savaş ganimeti olarak el konulup gemi ile ABD'ye götürüldü. 1948 yılına kadar incelendi ve sonra hurdaya ayrıldı.

 

Kardeş gemi U-1407'ye ise İngiltere el koydu ve Meteorit adını vererek donanmasına kattı. Buna ilave olarak Helmuth Walter ve takımını da denizaltıyla birlikte İngiltere'ye getirdi. Daha sonra İngiltere'de Tip26 türevi iki Walter türbinli deneysel gemi daha inşa edildii; Explorer ve Excalibur. Uzun yıllar süren çalışmalar sonucunda başarılı bir sonuç elde edilemedi. Bu iki gemi ise tahrik sisteminden kaynaklanan patlamalar ve ölümler sonucunda Exploder (Patlayan) ve Excruciator (Kötülük yapan) adlarıyla anılır oldu :)

Fakat her şeye rağmen hidrojen peroksit temelli tahrik sistemleri bundan böyle denizaltılarda olmasa bile torpillerde kullanılmak üzere daha da geliştirildi. Günümüzde benzer teknolojiye sahip modern torpiller halen kullanılmaktadır. Rusya ve İsveç hidrojen peroksit temelli motorlar konusunda lider ülkelerdir. Ama hidrojen peroksitin halâ dikkatsizliğe tahammülü yoktur. Yakın zaman önce yaşanan ve Rus Kursk denizaltısının batıp mürettebatının tamamının ölmesine sebep olan kaza da böyle bir torpilde yaşanan hidrojen peroksit sızıntısı (en azından kabul gören görüş bu şekildedir) sebebiyle meydana gelmiştir.

♦ Kaynaklar

1. Walter Türbini kullanan denizatılar hakkında daha fazla bilgi için: http://www.uboat.net
2. http://www.dataphone.se/~ms/ubootw/boats.htm
 







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.