SeyrüseferSeyir DefteriMühendislik → Akyanın Kellesi

Akyanın Kellesi

Seyir Defteri - Mühendislik
Perşembe, 04 Haziran 2015

Akyanın KellesiElinizde güzel bir akya kellesi varsa bundan lezzetli bir çorba yapılabilir. Gerekli ilave malzemeler olarak; zeytinyağı, limon, soğan, sarmısak, karabiber, biraz tuz, maydanoz ve isteğe bağlı olarak pirinç, havuç, patates tavsiye edilebilir.

Ama bu safhadan sonra çorbanın nasıl yapılacağı sizin hayal gücünüze ve yeteneklerinize kalır çünkü yazının devamında ele alınacak kelle tahmin edilebileceği gibi sadece Akya olarak adlandırılan ilk yerli (ümit edilir ki milli!) torpile ait olacaktır. Aksi taktirde mevzu fazlaca dağılabilirdi.

Aslında ilk iki bölümü oluşturacak veriler geçen seneden beri masaüstünde ham hâlde bekliyordu. Akya torpili ile alâkalı olarak yayınlanan önceki makalenin şaşırtıcı seviyede yüksek ilgi görmesi üzerine bu konuyu biraz daha ayrıntılı olarak değerlendirmek elzem olmuştu ve artık mevzuyu iyice unutmadan devam etmenin zamanı gelmişti.

Torpil tasarımında pek çok hassas nokta vardır. Bunlardan biri de kafa tasarımıdır ki Akya ile alâkalı değerlendirmelere kafa ile başlamak da mantıklı bir tercih olarak kabûl edilebilir, ne de olsa su ilk olarak kafanın üzerinden geçecek. Ayrıca elimizde bu torpilin kafası haricinde elle tutulur bir veri de henüz mevcut değil.

Günümüz torpil teknolojisi için öncelikle kafa tasarımları üzerinde algılama birimlerinin en iyi yerleşimi hedeflenir ve bunu gerçekleştirebilmek için de sonar aynalarının ve eğer mevcutsa diğer türdeki muhtelif algılayıcıların etraflarındaki su akışının çok dikkatli bir şekilde incelenebilmesi ihtiyacı kaçınılmazdır.

Fakat mesele sadece bu ihtiyacın karşılanmasıyla tamamlanamayacak kadar karmaşıktır. Aynı zamanda kafa etrafındaki kavitasyon şartlarının çözülmesi, kafanın dönüş üzerindeki etkilerinin incelenmesi, kafa cidarını oluşturan yapısal tasarımın istenen dalış derinliğine, sürâte, titreşim uyartımlarına göre değerlendirilmesi, sonar dizinini deniz suyundan ayıran malzemenin geliştirilmesi vesaire gibi hepsi birbirinden zorlu mühendislik faaliyetlerini kapsar...

Kafanın şekli torpilinin akustik kabiliyetlerinin yanında, doğal olarak direnci ve manevra yeteneği üzerinde de doğrudan etkilidir ve pervaneye gelen su akışı, yatay ve dikey dümenlerin üretmesi gereken kuvvetler, seyir esnasındaki akış gürültüleri ve akış kaynaklı gövde titreşimlerinden hasıl olan yapısal gürültüler gibi pek çok değişken için de doğrudan belirleyicidir.

İlk bölümde de dile getirildiği gibi, eldeki kısıtlı verilere göre Akya torpilinin kafa yapısının (büyük ihtimalle) eliptik olduğu biliniyor [Resim.1] ve bu durumun muhtemel sebepleri hakkındaki bazı görüşler de önceki makalede zaten ele alınmıştı.

 

Havelsan Tanıtım vidyosundan; muhtemel Akya kafası

Resim.1) Havelsan 2013 tanıtım vidyosunda muhtemelen Akya torpidosunun sonar dizinlerini barındıracak olan kafasına ait bir kare.

 

Yazı dizisinin sonraki bölümleri artık mühendislik odaklı olacağı için ortalama bir ziyaretçi bu noktadan sonra sıkılabilir. Özellikle geleceğin gemi mühendisi adayları için ise, eğer tamamlanabilirse, bu dizi ile küçük de olsa bazı faydalar sağlanabileceğini ümit ediyorum, gelecekte yeşermesi umularak toprağa atılan bir tohum gibi... Temelde gemi mühendislerine yönelik olarak devam edecek olan Akya yazılarının aşağıdaki şekilde gelişmesi muhtemeldir;

  • 2B düzlemsimetrik hidrodinamik değerlendirmeler
  • 2B eksensimetrik hidrodinamik değerlendirmeler
  • 3B hidrodinamik değerlendirmeler
  • 3B hidroakustik değerlendirmeler
  • Diğer değerlendirmeler; harp başlığı, mukavemet vesaire gibi
  • Taktik değerlendirmeler

Bu sıralama zaman içinde değişebilir, tamamlanması çok uzun zaman alabilir, belki de asla tamamlanamaz. Hemen ilk bölüme başlayalım;

 

Akya ve Hendese

a. Varsayım

Tabii ki bir incelemeye başlayabilmek için öncelikle Akya torpilinin kafa kesitine ihtiyacımız var. Elimizde olan ise sadece kısa bir vidyodaki görüntülerden [Resim.1] ibaret. Evet Akyanın kafası eliptik ama nasıl bir elips? Bu konuyu çözebilmek için bu projede çalışanların (hiçbirini tanımıyorum) kim olabileceklerini ve nasıl düşünüp, önlerindeki probleme nasıl yaklaşacaklarını tahmin etmekle işe başlamak bana en uygun yol gibi gözüktü, başka bir çare de yoktu...

Yine de tahminlerin mantığını açıklayan, sekiz - dokuz ay kadar önce yazılmış takip eden birkaç paragrafı son anda yazıdan çıkartmaya karar verdim. Bu durumda böyle bir sonuca nasıl vardığım okuyucu tarafından şimdilik pek anlaşılamayacak olsa da doğrudan varsayımı açıklamak sanırım daha uygun:

Velhasıl eldeki kısıtlı veriler üzerinden yapılan değerlendirmeler sonucunda Akya kafasının kesitini tanımlayan varsayım kısaca aşağıdaki gibidir:



akya için muhtemel kafa denklemi

E.1) Akya için öngürülen (muhtemel) kafa kesitini tanımlayan eşitlik.
r, R, x ve L değişkenlerinin ne anlama geldiğini sanırım açıklamaya gerek yok.


Yukarıda verilen [E.1] eşitliği için m=2,4 ve n=2,0 kullanıldığında mevcut varsayıma bağlı olarak Akya torpidosunun kafa kesitini tanımlaması muhtemel olan eğri elde edilebilir ki hidrodinamik alanında çalışanlar tarafından, sahip olduğu tatlı basınç dağılımı sebebiyle kolayca tanınabilecek olan bu kesitin özel bir ismi de mevcuttur. Tekrar belirtmek gerekir ki bu yaklaşım sadece bir varsayımdır ve fazla olmasa da bir miktar hata söz konusu olabilir.

 

b. Modelleme

Şimdilik yukarıdaki varsayım vasıtası ile Akyanın kafa geometrisini elde ettiğimizi düşünelim. Bu aşamada mevcut kafayı diğer torpillerde kullanılan kafalarla karşılaştırmak, Akyanın üstünlüklerini ve zaaflarını anlamamıza yardımcı olacaktır.

Böyle bir karşılaştırmayı yapabilmek için önce günümüzde dünya üzerinde kullanılmakta olan altı farklı torpile ait kafa geometrisi seçildi. Sonra bütün bu kafalar, daha iyi karşılaştırabilmek için paralel gövde ve parabolik kuyruktan oluşan tek bir torpil gövdesine bağlandı.

 

Akya için kullanılan torpil kesiti

Resim.2) Yedi torpil geometrisinden Akya için kullanılan hesaplama kesiti. Çap 533mm. Toplam uzunluk bütün torpiller için sabit ve altı metre.

 

Yukarıdaki resimde görülebileceği gibi tercih edilen yaklaşım sonucunda aynı uzunlukta ve çapta Akya dahil toplam yedi adet 3B eksensimetrik torpilden oluşan bir seri elde edilmiş oldu. Yedi torpilin tamamı 533mm çapında bir paralel gövdeye, 1400mm uzunluğunda parabolik bir kuyruğa ve 533mm uzunluğunda bir kafaya sahiptir ve bütün torpiller için toplam uzunluk 6 metredir. Akya (K3) haricindeki kafa geometrileri şimdilik gösterilmeyecek, biraz heyecan olsun...

 

K0 K1 K2 K3
(Akya?)
K4 K5 K6
Kafa
Kesit Islak Uzunluğu - m 1,370 1,324 1,291 1,313 1,393 1,415 1,373
Islak Alan - m2 0,892 0,824 0,763 0,791 0,879 0,901 0,860
Hacim - m3 0,099 0,089 0,079 0,083 0,095 0,097 0,093
Prizmatik Katsayı 0,833 0,750 0,667 0,700 0,799 0,819 0,780
Islak Alan / Hacim 9,006 9,237 9,620 9,501 9,252 9,252 9,263
Kafa + Torpil
Kesit Islak Uzunluğu - m 12,372 12,326 12,293 12,315 12,395 12,417 12,375
Islak Alan - m2 9,259 9,190 9,129 9,157 9,245 9,267 9,226
Hacim - m3 1,170 1,160 1,150 1,154 1,166 1,168 1,164
Prizmatik Katsayı 0,874 0,866 0,859 0,862 0,874 0,873 0,869

Çizelge.1) Akya ile birlikte karşılaştırma için üretilen toplam yedi adet torpil hendesesine ait bazı veriler.

 

Şimdilik farklı kafa kesitlerinin eşdeğer uzunluk temelinde karşılaştırılması yönüne gidildi. Böylece üretilen bütün modeller için toplam uzunluk sabit kaldı. İkinci bir yaklaşım olarak kafalar eşdeğer hacim temelinde de karşılaştırılabilir. Bu durumda ise kafaların ve haliyle torpillerin uzunlukları değişecektir. Aslında bu yaklaşım bazı açılardan daha da ilginç olabilir.

Torpil açıkça eksensimetrik bir yapı olduğu halde ilk olarak torpil kesitlerinin 2B düzlemsimetrik değerlendirmesini incelemeye karar verdim. Bunun birkaç mâkûl sebebi var ve yeri geldikçe bu sebepler açıklanabilir.

Gelecek Bölüm: Akya için 2B Düzlemsimetrik Değerlendirmeler - 1

 

Yaftalar:

♦ Kaynaklar

1. Resim.1, Havelsan 2013 tanıtım vidyosu, http://youtu.be/yZyScWN2IbQ
 







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.