SeyrüseferSeyir DefteriMühendislik → Kamasalma için Asimetrik Kesit Ne Kadar Uygun?

Kamasalma için Asimetrik Kesit Ne Kadar Uygun?

Seyir Defteri - Mühendislik
Salı, 11 Haziran 2013

naca 64a413Son yıllarda kamasalma uygulamaları için asimetrik kanat kesitlerinin kullanımı yaygınlaşmaya başladı. Bunun başlıca sebebi olarak özellikle çok gövdeli yarış teknelerine uygulanmaya başlanmalarından sonra, çeşitli yayınlarda çıkan haberlerin de etkisiyle olsa gerek, sıradan kullanıcıların da bu işe heves etmesi olduğu düşünülebilir.

Bununla birlikte kamasalmalar için ne zaman simetrik ne zaman asimetrik kesit kullanılması gerektiği biraz karmaşık bir meseledir. Burada konuyla ilgili bazı temel fikirler paylaşılacaktır fakat bütün mevzuyu bir sonuca bağlayabilecek derecede ayrıntılı bir değerlendirme beklenmemelidir.

Kısa süre önce, inşa edilmekte olan bir katamaran projesi için asimetrik kesitli kamasalma1 konusunda destek istenmesi bu sayfanın hazırlanmasına vesile oldu denilebilir. Söz konusu kamasalma kesiti için özellikle naca64a413 talep edilmişti. Aşağıdaki çizelgelerde bu kesitin simetrik naca0013 kesiti ile yapılan karşılaştırmasına ait bazı temel veriler görülebilir.

Bütün eğriler için; mavi çizgi ve noktalar naca64a413'ü kırmızı çizgi ve noktalar da naca0013'ü ifade etmektedir. Hesaplama Re=3,198e06 için yapılmıştır.

 

Hücum Açısı - Kaldırma Katsayısı (CL) Eğrileri

Resim.1) Hücum açılarına göre naca64a413 ve naca0013'e ait kaldırma katsayılarının (CL) dağılımı.
64a413 için 0 kaldırma açısı yaklaşık -3,4o dir.

 

Bir kanadın verimi belirleyen ana etken "Yan Oranı" dır. Kısaca YO olarak ifade edebileceğimiz "yan oranı" dinamik kaldırma kuvveti üretmek için tasarlanmış herhangi bir kanadın (dümen, salma, yelken vs.) uzunluğunun genişliğine oranıdır. Bununla birlikte bu yazı sadece kanat kesitleri hakkındadır ve 2B bir inceleme söz konusudur. YO ve 3B inceleme belki daha sonra ayrıca ele alınabilir.

 

Hücum Açısı - Direnç Katsayısı (CD) Eğrileri

Resim.2) Hücum açılarına göre orta halli bir türbülans durumu için direnç katsayılarının (CD) dağılımı.

 

Kamasalmalar bugün hem tek gövdeli hem de çok gövdeli teknelerde kullanılmaktadır. Open60, V70 gibi tek gövdeli yarış tekneleri artık çoğunlukla asimetrik kamasalma kullanmaktadır. Benzer durum yarış katamaran ve trimaranları için de geçerlidir. Tek gövdeli ve çok gövdeli teknelerdeki kullanımları arasında bazı farklılıklar da vardır. Her şeyin en iyi performans için tasarlandığı yarış tekneleri için böyle bir seçim doğaldır. Ancak tenezzüh tekneleri için de böyle bir teknoloji kullanmaya çalışmak çeşitli sıkıntıları da beraberinde getirebilir.

 

Hücum Açısı - CL/CD Eğrileri

Resim.3) Hücum açılarına göre CL/CD değerleri.

 

Asimetrik kesitler daha fazla kaldırma kuvveti üretebilir, bu açıktır. Eşdeğer kaldırma kuvvetini simetrik kesitlere göre çok daha küçük hücum açılarında üretebilirler ve belirli koşullarda kaldırma/direnç oranları daha iyidir, vesaire. Basitçe açıklamak gerekirse, asitmetrik kamasalmalar istenen kaldırma kuvvetini elde edebilmek için simetrik bir kamasalmaya göre daha küçük bir ıslak alana ihtiyaç duyarlar bu durum kullanılan kesitin belli aralıklardaki muhtemel düşük direnç nitelikleri ile de birleşince teknenin toplam hidrodinamik direncinin azaltılmasına katkı sağlayabilirler. Diğer taraftan birbirlerine ters yönde kuvvet ürettiklerinden suyun içinde aynı anda sadece bir asimetrik kamasalma bulunabilir. İkincisi her zaman yukarıda olmalıdır. Oysa simetrik kamasalma söz konusu olduğunda her ikisi de aynı anda aşağıda bulunabilir ve teknenin bayılma açısına bağlı olarak her ikisi de aynı anda ve aynı yönde kaldırma kuvveti üretebilirler.

 

Kanat Kesitleri Boyunca Basınç Dağılımı

Resim.4) Eşdeğer bir kaldırma katsayısı (CL:~0,6) için kesit uzunlukları üzerinde basınç katsayılarının (CP) dağılımı.
Hücum açıları; 64a413: 2o, 0013: 5,4o

 

Open60 gibi bir tek gövdeli tekne için zaten seyir yönüne bağlı olarak çoğunlukla ancak bir kamasalmaya ihtiyaç vardır. Diğer taraftan tenezzüh amaçlı bir katamaran söz konusu olduğunda durum biraz değişir. Mesela böyle bir katamaran için simetrik kamasalma kullanıldığında seyir süresince her ikisi de aşağıda bırakılabilir. Bu durumda iki salma da ihtiyaç duyulan kaldırma kuvvetini üretmeye devam edebilir.

Aynı katamaran için asimetrik bir kesit kullanıldığında ise seyir süresince salmalardan biri her zaman yukarıda olmak zorundadır çünkü birbirlerine ters yönde kaldırma kuvveti ürettikleri için ikisinin de aynı anda aşağıda olması toplam kaldırma kuvvetinin sıfırlanması anlamına gelir. Bu durumda simetrik kesitlere göre daha fazla kaldırma üretmelerine rağmen iki simetrik kamasalmanın yaptığı işi bir tek asimetrik kamasalma yapmak zorunda kalacağından ilk anda beklendiği kadar küçültülememeleri söz konusu olacaktır ki böylece kağıt üstündeki verim üstünlüklerinin bir kısmı ister istemez kaybolmuş olur. Bunun sonucunda asitmerik kamasalmaların kanat yüklerinin (birim alan başına toplam yük) daha yüksek olması bazı başka sıkıntılara da yol açabilir.

Ayrıca her tramolada asimetrik kamasalmaların yukarı/aşağı konumlarının hızla değiştirilmesi gerekecektir. Mürettebatın, ya da donanımın sorun olmadığı bir yarış teknesinde bu önemli bir mesele sayılmasa da özellikle kıyı sularında seyreden bir gezinti teknesinde ciddi bir dert olarak kabûl edilebilir.

Asimetrik salmalar için için genellikle sadece performans göz önüne alınarak düşük direnç ve yüksek kaldırma için geliştirilmiş laminer akış kesitleri tercih edilir. Fakat bu kesitler aynı zamanda yüzey kalitesi yönünden çok hassastırlar. Mesela burada ele alınan naca64a413 böyle bir kesittir.

Bu tür bir kanat kesitinden beklenen performansın alınabilmesi için öncelikle yüzeyin cillop gibi olması şarttır. Mesela yeni yapılmış, düzgün bir zehirli boya bile bu kesitin (beklenen) iyi niteliklerine büyük zarar verebilir. Kamasalmanın yuvası içine girip çıkarken oluşabilecek küçük çizikler bile aynı şekilde olumsuz etki yapabilir. Böyle pürüzlü yüzeyler söz konusuysa kesit seçiminde bu durumu da göz önüne almak yerinde olur.

Velhasıl asimetrik kesitlerin yarış tekneleri için kullanılması uygundur fakat tasarımlarının ve imalâtlarının hassas olarak yapılması gerekir. Yarış amaçları dışındaki tekneler için ise simetrik kamasalma kullanmak mantıklı bir tercih olarak kabul edilebilir.

♦ Açıklamalar

1. Kamasalma; İngilizce kullanılan daggerboard kelimesine karşılık olarak kullanılmıştır. [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.