Kavram dizayn aşamasında yat yapım malzemesinin stabilite ve mukavemet üzerindeki etkilerinin incelenmesi

Abstract

Çelik; mukavemeti, kaynak teknolojsinde erişilen bilgi birikimi ve erişim kolaylığı parametreleri nedeniyle 1990'lı yıllara kadar en popüler gemi inşaatı malzemesi olmuştur. Metalurji teknolojisi alanındaki gelişmelere bağlı olarak çalışmalar üretimde kullanılacak alternatif malzeme arayışına kaymıştır. Alüminyum, düşük yoğunluğuna bağlı olarak ağırlık ve kolay form verebilme avantajları nedeniyle endüstriyel alanda dikkatleri üzerine çekmiştir. Gemi inşaatında da, adaptasyon çalışmaları tamamlandıktan sonra, kısa sürede içerisinde kısmi veya tüm gemi konstrüksiyonunda kullanılmaya başlanmıştır. Alüminyumun tek başına kullanımı haricinde, teknelerin kullanım amaçlarına bağlı olarak alüminyum ve çeliğin birlikte kullanılabilme gerekliliği doğmuştur. Yat inşaatında alüminyumun en çok tercih edildiği bölüm üstyapılardır. Böylece mali dezavantajlar minimize edilebilmekte; stabilite, mukavemet ve denizcilik kabiliyeti parametreleri de optimize edilebilmektedir. Her ne kadar klas kuruluşları boyutlandırma formüllerini alüminyuma göre uyarlamaya başladılarsa da bu henüz sınırlı sayıdadır. Bu araştırmada; teklif ve kavram dizayn aşamasında gemi mühendisine dizayn çevriminde yapmak zorunda olduğu iterasyon sayısını azaltıcı rehberlikler geliştirilmesi amaçlanmıştır. Araştırmada motor yatlar için stabilite ve mukavemet modelleri geliştirilmiştir. Tekne ana dizayn değişkenleri cinsinden ifade edilebilen stabilite karakteristiği hakkında sağlam bir öngörüde bulunulmuştur. Çalışmanın mukavemet kısmında, temel mukavemet prensiplerinden yola çıkarak üstyapı boyutlarının optimize edilerek kullanılacak malzemenin seçimine rehberlik edilmesi amaçlanmıştır. Stabilite çalışmalarında yük gemileri için Prohaska'nın yaptığı çalışmalardan yararlanarak 20-60 m. tam boy aralığındaki güncel motor yat formlarına uyarlanarak tekne dizayn değişkenlerini kullanan pratik olarak statik stabiliteyi değerlendirebilen bir rehber gerçekleştirilmiştir. Mukavemet kısmında da Navier'in denklemleri incelenmiş olup, özellikle yatlar için gerekli geliştirmeler ve sadeleştirmeler yapılmıştır. Ortaya konulan yöntemlerin doğruluğunun ispatı için hali hazırda serviste bulunan tekneler modellenmiş ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. Ayrıca değerlendirme bölümünde uzman görüşlerine başvurularak elde edilen ağırlıklı değerlendirme katsayıları metodu ile dizayn sarmalındaki iterasyon sayısının azaltılabileceği ortaya konmuştur. Araştırma sırasında yatlar için uyarlamalar veya geliştirmeler yapılmış olup; pratik yaklaşımlar yardımıyla gemi mühendisi ön stabilite ve mukavemet alanında bazı değerlere ulaşacak ve bu değerlerin istediği sınırlara yakınlığına bağlı olarak tekrar tekne ana boyutlarına ve malzeme seçimine dönüş yapması gerekecektir. Minimize edilmiş iterasyon sürecinden sonra gemi mühendisi, teklif paketinde fiyat belirleme ve dizayn sürecinin ilerleyen aşamalarında kullanabileceği değerlere ulaşabilecektir.