Gemi pervanelerinin dizaynı için rasyonel bir yaklaşım

Abstract

Bu çalışmada, sevk mekanizması olarak halen en yaygın biçimde kullanılan uskur pervanelerinin dizaynı için kaldırıcı hat (lifting line) ve kaldırıcı yüzey (lifting surface) dizayn metotları anlatılacak, bu metotları kullanarak çeşitli pervanelerin dizaynı yapılacak ve sonuçlar karşılaştırılacaktır. Ayrıca, pervane teorilerinin gelişimi, özellikle lifting line ve lifting surface teorilerine zemin hazırlayan ve temelini teşkil eden kanat elemanı teorisi, momentum teorisi ve sirkülasyon teorileri açıklanıp uskur pervanelerindeki uygulamaları belirtilecektir. Klasik pervane dizayn yöntemleri olan açık su diyagramları veya diğer bir deyişle sistematik seriler ile dizayn edilen pervanelerde bazı noktalar ihmal edilmektedir, örneğin gemi arkasındaki çalışma şartlan, yani iz dağılımı, dikkate alınmaksızın dizayn yapılmaktadır. Bu durum ise pervane arkasında girdapların oluşmasına, kanatlar üzerinde süreksiz yük dağılımlarına ve direnç/kaldırma oranının artmasına neden olmaktadır. Dolayısıyla, makinadan çekilen gücün bir kısmının pervane arkasındaki bu girdaplara harcanmasına, kanat üzerindeki yük dağılımı ise optimum olmadığından itme azalmasına ve verimin düşmesine sebep olmaktadır. Bu çalışmada pervane kanadı yeterince ince ve dar düşünülerek, bir girdap hattı ile temsil edilip (kaldırıcı hat-lifting line), matematiksel bir metot geliştirilerek pervane üzerindeki kuvvetler, piç dağılımları ve radyal sirkülasyon dağılımları elde edilmektedir. Lifting line aşamasında elde edilen değerleri kullanmak sureti ile lifting surface metoduna geçilebilmekte ve bu metotda pervane kanadının bütünü girdaplarla ifade edilmektedir. Bu metot ile uygun kanat geometrisi elde edilip, pervanenin hidrodinamik performansı bulunmaktadır. Sonuç olarak, bu tez ile birlikte oluşturulan dizayn metodu ve buna bağlı olarak geliştirilen bilgisayar programları ile daha gerçekçi bir pervane geometrisi bulunmaktadır.