İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ GEMİ İNŞAATI VE DENİZ BİLİMLERİ FAKÜLTESİ GEMİ İNŞAATI VE GEMİ MAKİNALARI BÖLÜMÜ

2010-2011 GÜZ YARIYILI

HAZIRLAYAN PROF. DR. A. YÜCEL ODABAŞI

DÜZENLEYEN Y. DOÇ. DR. ŞEBNEM HELVACIOĞLU

MÜH. NALAN EROL

Bölüm 1-1

1. GEMİ DİZAYNINDA GÖREV TANIMI VE GÖREV ANALİZİ

Gemiler, belli bir faaliyeti yerine getirmek üzere dizayn edilen ve üretilen endüstriyel yapılardır,

yani başka bir deyişle platformlardır. Genel olarak bir armatör veya gemi sahibi olacak bir otorite,

aşağıda sıralanan gaye veya sebeplere benzer koşullar altında gemi dizaynı yaptırmayı düşünür:

• Yaşlanmış veya teknolojik olarak çağını doldurmuş gemilerin yenilenmesi veya tadilatı.

• Mevcut bir ticari rotada filo büyütme veya gemi tadilatı ile ticari kazanç arttırma.

• Mevcut bir ticari rotada yeni servis sunma veya değişik yük taşıyarak pazar payını

büyütmek.

• Değişen jeopolitik ve ekonomik şartlarda yeni bir rota veya taşıma türü sunarak yeni

pazarlar açmak.

• Açık denizde mevcut veya endüstriyel faaliyetleri gerçekleştirmek.

• Ticari veya endüstriyel faaliyet gösteren gemi ve yapıların destek gereksinimini karşılamak.

• Ülke deniz savunma ihtiyaçlarına cevap vermek.

Bu anlayış içerisinde gemileri, görev tanımlarına göre aşağıdaki gruplar içerisinde toplamak

mümkündür:

(1) Ticaret Gemileri: Ana görevleri yük ve yolcu taşımak olan gemiler.

(2) Endüstriyel Gemiler: Denizdeki kaynakların incelenmesi veya değerlendirilmesi için dizayn

edilmiş gemiler.

(3) Servis Gemileri: Ticari ve endüstriyel gemilerin çalışmalarını destekleyen gemiler ile

denizde can ve mal güvenliği sağlayan gemiler.

(4) Savaş Gemileri: Ülkenin savunma ihtiyaçlarını karşılayan silahlandırılmış gemilerle, ülke

savaş filosunu destekleyen gemiler.

Her gruba giren gemiler için tipik örnekler Tablo 1.1’de verilmiştir. Bu tabloda verilen gemilerin

büyüklük, görünüş ve aranjman yönünden çok büyük değişiklikler gösterdiği göze çarpar. Bu

değişikliğin temel sebebi ise geminin görev tanımıdır. Örneğin; ticaret gemilerinde ana gaye yük

(veya yolcu) taşımak olduğundan, taşınacak yükün karakteristikleri dizaynı yönlendirir. Dolayısıyla

başarılı bir gemi dizaynı için ilk şart “görev veya gereksinim tanımı”nın doğru ve anlaşılır

olmasıdır.

Bölüm 1-2

TABLO 1-1 Göreve Tanımına Göre Sınıflandırılmış Tipik Gemi Örnekleri

Ticaret Gemileri

Endüstriyel Gemiler

Servis Gemileri

Savaş Gemileri

• Genel yük gemileri (General cargo ship)

• Konteyner gemileri (Container ship)

• Ham petrol tankerleri (Crude oil carrier)

• OBO (Cevher/Dökme/Petrol) taşıyıcı gemiler (Oil/Bulk/Oil)

• Feriler (Ferry)

• Roll-on Roll-off gemiler (Ro-Ro)

• Yolcu gemileri (Passenger ship)

• LNG/LPG tankerleri (LPG/LNG tanker)

• Yük şatları (barge) ve entegre şat-itici sistemleri (Integrated tug-barge system)

• Kimyasal tankerler (Chemical tankers)

• Tarak gemileri (Dredger)

• Sondaj gemileri (Drill ship)

• Incinirator gemileri (Incinerator ship)

• Balıkçı fabrika gemileri (Fish factory trawler)

• Araştırma gemileri (Research vessel) - Balıkçılık

(Fishing) - Oseonografik

(Oceanograpic) - Hidrografik

(Hydrographic) - Sismik

(Sysmic)

• Romorkörler (Tugs)

• Dalış destek gemileri (Diving support ships)

• Yangın gemileri (Fire – fighters)

• Pilot botları (Pilot boats)

• Mürettebat taşıma gemileri (Crew Tenders)

• Temin edici gemiler (Supply boats)

• Deniz ambulansları (Sea ambulance)

• Kaçakçı takip botları (Drug interdiction patrol boats)

• Denizde yağ toplama gemileri (Oil skimmer)

• Avcı botları (Patrol boat)

• Hücüm botları (Fast attack boat)

• Firkateynler (Frigate)

• Destroyerler (Destroyer)

• Denizaltılar (Submarine)

• Mayın gemileri (Mine counter measures or mine hunter)

• Çıkarma gemileri (Landing craft)

• Çıkarma destek gemileri (Landing support ships)

• Akaryakıt destek gemileri (Naval oiler ship)

• Cephane destek gemileri (Naval Supply ships)

• Özel harekat botları (Special operation boats)

Bölüm 1-3

Görev analizinin temelini, gemi sahibi istekleri ve kısıtlamaların belirlenmesinden sonra, yapılacak

bir tekno-ekonomik analiz ve bu analizin gerçekçi bir şekilde değerlendirilmesi oluşturur. Bu

kapsamda ticaret gemisi dizaynında düşünülmesi gereken unsurlar, en basit bir anlayış içerisinde,

aşağıdaki şekilde sıralanabilir:

A - Ekonomik Unsurlar

• Filo yapısı ve dizaynı düşünülen gemi sayısı.

• Düşünülen ticari rota ve rotalar (tonaj ve servis hızı).

• Düşünülen çalışma ve yük profili (sıa, belirleyici yük tanımı, servis hızı).

• Yük özellikleri ve kapasite tanımları (birden fazla yük dahil).

• Yükleme-boşaltma ve diğer kargo sistemleri için alternatiflerin belirlenmesi ve seçim

kurallarının tanımı.

• Gemi sevk sistemi alternatiflerinin ve seçim kurallarının tanımı.

• Gemide uygulanması düşünülen otomasyon seviyesi ve personel politikası (mürettebat

sayısı).

• Ana gaye dışı kullanım olasılığı.

• Yatırım veya ilk maliyet sınırlamaları.

• Tahmin edilen navlun oranları ve navlun dalgalanmaları.

• Finansman paketi şartları (faiz, ödemesiz süre, toplam ödeme süresi, komisyonlar).

B - Sınırlamalar (Kısıtlamalar)

• Kullanılacak liman, rıhtım ve kanalların gerektirdiği boy, genişlik, su çekimi, hava draftı

gibi boyut sınırlamaları.

• Liman yükleme-boşaltma tesislerinin kapasite, hız ve yükseklikleri.

• Havuzlama tesisleri dolayısıyle sınırlamalar.

• Çalışılan limanlardaki gel-git özellikleri.

• Gemiden istenen denizcilik özellikleri ve çalışılacak denizler.

• Uygulanacak klas kuruluşu kuralları.

• Bağlı bulunacağı liman ve bayrak devleti talepleri.

• Uluslararası kural, konvansiyon ve kaideler.

- Tonaj ve fribord kuralları.

- Stabilite standartları.

Bölüm 1-4

- Yaralı stabilite ve bölmeleme gereksinimleri.

- Titreşim ve gürültü sınırları.

- Deniz kirlenmesini önleme kuralları.

- Tehlikeli ve patlayıcı yük taşıma ile ilgili sınırlamalar.

- Denizde haberleşme ile ilgili tüzükler.

- Mürettebat ve yolcu-yaşam mahalleri ile ilgili kurallar.

vs.

Bu veya daha kapsamlı bir listedeki unsurlar kavram dizaynı (=concept design) denilen bir yaklaşım

içerisinde parametrik bir modelleme yöntemiyle sistematik bir değerlendirmeye tabi tutulur.

Bölüm 1-5

TABLO 1-2 Kullanım Alanlarına Göre Gemilerin Sınıflandırılması

KENDİ KENDİNİ SEVK EDEBİLEN DENİZ TAŞITLARI ( SELF PROPELLED MARINE VEHICLES )

GÖL VE NEHİRDE GİDENLER (INLAND WATERWAYS)

AÇIK DENİZDE GİDENLER (SEAGOING)

Taşımacılıkta kullanılanlar (transport)

Taşımacılıkta kullanılmayanlar (non transport)

Dökme Yük (Bulk cargo)

Genel Yük (General Cargo)

Yolcu (Passenger)

Sıvı (liquid)

Kuru (dry)

Sıvı gaz kimyasalları (liquid gas chemicals) Petrol Tankeri (Oil Tanker) (ham-ürünler) (crude-products)

Kombine taşıyıcı (O.B.O)

Combination carrier (O.B.O)

Dökme yük taşıyıcı ( Bulk carrier )

Balyalar, sandıklar ambalajlar içine yerleştirilmiş dökme yükler

Çok Güverteli Şilep (Multi deck freighter) Tek güverteli ( koster) Single deck (coaster) Ambarları soğutuculu olan gemi (reefer ) Ağır yükleri kaldırmak için özel donanımlara sahip gemi ( Haevy lift ship)

Birim yük ( unit cargo )

Konteyner (container ) Ro-Ro Araba taşıyıcı ( car carrier ) Yük şatları taşıyıcı ( barge carrier)

Feribot (ferry) Sadece yolcu taşıyan gemi (cruise)

Balıkçı (Fishing)

Servis gemileri ( Service crafts )

Av gemileri (catchers) Fabrika gemileri (factory vessels)

Askeri gemiler (Military )

Diğer Deniz Taşıtları (other marine craft)

Romorkör (Tugs) Tarak gemisi (Dredger) Buz Kırıcı tekne (Ice breaker) Sondaj Gemisi (Drill ship) Kreyn gemisi ( Crane Ship ) (Kablo gemisi ( Cable ship ) Araştırma teknesi ( Survey Vessel )

Uçak gemisi (Aircraft Carrier) Destroyer (Destroyer) Eskort (Escort) Denizaltı ( Submarine ) Hücumbot ( Patrol craft ) Mayın tarama gemisi ( Mine craft ) Cephane destek gemisi (Support craft) Çıkarma gemisi (Landing craft)

Çok tekneli büyük yatlar (multi hull large yachts)

Bölüm 1-6

1.1 Muhtelif tipte gemiler

Şekil 1. CVN 78 tipi uçak gemisi*

http://tr.wikipedia.org/wiki/Dosya:CVN-78_Artist_Image.jpg

Şekil 2. Sikorsky yapımı hücum bot (gunboat)

http://www.sikorskyarchives.com/boat2.html*

Bölüm 1-7

Şekil 3. Todak sınıfı hücum bot (patrol boat)

http://www.trmilitary.com/forum/viewtopic.php?f=47&t=13709*

Şekil4. Semo “democracy” class 40 m surface effect ship (SES)

www.islandengineering.com/ses_museum.htm

Bölüm 1-8

Şekil 5. SWATH (small water-plane area twin hull) tipi tekne

http://www.yachtforums.com/forums/general-yachting-discussion/3541-swath-ships-2.html*

Şekil 6. Katamaran tipi tekne

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/15/Polynesian_canoe_replica_2.jpg*

Bölüm 1-9

Şekil 7. 50 yolcu kapasiteli 35 knot hıza çıkabilen hava yastıklı (hover craft) tekne

http://anggun3.files.wordpress.com/2008/05/hovercraft.jpg*

Şekil 8. The RMS Queen Mary 2 yolcu gemisi

http://travelblog.portfoliocollection.com/FeaturedImage/queen_mary_2.jpg*

Bölüm 1-10

Şekil 9. M/S Freedom of the Seas yolcu gemisi

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e6/Freedom_of_the_Seas_Oslo_26_april_2006.j

pg*

Şekil 10. yolcu gemisi

http://www.kaliteliresimler.com/data/media/45/Crystal_Symphony.jpg*

Bölüm 1-11

Şekil 11. Konteyner gemisi

http://www.resimdizin.com/resim.asp?rid=oNZWPUyNPJNS*

Şekil 12. Ham petrol taşıyan bir tanker

http://bz4.kr/zbxe/dic_T/files/attach/images/109/604/Tanker.jpg*

Bölüm 1-12

Şekil 13. Supramax Dökme yük gemisi

http://resimcenter.com/r-deniz-ulasimi-ve-yuk-tasiyicisi-gemi-resimleri-90-supramax-dokme-yuk-

gemisi-resimleri-1793.html*

Şekil 14. Genel yük gemisi

http://www.trans-inst.org/img/marilyn.jpg

Bölüm 1-13

Şekil 15. Ro-Ro gemisi http://xguilty.files.wordpress.com/2007/08/ro-ro.jpg*

Bölüm 2-1

2. GENEL PLAN DİZAYNI

2.1 GENEL TANIMLAR VE YÖNTEM

Tanım: Genel plan dizaynı, erişim ihtiyaçları göz önünde tutularak koordineli bir şekilde, gemiden

beklenen bütün fonksiyonların yerine getirilebilmesi için alan / hacim atama işlemidir.

Yaklaşım: Genel plan dizaynında yaklaşım dizaynerin bilgi ve tecrübesi ile dizaynı yapılacak gemi

tipi ile ilgili veri bazı mevcudiyetine bağlı olmak üzere, genelde aşağıdaki aşamalardan oluşur.

Örnek olarak (bakınız Şekil – 2.1.a ve 2.1.b)

• Fonksiyon – ilinti – hacim (alan) talebi ilişkilerinin belirlenmesi (ör: şekil 2.6)

• Ana hacimlerin atanması (genel fonksiyonel bölmeleme) (ör: şekil 2.5)

• Bireysel hacim sınırlarının atanması (özel bölmeleme)

• Birimsel hacimde iç yerleşim (makine, teçhizat v.s.) değerlendirmesi

• Hacimler arası erişim dizaynı ve değerlendirmesi

• Toplam dizayn entegrasyon değerlendirmesi

Bu yaklaşım dizaynın her kademesinde daha detaylandırılarak yapılır ve yapılan seçimlerin

uyulması gereken kaide, kural ve konvansiyonlara uyması şartı sağlanır. Bu şartların başında ise

• Normal ve yaralı stabilite gereksinimleri

• Yeterli bünyesel mukavemet (statik ve dinamik)

• Yolcu ve mürettebat güvenliği

• Erişim ve boşaltma

• Deniz kirlenmesini önleme

gelir.

En elemanter seviyede de olsa bir genel plan dizaynının başlayabilmesi için bazı bilgilerin var

olması gerekir. Bu bilgiler en azından aşağıdaki konuları kapsar:

• Taşınması istenen yükün tipi, özellikleri ve gerekli hacim

• Yük istifleme metodu ve yükleme-boşaltma sistemleri

• Kullanılacak ana makine tipi ve gücü ve gereken hacim

Bölüm 2-2

• Yolcu ve mürettebat sayısı, yaşam mahali standartları ve yaşam mahalli hacim ihtiyaçları

• Gemi sıası (mil ve gün olarak) ve buna bağlı olarak gerekli tank hacimleri ve depo hacimleri

• Özel kullanım maksatlı işlevlerin ve bunların hacim gereksinimlerinin belirlenmesi

• Kullanılacak bölmeleme standardı ve enine perdeler arasındaki mesafe sınırlamaları

• Form planının mevcut olması veya form planı hakkında fikir sahibi olunması.

Bu anlayışın içinde yük gemileri genel plan dizaynını belirli alt başlıklar altında incelemek mümkün

olabilir, ancak hiçbir zaman toplam sistem entegrasyon gereksinimlerini unutmamak gerekir.

Şekil 2.1.a

Bölüm 2-3

Şekil 2.1.b

1)Fonksiyonel Hacim Gereksinimleri Tanımı Ana ilkeler Görev destek fonksiyonları Personel destek fonksiyonları Gemi destek fonsiyonlari Diğer fonsiyonlar Destek yöntemler Konfigürasyon veri bazı Yaklaşık metodlar Gerkesinim tanımı Alınan dersler Tasarımcı tecrübesi

2)Güverte Kompartman ve Zonların Tanımı Ana ilkeler Güverte ve perde pozisyonları Ana makine dairesi yeri Yardımcı makine dairesi yeri Hareket bölumünün yeri Topside yerleşimi Yaşam mahalleri Alan hedeflerinin belirlenmesi Öncelikler Yaraya dayanıklılık ve vuruş gücü SSCS öncelikleri Erişim gereksinimleri Geometrik sınırlamalar Destek yöntemler Geometrik modelleme(CAD) Gereksinim tanımları Alınan dersler Tasarımcı tecrübesi

3)Genel Yerleşim Tanımı Ana ilkeler Ilinti ve ayrışıklık Erişim ve degiştirme boyutları Personel ve techizat geçişi Insan etkenleri Belirleyici iz azaltma Görüş alanı Öncelikler Görev etkinligi Emniyet Duruş gücü Maliyet Destek yöntemler Geometrik modelleme (CAD) Analiz yöntemler Gereksinim tanımları Tasarım disiplin seçimleri Alınan dersler

4) Tasarim Çıktıları Yerleşim resimleri Yerleşim raporları Sistem ve eleman parçaları Şartnameler Maliyet raporları Inşaat ve tadilat kontrolü

Yaklaşık hesap metodları

Donanma ve teknik başkanlık tasarım tercihleri

Filo konfigürasyon Veri bazı (tarihsel)

Alınan dersler Veri bazı

Geometrik model (CAD)

Gereksinim tanımı

Analiz metodları (fonsiyonellik)

Duruş gücü gereksinimleri

Tasarım Veri bazı

Genel Plan Tasarım ve Değerlendirme Mantığı

Bölüm 2-4

2.2 ÇEŞİTLİ YÜK TAŞIYAN YÜK GEMİSİ (CARGO LINER)

Çeşitli yük taşıyan yük gemileri, belli rota ve rotalarda muntazam veya tarifeleri uygulayan belirli

yük gruplarını taşımak için, bazı özel dizayn özellikleri gösteren gemilerdir. Genelde taşınan yük,

acentalar kanalı ile ayarlanan ve birden fazla göndericiye ait paketlenmiş yüklerden oluşur. Bu tür

gemiler çoğu zaman oldukça büyük filo sahibi şirketler tarafından işletilir. Filodaki gemi sayısı ve

her geminin büyüklüğü rota mesafesine, o rotada taşınması gereken yük miktarına ve rotadaki

tarifeli servis sıklığına göre değişir.

Tanım olarak genel yük, bir gemiyi, ambarı veya kompartımanı tek başına doldurmayacak kadar

küçük yük paketleridir. Liner taşımacılığında kullanılan teknik terimler Tablo – 2.2’de verilmiştir.

Tablo – 2.3 tipik genel yük türlerini, bunların paketleme özelliklerini ve taşınmasında göz önünde

tutulması gereken hususları göstermektedir. Buradan da görüleceği gibi yükün bu kadar değişik

olması ve bunlara karşı gelen istif faktörlerinin değişikliği (bakınız Tablo – 2.4) liner servisinde

önemli problemler ortaya çıkarmış ve yüklerin bireyselleştirilmesi bu probleme önemli çözüm

getirmiştir.

Liner taşımacılığı için en önemli ve değerli yük tipi değeri yüksek ve taşıma hacmi sınırlı

endüstriyel ve yarı-endüstriyel mamullerdir. Ancak bu mamullerin taşıma hacmi artarsa ya özel

taşımaya veya konferans dışı bulk taşımaya geçme tehlikesi de mevcuttur.

Aşikar olan, yüksek değerli taşıma ürünlerinde navlun kadar taşımanın sürekliliği, zamanı ve

güvenirliliği de önemlidir. Dolayısıyla Liner işletmelerinin müşterilerini muhafaza etmek ve yeni

müşteri çekebilmek için faktörleri dengeleyen ve en iyi değer veren bir anlayış benimsemeleri

gerekir.

Yüklerin bireyselleşmesi belli bir evrim geçirmiştir. Bu evrimin ilk aşaması sandıklamadır. (=

palletization). Bu metodda yük ucuz ağaçtan yapılmış bir sandığa konur ve yük emniyeti muhtelif

bağlar, ağlar veya büzülebilen plastik ile temin edilir. Böylece kapatılan sandık limanda fork-lift ile

taşınabilir; ve kaldırıp indirme ise kreyn ile yapılır (Lo-Lo=lift on – lift off). Her ne kadar bu sistem

limandaki yükleme-boşaltma hızı, güvenirlilik ve yük hacmi yönlerinden konteynercilikten daha az

verimli ise de, sandıklamanın üç önemli avantajı vardır. Bunlar:

(1) Sandıklar konteynerlerden çok daha ucuzdur ve geri gönderilmesi zorunluluğu yoktur.

(2) Bazı hallerde sandıklar nakliyecinin taşıma ve yükleme-boşaltma sistemi için daha uygun

olabilir (özellikle az gelişmiş ülke liman ve gemilerinde).

(3) Boş konteynerlerin geri taşınması problemi önlenir.

Bölüm 2-5

Bugün genel yük için en çok kullanılan taşıma türü ISO standartlarına uygun konteynerlerdir.

Bugün taşımacılıkta 20-feet’lik konteynerler standart haline gelmiş ve konteyner gemilerinin

kapasiteleri TEU (twenty-foot equivalent unit) olarak ifade edilmektedir. ISO standart

konteynerlerinin genişlik ve yükseklikleri 8 feet olup, dört değişik boyda olabilirler. Bu boylar 10

foot, 30 foot ve 40 foot’dur.

Boyutlar 20’ x 8’ x 8’6”

Boyutlar 40’ x 8’ x 8’6”

Boy (metre)

5.9

12.0 En (metre) 2.4 2.4

Yükseklik (metre) 2.6 2.6 Kapasite (metreküp) 32.9 67.0

İstif kapasitesi 9 9 Maksimum kütle (ton) 24 30

Kaynak: UNCTAD (1985), s. 141

Tablo2.1. konteyner ozellikleri

Bireyselleşmiş yük taşımacılığında bir diğer tip de vasıta veya treyler üzerinde yük taşıyan Ro-Ro

(Roll on – Roll off) tipidir. Aslında bu tür pek yeni olmayıp kısa mesafelerde nehir, kanal ve

benzeri geçişler için uzun sürelerden beri kullanılmıştır. Gemiye ait hareketli bir köprü tertibatıyla

yük ve taşıyıcının gemiye giriş ve çıkışı yapılır. Sistemin en büyük dezavantajı ro-ro prensibi

ekonomikliliğini giriş ve çıkışın arttıkça kaybetmesidir. Bu sistemin en büyük avantajı ise bu tür

taşımacılıkta liman yatırımının, yükleme-boşaltma için özel bir donanım ve tesise ihtiyaç

duyulmaması sebebiyle, düşük olmasıdır. Bu türün özel gayeli olarak yapılmış olan “araba

taşıyıcısı” (=car carrier), sayısı sınırlı olmakla beraber, mesafeye bağlı olmaksızın ekonomikliliğini

koruyabilen bir taşıma metodudur. Dünyada özellikle gelişen ülkelerde liman işletmelerinin

kötülüğü limanlarda bekleme maliyetlerini kabul edilemez düzeylere ulaştırmıştır. Ro-Ro

taşımacılığının en büyük avantajı bu tür beklemeleri ortadan kaldırmasıdır. Dolayısıyla, bu tip

taşımacılığın gelişen ülkeler ticaretinde kullanılabilirliği düşünülmelidir.

Gelişen ülkeler yönünden önemli olan diğer Liner taşımacılığı da şat (=barge) taşıyan gemilerdir.

Bu tür taşımacılık liman tesislerine olan ihtiyacı tamamen ortadan kaldırması yönünden önemlidir.

Özellikle nehir taşımacılık imkanının mevcut olması haline LASH (=Lighter aboard ship) tipi

taşımacılık toplam taşıma verimini önemli ölçüde arttırır. Bu taşımacılık üç ana elemandan oluşur,

şatları taşıyan “ana gemi” (=mother ship), nehir ve iç su yollarında gruplar halinde çekme veya itme

ile hareket ettirilebilen yüklenmiş şatlar ve ana gemiye yükleme ve boşaltmayı sağlayan kreyn

sistemleri.

Bölüm 2-6

TABLO – 2.2 LINER TAŞIMACILIĞINDA TEKNİK TERİMLER

İngilizce Terim Türkçe Terim İzahat

Break Bulk cargo Dağınık yük Bireyselleşmiş genel yük

Broken stowage İstif hacmi kaybı Yükün veya ambarın özel şekil dolayısıyla kullanılmayan hacmin ambar hacmine oranı

Cargo parcel Yük paketi Taşınması belirlenen bir yük grubu; mesela 500 ton çelik profil

Closed conference Sınırlı üyeli konferans

Yeni üye kabulünün eski üyelerin onayına bağlı olan konferans

Conference Konferans

Genellikle Linerlerde resmi veya gayriresmi bir anlaşmayla deniz taşıma şirketlerinin bir taşıma hattında tarifeli ve belirli navlunla taşıma yapması ve rekabeti önlemesi

Dunnage Sandıklama malzemesi

Eski tip Liner’lerde genel tip yükü paketlemek ve ambarda sıkılamak için kullanılan ağaç ve benzeri malzemeler

Freight ton (also called Reveneue ton)

Navlun tonu Liner şirketin navlun hesabında kullandığı ünite; yükün tipine göre hangisi daha büyükse bir ölçü tonu veya metrik ton

General Cargo Genel yük Tek başına bir gemi, ambar veya kompartmanı doldurmayacak kadar küçük yük üniteleri

Liner service Liner servis Belirli limanlar arasında tarifesi ve navlunu belli olarak çalışan konteyner, ro-ro, v.s. gibi gemilerin yaptığı taşımacılık hizmeti

Measurement Ölçü tonu Yükün ağırlığı dikkate alınmadan fiziksel hacmine bağlı olarak navlun hesabında kullanılan bir ölçü (genellikle 40 ft3)

Open conference Açık konferans Üyelerin girişte konferans şartlarını kabulü dışında başka bir üyelik şartı aramayan konferanslar

Stowage İstif Yükün gemi ambarlarına uyumlu olarak yerleştirilmesi

Unitized Cargo Bireysel yük Daha uygun taşıma, istif ve emniyet için standart boyutlardaki koruma içinde taşınan yük.

Bölüm 2-7

TABLO – 2.3 TİPİK GENEL YÜKLER

Yük Tipik Paketleme Taşımada önemli hususlar

Tesis, makina ve diğer sanayii ürünler

Sandıklanmamış veya sandıklarda Ağır, büyük ve zarar uğraması kolay

Kimyasal maddeler Torba veya varillerde Çevreye ve sağlığa zararlı olabilir (BCH ve IBC kuralları), özellikle saçıldıkları takdirde

İşlenmiş gıda maddeleri Karton kutularda

Zarar uğraması kolay, sıcaklık ve rutubet kontrolu gerektirebilir ve çalınma olasılığı yüksek

Alkollü içkiler Karton kutularda Çalınma olasılığı yüksek Meyva Karton kutularda Soğutma gerektirir, koku yapar Çay Sandıklarda Çok çabuk lekelenir ve bozulur

Pamuk Balyalarda Sıcaktan korunması gerekir, birden ateşlenip yanabilir

Deri Balyalarda Kokuludur ve kurtlanabilir Bakır İngotlarda Yüksek değerlidir Yağ çıkarılan çekirdekler Torbalarda Çabuk ısınabilir ve özel havalandırma

gerektirebilir

TABLO – 2.4 MUHTELİF YÜKLERİN İSTİF FAKTÖRLERİ

Yük Tipi

İstif Faktörü

ft.3/ton

m3/ton

Demir Cevheri 18 0.5 Hububat 45-50 1.3-1.4 Kömür 50 1.4 Kesilmiş Ağaç 80 2.3 Torbalanmış porselen kili 80 2.3 Tomruk (ağaç) 100 2.8 Konteynerler 120 3.4 Arabalar (özel gemi) 150 4.2 Oyuncaklar, ayakkabı 300-400 8.5-11.3 Arabalar (genel gemi) 700 19.8

Bölüm 2-8

2.3 BÜYÜK HACİMLİ TAŞIMACILIK

2.3.1 Büyük Hacim Yükünün Tanımı

“Büyük hacim yükü (=bulk cargo)”, çoğunlukla büyük miktarlarda taşınan ham petrol, petrol

mamulleri, hububat, demir cevheri ve kömür gibi dökme yükleri tanımlamakta kullanılır. Bu

yüklerin önemli özelliklerinden biri yükün herhangi bir koruyucu paketleme olmaksızın gemilerin

ambarlarına doldurulup boşaltılmasıdır. Diğer bir özellik ise bu tür yüklerin kısmi değil tüm gemi

yükü olarak taşınmalarıdır. Daha geniş kapsamda birim taşıma maliyetini düşürmek için büyük

partiler halinde taşınan yükler büyük hacimli yük olarak tanımlanabilir.

Büyük hacim taşımacılığının verimli ve ekonomik olarak yapılabilmesi taşınacak yükün miktarı,

yükleme-boşaltma özellikleri, taşıma talep ve arzındaki muntazamlığına ve alıcı satıcı stok

seviyelerine bağlıdır.

1) Yük Miktarı : Büyük hacim taşımacılığı taşınacak yük miktarının fazlalığı ve birim taşıma

masrafının prensibine dayandığından, yük miktarı en önemli faktördür. Aslında bir yükün genel yük

veya büyük hacimli yük olması bu farktan doğar ve taşınacak yük miktarı arttığında genel yük

büyük hacimli yüke dönüşür.

2) Yükleme-Boşaltma Özellikleri: Büyük hacimli yüklerin ve istifleme yönünden ambar/tank

gereksinimleri Tablo-2.4’de verilmiştir. Özellikle yüksek verimli yükleme-boşaltma sistemlerinin

kullanımı ve limanda geçen sürenin azaltılması deniz taşımacılık verimi yönünden çok önemlidir.

Bugün birçok büyük liman petrol ve petrol ürünleriyle dökme yük için özel ve hızlı yükleme-

boşaltma tesislerine sahiptir.

3) Taşıma Arz ve Talebi: Belirli yük miktarlarının taşınması bu hatlar için optimize edilmiş özel

kapasiteli ve teçhizli gemilerin geliştirilmesini sağlamıştır. Bu kapsam içinde tüm taşımacılık

kavramının gerekleri de dahildir, yani yükün yükleme limanına getirilmesi ve deniz

taşımacılığından sonra boşaltma limanından kullanılma noktasına taşınması da taşıma sistemi

optimizasyonunun bir parçasıdır. Bazen, tahıl taşımacılığı gibi düzenli olmayan ve dönemlere bağlı

olarak değişen, ancak yük miktarı dolayısıyla büyük hacim taşımacılığına giren yüklerin

taşınmasında tüm taşımacılık görüşleri ve optimizasyon mümkün değildir ve mevcut gemiler

arasından kiralamayla oluşturulan filolar bu taşımacılığı anlaşma şartları ve navlun kapsamında

taşır.

Bölüm 2-9

4) Alıcı-Satıcı Stok Seviyeleri: Envanter maliyetleri dolayısıyla gerek üretici ve gerekse tüketici

bazı malların stoklarını kısıtlı tutmak gereğini duyabilir. Bu halde her ne kadar yük genel karakteri

itibari ile büyük hacimli yük kapsamına girse de taşıma daha küçük hacimler için gerçekleşir ve

büyüklüğün verdiği ekonomi (=economics of scale) gerçekleşemez. Özellikle önemsiz hacimli

ticaret (= minor bulk trades) denen hatlarda durum böyledir.

Tablo- 2.4’de belirtildiği üzere hacimli yüklerdeki deniz taşımacılığını dört ayrı bölümde incelemek

mümkündür. Şimdi tanker taşımacılığı dışında bu yük gruplarını ayrı ayrı inceleyeceğiz. Tanker

taşımacılığı Bölüm 4’te ayrıca ele alınacaktır.

2.3.2 Dökme Kuru Yük Taşımacılığı

Dökme yük taşımacılığının temelini beş önemli yük tipi oluşturur. Bunlar; demir cevheri, kömür,

hububat, boksit ve alumina ile fosfattır. Demir cevheri ve kömür, modern dünyada kullanılan en

önemli metal olan çelik imalinde kullanılan maddelerdir. Ayrıca kömür bir enerji hammaddesi

olarak da kullanılmaktadır. Tahıl ürünleri, dünyadaki beslenme ihtiyacının karşılanmasında hem

doğrudan gıda maddesi olarak hem de dolaylı olarak hayvan besi maddesi olarak kullanılmaktadır.

Modern dünyada ikinci önemli metal olan alüminyum ham maddeler de dökme kuru yük

taşımacılığında önemli bir yer tutar. Son olarak yapay gübre imalatının temel maddesi olan fosfat

kayalarının taşınması da günden güne artarak kuru dökme yük taşımacılığında önemini arttırmıştır.

Deniz taşımacılığı yönünde her önemli ticaret ürünü bu ürünle ilgili ticari rotaların ortaya çıkmasına

yol açmıştır. Genelde demir cevheri ve kömür ithal eden ülkeler, A.B.D. dışında, çelik sanayiinin

büyük olduğu ülkelerdir. A.B.D.’de çelik endüstrisinin büyük kısmı Göller Yöresi’nde

bulunduğundan ve ihtiyaç A.B.D. ve Kanada’dan iç ve göl taşımacılığıyla karşıladığından, bu

ülkenin açık deniz taşımacılığıyla aldığı demir cevheri ve kömür miktarı oldukça azdır. Ayrıca,

1970’li yıllardaki petrol krizi ve bunu takip eden fiyat artışları kömür ticareti ve kömür

taşımacılığına ilave bir canlılık getirmiştir.

Beş ana madde dışında kalan ve az hacimli ticaret maddeleri (=minor bulk trades) olarak da bilinen

maddelerin deniz taşımacılığı en karmaşık sektörlerden birini oluşturur.

Kuru dökme yük, yükleme ve taşıma yönünden, geminin güvenliği yönünden bazı tehlikeler arz

eder. Gemi işletmesinin bu tehlikeleri önlemek için gereken tedbirleri alması gerekir. Bu

tehlikelerin bazıları aşağıda açıklanmıştır.

Bölüm 2-10

1) Yanlış ağırlık dağıtımı : Yükleme sırasında yükün belli ambarlara konsantre olması sebebiyle

gemide aşırı kesme kuvvetleri ve eğilme momentleri oluşabilir; bunlar gemi bünyesinde fiziksel

hasara sebep olabilirler.

2) Yanlış stabilite : Birçok dökme yükün özgül ağırlığı yüksek olduğundan yükleme sonucunda

metasantr yüksekliği (GM) çok yüksek olabilir, ve bu yalpa hız ve ivmesinin çok yüksek olmasına

neden olur. Yüksek ivme ise iki önemli sonuç doğurabilir; yük savrulması dolayısıyla teknenin

hasara uğraması ve yük kayması dolayısıyla devamlı meyil oluşumu ve bunun sonucu olarak da

teknenin hasara uğraması veya devrilmesi.

3) Ani Isınma : Bir çok dökme yük nemin yüksek olması halinde kimyasal reaksiyonlar sonunda

aniden ısınıp parlayabilir.

4) İstif faktörleri : Taşınan bir maddenin istif faktörü ft3 veya m3 başına taşınan yükün ton

cinsinden değeri olarak ifade edilir. Dökme yük grubuna giren malların istif faktör farklılıklarının

hem dizaynda ve hem de gemi yüklemesinde dikkate alınması gerekir.

5) Şev açısı (=Angle of response) : Dökme yüklerin büyük bir kısmı serbest olarak yığıldığında

koni şeklinde bir yapı gösterir. Bu koninin kenarıyla yatayın yaptığı açıya şev açısı (=angle of

response) denir. Taşınan her dökme malzemenin kendine has bir şev açısı vardır. Bu durum doğal

olarak yük kayma tehlikesi yaratır. I.M.O. kuralları gereğince şev açısı yüzde 35’den az olan

yüklerde, yükün yandan kontrolünü sağlayacak eğimli yüzeylerin bulunması gerekir.

6) Nem miktarı : Nem miktarı genel olarak yük içindeki sıvı kısmın ağırlığa yüzdesi olarak ifade

edilir. Dökme yüklerde yükleme öncesi cevher zenginleştirme işleminde yıkandığından, yükün

kısmen sıvılaşması (=fluidised bed) ve bu sıvı yatağın üzerinde serbestçe hareket etmesi

mümkündür. Dolayısıyla yükte nem kontrolü esastır ve bu konuda I.M.O tarafından konmuş

“Emniyetli Çalışma Esasları” mevcuttur.

Dizayn ve çalışmaları itibarıyla dökme yük taşıyan gemileri üç grupta toplamak mümkündür.

Bunlar çok çeşit yük taşıyan “Tramp” tipi gemiler, genel maksatlı dökme yük gemileri ve özel

maksatlı dökme yük gemileridir.

Tramp gemiler genellikle 10,000 ile 20,000 DWT kapasiteli “tween-deck”olan gemiler olup, hem

genel yük hem de dökme yük taşıyabilme özelliklerine sahiplerdir. Dolayısıyla hem gidiş ve hem de

dönüş seferinde yük taşıma ve navlun kazanma özelliğine sahiptir. Modern tiplerinde tween-deck

hidrolik olarak açılıp kapanabilmektedir.

Bölüm 2-11

Genel tip dökme yük gemisi, her türlü dökme yükü taşımak için dizayn edilmiş olup, yükün iyi

muhafazası ve diğer yük tehlikelerine karşı özel dizayn edilmiştir. Bu gemilerde güverte altı kanat

tankları ve iç dip üstü yan tanklar (=hopper tanks) mevcuttur. Bu aranjman yükün kendini

dengelemesini ve kaymamasını temin için yapılmıştır. Bu gemilerin boyutları genelde hizmet

vereceği liman tesisleri, kanal sınırlamaları ve taşınacak yük hacmi düşünülerek tayin edilir.

Özel dökme yük gemileri sadece bir tip yük için dizayn edilirler. Bunların dizayn çalışmalarında

yükleme-boşaltma kolaylığı en önemli faktördür. Bu gemilerin tipik özelliklerinden biri ambar

ağızlarının genişliğidir. Genel tip dökme yük gemilerindeki ilave tankların petrol ürünü

taşınmasında kullanılması için geliştirilmiş olan gemiler OBO olarak bilinir.

2.3.3 Soğutulmuş Yük Taşımacılığı

Her ne kadar diğerlerine benzemese de gemi yükü olarak taşındığı için soğutulmuş yük taşımacılığı

da büyük hacimli taşımacılık içinde düşünülebilir. Taşınacak yüke göre değişik dondurma veya

soğutma gerekleri ve yükün bozulabilir olması işletmecilik ve dizayn yönünden en önemli

noktalardır.

TABLO 2-4 Büyük Hacimli Yüklerin Genel Tanım İçinde Sınıflandırma Özellikleri

Yük Tipi Yükleme – Boşaltma İstif

• Sıvı yükler; ham petrol, petrol ürünleri, kimyasal maddeler, nebati yağlar, sıvılaştırılmış petrol gazları, v.s

• Pompayla kısa sürede yükleme ve boşaltma

• Tekneyle entegre veya ayrılmış tanklar, tankların korozyon önleyici maddelerle kaplanması, basınçlandırma, soğutma veya ısıtma gerekleri, v.s.

• Homojen yükler;

maden cevheri, kömür, hububat, v.s.

• Konveyör, kepçe veya basınçlı havayla çalışan sistemler

• Kuru tüp dökme yük ambarlarında serbest ve muhafazasız olarak. Hiçbir özel gereksinim olmaması.

• Homojen olmayan

orman ürünleri, çelik malzemeler, balyalanmış hurda, balyalanmamış ağaç, v.s.

• Yarı – bireyselleşmiş yüklerin kreyn veya vinçlerin yüklenip boşaltılması

• Geniş ambar ağızları gereksinimi. Ambarlarda üst üste istif gereği.

• Dondurulmuş ve soğutulmuş yükler

• Kaldırmayla

• Sandıklanmadığı takdirde üst üste istif edilemez.

Bölüm 2-12

2.4 TANKER TAŞIMACILIĞI

2.4.1 Tanker Ticaret ve Taşımacılığının Tanımı

Büyük hacimli sıvı taşımacılığı olarak da tanımlanabilen tanker taşımacılığı tüm deniz

taşımacılığında en büyük taşıma tonajını (yaklaşık yarısını) oluşturur. Bu tip yükü üç grupta

toplamak mümkündür. Bunlar, ham petrol (=crude oil), petrol ürünleri (=oil products) ve

sıvılaştırılmış gazdır (=liquid gas).

Petrolün, özel tanklar içinde A.B.D. ile İngiltere arasında taşınmasını ilk düşünen ve uygulayan

James Mc Nabb isimli Newcastle’lı bir gemi sahibi ve işletmecisidir. Böylece ilk tanker 1886

yılında hizmete girdi. Bunu takip eden yirmi yıl içinde sadece kuzey İngiltere’de 200 tanker inşaa

edildi. Dünyadaki ekonomik gelişme ve enerji kullanımındaki artış sebebiyle 1930’lardan sonra

akaryakıt taşımacılığı dünyadaki en önemli taşımacılık halini aldı.

Petrol ürünleri kabaca iki gruba bölünebilir; temiz ürünler (=clean products) ve kirli ürünler (=dirty

products). Temiz ürünler rafineride damıtma sırasında ayrılan viskozitesi düşük ve en önemli tipleri

kerosen ve gazolin olan ürünlerdir. Genelde bu ürünler çeliğe karşı korozif olup, gaz basınçları

yüksek ve parlama sıcaklıkları düşüktür. Viskozite ve katılaşma noktaları ısıtma gerektirmez. Bu

ürünlerin taşındığı tankların korumalı olması gerekir. Kirli ürünler, daha düşük damıtım ürünleri ve

geri kalan ürünlerdir. Kirli ürünler konvansiyonel tankerlerde taşınabilirler. Bu ürünlerin önemli bir

kısmını pompalayabilmek için ısıtma gereklidir. Her ne kadar taşınmaları nispeten güvenli ise çevre

kirliliği bakımından çok tehlikelidir.

Kimyasal maddeler genellikle tehlikeli yük grubu içinde olup hem taşıma emniyeti ve hem çevre

koruma yönünden problem oluştururlar. Korozotif etkileri dolayısıyla tankların ya özel koruyucu

boya ile kaplanması veya paslanmaz malzemeden yapılmaları gerekir. Değişik kimyasal ürünlerin

taşıma ve yükleme-boşaltma sırasında karışması tehlikeli olduğundan tankların ve pompalama

sistemlerinin ayrıştırılması (=segregation) önemlidir. En çok taşınan kimyasal tipleri amonyak,

kostik soda, nitrik asit, fosforik asit ve propilendir. Şimdi bunları ayrı ayrı inceleyelim:

- Amonyak, gübre ve diğer endüstriyel ürünlerin imalatında kullanılır. Renksiz ve boğucu bir

gaz çıkarır ve buharı cilt ve gözde rahatsızlık yaratır. Çeliğe karşı korozyon etkisi düşük ancak

galvenize yüzeyler, bakır ve aluminyum alaşımlarına karşı korozyon özelliği yüksektir.

- Kostik soda, kimyasal işlem endüstrisi hammaddesidir. Buhar çıkarmaz ancak aşırı

koroziftir. Kendisi patlayıcı değilse de aluminyum ve çinko ile temasında yanıcı hidrojen gazı

Bölüm 2-13

bırakır. Gemi inşaat çeliğine karşı korozotif değildir, ancak boşaltmadan sonra tankların yıkanıp,

temizlenmesi gerekir. Taşıma sırasında ısıtma gerektirir.

- Nitrik asit, gübre, patlayıcı, boya ve ilaç sanayii hammaddesidir. Organik malzeme ile

karışması halinde patlama tehlikesi vardır. Pirinç, bronz, polietilen ve P.V.C. ye karşı olup, genelde

paslanmaz çelik tanklarda taşınır.

- Fosforik asit, gübre, sabun ve deterjan yapımında kullanılan, renksiz ve az kokulu bir sıvıdır.

Korozif özellikleri dolayısıyla ya özel kaplamalı ya da paslanmaz çelik tanklarda taşınır.

- Propilen, kimyasal endüstri hammaddesi olup, kimyasal gruptaki en az tehlikeli

maddelerden biridir.

Sıvılaştırılmış, yanıcı gazlar ya tabii gazlar (LNG) ya da petrol gazlarından (LPG) oluşur. LNG

doğrudan gaz çıkarımına yöneltilmiş kuyulardan elde edilir. LPG ise, bir petrol yan ürünüdür ve

ekonomik yönde kullanılmadığı takdirde petrol kuyusundan çıkışında yakılır (=flare). Dünyadaki

ilk LNG taşıyıcı gemiler 1964’te yapılan ve Cezayir ile Britanya arasında çalışan “Methan

Princess” ve “Methan Progress” gemileridir. Sıvılaştırılmış aşırı soğutma, (LNG için –162 oC ve

LPG için –50 oC, 1 bar’da), basınçlandırma (LPG için 10-12 bar) ve karma sistemlerle temin edilir.

İlk yatırım maliyetinin yüksekliği sebebiyle LNG deniz taşımacılığı navlunu yüksek ve kompleks

bir operasyondur. Bu gemilerin inşaatı genelde uzun vadeli kira sözleşmeleri ile bağlanmıştır.

Bugün LNG taşımacılığı, en büyük üreticiler olan Brunei, Cezayir, Endonezya, Malezya ve Abu

Dabi’den, tüketici ülkeler olan, Japonya, Güney Kore, Tayvan, Kuzey Avrupa ve A.B.D. yönlüdür.

2001’den sonra Alaska’daki depolama ve dolum tesislerinin servise girmesiyle Alaska’dan Japonya,

Güney Kore ve Tayvan’a yeni hatların açılması beklenmektedir.

LPG petrol yan ürünü olduğundan, ham petrol üretimiyle yakından alakalıdır. Bu hem ticaret hacmi,

hem taşımacılık ve hem de rotalar için geçerlidir.

2.4.2 İşletme, Özellikler

Ham Petrol Tankerleri : Alışılagelmiş tankerler, makina dairesi ve yaşam mahalleri kıçta

olan, tek güverteli ve tek cidarlı gemiler olup; yük taşıyan kısmı perdelerle ayrılmış ve yükleme-

boşaltmasını bir boru donanımı ile yapan gemilerdir. Çevre koruma için getirilen yeni kurallar, çift

cidar şartını getirmiş olup, bundan sonra inşaa edilecek tankerler çift cidarlı olacaklardır.

Yükleme, liman tesislerinin bükülebilir bir çelik hortum veya yükleme kolunun (=loading arm)

gemi sistemine bağlanması ve tankların gemi personelinin vereceği sıra ve hız ile doldurması

Bölüm 2-14

şeklinde gelişir. Yükleme sırası tankın aşırı doldurmaya karşı emniyetini (boş yan tank ve by-pass)

ve hem de gemi mukavemeti yönünden emniyetini sağlar. Yükleme sonunda gerekli ölçmeler

yapılarak tanklardaki ham petrol miktarı, su miktarı, özel gravite v.s. tespit edilir. Buharlaşma

sonucu tank basınçlarının artmaması için her tankta özel basınç emniyetli valf ve havalandırma

sistemi vardır (=pressure relief valves and vents).

Yüklemede liman tesislerinin kullanılmasına karşılık boşaltmada gemideki pompa tesisleri

kullanılır. Emniyetli boşaltma sırası takip edilerek gemi boşaltılır. Boşaltma sonunda tanklarda gaz

kalır. Bu gaz yanıcı olup, patlama tehlikesi yaratır ve bu sebeple koruma önlemleri gerektirir.

Mevcut önlemler içinde en fazla kullanılan inert gazların tanklara verilmesi ve mevcut karışımın

yanıcı ve patlayıcı özelliğini yok etmektir. Ancak dikkatli olunmazsa bu işlem de tanklarda

korozyona sebep olabilir.

Tankerler boş seferde balast taşıdıklarından ve balast deniz suyu yük tanklarını kullandığından kirli

su çevre için tehlikeli olup iki şekilde temizlenebilir:

(1) Yüzdürme (Load on Top) : Petrol, belli bir süre sonra su üzerinde yüzer. Temizlenmiş su

denize verilir, üstte kalan kısım bir sonraki yük ile karıştırılır.

(2) Yıkama (COW) : Basınçlı ham petrol püskürterek tankları boşaltma sırasında yıkamak.

Özellikle balast tankları da ayrılınca bu yol kirlenmeyi önler.

Korozyon : Özellikle balast tanklarındaki korozyon, malzeme azalmasına çatlaklara ve

kaçaklara neden olarak; kaza olasılığını arttırır ve bünyesel mukavemeti azaltır. Dolayısıyla, tank

kontrolü ve koruyucu boya ile tank yüzeylerini koruma önemlidir.

Petrol Ürün Tankerleri : Akaryakıt tankerlerinden farklı olan ürün tankerleri, aynı anda

değişik ürünleri bir arada taşımak ve değişik ürünleri değişik limanlarda yükleme-boşaltma yapmak

durumundadırlar. Dolayısıyla hem yük tankları, hem de yükleme-boşaltma sistemleri bu tip

çalışmaya uygun olmak zorundadırlar. Bu ise, fiziksel olarak tank gruplarının koferdamlarla

birbirlerinden ayrılması ve perdelerin yağ-geçmez olarak imalini, ayrıca her ürün için ayrı bir

pompalama sistemini gerektirir. Genelde dört ürün için pompa sistemi yeterlidir. Mürettebatın,

tanklardaki değişik ürünlerin hangi sıra ile yükleneceğini bilmesi, hangi temizleme yöntemlerini

uygulayacağını bilmesi ve bunları uygulaması şarttır. Aksi halde ürün hasara uğrar ve değersiz hale

gelir (=contamination). Bu kontamine olabilirlik sırası yükleme ve boşaltmada da uygulanır.

Bölüm 2-15

Bu anlayış içinde yük gemileri genel plan dizaynını belirli alt başlıklar altında incelemek mümkün

olabilir, ancak hiçbir zaman toplam sistem entegrasyon gereksinimleri unutmamak gerekir.

2.5 YÜK ALANLARININ DİZAYNI

2.5.1 Genel Yük Gemilerinde Yük Alanları

Genel yük gemileri değişik tür yükleri limanlar arasında en düşük maliyetle taşıma gayesi

güttüğünden dikkat edilecek en önemli hususlar yükleme-boşaltma ve istifleme ile insan gücü

maliyetini düşürmek ve limanda yükleme-boşaltma süresini kısaltmaktır. Dolayısıyla dikkat

edilecek konular:

a. Yük alanlarının istife uyumluluğu : Bu istifi kolaylaştıracak dizayn özelliklerinin

teminidir. Örnek olarak puntellerin önlenmesi; boru, kanal gibi elemanların çıkıntılar

yapmaması (gizleme), posta ve kemerelerin üniform boyutta seçilmesi gibi.

b. Limanda parça yük boşaltma kolaylığı : Özellikle “tramp” olarak çalışacak gemilerde

yükün bir bölümünün boşaltılmasında diğer yüklerin yer değiştirme ve/veya yeniden

istifleme gereğinin azaltılması veya ortadan kaldırılmasıdır. Bu ise ambar dışından içeri

ve ambar içi erişimin (=access) iyi dizaynını gerektirir.

c. Yükleme-boşaltma kolaylığı : Bu husus kurallar içinde kalmak kaydıyla ambar ve

ambar-ağzı boyutlarıyla yükleme-boşaltma sistemlerinin seçimine bağlıdır. Beher kreyn

için atanan kapasite 1700 m3’ü geçmemelidir.

• Yük, istifleme ve istifleme hacmi seçimi yönünden parça yük (=break bulk) taşıyacak

gemilerde ambar dizaynında önemli bir rol oynar. İstif faktörü birim ağırlık için gerekli

hacim olarak tanımlanır. Genelde yük balya hacmi/yük deadweight oranı gerekenden yüzde

10-15 fazla seçilir. Bu istifleme ve erişilebilme kolaylıkları sağlar.

• Ambar yüksekliği ve düşünülen yük tiplerine bağlı olmak üzere ara güverteler (=tween

decks) kullanılır. 100 ile 200 metre boy aralığındaki gemilerde, varsa üst ara güverte ana

güverte yüksekliği 2.4-30 metre, üst ve alt ara güverte arası 5.5 metre mertebesinde seçilir.

Bölüm 2-16

2.5.2 Konteyner Gemileri

Konteyner gemilerinde ilk düşünülecek hususlar kendi kendine yükleme-boşaltma yapıp

yapmaması ve konteyner istifleme sistemleridir. Türkiye’de bugün üretilmekte olan konteyner

gemilerinin hemen hemen tamamı konteyner taşıyabilen genel maksatlı yük gemileri olup, dizayn

özellikleri itibarıyle 1972-1978 döneminde dünyada uygulanan tür genel yerleşim ve teçhizleme

özelliklerini gösterirler. Bu gemilerde konteynerlerin yerleşimi pabuçlar ve bağlama sistemleriyle

temin edilir. Modern konteyner gemileri sellüler bir yapıya geçmiş olup, konteynerler özel

kılavuzlar (=guides) kanalıyla yerlerinde muhafaza edilir. 1990’lı yıllardan sonra ise ambar

kapaksız konteyner gemileri ortaya çıkmış ve büyük tonajlı konteyner gemilerinin hemen hepsi bu

şekilde dizayn edilmiştir.

Konteyner gemilerinde yük hacmi en fazla sayıda standart boyutta (TEU) konteyner taşıyacak

şekilde dizayn edilir. Ambarların bölmelemesi yaralı stabilite ve balast özelliklerine bağlıdır.

Yükleme, boşaltma gereği olarak gemi bordalarında tanklar ve çift dip bulunur. Üretim ve çalışma

maliyetlerini olumlu etkilediği için güverte üstünde de konteyner taşınır. Güverte üzerinde

taşınabilir konteyner sayısı (dikey sıralar) geminin enine stabilitesi ve köprü üstü görüş

gereksinimleriyle sınırlanır.

Şayet gemi konteyner taşıma ağırlıklı olarak dizayn edilmişse kreynsiz ve borda kreynli (=jib

crane), daha çok genel yük ağırlıklı iş merkez kreynleri kullanılır. Ambar kapakları genellikle

ponton tipi olup mekanik veya hidrolik mekanizmalarla su geçmezlik sağlanır.

Güverte üstü yük taşıma dolayısıyla güverte, ambar ağzı ve ambar kapağı dizaynında seçilecek

dizayn yüklerinde dikkatli olunması gerekir. Mukavemet yönünden dikkat edilmesi gereken bir

nokta da kreyn-tekne entegrasyonudur.

2.5.3 Ro-Ro Gemiler

Bu tip gemilerde yük hacmi dizaynında ortak olan hususlar aşağıdaki gibi özetlenebilir:

(1) Enine perdelerle kısıtlanmış açık güverte alanlarının bulunması ve güverte

yüksekliklerinin (vasıta + yük) gereksinimlerine uyması

(2) Baş, kıç ve bordada yükleme boşaltma için uygun boyutlarda seçilmiş rampaların

bulunması

(3) Güvertelerin tekerlek yüklerini taşıyacak mukavemette dizaynı

Bölüm 2-17

(4) Taşıyıcıların yerleştirilmesi ve döndürülmesi için gerekli klirensler

(5) Gemi içi yük hareketi ve yerleştirilebilmesi için rampa veya asansör sistemleri

2.5.4 Büyük Hacim Taşıyan Gemiler

Bu türde taşınan yüklerin büyük bir bölümü sıvı ve partiküler halinde homojen yüklerden

oluştuğundan yükleme ve boşaltma konveyörler, üfleyiciler, kepçeler ve pompalarla yapılabilir.

Ambar veya tank büyüklüklerinin seçiminde şu hususlar dikkate alınır:

• Bünyesel mukavemet gereksinimleri

• Bölmeleme gereksinimleri

• Yük kayması ve serbest satıh etkilerinin sınırlandırılması için olan gereksinimler

• Kaç tür yükün taşınacağı ve yük özellikleri

• Balastlama gereksinimleri

2.6 MAKİNE DAİRESİ

Makine dairesi gemi dizaynında ilk seçimi yapılan ana hacimlerden biridir. Makine dairesinin yerini

ve hacmini seçmede aşağıdaki genel prensipler uygulanır:

• Makine dairesine giren sistem elemanlarının yerine nakli, montajı, işletimi ve bakım-

tutumunu sağlayabilecek minimum hacmin verilmesi

• Geminin ana göreviyle çatışmayacak ve bu görevi aksatmayacak seçim

• Stabilite ve yaralanma standartlarına uyumluluk

• Makine ağırlığı sebebiyle değişik yükleme şartlarında oluşabilecek aşırı trimin

önlenmesi

• Makine dairesi aranjmanının en az personelle çalışma gereksinimine uyumluluğu

• Ana makine ile pervane arasındaki şaft boyunun makul sınırlar içinde kalması

Bölüm 2-18

Bu prensiplerin dengeli bir şekilde uygulanabilmesi gemi büyüklük ve tipiyle, tahrik sisteminin tipi

ve tahrik gücüne bağlıdır. Yakıt, yağlama yağı gibi makine çalışmasıyla ilintili tankların

yerleştirilmesi de makine dairesi dizaynının bir parçası olarak seçilmelidir.

Genellikle ticaret gemileri tek pervane ve tek makineli olarak yapılırlar. Bunun istisnaları draft

sınırlamaları (dolayısıyla pervane çapı sınırlamaları) ve üstün manevra gereksinimleri dolayısıyla

çift pervane aranjmanına geçilmesidir. Yolcu gemilerinde şaft ve pervane sayısı ikiyi aşabilir.

Yolcu ve LASH tip gemiler dışındaki ticaret gemilerinin büyük bir bölümünde makine dairesi

geminin kıç tarafındadır. Bunun en önemli sebebi uzun bir şaftın ve şaft tünelinin önlenmesidir.

Böylece yük alanlarında gereksiz bir kayıp önlenmiş olur. Makine dairesi boyutları yaralı

yüzebilme (yaralı bölme boyu) ve yaralı stabilite yönünden önemli olduğundan gemi dizaynında

benimsenen yaralı stabilite standartlarına uygun olarak makine dairesini bölmeleme ile birden fazla

kompartımana ayırmak gerekebilir.

Makine dairesi boyutlandırmada yapılması gereken ilk iş makine dairesi envanterini çıkarmak ve bu

envanterde bulunan makine ve kutu diyagramı şeklinde yerleşimini değerlendirerek gerekli

minimum boyutları bulmaktır. Pek çok ticaret gemisinde ana makine ve şanzıman boyutları makine

dairesi boyunda en büyük etken olduğundan temin edici kataloglarda bulunan boyutlandırma

cetvellerinden yararlanmak gerekir.

2.7 Mürettebat ve Yolcu Alanları

Gemide bulundurulması gereken mürettebat sayısı genelde aşağıdaki faktörler tarafından belirlenir:

• Bayrak devletinin uyguladığı kurallar

• Gemi dizaynında seçilen otomasyon seviyesi

• Toplu sözleşme gereksinimleri

• Gemi sahibinin öngördüğü bakım-tutum ve servis gereksinimleri

Normal olarak yük gemileri 12’ye kadar yolcu taşıyabilirler. Mürettebat yaşam yerleri dizaynında

aşağıdaki hususlara uyulur:

1) Yer seçimi: Geminin baş dikmesinden itibaren ilk %5’lik boyda ve yaz yüklü su hattı

altındaki bölümler mürettebat yaşamı için kullanılmaz (özel tip gemiler hariç).

Bölüm 2-19

Mürettebat yaşam mahalleri, yük, makine dairesi v.s. gibi alanlardan ayrılır. Güverte,

makine ve servis personeli ayrılır ve zabitan diğer personelden ayrılır. Tankerlerde yaşam

mahallerinin yük mahallerinin gerisinde olma zorunluluğu vardır.

2) Konstrüksiyon: Yaşam yerleri yanmaz malzeme ile yapılır ve yangından korumalı

koridor ve merdivenlerle ulaşılır. Bu mahallenin ısı, rutubet ve kokuya karşı izole

edilmesi gerekir.

3) Yatakhaneler: Bir kamarada en çok 4 personel kalabilir. Ranzalar ikiden fazla olmaz.

Kabin açık yüksekliğinin 1.91 m.den az olmaması gerekir. Her personelin belirtilenden

az olmayan kapasitede bir dolabı olması gerekir. Şekil 2.2’de örnek bir yaşam mahali

yerleşimi gösterilmiştir.

4) Banyo ve tuvaletler: Her sekiz personele bir tuvalet, bir banyo, bir lavabo ve duş

gerekir ve personel sayısı 8’den fazlaysa güverte, makine ve servis personeline ayrı

tuvaletler gerekir.

5) Dinlenme ve yemek salonları: Genellikle kuzine civarına yerleştirilir ve bir oturumda

bulunabilecek en büyük sayıya göre dizayn edilir. Şekil 2.4’te bir gemiye ait mutfak

yerleşimi verilmiştir.

6) Revir: Personel sayısı 12’den fazla ve seyir süresi üç günden çok olan gemilerde bir

revir bulunması gerekir.

7) Diğer: Personelin çamaşır yıkama, kurutma ve ütüleme işlemlerini yapacağı bir

çamaşırlık, bavul v.s.’nın konacağı bir depo, boş vakitlerini değerlendireceği bir lokal

bulunması gerekir.

8) Zabitan yaşam yerleri: Genelde en az 14 m2 kullanım alanlı kamaralar verilir. Kaptan

ve çarkçıbaşı ise 35 m2’den az olmayan kamaralar verilir. Zabitan için yemek ve

istihbarat salonları ayrı olarak yapılır.

9) Yaşanabilirlik: Çevre ve şartların insan yaşamına uyumluluğudur. Yaşanabilirlik fiziki

ve ruhsal sağlık, motivasyon ve performansı doğrudan etkiler. Bu kapsam içine sıcaklık,

rutubet, aydınlatma, gürültü ve titreşim kontrolü gibi ölçülebilir, temizlik, hijyen,

mobilya, malzeme ve iç dekorasyon gibi ölçümü zor unsurlar da girer.

Yolcu alanları yerleşim ve aranjmanı yapımında karara bağlanması gereken ilk unsurlar şunlardır:

1) Taşıma klaslarına göre yolcu sayıları

Bölüm 2-20

2) Yolcuların kullanacağı salonların (yemek, bar, sinema/bale v.s.) sayı ve büyüklüklerinin

seçimi

3) Karşılaştırmalı olarak yolcu konfor seviyesinin seçimi.

Bu veriler altında ilk olarak yolcu salonlarının yer ve alanları, umumi tuvaletler, kuzinenin yeri,

yolcu sınıflarına göre blok yolcu yaşam alanları ve merdivenler üç boyutlu bir grid içinde perde

yerleri de belirlendikten sonra atanır. Alan atamada benzer gemilerdeki yolcu başına birim alan

rekabet şartları da düşünülerek kullanılır. Aşikar olarak alan sınırlamasında perde, enine ve boyuna

mukavemet elemanlarının yerleri ve bölümlemelerin mümkün olduğunca bunlarla uyuşması

önemlidir. Şekil 2.3’te bir gemide yolcu ve mürettebatın yürüyüş alanlarının planı verilmiştir.

Yolcu taleplerinin karşılanabilmesi yönünde yolcu taşıyan gemiler dağıtımlı sistemleri çok olan

gemilerdir. Otel servisleri de diyebileceğimiz klima, havalandırma, sıcak/soğuk temiz ve atık su,

aydınlatma ve güç kabloları, telefon, televizyon v.s. sistemlerinin rotalarının önceden belirlenmeleri

ve mümkünse bunların modüler imalat ve montaja uyumlu olarak muhafaza (=trunk) içinde

götürülmeleri çok önemlidir. Tipik bir yolcu gemisinde yolcu kullanımına açık alanları düşünmek

yararlıdır:

1) Yemek salonları ve umumi tuvaletler

2) Giriş holü ve bürolar

3) Oturma salonları

4) Bar / Oyun salonları

5) Çocuk oyun alanları

6) Yüzme havuzu / fitness center

7) Açık / yürüyüş güvertesi

8) Tiyatro

9) Dükkanlar

Bölüm 2-21

Şekil 2.2. Yaşam mahali yerleşimi

Bölüm 2-22

Şekil 2.3. Yolcu ve mürettebatın gemi içindeki geçişlerinin planı

Bölüm 2-23

Şekil 2.4. Mutfak yerleşimi

Bölüm 2-24

Şekil 2.5. Askeri bir geminin yerleşim planı

Şekil 2.6. Görev ilinti analizi ve alan atama

ofisler

makine

astsubay

erat kuzine Gemi kont. merkezi

Ofis alan

harekat

atelyöler

temizlik

ES radar

hangarHaberlesme,navigasyon ofisleri

Ana haberlesme merkezi

köprü

Baş taraf yükü Baş ambarlar Kıç ambarlar

Bölüm 2-25

Şekil 2.7. Alan-hacim atama

Bölüm 3-1

3. ÖN DİZAYNDA AĞIRLIK HESABI

Her türlü geminin dizaynında gemiyi oluşturan ağırlıkların ön dizayn aşamasında doğru olarak

hesaplanması geminin tekno-ekonomik performans kriterlerinin belirlenmesinde son derece

önemlidir.

Herhangi bir deniz aracı aşağıdaki eşitliği sağlamak zorundadır.

iWΣ=Δ

Burada Δ geminin deplasman kuvveti ve ∑ Wi gemideki ağırlıkların toplamıdır.

Bir ticari gemi için toplam ağırlık dağılımı şöyle olacaktır:

DWTWLS +=Δ

Burada WLS geminin light ship ağırlığı, DWT ise deadweight tonajı olup geminin yük taşıma

kapasitesini gösterir. Geminin light ship ağırlığı aşağıdaki gibi gruplanabilir:

omsLS WWWW ++=

Burada Ws tekne ağırlığı, Wm makine ağırlığı ve Wo donanım ağırlığını göstermektedir. Gemide

normal olarak taşınan yakıt ve su ağırlıkları deadweight tonaja dahil olacaktır. Savaş gemilerinde

ağırlık dağılımı:

pLS WW +=Δ

şeklinde olacaktır. Burada WLS yukarıdaki gibi geminin light ship ağırlığını gösterir. Wp ise payload

tonajı olup gemideki tüm silah ve sensör sistemlerini kapsar.

3.1 Çelik tekne ağırlığı

Tekne ağırlığını oluşturan başlıca elemanlar; omurga kaplama levhaları, boyuna ve enine postalar,

derin postalar, kemere ve stifnerler, braketler, çift dip, perdeler, ambar ağızları, makine temelleri ve

üst binalarıdır.

Bir geminin çelik tekne ağırlığını belirlemek için en sağlıklı yöntem inşada kullanılan tüm

malzemelerin ağırlıklarını ölçerek toplam ağırlıklarının bulunmasıdır. Ancak bu yöntem inşaa

işleminin sona ermesi ile bir sonuç verebilir ve daha inşaanın başlamış olduğu ön dizayn

aşamasında kullanılmaz. Ön dizayn aşamasında kullanabilecek iki yöntem vardır. Bunlardan

Bölüm 3-2

birincisinde yeni gemiye olabildiğince benzer ve ağırlık özellikleri bilenen bir gemi bulunur ve

değişik benzerlik yasaları ile eski geminin özelliklerinden yararlanarak yeni geminin ağırlık grupları

belirlenir. Bu yöntemi uygulayabilmek için gemiler tip, boyut ve form olarak birbirlerine oldukça

yakın olmalıdır aksi durumda çok yanıltıcı sonuçlar elde edilecektir. İkinci yöntem ise daha önce

inşa edilmiş gemilere ait ağırlık özelliklerinin gemi boyutlarının fonksiyonu olarak ampirik

formüllerle ifade edilmesidir. Birinci yöntemdeki benzerlik oranları iki ayrı şekilde oluşturulabilir.

Kübik sayı (LBD) benzerliği :

Bu yaklaşımda tekne ağırlığının kübik sayı (LBD) ile orantılı olduğu kabul edilir.

DBLcW Ns =

Burada cN kübik sayı katsayısı olup birim hacminin ağırlığını gösterir. Böylece çelik tekne ağırlığı

bilinen benzer gemiden hareket edilerek yeni geminin çelik tekne ağırlığı aşağıdaki formülle

bulunabilir:

00sNs )DBL(

DBLWDBLcW ==

Kuadratik sayı benzerliği :

Bu yaklaşımda çelik tekne ağırlığının aşağıdaki şekilde kabul edilebileceği kabul edilmektedir.

)DB(LcW Qs +=

Burada cQ kuadratik katsayıdır. Bu durumda çelik tekne ağırlığı bilinen gemiden hareket edilerek

yeni geminin çelik tekne ağırlığı aşağıdaki şekilde bulunabilir:

[ ]00sQs )DB(L)DB(LW)DB(LcW

++

=+=

Benford (1967) kübik sayı benzerliği esasına göre aşağıdaki bağıntıyı önerir:

321

9.0

Ns ccc10000

DBLcW ×××⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

Burada;

Bölüm 3-3

2C675.0c B1 +=

)L/L(36.01c s2 += Ls : üst yapı boyu

939.0)3.8DL(006.0c 8.13 +−=

340cN =

Yukarıdaki bağıntıda L, B, D, Ls feet cinsinden alınacaktır.

Watson – Gilfillan (1976) kuadratik benzerlikten hareketle gemi çelik ağırlığı için aşağıdaki genel

formülü önerirler:

36.1s EKW ⋅=

Burada E parametresi şöyle hesaplanır:

( ) ( ) ∑∑ ++−++= 2211 hl75.0hl85.0TDL85.0TBLE

Burada l1 ve h1 bordadan bordaya uzanan üst yapıların boy ve yüksekliği, l2 ve h2 ise güverte

evlerinin boy ve yüksekliğidir. K katsayısı değişik gemi tipleri için aşağıdaki şekilde önerilir.

Gemi Tipi K E

Tanker 0.029 – 0.035 1500 - 40000

Kimyasal Tanker 0.036 – 0.037 1900 – 2500

Dökme Yük 0.029 – 0.032 3000 - 15000

Konteyner 0.033 – 0.040 6000 - 13000

Yük Gemisi 0.029 – 0.037 2000 - 7000

Koster 0.027 – 0.032 1000 - 2000

Romorkör 0.044 350 - 450

Balıkçı 0.041 – 0.042 250 - 1300

Ferry 0.024 – 0.037 2000 - 5000

Yolcu Gemisi 0.037 – 0.038 5000 - 15000

Kafalı (1988) çelik tekne için aşağıdaki bağıntıyı önerir:

Bölüm 3-4

( ) ⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ ++⎥⎦

⎤⎢⎣⎡ −+=

Ll25.0

Ll4.0170.0C

321NCW 21

Bss

Cs katsayısı aşağıdaki şekilde verilir:

[ ] ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −+⋅−= 12

DL025.01NLog026.0210.0C 10s

Burada

L : Gemi boyu [m.] , B : Gemi genişliği [m.] , D : Gemi derinliği [m.]

CB : Blok katsayısı , N : L B D m3

l1 : Ana güverte üzerindeki üst binaların etkin boyu

l2 : İkinci güverte üzerindeki üst binaların etkin boyu

Çelik tekne ağırlığını hesaplamak için önerilen diğer bir yaklaşım da Klas kuruluşları tarafından

belirlenen minimum orta kesit mukavemet modüllerinden hareket etmektir. Bu tip bir bağıntı büyük

tankerler için Johnson-Hagen-Overbo (1967) tarafından önerilmiştir.

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −

+−⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −=

DL0163.0120.1

DL14

9.35

DL8.35

8.22BL016.0108.1LZc04.4W 65.0

s

Burada c = 1 + 0.73 √L olup Norveç Loydu (DNV) tarafından büyük tankerlerde istenen minimum

orta kesit mukavemet modülü aşağıdaki şekildedir:

( ) 6B

2 10/7.0CBLF1.2Z +=

Buradaki F değeri aşağıdaki tablodan interpolasyonla bulunacaktır.

L [m.] F L [m.] F L [m.] F 90 4.12 170 4.93 250 5.52 100 4.24 180 5.02 260 5.57 110 4.36 190 5.10 270 5.61 120 4.48 200 5.18 280 5.64 130 4.57 210 5.26 290 5.66 140 4.67 220 5.33 300 5.68 150 4.76 230 5.40 310 5.69 160 4.84 240 5.47 > 320 5.70

Bölüm 3-5

Geminin çelik tekne ağırlığını bulabilmek için önerilen bazı diğer bağıntılar aşağıda verilmiştir.

Yük gemisi :

Kafalı : 615.1

W3.7Log

sΔ

= DWT < 30000

Hadler : 5.07.016.1s DBLW =

Wehkamp / Kerlen : 710X73.5

s eX0832.0W−⋅⋅−⋅⋅=

Burada 3/1B

2

C12

BLX BP ⋅=

Carryette : ⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡+⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛= 1

DL002.0D

6BLCW

272.03/2

Bs

Tanker :

Kafalı : 231.7

W6.10Log

sΔ

= DWT < 30000

Det Norske Veritas : ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −⋅⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −α+αΔ=

DL7.2806.0

BL004.0009.1W TLs

Burada;

78.0L

DL100189.0

97.0BL004.0054.0

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +

=α

10000000235.0029.0T

Δ+=α

Yukarıdaki bağıntı L/D = 10 – 14 , L/B = 5 - 7 , L=150 – 480 m. arasında geçerlidir.

Sato : ( )⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡++⎥⎦

⎤⎢⎣⎡= − 22

3.33/1B5

s DBL56.2D

BL11.58.0

C10W

Bölüm 3-6

Yukarıdaki bağıntı 150000 – 300000 ton arasındaki süper tankerler için geçerlidir.

Konteyner :

Chapman : 374.0712.0759.1Bps DBL07.0W =

Miller : ⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡+⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ +⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛= 939.03.8

DL00585.0

2C675.0

100000DBL340W

8.1B

9.0

s

Dökme Yük :

Murray : ( ) 8.0/4.0C5.02TDBL0266.0W B

65.1BPs +⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ ++=

Burada L feet cinsinden alınacaktır.

Kupras :

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ +⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −=

DL146.1

DL04.098.1

DL04.053.0

BL016.0104.1LZc28.3W 69.0

s

Burada Z minimum orta kesit modülü olup aşağıdaki şekilde verilmektedir:

( ) 6B

2 10/7.0CBLF1.2Z +=

L < 240 m. için

2L0000173469.0L014826515.00408175.3F −+=

için300L240 ≤≤

2L00005.0L0298333.032.1F −+=

L > 300 m. için

F = 5.77 alınacaktır.

L/73.00.1c += olarak verilmiştir.

Bölüm 3-7

3.2 Ana Makine Ağırlığı

Bu gruba makine dairesi içinde yer alan ana ve yardımcı makineler ile bunlara ait donanım

girmektedir. Bu donanım içinde en önemlileri; yakıt ve yağlama sistemi ve pompaları, hava şişe ve

kompresörleri , jeneratör ile pervane şaft sistemidir.

Deniz araçlarında kullanılan ana makine tipleri şunlardır:

1. Doğrudan bağlantılı yavaş devirli dizeller

2. Redüksiyonlu orta devirli dizeller

3. Redüksiyonlu buhar tirbünleri

4. Dizel-elektrik motoru

5. Gaz türbini

6. Nükleer güç

Değişik gemi tiplerine ait güç taşıma kapasitesi bağıntıları aşağıda verilmiştir.

Yük gemileri ve kosterler 0.4 - 0.6 kW / t

Hızlı yük gemileri 0.7 - 1.1 kW / t

Hızlı konteyner gemileri 0.7 - 2.0 kW / t

Süper Tankerler 0.08 - 0.09 kW / t

Romorkörler 4.0 - 5. 0 kW / t

Dizel makine ağırlığı için devir sayısına ve güce bağlı olarak aşağıdaki ampirik formüller

önerilmiştir.

84.0

m RPMBHP38.9W ⎥⎦

⎤⎢⎣⎡= Watson ve Gilfillan

3.0Bm P8.8W = Watson ve Gilfillan

30018

BHPWm += Barras

3005.13

PW Bm += Barras

NBHP2.5Wm = N [ dev / dak ] Kafalı

Bölüm 3-8

( ) 4BBm 10/P0025.0895PW −= Kupras

Burada BHP beygir gücü ve PB KW cinsinden makine gücüdür.

Yardımcı makinelerin ağırlığı için aşağıdaki bağıntılar önerilir:

( ) 70.0YM BHP56.0W = Yük ve dökme yük

( ) 70.0YM BHP59.0W = Tanker

( ) 70.0YM BHP65.0W = Yolcu ve ferry

Pervane ile ana makine arasındaki şaftın çapı aşağıda verilen bağıntıyla bulunabilir:

3/1Dn

P5.11d ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

Burada d[cm.] şaft çapı, PD [kW] makine gücü ve n [dev / dak ] devir sayısıdır. Buna göre şaftın

birim boy ağırlığı, kullanılan çeliğin gerilme mukavemetinin 700 N/mm2 olduğu kabulü ile

aşağıdaki denkleme eşit olacaktır.

[ ]3/2

Ds n

P081.0m/tW ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

Normal bronz pervanelerin ağırlığını bulabilmek için aşağıdaki formül kullanılabilir:

3P DKW =

Burada D[m.] pervane çapı olup K katsayısı Schneekluth (1987) tarafından sabit hatveli pervaneler

için aşağıdaki şekilde verilmiştir:

1002Z

AA18.0K

o

E −−=

Burada Z kanat sayısıdır.

Hatvesi kontrollü pervanelerde ticari gemilerde K = 0.12 - 0.14 ve askeri gemilerde K = 0.21 - 0.25

değerleri önerilmektedir.

Bölüm 3-9

3.3 Donanım ağırlığı

Bu gruba giren temel ağırlık grupları; ambar kapakları, vinçler, demirleme donanımı, kuzine

donanımı, ısıtma-soğutma ve havalandırma donanımı, boru ve elektrik sistemleri, yangın söndürme

donanımı, her türlü mefruşat ve can kurtarma flika ve sistemleridir. Ön dizayn aşamasında donanım

ağırlığını hesaplamak için aşağıdaki yaklaşık formüller önerilmektedir:

8.0o N18.0W = Kafalı

( )100

BLL0034.07.4Wo −= Benford

3.08.03.1o DBLkW = Katsoulis

k = 0.045 Dökme yük gemileri ve Tankerler

k = 0.065 Kuru yük gemileri

BL45.0Wo = Watson - Gilfillan

BL115.0277Wo += Kupras ( Dökme yük)

60.1o )BL00986.0(15.0W = Mandel

Schneekluth (1987) her türlü yük gemisi için şu genel formu önerir:

BLKWo =

Burada K katsayısı yük gemileri için 0.40-0.45 t/m3, konteyner gemileri için 0.34 – 0.38 t/m3, 140

metreye kadar olan ve vinç donanımı bulunmayan dökme yük gemileri için 0.22-0.25 t/m3, boyu

250 metre civarında olan ve vinç donanımı bulunmayan dökme yük gemileri için 0.17 – 0.18 t/m3,

150 m. civarındaki tankerler için 0.28 t/m3 ve 300 metreden uzun tankerler için 0.17 t/m3

alınacaktır.

Yolcu gemilerinde donanım ağırlığı Schneekluth tarafından önerilen şu formülle hesaplanabilir:

∑∇= KWo

Bölüm 3-10

Burada Σ∇ geminin kapalı hacmi olup K katsayısı 0.036 – 0.039 t/m3 arasında alınacaktır. Feriler

için K katsayısı 0.04 – 0.05 t/m3 arasında alınacaktır.

Dondurulmuş yiyecek maddesi taşıyan gemilerde özel soğutma gerekleri nedeniyle donanım ağırlığı

artacaktır. Carryette ön dizayn aşamasında kullanılmak üzere şu formülü önerir:

3/22

o 1000163

100L550W ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ ∇

+⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

Burada ∇ geminin yalıtılmış ambar hacmidir.

3.4 Yakıt Ağırlığı

V1000FPR016.1W Rs

F =

Burada

855PP2265.0F

s

sR −=

R : Geminin mil olarak seyir çapı

Ps : Şaft beygir gücüdür

Örnek :

Aşağıda boyutları verilen kuru yük gemisinin çelik tekne ve donanım ağırlıklarını bulunuz.

Kaimeler arası boy LBP = 60 m.

Kalıp genişliği B = 10 m.

Kalıp derinliği D = 5 m.

Draft d = 3.8 m.

Blok katsayısı CB = 0.7

Deplasman Δ = 1600 ton

Ana güverte üzerindeki binaların etkin boyu l1 = 6 m.

İkinci güverte üzerindeki üst binaların boyu l2 = 3 m.

Bölüm 3-11

Yaklaşık olarak çelik tekne ağırlığının bulunması

Kafalı:

ton4.361615.1)1600(

615.1W

3.7Log3.7Log

s ==Δ

=

Kafalı:

( ) ⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ ++⎥⎦

⎤⎢⎣⎡ −+=

Ll25.0

Ll4.0170.0C

321NCW 21

Bss

N = L B D = 60 * 10 *5 = 3000 m3

[ ] 1196.012DL025.01NLog026.0210.0C 10s =⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −+⋅−=

Ws = 0.1196 * 3000 * ( 1 + 0) * ( 1+0.4 *(6/60)+0.25 *(3/60) ) = 377.6 ton

Carryette:

ton5.323

15

60002.056

10607.01DL002.0D

6BLCW

272.03/2

272.03/2

Bs

=

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡+⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛×

=⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡+⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛=

Donanım ağırlığının bulunması:

Kafalı:

9.108300018.0N18.0W 8.08.0o === ton

Benford:

( ) ton27100

10*60)60*0034.07.4(100

BLL0034.07.4Wo =−=−=

Watson – Gilfillan:

ton27010*60*45,0BL45.0Wo ===

Katsoulis:

2.1365*10*60*065.0W 3.08.03.1o == ton

4. GEMİ GEOMETRİSİ

4.1. Genel Geometrik Tanımlar

Gemi geometrisini tanımlamada kullanılan genel tanımlar aşağıdaki şekilde görülmektedir.

Şekil 4.1. Genel geometrik tanımlar Baş Dikey – Baş kaime – Fore Peak (FP) : Gemi baş bodoslaması ile dizayn su hattının

kesiştikleri noktadan dizayn su hattına dik olarak geçen düşey doğru.

Kıç Dikey – Kıç kaime – Aft Peak (AP) : Dümen rodu ekseni ile dizayn su hattının kesiştiği

noktadan dizayn su hattına dik olarak geçen düşey doğru.

Mastori – Midships (⊗) : Baş ve kıç dikeyler arası uzaklığın ortası.

Orta Simetri Düzlemi – Centreplane (CL) : Gemiyi boyuna yönde sancak ve iskele olarak iki

simetrik parçaya bölen düzlem.

T

AP FP BL

D

LWL

LOA

LWL

LBP

f

D

B

f

T

LWL

BL

B/2

Güverte Güverte

Yüklü su hattı Yüklü su hattı

Temel Hattı – Kaide Hattı – Baseline (BL) : Gemi boyunca dip kaplaması ile simetri düzleminin

kesiştiği hat. Bu genellikle yatay bir doğru olmakla birlikte balıkçı gemisi veya romorkör gibi kıçta

büyük bir pervane yuvasına sahip olması gereken gemi tiplerinde kıça eğimli olabilir.

Orta Kesit - Midship Section : Gemi boyunca en büyük alana sahip kesittir. Genellikle bu kesit

gemi ortasında yani mastoride yer alır ancak bazı hallerde daha kıça veya çok daha nadir olarak

başa kaymış olabilir.

Şiyer Hattı – Sheer Line : Gemi ana güverte profilinin orta simetri düzlemi üzerindeki

izdüşümüdür. Şiyerin en düşük noktası genellikle mastoridedir ve özellikle başa doğru şiyer profili

artar. Modern gemilerde şiyer hattı daha nadir olarak kullanılmaktadır.

Güverte Sehimi – Deck Camber : Gemi ana güvertesi üzerinde bordadan orta simetri düzlemine

doğru ölçülen yükseklik farkıdır. Standard bir değer olarak gemi genişliğinin 1/50’si alınabilir.

Paralel Gövde – Parallel Body (LP) : Gemi ortasında orta kesidin hiçbir değişikliğe uğramadan

uzandığı bölgedir.

Şekil 4.2. Trimsiz ve trimli durum

Siyer

Baş Kıç

BL

LWL

BL

LWL

Şekil 4.3. Enine kesit karakteristikleri

Şekil 4.4. Seri 60 enkesitleri resmi

Yumru Baş Alanı (ABL) : Yumru başın orta simetri düzlemi üzerindeki izdüşüm alanı.

Yumru Baş Kesit Alanı (ABT) : Yumru başın baş dikeydeki enine kesit alanı.

sintine dönümü

güverte sehimi

tumblehome

f

T

kalkıntı

levha omurga

LWL

BL

CL

Şekil 4.5. Yumru baş tanımlama unsurları

4.2. Ana Boyutlar Tam Boy – Length Overall (LOA) : Geminin başta ve kıçta en uç noktaları arasındaki yatay

uzaklıktır.

Dikeyler Arası Boy – Length Between Perpendiculars (LBP) : Baş ve kıç dikeyler arasındaki

yatay uzaklıktır.

Su Hattı Boyu – Length of Waterline (LWL) : Geminin dizayn su hattında yüzerken başta ve kıçta

su ile temas eden en uç noktaları arasındaki yatay uzaklıktır.

Batık Boy – Length Overall Submerged (LOS) : Geminin dizayn su hattı altında kalan kısmında

başta ve kıçta en uç noktalar arasındaki yatay uzaklık olup yumrubaşlı gemilerde önem kazanan bir

boy değeridir.

Paralel Gövde Boyu – Parallel Body Length (LP) : Gemi ortasında orta kesidin hiçbir değişikliğe

uğramadan uzandığı bölge boyu.

Su Çekimi – Draught (T) : Geminin temel hattı ile yüzdüğü su hattı arasındaki düşey uzaklıktır.

Bu değer trimin mevcut olması durumunda gemi boyunca değişken olabilir.

Kalıp Genişliği – Moulded Breadth (BM) : Geminin en geniş kesidinde sancak ve iskele bordalar

arasındaki yatay uzaklıktır.

LWL

FP

ABABT

Su Hattı Genişliği – Breadth of Waterline (BWL) : Geminin yüzdüğü su hattında ve en geniş

kesidinde sancak ve iskele bordalar arasındaki yatay uzaklıktır.

Derinlik – Depth (D) : Gemi ortasında temel hattı ile ana güverte arasındaki düşey uzaklıktır.

Fribord – Freeboard (f) : Gemi ortasında dizayn su hattı ile ana güverte arasındaki düşey

uzaklıktır. Fribord derinlik ile su çekimi arasındaki farka eşittir.

4.3. Tekne Formu ve Form Katsayıları Bir geminin inşa ve işletim maliyetleri, taşıma kapasitesi, yerleşim özellikleri, sevk karakteristikleri,

hız, stabilite, enine ve boyuna mukavemet ve yapısal dizayn özellikleri gibi temel tekno-ekonomik

performans karakteristiklerini etkileyen en önemli elemanı tekne boyutları ve formudur.

Üç boyutlu tekne formunu iki boyutlu kağıt düzlemine aktarabilmek üzere form veya endaze planı

denilen üç adet iki boyutlu düzlemden oluşan bir plandan yararlanılır. Form planını oluşturan iki

boyutlu düzlemler şunlardır:

1. Geminin boy yönünde orta kesite paralel kesitlerle bölünmesi ile elde edilen enkesit planı

2. Geminin düşey yönde yüklü su hattına paralel kesitlerle bölünmesi ile elde edilen su hatları

planı

3. Geminin iskele veya sancak yönünde orta simetri düzlemine paralel kesitlerle bölünmesi ile elde

edilen batok eğrileri ve profil planı.

Üç boyutlu düzgünlüğe sahip bir tekne formuna ait her üç plandaki iki boyutlu eğriler de düzgün

olacaktır. Form planında her bir su hattı, batok ve enkesit için tek bir kesim noktası

bulunabileceğine göre bu kesim noktasının temel hattına, orta simetri düzlemine ve gemi ortasına

uzaklıkları her üç planda da aynı olmalıdır. Bu durum Şekil 4.6’ da gösterilmektedir.

Tekne form eğrilerinin çiziminde elastik tirizler kullanılır. Bu tirizler üstlerine konan ağırlıkların

etkisi altında potansiyel enerjilerini minimum yapacak sürekli bir form alırlar. İdeal olarak eğri

üzerinde koordinatları bilinen her bir nokta üzerine bir ağırlık konmalıdır. Eldeki ofset sayısının

fazla olması eğrilerin daha duyarlı olarak çizilmesini sağlayacaktır. Genellikle kesit sayısı 21’den,

su hattı sayısı 6’dan ve batok sayısı 4’den az olmayacak şekilde seçilir.

Çok özel haller dışında gemi tekne formlarında sancak-iskele simetrisi bulunduğundan enkesit ve su

hattı planlarında sadece iskele veya sancak taraf çizilir. Geleneksel olarak enkesit planında gemi

ortasından başa doğru olan kesitler sağa, gemi ortasından kıça doğru kesitler ise sol tarafa çizilir. Su

hattı planında ise sadece iskele su hatları çizilir.

Gemi formunu tanımlamak üzere baş ve kıç dikeyler arası belirli sayıda aralığa ayrılır (tipik 20

aralık). Gemi formunun hızlı değişim gösterdiği baş ve kıç nihayetlerde ara kesitler alınması

yaygındır. Her bir kesite ait su hattı yarı genişlikleri ofset değeri olarak adlandırılır ve bu değerlerle

gemi tekne formunu tanımlayan bir ofset tablosu oluşturulur. Tipik bir balıkçı gemisine ait form

planı Şekil 4.7’de görülmektedir.

Şekil 4.6. Üç boyutlu tekne formu ve kesit düzlemleri

Batoklar

Su hatları

En kesitler

Z

X

Y

Şekil 4.7 balıkçı gemisi form planı

4.3.1. Tekne Form Katsayıları Tekne su altı form katsayılarının belirlenmesinde iki temel dizayn eğrisinden yararlanılabilir:

1. En kesit alanları eğrisi

2. Yüklü su hattı eğrisi

En kesit alanları eğrisi her bir kesitin yüklü su hattına kadar alanlarının gemi boyunca çizilmesi ile

elde edilebilir. Yüklü su hattı eğrisi ise her bir kesitin yüklü su hattı genişliklerinin (veya yarı

genişliklerin) plot edilmesi ile elde edilir. Şekil 4.8’te tipik bir yük gemisi için yüklü su hattı ve

enkesit alanları eğrileri görülmektedir.

TABLO 4-1 Tipik Ofset Tablosu

İst Yarı Genişlikler Ana Güverte Küpeşte

BL 0 m

WL1/2 0.5 m

WL 1 1 m

WL 2 2 m

WL 3 3 m

WL 4 3.8 m

WL 5 5 m

WL 6 6 m

Yükseklik Yarı Genişlik

Yükseklik Yarı Genişlik

Ayna - - - - - 2140 6650 7550 5700 7350 9450

0 - - - - - 3260 6900 7710 5700 7540 9450

½ - - - - 600 4250 7170 7820 5700 7700 9450

1 300 - - - 2280 5120 7400 7880 5700 7810 9450

2 300 - 1620 1620 4630 6440 7730 7900 5700 7900 9450

3 300 1580 3820 3830 6170 7280 7870 7900 5700 7900 9450

4 370 1740 3200 5500 7120 7730 7900 7900 5700 7900 9450

5 860 3140 4700 6620 7620 7870 7900 7900 5700 7900 9450

6 2120 4730 5920 7270 7820 7900 7900 7900 5700 7900 9450

7 3780 5900 6720 7580 7880 7900 7900 7900 5700 7900 9450

8 4900 6390 7100 7710 7895 7900 7900 7900 5700 7900 9450

9 5070 6400 7080 7720 7890 7900 7900 7900 5700 7900 9450

10 4700 6170 6880 7570 7840 7900 7900 7900 5700 7900 9450

11 4000 5680 6450 7240 7860 7830 7900 7900 5700 7900 9450

12 3130 4990 5820 6700 7250 7540 7800 7900 5700 7850 9450

13 2230 4230 5040 6000 6620 7000 7480 7750 5700 7670 9450

14 1400 3500 4220 5120 5770 6250 6950 7430 5724 7300 9474

15 750 2730 3380 4180 4800 5320 6180 6950 5753 6730 9503 7900

16 330 1990 2530 3220 3780 4280 5250 6225 5783 6000 9536 7890

17 130 1380 1830 2400 2850 3260 4150 5320 5812 5100 9575 7730

18 60 920 1320 1730 1960 2170 2930 4190 5841 3970 9623 7270

19 40 550 900 1290 1250 1140 1650 2790 5870 2650 9682 6410

19 ½ 40 380 700 1090 1050 610 970 2000 5885 1920 9715 5810

20 40 280 530 900 1000 - 320 1220 5900 1140 9748 5090

Şekil 4.8. En kesit alanları ve yüklü su hattı eğrileri

Yüklü su hattı eğrisi ve enkesit alanları eğrisi gemi kesitlerinin formu hakkında bilgi verebilir.

Herhangi bir konumda enkesit alanı değeri ile yüklü su hattı genişliği kesit formunun U veya V

formu olduğunu belirtecektir.

Enkesit alanları eğrisi altında kalan alan geminin su altı hacmini (deplasman hacmi) verecektir.

∫=∇L

0

dx)x(A

Burada A(x) gemi boyunca x konumundaki su hattı altındaki en kesit alanını göstermektedir.

Buradan blok katsayısı (CB) ve sephiye merkezinin boyuna konumu (LCB) aşağıdaki formüller

yardımı ile elde edilebilir.

∫

∫∫=

∇==

WL

WLWL

L

0

L

0

WLWLWLWL

L

0B

dx)x(A

dx)x(xALCB

TBLTBL

dx)x(AC

Benzer şekilde yüklü su hattı eğrisi altında kalan alan yüklü su hattı alanını verecektir.

∫=WLL

0WLWL dx)x(BA

T(x)

A(x)

B(x)

LCB

SAC

LWL

LCF

Burada B(x) gemi boyunca x konumundaki yüklü su hattı genişliği olup su hattı alan katsayısı

(CWP) ve yüzme merkezi (LCF) aşağıdaki formüller ile bulunabilir.

∫

∫∫===

WL

WLWL

L

0WL

L

0WL

WLWL

WL

WLWL

L

0WL

WL

dx)x(B

dx)x(xBLCF

BLA

BL

dx)x(BC

Blok katsayısı gemi su altı tekne formunun ne kadar dolgun olduğunun bir göstergesidir ancak kesit

formları aynı zamanda orta kesitin ne kadar dolgun olduğuna da bağlıdır. Orta kesitin dolgunluğunu

belirtmek üzere orta kesit alanını (veya maksimum alanı) su hattı genişliği ve gemi ortasındaki su

çekimine bölerek elde edilen orta kesit narinlik katsayısı kullanılır.

TBA

CWL

MM =

Burada AM orta kesit alanını göstermektedir. Böylece su altı prizmatik katsayısı aşağıdaki gibi

tanımlanabilir.

M

B

MWLWLMWLP C

CTCBLAL

C =∇

=∇

=

Böylece prizmatik katsayı tekne su altı hacminin, taban alanı orta kesit alanı ve yüksekliği gemi su

hattı boyu olan silindirin hacmine oranı olmaktadır. Aynı blok katsayısına sahip iki gemiden

prizmatik katsayısı küçük olan diğerine nazaran ortada daha dolgun, baş ve kıçta daha narin

olacaktır. Benzer bir mantıkla tekne su altı hacminin, taban alanı yüklü su hattı olan su çekimi

yüksekliğindeki silindire oranı düşey prizmatik katsayıyı verecektir.

WL

B

WLWLWLWLVP C

CTCBLTA

C =∇

=∇

=

Örnek 4.1. Boyu L ve taban yarıçapı R olan bir silindir su çekimi yarıçapa eşit olacak şekilde

yüzmektedir. Form katsayılarını bulun.

Blok katsayısı: 4RR2

2R

TBLLA

TBLC

2

WL

M

WLWLB

π=

π

==∇

=

Orta kesit katsayısı: 4RR2

2R

TBAC

2

WL

MM

π=

π

==

Prizmatik katsayı: 14/4/

CCC

M

BP =

ππ

==

Su hattı alan katsayısı: 1R2LR2L

BLA

CWLWL

WLWL =

××

==

Düşey prizmatik katsayı: 41

4/CCC

WL

BVP

π=

π==

Örnek 4.2. Aşağıda enkesiti verilen L boyunda bir lastik botun form katsayılarını hesaplayın.

Blok katsayısı: 928.012

8RL)RRR4(

L)RR44R2(

TBLLA

TBLC

2

WL

M

WLWLB =

+π=

++

+π

==∇

=

R

R

4R

R

Orta kesit katsayısı: 928.012

8R)RRR4(

RR44R2

TBAC

2

WL

MM =

+π=

++

+π

==

Prizmatik katsayı: 1CCC

M

BP ===

Su hattı alan katsayısı: 1RL6RL6

BLA

CWLWL

WLWL ===

Düşey prizmatik katsayı: 928.01928.0

CCC

WP

BVP ===

Örnek 4.3. Aşağıda enkesiti verilen L boyunda eşkenar üçgen şeklindeki dubanın form katsayılarını

hesaplayın.

Blok katsayısı: 5.0L

2355

L2

35521

TBLLA

TBLC

WL

M

WLWLB ===

∇=

Orta kesit katsayısı: 5.0

2355

2355

21

TBAC

WL

MM ===

Prizmatik katsayı: 1CCC

M

BP ==

Su hattı alan katsayısı: 1LBLB

BLA

CWLWL

WLWL ===

Düşey prizmatik katsayı: 5.015.0

CCC

WP

BVP ===

5m

Örnek 4.4. Aşağıda profil kesiti verilen ve bir dairesel silindir ve koniden oluşan dubanın orta

simetri ekseni su hattı olacak şekilde yüzmesi durumunda form katsayılarını hesaplayın.

Blok katsayısı: 6π

Hr4

Hrπ32

rr2H2

Hrπ61Hrπ

21

TBLLA

TBLC 2

222

WL

M

WLWLB ==

××

+==

∇=

Orta kesit katsayısı: 4π

r2

rπ21

TBAC 2

2

WL

MM ===

Prizmatik katsayı: 32

4π6π

CCC

M

BP ===

Su hattı alan katsayısı: 43

Hr4HrHr2

BLA

CWLWL

WLWL =

+==

Düşey prizmatik katsayı: 9π2

4/36/π

CC

CWP

BVP ===

Örnek 4.5. Temel geometrik özellikleri aşağıda verilen gemiye ait form katsayılarını hesaplayın.

Su hattı boyu LWL 200 m Su hattı genişliği BWL 22 m Su çekimi T 7 m Prizmatik katsayı CP 0.75 Yüklü su hattı alanı AWP 3500 m2

Deplasman tonajı Δ 23000 t Deniz suyu yoğunluğu ρ 1.025 t/m3

729.0025.1722200

23000TBLTBL

CWLWLWLWL

B =×××

=ρ

Δ=

∇=

795.022200

3500BL

AC

WLWL

WLWL =

×==

r

H H

972.075.0

729.0CC

CP

BM ===

Örnek 4.6. Enkesiti şekilde gösterilen 100 metre boyunda sabit kesitli dubanın form katsayılarını

bulun.

Orta kesit alanı: 2M m5.125.010

21110A =××+×=

Orta kesit alan katsayısı: 833.05.110

5.12TB

ACWL

MM =

×==

Deplasman hacmi: 3

WLM m12505.12100LA =×==∇

Blok katsayısı: 833.05.110100

1250TBL

CWLWL

B =××

=∇

=

Prizmatik katsayı: 1833.0833.0

CC

CM

BP ===

Su hattı alanı katsayısı: 11010010100

BLA

CWLWL

WLWL =

××

==

10m

1m

1.5m

Bölüm 5-1

5. YÜZEN CİSİMLERİN DENGESİ VE BAŞLANGIÇ STABİLİTESİ

5.1 GEMİYE ETKİYEN STATİK KUVVETLER

Bir deniz aracının dizaynında en temel gereklerden biri o deniz aracının görevi gereği taşıması

gereken yük veya yolcu ile tamamen yüklenmiş iken istenen su hattında yüzebilmesini sağlayacak

sephiyenin mevcut olmasıdır. Bunun kadar önemli ikinci bir zorunluluk deniz aracının değişik

yükleme durumlarında dik durabilmesini sağlayacak başlangıç stabilitesinin bulunmasıdır.

Sakin su yüzeyi üzerinde hareketsiz duran bir deniz aracına etkiyen iki temel kuvvet yukarıdan

aşağı yönlenmiş ağırlık kuvveti (W) ile aşağıdan yukarı yönlenmiş sephiye, deplasman (Δ)

kuvvetleridir. Geminin istenen su hattında dengede olabilmesi için bu su hattındaki sephiye kuvveti

ile toplam ağırlık birbirine eşit ve zıt yönlü olmalıdır. Bir gemiye etkiyen sephiye ve ağırlık

kuvvetleri Şekil 5.1 ’de şematik olarak görülmektedir.

Şekil 5.1. Deplasman tipi bir tekneye etkiyen kuvvetler

Denge koşulu sephiye ve ağırlık merkezlerinin aynı düşey doğru üzerinde olmasını zorunlu kılar.

Böylece gemi ağırlık ve sephiye merkezleri aynı düşey doğrultuda olacak şekilde uygun meyil ve

trim açılarında yüzecektir. Bu iki merkezin yatay ve boyuna konumları değiştirilerek istenen meyil

ve trim açıları elde edilebilecektir.

W

W

Δ

B

Δ

G B

G

Bölüm 5-2

Genelde bir geminin toplam ağırlığını kesin olarak bilmek genel olarak çok zordur. İnşa sırasında

gemiye konan tüm ağırlık grupları liste halinde toplanmakla birlikte pek çok kalem malzeme için

kesin ağırlık belirlemek zordur (Örneğin kablolar, boya, mefruşat, kaynak dikişleri gibi). Ağırlık

merkezinin düşey ve boyuna konumu ağırlık gruplarının istenen merkezlere göre statik momenti

alınarak bulunabilir. İnşa ve denize indirme sonrası yapılan bir meyil deneyi ile ağırlık ve ağırlık

merkezinin konumu net olarak belirlenir. Gemilerde genellikle ağırlık merkezinin enine konumu

merkez simetri hattı üzerinde bulunur.

5.2 GEMİNİN STATİK BAŞLANGIÇ STABİLİTESİ

Geminin herhangi bir dış kuvvet etkisi altında (örneğin yük yükleme veya boşaltma, su alma,

rüzgar, dalga gibi) ağırlık merkezinin konumunun değişmesi durumunda ağırlık ve sephiye

merkezleri arasındaki uzaklıktan dolayı bir moment oluşacaktır. Bu momentin etkisiyle sephiye

merkezi ağırlık merkezinin yeni konumu ile aynı düşey doğruya gelecek şekilde gemi meyil veya

trim yapacaktır. Oluşan moment gemiyi orijinal durumuna geri getirmeye çalışıyorsa Ağırlık ve

Deplasman kuvvetleri arasında pozitif GZ moment kolu oluşacaktır. Bu durumu Şekil 5.2.a.’da

görülmektedir. Eğer oluşan moment gemiyi yatırmaya çalışıyorsa negatif bir GZ vardır ve Şekil

5.2.b.’de görülen bu durumda oluşan moment gemiyi devirmeye çalışacaktır. Eğer GZ moment kolu

0 ise yanı ağırlık ve deplasman kuvvetleri aynı düşey doğru üzerinden etkiyorsa gemi bu meyil

açısında dengede kalacaktır. Farksız denge olarak adlandırılan bu durum Şekil 5.2.c.’de

görülmektedir.

(a) (b) (c)

Şekil 5.2. Deplasman tipi bir tekneye etkiyen kuvvetler

Bu durumda bir deniz aracının dengeli olarak yüzebilmesi için aşağıdaki iki koşulun sağlanması

gerektiği ortaya çıkmaktadır:

G,M

B

G

B

M

G

M

B

Bölüm 5-3

1. Yüzme koşulu gereği cismin ağırlığı taşırdığı suyun ağırlığına eşit olacaktır yani, Δ=W

2. Pozitif bir doğrultucu moment kolu (GZ) bulunacaktır, yani GZ≥0,veya GM≥0.

Bir geminin herhangi bir etken nedeni ile sancak veya iskele yönünde meyil yaptığını düşünelim.

Gemi meyil yaptıkça su altı formu ve buna bağlı olarak da su altı hacim merkezinin konumu

değişecek ve geminin toplam ağırlığı ve ağırlık merkezinin konumu sabit kabul edildiğinden ağırlık

ve sephiye kuvvetleri arasında bir kuvvet çifti yani moment oluşacaktır. Sephiye merkezinden su

hattına çizilen dikin orta simetri eksenini kestiği nokta metasantr noktası olarak adlandırılır ve M

harfi ile gösterilir. Metasantr noktası (M) ağırlık merkezinin (G) üstünde ise pozitif bir doğrultucu

moment oluşacaktır. Aksi durumda negatif bir devirme momenti oluşacaktır. Metasantr ile ağırlık

merkezinin çakışması halinde farksız denge durumu ortaya çıkacaktır. Bu durumda gemiyi

doğrultmaya veya devirmeye çalışan moment:

ϕΔ=Δ= sinGMGZMd

olacaktır. Burada ϕ meyil açısını göstermektedir. Meyil açısının küçük değerleri için (3-50) açının

tanjantı veya kendisi de kullanılabilir. Bu ifade ancak yaklaşık 10 dereceye kadar olan küçük meyil

açıları için geçerli olup daha büyük açılarda güvertenin suya girmesi veya omurganın sudan çıkması

nedeniyle M noktasının konumu değişeceği için daha detaylı hesaplar yapmak gerekecektir.

Başlangıç durumunda ve küçük meyil açılarında metasantr yüksekliği sephiye merkezi ve ağırlık

merkezinin omurgadan yüksekliği ve metasantr yüksekliği cinsinden aşağıdaki formül ile

hesaplanabilir:

0KGBMKBGM ≥−+=

Buradaki KB ve BM değerleri hidrostatik hesaplardan kolayca belirlenebilir. Böylece ağırlık

merkezinin omurgadan yüksekliğinin bilinmesi halinde gemide başlangıç stabilitesinin bulunup

bulunmadığı ve pozitif stabilite bulunması durumunda bunun aşırı olup olmadığı belirlenebilir.

Yukarıdaki ifade başlangıç stabilitesinin nasıl iyileştirilebileceği konusunda ipuçları vermektedir.

Burada hatırlanması gereken bir nokta aşırı yüksek GM değerlerinin her zaman istenmeyeceği ve

bazı sakıncaları olabileceğidir. Ağırlık merkezinin omurgadan yüksekliği (KG) başlangıç

stabilitesini negatif etkilemektedir. Yani KG’nin düşürülmesi başlangıç stabilitesini iyileştirecektir.

Bu amaçla aşağıdakilerden biri uygulanabilir:

Bölüm 5-4

Gemideki bazı ağırlık grupları daha aşağı konumlara indirilebilir.

Geminin ağırlık merkezinden daha aşağı bir konuma ek ağırlık alınabilir (örneğin balast suyu).

Gemi ağırlık merkezinden daha yukarıda bulunan bazı ağırlık grupları azaltılabilir (Örneğin üst

yapıda çelik yerine GRP veya alüminyum gibi hafif malzeme kullanma).

Gemi içindeki serbest yüzey miktarı azaltılabilir.

Başlangıç stabilitesini olumlu etkileyen KB ve BM değerleri ise tekne geometrisine bağlı olarak

iyileştirilebilir. Su hattı katsayısının arttırılması ile elde edilecek V kesitli formlar, düşük prizmatik

katsayısı ve voltalı su üstü formu KB’yi yukarı çekecek ve başlangıç stabilitesini iyileştirecektir.

Metasantr yarıçapı ∇

=IBM şeklinde bulunabilir. Burada I su hattı enine atalet momenti olup

31LBk şeklinde ifade edilebilir. Teknenin su altı hacmi de LBTk2 şeklinde ifade edilebileceğinden

metasantr yarıçapının genişliğin karesi ile değiştiği ortaya çıkar. Bu durumda başlangıç stabilitesi

üzerinde en büyük etkisi olan tekne form parametresinin olarak gemi genişliği olduğu ortaya

çıkmaktadır.

5.3 MEYİL DENEYİ VE SABİT STABİLİTE HESAPLARI

Bitmiş bir geminin ağırlık merkezinin gerçek konumu ve dolayısıyla metasantr yüksekliği (GM)

meyil deneyiyle bulunur.

Meyil tecrübesinde kalibre edilmiş ağırlıkların yerleri değiştirilerek bilinen bir meyil yaratılır. Bu

momente karşı geminin yaptığı meyil bir sarkaçla ölçülür. Sarkaçla yapılan ölçümde (bk. Şekil 5.3)

sarkaç boyu ve sapma miktarı bilindiğinden, θ meyil açısı olmak üzere

tan θ = Sapma miktarı / sarkaç boyu olarak bulunur. Meyil momenti =W ⋅ d olduğundan ve bu meyil momenti Doğrultma momenti = Δ ⋅ GZ = Δ ⋅ GM ⋅ sin θ ile karşılanacağından

Bölüm 5-5

W ⋅ d = Δ ⋅ GM ⋅ sin θ olur. Küçük açılar için sin θ ≅ tan θ ≅ θ olduğundan

θ⋅Δ⋅

=tan

dWGM

ilişkisinden hesaplanır.

Şekil 5.3 Meyil Deneyi

Meyil deneylerinde ağırlık ilk hareket ettirildiğinde gemi boy ekseni etrafında yalpa (=roll) hareketi

yapar ve bu hareket zaman içinde sönümlenerek sabit meyil açısı haline gelir. Yalpa hareketinin

doğal periyodunun ölçülmesi de meyil deneyinin bir parçasıdır. Bir geminin doğal yalpa periyodu

GMKT 108.1

≅

ifadesiyle verilir. Burada T yalpa periyodu ve K geminin jirasyon yarıçapıdır. Gemilerin jirasyon

yarıçapı gemi genişliğinin bir yüzdesi cinsinden

K = kB

olarak ifade edilir ve genelde k katsayısı 0.35 – 0.45 aralığında değer alır. Ortalama değerler

kullanıldığında

GMBT 42.0

≅ iyi bir yaklaşık değer verir.

sarkaç

cetvel

Bölüm 5-6

5.4 YARALANMA VE BÖLMELEME

Gemilerin çatışma, karaya oturma, patlama, yanlış yükleme dolayısıyla dış kabuğunun

bütünlüğünün bozulması deniz suyunun istek dışında tekne içine girmesi “yaralanma (=flooding)”

olarak tanımlanır. Yaralanma sonucunda gemiye giren su hem geminin ağırlığını arttırarak

fribordunun azalmasına sebep olur ve hem de geminin stabilitesinin yok olması sonucu

devrilmesine neden olabilir.

Dolayısıyla geminin bütünlüğünün korunması ve bu bütünlüğünün bozulması sonucunda ortaya

çıkacak kötü etkilerin sınırlandırılması için kurallar konulmuş ve geminin su geçmez bölmelere

sahip olması zorunlu hale getirilmiştir. Gemiyi bölmelemek için kullanılan su geçmezlik (=water

tightness) özelliği istenen bu yapılara su geçmez perdeler denir.

ÖRNEKLER Örnek 5.1:

Dikdörtgen kesitli homojen bir kütük ρ1 yoğunluğunda bir malzemeden yapılmış olup boyu L,

genişliği B ve derinliği D’dir. Bu kütüğün yoğunluğu ρ0 olan bir sıvıda dengeli olarak yüzebilmesi

için

a) B/D ile ρ1 / ρ0 arasında nasıl bir bağıntı olmalıdır?

b) B/D = 1 ise ρ1 / ρ0 oranı ne olmalıdır?

c) ρ1 / ρ0 = 0.5 ise B/D oranı ne olmalıdır?

Bölüm 5-7

Çözüm : a) Yüzme koşulu gereği Δ = W olmalıdır. Buradan LBT ρ0 =LBD ρ1 yazılabilir.

0

1

DT

ρρ

= (1)

Denge koşulu gereği GM > 0 olmalıdır. Buradan GM = KB+BM-KG > 0

2TKB =

2DKG =

T12B

TBL12

LBIBM

2

3

==∇

=

02D

T12B

2TGM

2>−+= => 0

T12TD6BT6GM

22>

−+=

T sıfır olamayacağından

0TD6BT6 22 >−+ şartı sağlanmalıdır. (1) ifadesinin yerine konulmasıyla aşağıdaki ifade elde edilir.

0D6BD60

1222

0

12 >⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ρρ

−+⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ρρ

Her iki tarafı D2 ile bölersek

2

0

1

0

12

266

DB

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ρρ

−⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ρρ

> => ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ρρ

−⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ρρ

>0

1

0

1 16DB

b) B/D=1 => ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ρρ

−⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ρρ

>0

1

0

1 161

ρ1 / ρ0 = t diyelim. Bu durumda A = 6 t2 – 6 t +1 > 0 denklemi elde edilir. Bu denklemin kökleri t1 = 0.21 t1 = 0.79

1DT≤ olması gerektiğinden 1t

0

1 ≤=ρρ olmalıdır. Bu durumda denge koşulu aşağıdaki aralıklarda

sağlanabilir:

21.000

1 <ρρ

< ve 179.00

1 <ρρ

<

c) ρ1 / ρ0 = 0.5 ise

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛>

211

216

DB =>

23

DB>

Bölüm 5-8

Örnek 5.2 : İkizkenar üçgen kesitli homojen bir kütük ρ1 yoğunluğunda bir malzemeden yapılmış olup boyu L,

genişliği B ve derinliği D’dir. Bu kütüğün yoğunluğu ρ0 olan bir sıvıda dengeli olarak yüzebilmesi

için

a) B/D ile ρ1 / ρ0 arasında nasıl bir bağıntı olmalıdır? b) B/D = 2 ise ρ1 / ρ0 oranı nedir?

Çözüm : a) Yüzme koşulu gereği Δ = W olmalıdır. Buradan

1010 DBTbDBL21TbL

21

ρ=ρ⇒ρ=ρ

DTBb

DB

Tb

=⇒=

b değerinin yukarıdaki ifadede yerine konması ile

10 DBTDTB

ρ=ρ

0

1

0

12

2

DT

DT

ρρ

=⇒ρρ

= (1)

Bölüm 5-9

Denge koşulu gereği GM > 0 olmalıdır. Buradan

3T2KB =

3D2KG = 2

22

22

2

3

D6BT

T6D

TB

T6b

TbL21

12Lb

IBM ====∇

=

( ) ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −>⇒−>⇒>−+= 1

TD4

DBTD

32

DB

6T0

3D2

D6BT

3T2GM 2

2

2

2

2

2

(1) ifadesi yerine konursa

12DB

TD

1

0

1

0 −ρρ

>⇒ρρ

=

b) B/D=2 ise

25.021220

1

1

0

1

0 >ρρ

⇒ρρ

>⇒−ρρ

>

T<D olması gerektiğinden ρ1 < ρ0 olmalıdır ve buradan 125.00

1 <ρρ

< koşulu elde edilir.

Örnek 5.3

Boyu L, genişliği B, derinliği D olan ρ1 yoğunluğunda bir malzemeden yapılmış ikizkenar üçgen

kesitli homojen bir kütük üzerine aynı boy ve genişlikte ve 3D/4 derinlikte ρ1/2 yoğunlukta

malzemeden yapılmış dikdörtgen kesitli bir kütük eklenmektedir. Sistemin yoğunluğu ρ0 olan bir

sıvı içinde 3D/2 su çekimi ile yüzebilmesi için gerekli B/D ve ρ1/ ρ0 oranları nedir?

Bölüm 5-10

a) Yüzme koşulu gereği Δ = W olmalıdır. Buradan

000 21

21 ρρρ DBLDBLDBL =+=Δ

11

1 87

243

21 ρ

ρρ DBLDBLDBLW =+=

87DBL

87DBL

1

010 =

ρρ

⇒ρ=ρ

Denge koşulu gereği GM>0 olmalıdır. Buradan

DDBL

DDDBLDDBLKBKBKB

242342

132

21

21

2211 =⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +×+×

=∇+∇∇+∇

=

DDBLDBL

D

DDBLDDBL

WWKGWKGWKG

168163

83

21

24

3

83

32

21

11

11

21

2211 =+

⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

+×+×

=++

=ρρ

ρρ

DB

DBL

BLIBM

1212

2

3

==∇

=

71

841

120

168163

122423

2

22

>⇒>⇒>−+=−+=DB

DBD

DBDKGBMKBGM

Örnek 5.4 :

25 m. boyundaki SWATH tipi bir teknenin deplasmanı 300 tondur. Teknenin en kesiti aşağıdaki

şekilde olup ağırlık merkezinin omurgadan yüksekliği KG = 1.85 metre ve deniz suyu yoğunluğu

1.025 t/m3 olarak verilmektedir. Bu teknenin dengeli olarak yüzebileceğini gösterin.

Bölüm 5-11

Öncelikle teknenin yüzdüğü su hattını belirleyelim. ( ) .5.1300263.02 mhLhr =⇒=××××+ ρπ T = 2 x r + h = 2.5 +1.5 = 4.0 m. Denge koşulu gereği GM>0 olmalıdır. Buna göre

( )( )( ) 573.1

63.05.125.122/5.15.263.05.125.125.12

2

2

21

2211 =×+×××

+××+××××=

∇+∇∇+∇

=π

πL

LKBKBKB

.676.0025.1/300

25.263.02512

63.025 23

mIBM =×⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡××+

×

=∇

=

.4.085.1676.0573.1 mKGBMKBGM =−+=−+= GM > 0 olduğundan tekne dengeli olarak yüzebilir. Örnek 5.5 :

Deplasmanı 5000 ton ve kalıp genişliği 14m. olan bir kimyasal tankerin ağırlık merkezinin

konumunu belirlemek amacıyla meyil deneyi yapılmıştır. Deney sırasında 5m. uzunluğunda bir

sarkaç ve 6 ton ağırlığında bir çelik blok kullanılmıştır. Blok bulunduğu konumdan 6m. iskele

yönünde hareket ettirilince sarkaç 60 mm. sapmıştır. Bu durumda geminin metasantr yüksekliğini

ve doğal yalpa periyodunu bulunuz.

Bölüm 5-12

tan θ = Sapma miktarı / sarkaç boyu = 0.06 / 5 = 0.012 Geminin metasantr yüksekliği;

.6.0012.05000

66tan

mdWGM =××

=⋅Δ⋅

=θ

Doğal yalpa periyodu ;

59.76.01442.0

GMB42.0T =

×=≅ olarak bulunur.

Bölüm 6-1

6. GEMİ DİRENCİNİN BİLEŞENLERİ

6.1. GİRİŞ

Gemi direncinin bir mühendislik problemi olarak tanımlanabilmesi için direncin oluşumu,

bileşenleri ve bunları etkileyen faktörlerin belirlenebilmesi ve verilen bir form için belirlenen hız

aralığında deneysel ve/veya nümerik yöntemlerle hesaplanabilir olabilmesi gerekir.

GEMİ ÖLÇÜMLERİ MODEL DENEYLERİ Yöntemler • Standart kabul tecrübeleri • Özel tecrübeler Problem • Çevre şartları kontrolsüz • Ölçülebilir faktörler • Özel ölçüm maliyeti Avantaj • Gerçeklenen değerler

Umulan Gemi Performansı

Model Deney Sonucu

Yöntemler • Standart deneyler • Sistematik deneyler • Araştırma deneyleri • Gözlemsel deneyler Problem • Ölçek etkileri • Ölçülebilir faktörler Avantaj • Çevre şartları kontrolü

EKSTRAPOLASYON

Ölçüm Veriler

Ölçüm Yöntemi

Ve Hesaplar

Model sonuçlarından Gemi sonuçlarını elde etme

Deney Dizaynı

Sistematik ve Dağınık

Veri

Yöntem

ANALİTİK / NÜMERİK MODELLEME Yöntemler • Teorik hesaplamalar • Ampirik hesaplamalar • Ölçek etkilerinin hesabı

Problem • Hesaplamaların deneysel sonuca uyumu Avantaj • İstenen her büyüklüğün her ölçekte

hesaplanabilmesi

Şekil 6.1. Gemi direnci incelemesinde bilgi akış çevrimi

Bugün teori, nümerik yöntemler, deneysel teknikler ve araştırma imkanlarına rağmen direnci

etkileyen faktörlerin tümüyle değerlendirilmiş olduğunu ve ölçek probleminin çözüldüğünü

söylemek mümkün değildir. Konunun gelişimi yönünden bilgi akışı ve etkileşim Şekil 6.1’de

şematik olarak gösterilmiştir.

Bölüm 6-2

Ölçek etkisi yönünden direnç bileşenlerinin ayrımı ve bunun model-gemi ekstrapolasyonunda ilk

kullanımı Froude tarafından ortaya konmuştur. Bugün Froude hipotezi olarak adlandırılan bu

yöntemde toplam direnç sürtünme ve artık direnç olarak ikiye ayrılmış; sürtünme direncinin gemi

ıslak alanıyla aynı alandaki bir eşdeğer levha direncine eşit olduğu kabul edilmiş ve toplam direnç

ile sürtünme direnci arasındaki fark ise artık direnç olarak tanımlanmıştır. Froude’dan sonra

kullanılması gerekli sürtünme direnç katsayısı üzerinde uzunca tartışmalar yapılmış, değişik

formüller önerilmiş ve kullanılmış ise de bugün dahi pek çok deney tankı bu temel yaklaşımı

kullanır. Bu yaklaşımdan doğan farkların değerlendirilmesi için bir ekstrapolasyon faktörü (1+x)

yaratılmış ve mevcut veriler kullanılarak (1+x) için ampirik formüller elde edilmiştir.

Bugün mevcut yaklaşımda toplam direncin normal (basınç) ve teğetsel (sürtünme gerilmeleri)

bileşenlerden oluştuğu genel hipotezi altında Şekil 6.2’de gösterildiği şekilde değerlendirilmesi

benimsenmiştir.

TOPLAM DİRENÇ

BASINÇ DİRENCİ SÜRTÜNME DİRENCİ

VİSKOZ BASINÇ DİRENCİ

DALGA DİRENCİ VİSKOZ DİRENÇ

Şekil 6.2. Direncin kavramsal modellenmesi

Bu genel kavramsal tanım çerçevesi içinde dahi gözlenen oluşumları da dikkate alarak aşağıda

belirtilen direnç bileşenlerinden bahsetmek mümkündür.

Sürtünme Direnci (Frictional Resistance), RF : Sürtünme direnci, gemi ıslak yüzeyi üstündeki

teğetsel gerilmelerin gemi hareket yönünde toplanması ile elde edilen direnç bileşenidir.

Bölüm 6-3

Artık Direnç (Residuary Resistance), RR : Artık direnç, teknenin toplam direncinden herhangi bir

özel formül ile hesaplanan sürtünme direncinin farkının alınması ile elde edilen bir niceliktir. Genel

olarak, ticari gemilerin artık direncinin önemli bir bölümü dalga yapma direnci olacaktır.

Viskoz Direnç (Viscous Resistance), RV : Viskoz direnç, viskozite etkisinden dolayı harcanan enerji

ile ilişkili olan direnç bileşenidir. Viskoz direnç bileşenini belirlemek için pek çok yaklaşım vardır.

Aşağıda üç yaklaşım kısaca tanımlanmıştır.

Çok küçük Froude sayılarında dalga direnci sıfıra yaklaştığı ( )0→wC düşüncesi ile toplam direnç

katsayısının asimtotik davranışından viskoz direnç faktörü için bir değer türetilebilir. Bu değer form

faktörü olarak tanımlanır ve asimtotik değer bulmada en çok kullanılan metod, Prohaska (1966)

tarafından önerilen, Fn CF /4 sayılarına karşı CT/CF oranın grafiğinin çizilmesi şeklindedir: Bu

diyagramdaki noktalara uydurulan doğru Hughes tarafından önerilen aşağıdaki formüldeki form

faktörünü verecektir :

WVT CCC +=

( ) FV CkC += 1

0→nF gittiğinden 4~ nW mFC

( ) FnFT CmFkCC /1/ 4++≈

Uygun eksenlerde çizilmiş olan CF eğrisi çok düşük hızlarda CT eğrisine teğet olacak şekilde bir

sabit ile yani (1+k) ile çarpılır. Böylece CV= (1+k) CF elde edilir.

Bir modeldeki viskoz kayıplar teknenin önündeki ve arkasındaki enine düzlemler arasındaki

momentum akışındaki değişim ile sonuçlanacaktır. Bu viskoz direnç olarak adlandırılır. Bazı

literatürlerde iz direnci (wake resistance) olarak geçer.

Basınç Direnci (Pressure Resistance), RP : Basınç direnci, gemi ıslak yüzeyi üstündeki, gemi

hareket yönüne normal gerilmelerin toplanması ile elde edilen direnç bileşenidir.

Bölüm 6-4

Viskoz Basınç Direnci (Viscous Pressure Resistance), RPV : Viskoz basınç direnci, viskozite ve

girdaplardan dolayı normal gerilme bileşenlerinin toplanması ile elde edilen direnç bileşenidir. Bu

büyüklük tamamen su içindeki cisimler hariç (burada basınç direncine eşit), doğrudan ölçülemez.

Dalga Yapma Direnci (Wavemaking Resistance), RW : Dalga yapma direnci, gravite dalgaların

üretilmesinden harcanan enerji ile ilişkili olan direnç bileşenidir.

Şekil 6.3. P noktasında hareket eden bir cisim tarafından sebep olunan Kelvin dalga grubunun dalga

tepeleri

Bölüm 6-5

Sekil6.4

Sekil 6.5

Dalga Formu Direnci (Wave Pattern Resistance), RWP : Dalga formu direnci, serbest su

yüzeyindeki hız alanı ve bu yüzden akışkanın momentumunu lineer teori yolu ile elde edilen dalga

formları ile ilişkilendirilebileceği varsayılarak, gemi veya modelden uzaklaşan dalga genliklerinin

ölçümlerinden çıkarılan direnç bileşenidir. Bu şekilde çıkarılan direnç dalga kırılma direncini

içermez.

Dalga Kırılma direnci (Wavebreaking Resistance), RWB : Dalga kırılma direnci, gemi baş

dalgalarının kırılması ile ilgili olan bir dalga direnci bileşenidir.

Serpinti Direnci (Spray Resistance), RS : Serpinti direnci, serpinti oluşmasından dolayı harcanan

enerji ile ilişkili bileşenidir.

Bölüm 6-6

Şekil 6.6. Gemi direnci bileşenleri

Takıntı Direnci (Appandage Resistance) : Bu, şaft göbeği, şaft braketleri ve şaft; yalpa omurgası;

dümen gibi takıntıların direncidir. Fiziksel model kullanıldığı zaman, genellikle takıntılar

modellere takılır ve o zaman takıntı direnci ölçülen direncin içinde mevcut olacaktır. Eğer tekneye

takılmış herhangi bir takıntı yoksa direnç yalın (bare) tekne direnci olarak adlandırılır.

Pürüzlülük Direnci (Roughness Resistance) : Bu, pürüzlülükten dolayı olan dirençtir. Örneğin, gemi

yüzeyindeki korozyon ve kirlenmenin doğurduğu direnç artışları bu tipin örnekleridir.

Hava Direnci (Air Resistance) : Bu, ana teknenin su üstündeki kısmının ve üst yapıların geminin

hareketinden dolayı havadan gördükleri dirençtir.

Rota Direnci (Steering Resistance) : Düz bir rota hattını sürdürebilmek için, genelde rota

düzeltmede dümenin kullanılması gerekir. Dümeni kullanmak, rota direnci olarak adlandırılan ek

bir dirençle sonuçlanacaktır.

Ayrıca, çevreyle direnç arasında bir ilişki vardır. Bir gemi sınırlı bir suda hareket ettiğinde, suyun

sınırları cisme yeterlice yakınsa gemi direncini etkiler. Su derinliğinin sığ su etkisi diye adlandırılan

bir etkisi vardır.

Bölüm 6-7

6.2 GEMİ SEVKİ

Geminin ileri hareketi bir (veya birkaç) pervane veya eşdeğeri sevk donanımı vasıtasıyla elde edilen

itme kuvvetinin (= thrust) gemi direncini yenmesi ve istenen hızı temini ile sağlanır. Genelde,

gerekli olan itme kuvveti T, o hızdaki toplam direnç RT’den daha büyüktür. Bunun sebebi pervane

etrafındaki akım ve tekne-pervane etkileşimidir.

Pervane Etrafındaki Akım: Geminin ileri doğru hareketi sonucu gemi etrafında oluşan akım içinde

viskozite etkileri dolayısıyla kenar tabaka (= boundary layer) denilen bir bölge oluşur. Kenar tabaka

içinde izafi hız değişimi yüksek olup, gemiye bağlı bir koordinat sisteminde gemi yüzeyinde izafi

hız sıfır iken kenar tabaka sınırında bu izafi hız gemi hızı değerine yaklaşır. Kenar tabaka kalınlığı

geminin boy istikametinde ilerledikçe artar ve gemi pervanesinin bulunduğu bölgede pervane

çalışma alanının önemli bir bölümü bu kenar tabaka içinde kalır. Dolayısıyla, pervanenin bulunduğu

yerde çapı pervane çapına (d) eşit bir daire içinde kalan alandaki ortalama hız VA geminin ilerleme

hızından daha düşük bir değer alır. Bu hıza pervane ilerleme hızı denir. Gemi hızı ile pervane

ilerleme hızı arasındaki fark efektif iz hızı (effective wake velocity) olarak tanımlanır ve bu hızın

gemi hızına oranı iz katsayısı (=wake fraction coefficient) olarak bilinir, yani

w1VVveya

VVVw AA −=

−=

İz katsayısının nümerik değeri özellikle kıç formunun dolgunluk ve şekline, pervane yeri ve çapına

bağlı olarak değişir ve geminin sevk verimi üzerinde önemli etkisi vardır. Genelde pervane çapı

büyüdükçe iz değeri azalır. Tek pervaneli ticaret gemilerinde iz katsayısı 0.20 ile 0.45 arasında

değişir. İz katsayısının çok yüksek olması ve akım düzensizliğinin bulunması halinde pervanenin

kavitasyon yapması ve problem yaratması olasılığı yüksektir.

İtme Azalması. Pervane çalıştığında önündeki su kütlesi üzerinde bir emme etkisi yaratır. Bu etki

sonucunda gemi direncinde bir artış ortaya çıkar. Tarihi sebeplerle bu direnç artışı (T - RT) pervane

itmesinin azalması olarak tanımlanır ve bu farkın itme kuvvetine oranına itme azalması veya emme

katsayısı (= thrust deduction coefficient) denir.

Bölüm 6-8

TRTt T−

=

Genelde itme azalma katsayısı gemi kıç formuna bağlı olarak değişir ve itme katsayısı arttıkça bu

katsayı da artar. Tek pervaneli ticaret gemilerinde itme azalma katsayısı 0.12 ile 0.30 aralığında

değişir. Birden fazla pervaneli gemilerde itme azalma katsayısı çok daha düşük değerler alır.

6.3 VERİMLER

Tekne Verimi (= Hull Efficiency) ηH. Tekne verimi efektif gücün (yani gemiyi yedekte çekmek için

kullanılan güç) PE = RT · V’nin pervanenin itme dolayısıyla verdiği güce, yani PT = T · VA’ ya

oranıdır.

w1t1

V/VT/R

VTVR

PP

A

T

A

T

T

EH −

−==

⋅⋅

==η

Tek pervaneli gemilerde tekne verimi 1.1 ile 1.4 arasında değerler alır. Yüksek sevk verimi

değerleri daha dolgun formda gemilerde ortaya çıkar. Çift pervaneli gemilerde Hη değeri 0.95 ile

1.05 değerleri arasında değişir.

Pervane Verimi (Propeller Efficiency) ηo. Pervane verimi pervaneye verilen gücün ne kadarının

pervane tarafından gemi sevki için kullanıldığını gösteren orandır. Genelde pervane verimini ölçme

deneyleri kavitasyon tünelinde üniform akımla yapıldığından ölçülen bu verime pervane açık su

verimi (propeller open water efficiency) denir ve oη ile gösterilir. Bir pervanenin açık su verimi

pek çok faktöre bağlıdır. Bu faktörlerden en önemlileri pervane ilerleme hızı (VA), pervaneden

beklenen itme (T), pervane çapı (d) ve devri (n) ile pervane kanat alan oranına bağlıdır. Tipik bir

pervanede, pervane açık su verimi 0.35 ile 0.70 arasında değişir. Şekil 6.5’de tipik pervane verim

eğrileri verilmiştir. Bu grafikte J ile pervane ilerleme katsayısı gösterilmiştir.

Bölüm 6-9

Şekil 6.7. Pervane açık su verim eğrileri

Gerçekte bir gemi kıçındaki akım üniform değildir ve VA ortalama bir değerdir. Dolayısıyla gemi

pervanesi tarafından yaratılan itme ve moment açık su deneylerinde gözlemlenen değere göre

farklar gösterir. Gerçek pervane verimi ηB (=PT / PD) ile gösterilir ve ηB/ηo oranına izafi dönme

verimi (relative rotative efficiency) denir ve ηR ile gösterilir. Bir anlamda ηR dizaynı yapılan

pervanenin iz dağılımına uyumunu gösterir ve normal olarak 0.97 – 1.08 değerleri arasında kalır.

Sevk Verimi (Propulrive Efficiency) ηo. Sevk verimi gemiyi yedekte çekme için kullanılan gücün

(PE = RT · V) gemi pervanesinde kullanılan güce (PD) oranıdır. Bu ifade

ROHBHD

T

T

E

D

ED P

PPP

PP ηηηηηη ⋅⋅=⋅===

olarak ortaya çıkar. Dolayısıyla sevk verimi üç verimin çarpımı olarak ortaya çıkar. Genelde hem iz

katsayısı nispeten yüksek ve hem de iz dağılımı mümkün olduğu kadar üniform olan formlarda

yüksek sevk verimi elde etmek mümkündür.

Pervane verimi

Küçük tanker

Büyük tanker

Ilerleme katsayısı

Dev/dak

Bölüm 6-10

Mekanik Verim (Shaft or Mechanical Efficiency) ηS. Makina tarafından üretilen gücün bir bölümü

sürtünme ve benzeri sebeplerle dişlilerde ve yataklarda kaybolmaktadır. Makinadan çıkan gerçek

güç fren gücü (brake power) olarak bilinir ve PB ile gösterilir. Pervaneye verilen sevk gücünün fren

gücüne oranına ise mekanik verim denir (ηS= PD / PB). Genelde, sevk sistemi aranjmanına bağlı

olmak üzere mekanik verim 0.985 – 0.95 aralığında değişir ve tek pervaneli gemi dizayn

hesaplarında 0.97 olarak alınır.

Toplam Verim (Total Efficiency) ηT. Gemi makinasının seçimi yönünden önemli olan güç fren

gücüdür. Dolayısıyla deney veya hesapla bulunan efektif güç (PE) ve pervane sevk gücünün (PD)

fren gücüne değiştirilmesi gerekmektedir. Toplam verim efektif gücünün fren gücüne oranı olarak

tanımlanır.

SROHB

D

D

E

B

ET P

PPP

PP ηηηηη ⋅⋅⋅===

Hızlar (Velocity) Gemi hızı (Ship’s speed) : V Pervaneye gelen suların hızı (Arriving water velocity to propeller) : VA Efektif iz hızı (Effective wake velocity) : VW = V - VA

İz katsayısı (Wake fraction coefficient) : w = V

VV A−

Kuvvetler (Forces) Toplam direnç (Towing resistance) : RT İtme kuvveti (Thrust force) : T Pervane itmesinin azalması (Thrust deduction fraction) : F = T - RT

Emme katsayısı (Thrust deduction coefficient) : T

RTt T−=

Bölüm 6-11

Sekil 6.8

Güç (Power) Efektif güç (Effective (Towing) power) : PE = RT x V Pervanenin itme dolayısıyla verdiği güç (Thrust power delivered by the propeller to water)

: PT = PE / ηH

Gemi pervanesinde kullanılan güç (Power delivered to propeller) : PD = PT / ηB Fren gücü (Brake power of main engine) : PB = PD / ηS Verimler (Efficiencies)

Tekne verimi (Hull efficiency) : w1t1

H −−

=η

İzafi dönme verimi (Relative rotative efficiency) : ηR Açık su pervane verimi (Propeller efficiency – open water) : ηO Gerçek pervane verimi (Propeller efficiency – behind hull) : ηB : ηO x ηR Sevk verimi (Propulsion efficiency) : ηD : ηH x ηB Mekanik verim (Shaft efficiency) : ηS Toplam verim (Total efficiency) : ηT

SROHSBHB

D

D

T

T

E

B

ET P

PPP

PP

PP

η×η×η×η=η×η×η=××==η

6.4 MAKİNA SEÇİMİ VE SEÇİLECEK MAKİNA GÜCÜ

Geminin makina seçiminde önemli olan unsur, elde edilen güçle geminin istenen seyir hızını

sağlayabilmesidir. Gemi dizel motorlarında makina gücü makinanın en fazla devamlı gücü

(=maximum continuous rating) veya MCR olarak belirtilir. Ancak hem makina üreticileri ve hem

de gemi işletmecileri makinayı devamlı olarak bu güçte çalıştırmak istemez. Zira böyle bir çalışma

rejiminde yedek parça kullanımı artar ve kısa zamanda makinada performans düşüklüğü ortaya

Bölüm 6-12

çıkar. Dolayısıyla bir servis gücü (=service rating) MSR ve servis kullanım oranı ortaya çıkar.

Genelde

MSR ≅ 0.85 – 0.90 MCR

olarak seçilir.

Ayrıca makina fren gücü temiz tekne ve sakin hava ve deniz koşulları için tanımlanmıştır. İşletme

esnasında tekne kirlenir (pürüzlenme, yosun v.s.) ve hava-deniz şartları da devamlı sakin değildir.

Dolayısıyla bu farklılıklar için de bir pay bırakmak gerekir. Bu paya deniz veya servis payı (= sea

or service margin) denir ve genelde yüzde 15 olarak seçilir.

Sonuç olarak

MSR = (1+deniz payı)⋅PB + PTO gücü

olarak tanımlanır. Burada PTO gücü şafttan bir dişli vasıtasıyla güç alınarak çalıştırılan şaft

jeneratörü ve benzeri donanımlar için kullanıldığı güçtür. Bu tanımlardan sonra makina seçiminde

kullanılacak MCR değeri

90.0veya85.0MSRMCR ≥

olarak ortaya çıkar.

MODEL DENEYLERİ

Şekil 6.9’da çekme deneyi ve şekil 6.10’da model etrafındaki su akışını gösteren deneylerin

resimleri verilmiştir.

Bölüm 6-13

Şekil 6.9. Çekme deneyi

Bölüm 6-14

Şekil 6.10. Özel bir boyanın suyun akışına göre model üzerinde dağıldığı deney

Bölüm 6-15

PERVANELER

Sekil 6.11’de kanat sayıları ve şekilleri değişik pervaneler için örnek resimler verilmiştir.

Bölüm 6-16

Bölüm 6-17

Sekil 6.11

Bölüm 7-1

7. TONAJ, FRİBORD VE GÖRÜNÜR İŞARETLER

7.1 GROS VE NET TONAJ

Dünyada ilk tonaj tanımı 1423 yılında Britanya hükümetinin ticaret gemilerinin taşıdıkları

yükten vergi almak için çıkardığı yasa ile gündeme gelmiştir. Bu tarihten itibaren denizci

devletlerin hepsi kendi kontrollerindeki gemi ve limanlarda uygulanmak üzere tonaj tanımları

çıkarmışlar ve gemi sahipleri (ve dolayısıyla dizaynerler) ise tonajı düşük tutabilmek için

tanımların verdiği esneklikleri kullanmışlardır. Zaman içerisinde uluslararası alanda kabul

edilebilir ve üniform bir sisteme ihtiyaç olduğu kabul edilmiş ve IMO (Intergovermental

Maritime Organisation – Uluslararası Denizcilik Örgütü) tarafından 1969 yılında organize

edilen “International Conference on Tonnage Measurement of Ships (ICTM – 69)”

(Uluslararası Tonaj Ölçüm Konferansı) adlı toplantıda bugün de uygulanmakta olan Gros ve

Net Tonaj tanımları kabul edilmiştir.

Gros Tonaj (GT) (Gross Tonage): Geminin hacimsel kapasitesinin bir ölçüsü olup, tekne,

üstyapı ve tüm kapalı alanların hacimlerinin toplamından oluşur. Bu tonaj havuzlama, pilot

hizmetleri ve sörvey işlemlerinde esas alınır. Gros tonaj aşağıdaki formüle göre hesaplanır:

GT = K1 V

Burada V geminin tüm kapalı alanlarının m3 olarak hacmi ve

K1 = 0.2 + 0.02 log10 V

şeklinde tanımlanmıştır.

Ön dizayn aşamasında toplam hacmin güverte altı hacmi ( VU) ve üst yapı hacmi (VH) toplamı

olduğu, yani; V = VU + VH kabulüyle VU yaklaşık olarak

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −Δ= 115.0

TD25.1VU

formülü yardımıyla hesaplanarak ilk yaklaşık iç hacim tahmini yapmak mümkündür.

Bölüm 7-2

Net Tonaj (NT) (Net Tonnage): Geminin para kazanma kapasitesinin bir ölçüsü olup kargo

bölümlerinin toplam hacmi ile yolcu sayısına bağlı olarak hesaplanır. Liman ve kargo

vergilerinde bu tonaj esas alınır. Net tonaj aşağıdaki formüle göre hesaplanır:

⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛ ++⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

10N

NKD3T4VKNT 2

13

2

c2

Burada: Vc : Kargo taşınan alanların m3 olarak hacmi, T : Geminin m olarak ortalama su çekimi D : Geminin m olarak ortalama derinliği K2 = 0.2 + 0.02 log10 Vc

K3 = 1.25 ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +

10000GT1

N1 : 8 yatağa kadar kapasiteli kabinlerde kalan yolcu sayısı N2 : N1’in dışında kalan yolcu sayısı Ayrıca aşağıdaki koşullar sağlanmalıdır:

• 2

D3T4⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ≤ 1

• K2 Vc GT25.0D3T4 2

≤⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

• NT ≥ 0.30GT • N1 + N2 ≤ 12 ise N1 = 0 ve N2 = 0 alınır.

Yine ön dizayn hesaplarında kargo alanları hacminin daha önce yaklaşık formülü verilen VU

hacminin %66’sı olduğu yaklaşımı genelde yararlı sonuç verir.

Geminin hizmete girmesinden önce Bayrak devleti yapılan hesapların kontrolünü yaparak

tasdikli bir Uluslararası Tonaj Sertifikası (International Tonnage Certificate) verir. (Bakınız

Şekil 7.1 a ve b).

Ancak bugün dahi Panama ve Süveyş Kanallarının ayrı birer tonaj tanımı vardır ve bu

kanallardan geçerken verilen kanal geçiş ücretleri bu özel tonajlara göre tayin edilir.

Bölüm 7-3

Şekil 7.1 – a Uluslararası tonaj sertifikası

Bölüm 7-4

Şekil 7.1 – b Uluslararası tonaj sertifikası

Bölüm 7-5

7.2 FRİBORD VE İLİNTİLİ İŞARETLER

Bir geminin gemi ortasında (mastoride) en üst devamlı güvertesi ile müsaade edilen yüklü su

hattı arasındaki yükseklik farkı fribord (= freeboard) olarak tanımlanır. Gemilerin yüzme ve

yaralanma güvenliği yönünden büyük önemi olan fribord, bütün ülkelerin kabul ettiği bir

yöntemle saptanır. IMO tarafından 1966 yılında organize edilen “International Convention on

Load Lines (ICLL – 66, Uluslararası Yükleme Hattı Konvansiyonu) sonuçları bugün de

kullanılmakta olan yöntem, işaretleme ve belgeleme esaslarını belirler.

Gemilerde fribordun yararları aşağıdaki alt başlıklar kapsamında vurgulanabilir:

1. Geminin kesit mukavemetini arttırır.

2. Yaralanma halinde yedek deplasman sağlar.

3. Büyük açılarda devrilme açısının artmasını ve böylece stabilitesinin artmasını sağlar.

4. Güverte ıslanması halinde teçhizatı ve kargoyu korur.

5. Yolcu ve mürettebat için güvenli bir ortam sağlar.

Fribord değeri gemi ortasında ölçülür ve minimum değeri uluslararası fribord sözleşmesi ile

belirlenir. Bu sözleşme hemen tüm dünya ülkelerinde geçerli olup dört ana bölümden oluşur.

1. Genel tanımlar ve terimler

2. Fribord tanımı için gerekli koşullar

3. Fribord tabloları ve düzeltmeler

4. Özel düzeltmeler

1966 Uluslararası Fribord Sözleşmesi tüm gemi tipleri ve 24 metreden büyük ticari gemiler

için geçerlidir. Savaş gemileri bu sözleşmeye tabi değildir. Balıkçı gemilerinden sadece

uluslararası balık taşımacılığında kullanılanlar sözleşmeye bağlıdır.

Tanımlar

• Gemi boyu %85 derinlikte ölçülen LBP veya aynı derinlikteki LWL nin %96 sından

büyük olanıdır.

• Baş dikey (FP) geminin %85 derinlikte baştaki en uç noktası, kıç dikey (AP) ise

dümen rodunun eksenidir.

Bölüm 7-6

• Fribord güvertesi havaya ya da denize açık ve su geçmez perdelerin uzandığı en üst

sürekli güvertedir.

• Güverte çizgisi (300 x 25 mm) boyutlarında olup fribord güvertesini tanımlar.

• Fribord derinliği fribord güvertesi levhasının üzerinden ölçülür.

• Fribord markası 25 mm kalınlığında, 300 mm çapında bir daire olup bu daire 450 x 25

mm boyutlarında yatay bir çizgi ile daire merkezi çizginin üst kenarına gelecek şekilde

kesilmiştir. Bu yatay çizgiden fribord güvertesi levhasının üstüne kadar olan uzaklık o

geminin yaz fribordunu gösterir. Fribord markası ve diğer yükleme sınırları Şekil 7.2

deki gibi işaretlenir.

Burada yaz fribordu S harfi ile gösterilir ve diğer yükleme sınırları T (Tropik fribord), W (Kış

fribordu), WNA (Kuzey Atlantik kış fribordu), F (Tatlı su fribordu) ve TF (Tropik tatlı su

fribordu) aşağıdaki gibi hesaplanır.

48

40

48

48

1

Tff

Tff

Tff

Tff

FTF

SWNA

SW

ST

−=

Δ−=

+=

−=

Burada

T : Draft [mm]

Δ : Deplasman [ton]

T1 : 1 cm batma tonajı

Yükleme sınırını ifade eden harfler 115 mm yükseklikte ve 75 mm genişlikte ait olduğu yatay

çizginin üstünde, hizasında veya altında olacak şekilde yazılabilir.

Fribord sözleşmesinin uygulanabilmesi için söz konusu geminin yeterince güvenli olması ve

bir klas kuruluşunca veya Bayrak devletince onaylanmış olması şarttır.

Bölüm 7-7

Şekil 7.2. Fribord işareti standartları

GÜVERTE HATTI

GÜVERTE HATTI

MİNİMUM YAZ FRİBORDU

540mm İLERİ

540mm GERİ

Kabul edilebilir metrik karşılık

Bölüm 7-8

Fribord Hesabı

1966 sözleşmesi gemileri A ve B tipi olmak üzere iki ana gruba ayırmaktadır. A tipi gemiler

yalnızca sıvı yük taşıyan, B tipi gemiler ise bunun dışında kalan gemilerdir.

A tipi ve B tipi gemiler için standart fribord değerleri gemi boyuna bağlı olarak standart bir

gemi için verilmiştir. Standart gemide üst yapı bulunmadığı varsayılmış olup bu geminin

özellikleri şöyledir:

• CB = 0.68

• L / D = 15

• Güverte sehimi : B/50

• Standart bir şiyer hattı tanımı

Fribordu hesaplanacak geminin değerleri bunlardan farklı ise birtakım düzeltmeler yapılması

gerekir.

Düzeltmeler aşağıda belirlenen unsurlar için yapılır:

1. Boy düzeltmesi. B tipi gemilerde üst yapı bina etkin boylarının gemi boyunun

%35’inden az olması halinde fribord artışı için yapılır.

2. Blok katsayısı düzeltmesi. Şayet T=0.85D için blok katsayısı 0.68’den fazla ise

fribord arttırılması için yapılır.

3. Derinlik düzeltmesi. Şayet L/D değeri 15’den büyük ise fribord artımı için yapılır.

4. Kemere sehimi düzeltmesi. Kemere sehiminin (B/50)’den farklı olması halinde

fribord artımı veya azaltılması için yapılır.

5. Üst yapı düzeltmesi. Üst yapı etkisi dolayısıyla fribord azaltılması için yapılır.

6. Şiyer düzeltmesi. Geminin şiyer hattı ile varsayılan standart şiyer arasındaki farklar

dolayısıyla fribordun artımı veya azaltılması için yapılır.

Bir gemiye ait fribord hesapları ve fribord belgesi ekte verilmiştir.

Bölüm 7-9

Bölüm 7-10

Bölüm 7-11

Bölüm 7-12

Bölüm 7-13

Bölüm 7-14

Bölüm 7-15

7.3 DİĞER GÖRÜNÜR İŞARETLER

Gemilerde fribord işaretleri dışında diğer bazı işaret yazı ve rakamları görmek mümkündür.

Bunların başında geminin adı ve bağlı bulunduğu liman gelir. Geminin baş ve köprü üstünde

bordalarda gemi adı ve kıç aynada gemi adı ve limanı yazılır. Gemi adının önüne köprü

bordalarında gemi tipini simgeleyen harfler kullanılır. Örneğin:

M / V Motorlu gemi (Motor Vehicle)

S / S Buharlı gemi (Steam Ship)

M / T Motorlu tanker (Motor Tanker)

Yine geminin baş, kıç ve ortasında (vasat) draft işaretleri görünür. Draft işaretleri bir bordada

Romen rakamlarıyla ve diğer bordada ise normal rakamlarla yazılır. Sanayide bu işaretleme

“kana rakamları” olarak bilinir.

Gemi üzerinde ayrıca römorkör yardımı alırken römorkörün bilgi sahibi olması için yumru

baş (veya balb = bulbous bow), manevra iticileri (= side thruster) ile mukavemet yönünden

römorkörün tekneye yaslanabileceği yerleri gösteren işaretler mevcuttur. Şekil 5.3’de bu tip

işaretler görülmektedir.

Şekil 7.3. Yumru baş ve manevra itici işaretleri

Bölüm 8-1

8. GEMİLERİN MUKAVEMETİ VE YAPISAL BÜTÜNLÜĞÜ

8.1 GENEL MUKAVEMET KAVRAMI

İç ve dış yükler altındaki bir yapının yapısal bütünlüğünü koruyabilme özeliği bu yapının

öngörülen yükler için yeterli mukavemete sahip olduğunu gösterir. Ancak hiçbir yapı olası

bütün yükleri karşılamaya yetmez. Örneğin, kesit alanı A olan silindirik çubuğu iki ucundan P

kuvvetiyle çekmeye tabi tutalım. Çubukta bir boy uzaması ortaya çıkacaktır. Kuvveti

arttırarak deneyi tekrarlamaya devam edersek çubuğun orta bölgelerinde bir daralma ortaya

çıkar. Teknik terminolojide bu olaya akma (= yield) denir. Gerilmeyi birim alana düşen yük

olarak tanımlarsak yani s = P/A, akma noktasındaki gerilmeye akma gerilmesi (σy=yield

stress) denir. Deneye devam edilirse şekil değiştirmesinde hızlanma olur ve bir süre sonra

malzemede kopma ortaya çıkar. Genelde akma noktasına kadar olan şekil değiştirmeye elastik

şekil değiştirme denir ve kuvvet ortadan kaldırıldığında malzeme eski şekline geri döner. Bu

deneyde ortaya çıkan gerilme eksenel doğrultuda, yani kesitlere dik doğrultuda olduğundan

bu tip gerilmeye “normal gerilme (= normal stress)” denir.

Şekil 8.1. Çekme deneyi

Benzer bir deneyi bahis konusu çubuğu eğerek de gerçekleştirebiliriz. Bu halde de sonuç

benzer bir şekilde ortaya çıkar, ancak burada kesitlere uygulanan gerilme kesite dik değil

paraleldir. Bu tür gerilme kesme gerilmesi (=shear stress) olarak tanımlanır.

gerilme

Akma noktası

Elastik sınır

Gerçek kopma gerilmesi

Kopma gerilmesi

Şekil degiştirme

Kopma dayanımı

Oransal sınır

Bölüm 8-2

Şekil 8.2. Kesme gerilmesi

Bir mühendislik yapısında yeterli mukavemete sahip olmak demek, öngörülen yüklerin etkisi

altında ortaya çıkan gerilmelerin müsaade edilen emniyetli gerilme sınırını aşmaması

demektir. Müsaade edilen gerilme sınırı daima akma gerilmesinin altında bir değerdir.

Bir geminin bünyesel yapısı oldukça karmaşıktır. Her ne kadar bugün sonlu eleman modelleri

ile (= finite element models) böyle bir komplike yapının mukavemet değerlendirmesini

yapmak mümkün ise de, özellikle dizayn aşamasında geminin idealleştirilmiş (yani

basitleştirilmiş) modelleri kullanılarak gerekli mukavemet değerlendirmeleri yapılır. Genelde

gemilerin boyuna mukavemeti ile ilgili irdelemelerde gemi bir kiriş (= beam) olarak

modellenir. Enine mukavemet ve burulma değerlendirilmesinde modelleme bir kafes kiriş (=

grillage) analojisi ile yapılır. Burkulma (= buckling) ve lokal yapı analizinde ise takviyeli

panel (= reinforced panel) modelleri tercih edilir.

8.2 BİR KİRİŞİN MUKAVEMET ÖZELLİKLERİ

Kirişler tek veya çok elemandan oluşabilir. Mukavemet hesabında ana unsurlardan bir tanesi

bir şeklin atalet momentidir. Atalet momenti (= moment of inertia) bir eksene veya bir

noktaya göre alınabilir. Bir eksene göre atalet momenti:

dydxyIA

2y ∫∫=

Bölüm 8-3

olarak tanımlanır. Burada dxdy elemanter alanı y ise bu alan merkezinden seçilen eksene olan

uzaklıktır.

Verilen kesit ile ilgili bir diğer kavram ise tarafsız eksendir. Tarafsız eksen verilen şeklin alan

merkezinden geçen ve seçilen doğrultuya paralel olan eksendir. Matematik olarak tarafsız

eksenin yeri bahis konusu şeklin seçilen eksene göre statik momentinin alana oranı olarak

bulunur. Yani:

A/Mdydxdydxyy yAA

=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛= ∫∫∫∫

Şekil 8.3’de tarafsız eksene göre alınmış atalet momentleri gösterilmektedir. Şayet bir şeklin

kendi tarafsız eksenine göre atalet momenti biliniyorsa, aynı şeklin bu eksene paralel başka

bir eksene göre atalet momenti nakil teoreminden:

2

yy dAII1

+=

olarak belirlenir. Burada Iy şeklin kendi tarafsız eksenine göre atalet momenti, A şeklin kesit

alanı ve d şeklin tarafsız ekseni ile yeni seçilen eksen arasındaki uzaklıktır.

Şekil 8.3. Kesit atalet momentleri

Kiriş teorisine göre bir kiriş kesitinde tarafsız eksenin bulunduğu yerde gerilme sıfır olur ve

gerilme tarafsız eksenden olan uzaklıkla doğru orantılı olarak artar. Buna karşılık gerilme

miktarı kesit atalet momentiyle ters orantılıdır; yani kesit atalet momenti arttıkça gerilme

Düz çubuk

Ad2 lerin toplamı

Oransal bükülmezlik

Bölüm 8-4

azalır. Bu bilgilerin ışığında ymax kesitte tarafsız eksenden en uzak noktanın bu eksene

mesafesi olmak üzere:

W = I / ymax

oranına kesit mukavemet modülü (=section modulus) denir. Şayet bu kesite etkiyen

maksimum moment de biliniyorsa, kesitteki maksimum gerilme:

σmax = Mmax / W

olarak tayin edilir.

8.3 GEMİ BÜNYESİNDE ETKİYEN YÜKLER

Gemi üzerinde etkiyen en belirgin yükler geminin kendi ağırlık dağılışı ile sephiye kuvveti

arasındaki farktan doğan yüklerdir. Ticaret gemileri değişik ambar yükleriyle seyir

yapacağından ve geminin her draft ve trim durumu için sephiye kuvveti dağılımı

değişeceğinden iki kuvvet dağılımının ortaya çıkaracağı kesme kuvvetleri ve eğilme

momentleri de değişkenlik arz edecektir. Şayet bir yükleme sonucu geminin baş ve kıçı su

içine meyilli hal almışsa yani orta gövde yükselmişse buna sarkma (= hogging), bunun tersine

ise çökme (= sagging) denir. Bir geminin sarkma ve çökme durumu Şekil 8.4’de şematik

olarak gösterilmektedir. Gemiye göre dalgaların alacağı izafi durum bunun sonucu olarak

sephiye kuvvetleri dağılımı değişimi sarkma ve çökme dolayısıyla ortaya çıkan gerilmelerin

artmasına sebep olur. Yanlış yükleme dolayısıyla kırılmış önemli sayıda dökme yük gemisi

olmuştur. Bugün hemen her gemi yükleme yapmadan önce gemi bilgisayarında öngörülen

yüklemenin geminin stabilitesi ve mukavemeti yönünden değerlendirmesini yapmaktadır.

Şu ana kadar bahsettiğimiz yükler gemi kirişinin tamamını etkiyen statik veya yarı-statik

yüklerdir. Gerçekte gemi hayatını denizlerde geçirirken dalgalar ve rüzgarların dinamik

yükleri etkisinde kalırlar. Dinamik yüklerin bir kısmı lokal olarak büyük yüklerin oluşmasına

sebep olur. Bu tip tipik oluşumlar baş vurma (= slamming) ve güverteyi su basması (= green

water on deck) olaylarıdır. Dip vurma darbe basıncı baş civarındaki levhaların çatlamasına,

darbe sonucu ortaya çıkan eğilme momenti güverte borda saçlarında akmaya (yani plastik

Bölüm 8-5

deformasyona) ve ambar ağzı gibi açıklıkların köşelerindeki gerilme yığılması (= stress

concentration) dolayısıyla yırtılmaya sebep olabilir.

Ayrıca gemi içinde ve dışındaki sıcaklık farklılıkları gemi bünyesi veya bunun bir bölümünde

termal gerilmelere (= thermal stresses) sebep olur. Normal ticaret gemileri için önemli

olmayan bu problem, tankları ısıtmalı petrol ürünü veya kimyasal madde taşıyan tankerlerde

ciddi gerilmeler yaratabilir. Örneğin, bitümen taşıyan bir gemide tanklardaki yükün 80 oC’de

tutulması gerekir. Şayet bu gemi kışın İzlanda’ya sefer yapıyorsa, deniz suyu sıcaklığı 0 oC

civarında olacaktır. Dolayısıyla ciddi bir sıcaklık gradyanı oluşacaktır.

Bölüm 8-6

Şekil 8.4. Dalgalar arasında bir geminin sarkma ve çökmesi

SAKİN SU KONUMU

BOŞ GEMİ

AĞIRLIK DAĞILIMI

SEPHİYE EĞRİSİ

KİRİŞİN DEFORMASYONU

SARKMA ÇÖKME

ÇEKME BASMA

SEPHİYE EĞRİSİ

SAKİN SU

BUOYANCY SEPHİYE

DALGA TEPESİ GEMI ORTASI

BASMAÇEKME

SAKİN SU

BUOYANCY SEPHİYE

AĞIRLIK AĞIRLIK

WAVE CREST AMIDSHIPS

DALGA ÇUKURU GEMI ORTASI

WAVE CREST AT ENDS

Bölüm 8-7

8.4 GEMİLERDE KONSTRÜKSİYON TİPLERİ VE BÜNYE ELEMANLARI

Gemi yapısı oluşturan elemanlar global olarak birincil (= primary) ve ikincil (= secondary)

elemanlar olarak kabaca ikiye ayrılabilir. Birincil elemanlar gemi bünyesinin tümünü veya

önemli bir bölümünü etkileyen yüklere karşı geminin bünyesel bütünlüğünü korumasına katkı

yapan elemanlardır. Bu tür elemanların tipik örnekleri gemi dış kaplaması (güverte, borda ve

dip), tülaniler (merkez ve yan), döşekler (dolu ve boş), posta ve kemereler v.s

İkincil elemanlar ise genelde lokal yüklere karşı mukavemeti sağlayan elemanlar ile birincil

elemanları destekleyen ve onların devamlılığını sağlayan elemanlardır. Bu tip elemanların

tipik örnekleri küçük teçhizat temelleri ve braketler gibi elemanlardır.

Tarihsel olarak ele alındığında çelik gemilerde iki değişik konstrüksiyon sistemi

kullanılmıştır; enine ve boyuna konstrüksiyon sistemleri. Enine sistemde dış kaplama belirli

sıklıkta enine istikamette oluşturulan kemere, posta ve döşeklerden oluşan halkalarla

desteklenmiş ve gerekli boyuna mukavemet ise daha az sıklıkta kullanılan dip, borda ve

güverte altı tülanileri ile temin edilmiştir. Genel yük gemisi, küçük konteyner gemileri ve

römorkör gibi gemiler enine konstrüksiyonun tipik örnekleridir.

Şekil 8.5. Enine konstrüksiyonda dip ve perde yapısı

1-Enine perde; 2-Merkez omurga; 3-Su geçmez döşek; 4-Dolu döşek; 5-Boş döşek; 6-İç dip kaplaması; 7-Posta geçme slotu; 8-Dikey lama

Bölüm 8-8

Boyuna konstrüksiyon sisteminde ise ana unsur boy istikametinde giden derin ve profil

tülanileridir. Bu unsurlar daha az sıklıktaki derin halkalarla (derin kemere, derin posta ve

döşekler) desteklenir. Genelde, tankerler ve savaş gemileri boyuna sistem kullanılan tipik

gemi örnekleridir. Tipik enine ve boyuna konstrüksiyon tipleri Şekil 8.5 ve Şekil 8.6‘da

görülmektedir.

Şekil 8.6. Boyuna sistem dip konstrüksiyonu

1-Borda kaplaması; 2-Enine perde; 3-Posta; 4-Enine perde stifnerleri; 5-Hopper tank kaplama levhası; 6-Merkez omurga; 7-Yan Tulani; 8-Dolu döşek (tulaniler arası lama

takviyeli); 9-Dip tulani; 10-Braket

Bugün bu ayrım eskisi kadar net değildir ve pek çok gemide kombine sisteme rastlamak

mümkündür. Örneğin, bir tankerde yük tankları kısmı boyuna konstrüksiyonken makine ön

perdesinden kıça kadar enine konstrüksiyon kullanılmış olabilir. Özellikle son yaralanma ve

yaralı stabilite kuralları dolayısıyla pek çok gemi çift cidarlı olarak tasarlanıp üretilmekte ve

bu ise konstrüksiyonun daha uniform bir hale gelmesine katkı yapmaktadır. Kombine

konstrüksiyon tipi örneği şekil 8.7’de gösterilmiştir.

Bölüm 8-9

Şekil 8.7. Kombine bünyesel konstrüksiyon

1-Derin tulani; 2-Üst güverte kaplaması; 3-Güvertealtı tulanileri; 4-Derin kemere; 5-Güverte braketi; 6-Posta; 7-Gladora güverte kaplaması; 8-Kemere; 9-Borda kaplaması; 10-Sintine braketi; 11-Merkez omurga; 12-Yan tulani; 13-Dip ve iç dip tulanileri; 14-Dolu döşek; 15- İç dip kaplaması; 16-Dip kaplaması; 17-Enine perde; 18-Perde stifnerleri; 19-Puntel

Çelik ve alüminyum kullanılarak yapılan gemilerde kullanılan ana malzeme tipleri levhalar ve

profillerdir. Levhalar ve profiller standart boyut ve kalınlıklarda üretildiğinden, tasarım ve

klas onayında bu özellikler esas alınır. Birbirine kaynatılmış profil ve levhalardan oluşan

yapılara panel denir. Değişik profil tiplerini de gösteren bir panel Şekil 8.8’de

gösterilmektedir. Burada gösterildiği gibi bazı profiller satın alındığı gibi, bazıları standart

profilleri değiştirerek ve bazıları ise bir lamaya (= flat bar) bir alın laması (= face plate)

kaynatılarak veya lamaya flenç basılarak elde edilir.

Bölüm 8-10

Şekil 8.8. Panel ve tipik profil örnekleri

Gemi yapısı incelendiğinde gemi dibi, iç dibi, bordası, güvertesi, enine ve boyuna perdeleriyle

üst yapılarının takviyeli panellerden oluştuğu gözlenir. Profil eksenleri doğrultusu esas

alındığında, takviyeler bu eksene dik doğrultuda derin elemanlar (= webs) olarak kullanılır.

Derin elemanlarda panel profillerinin geçmesi için geçiş delikleri bulunur. Profiller bu geçiş

deliklerine (= cut outs) kaynakla bağlanır. (Bakınız Şekil 8.9).

Şekil 8.9. Panellerin derin elemanlarla takviyesi

I profilden kesilmiş T profil T profil Flençli baglantı sacı Oluktan kesilmiş köşebent Balb köşsinden kesilmiş profil Farkli ayaklı köşebent Eşit ayaklı köşebent Düz profil

I profilden kesilmiş

Oluktan kesilmiş

Balb açısından kesilmiş

flenç flenç flenç

Flençli derin eleman

Eklentili derin eleman

Derin eleman

Yuvarlatıl-mış köşe

Kaynak yeri

Iki taraftan da kaynak yapılır

Bölüm 8-11

İsimlendirme yönünden bir geminin enine bir halkasını göz önüne alırsak karşımıza şu

elemanların çıkması olağan olacaktır:

Dış kaplama = Geminin dip, sintine, borda ve güvertesini çevreleyen

levhalardan oluşan unsurdur.

İç dip kaplaması = Geminin özellikle yük taşıyan bölümlerinin dibindeki

levhalardan oluşan unsurdur.

Enine halka = Güverte kemeresi, posta ve döşekten oluşan ve güverte

braketi ve sintine braketi ile birbirine bağlanan

mukavemet unsurudur.

Döşekler = İç dip ve dip kaplama arasında enine halkanın alt kısmını

oluşturur. Görevi, boy istikametine giden merkez omurga

ve tülaniler arasının mukavemet yönünden takviyesi ve

ambar (veya tank) yüklerinin dağılımının temini olup;

dolu veya boş döşek konfigürasyonunda olabilir.

Perdeler = Gemiyi en veya boy istikametinde bölmeleyen takviyeli

panellerdir. Bazen ondüle veya baklavalı (= corrugated)

konfigürasyon alabilirler.

Stringerler = Gemi bordası, boyuna perdeler ve güvertelerde

kullanılan ve boy istikametinde giden derin elemanlardır.

Derin posta ve Kemereler = Geminin en istikametinde borda ve güverte takviyesi için

kullanılan derin elemanlardır.

Mazernalar = Ambar ağızlarında gerekli mukavemeti sağlamak için

kullanılan konstrüksiyondur.

Makine ve Teçhizat Temelleri = Geminin başta ana makinası olmak üzere kullanıldığı

makine ve teçhizatın yaratacağı statik ve dinamik yükleri

kapsayan mukavemet elemanlarıdır.

Punteller (veya Dikmeler) = Gemilerde görev dolayısıyla perde konulması mümkün

Bölüm 8-12

olmayan yerlerde kullanılan ve genelde boru profillerden

oluşan dikey mukavemet elemanıdır.

Ara güverteler = Geminin en üst devamlı güvertesi altında kalan

güvertelerdir. Görevine, göre gladora, platform gibi

isimler alabilir.

Baş kasara = Geminin baş tarafında fribordu yükselten bir üst binadır.

Kasara güvertede geminin demirleme ve halat donanımı

konuşlandırılır.

Kıç kasara = Kıçta aynı görevi gören bir üst yapıdır. Ancak modern

ticaret gemilerinde üst yapılar kıçta olduğundan ayrı bir

kıç kasara mevcut değildir.

Güverte binaları = Personel ve yolcuların yaşam mahallerini oluşturan bu

binaların en üst güvertesi seyir güvertesi veya köprü

olarak bilinir ve geminin seyir sistemleri burada

konuşlandırılır. Bu binalar personel can ve yangın

güvenlik sistemlerini de konuşlandırır.

Baca = Gemi makinalarının eksoz borularının atmosfere çıkışını

destekleyen ve panellerden oluşan bir yapıdır. Makine

hava girişi ve baca kazanı gibi bazı ek faaliyetleri de

konuşlandırabilir.

Parampet = Geminin havaya açık güvertelerinde denize düşmeyi

önlemek için kullanılan çelik yapıdır. Şayet bu görev

borulardan yapılmış bir konstrüksiyon ile sağlanıyorsa,

buna vardevela denir.

Değişik gemi konstrüksiyonlarının izahları Şekil 8.10’dan Şekil 8.16’ya kadar gösterilmiştir.

Bölüm 8-13

Şekil 8.10. Baş taraf konstrüksiyonu

1-Borda stingeri; 2-Baş pik perdesi; 3-İç dip kaplama; 4-Merkez omurga; 5-Platform; 6-Bodoslama; 7-Üst güverte; 8-Kasara güverte; 9-Zincirlik; 10-Merkez açık perde; 11-Normal posta; 12-Ara posta; 13-Güverte kemeresi; 14-Ek kemereler; 15-Braket

Şekil 8.11. Gemi kıçında meyilli posta sistemi

1-Profil stringer; 2-Meyilli kemere; 3-Meyilli posta

Bölüm 8-14

Şekil 8.12. Enine sistemde ana güverte ve gladora güvertesi

1-Üst güverte kaplaması; 2-Kemere; 3-Parampet; 4- Borda kaplaması; 5-Posta; 6-Enine perde; 7-Puntel; 8-Derin güverte altı tulanisi; 9-Mazerna; 10-Gladora güverte kaplaması

Şekil 8.13. Enine perde borda tulanisi bağlantısı (braketler)

1-Borda kaplaması; 2-Enine perde; 3-Braket

Bölüm 8-15

Şekil 8.14. Borda bünyesel detayı

1-Borda kaplaması; 2-Güverte kaplaması; 3-Borda stringeri; 4-Derin posta; 5-İç dip kaplama; 6-Sintine braketi

Şekil 8.15. Klasik tip dökme yük gemisi yapısı

1-Borda stringeri; 2-Boyuna perde; 3-Merkez hattı çift taraflı stifner; 4-Enine perde; 5- Perde stifnerleri; 6-Perde stringeri; 7-Merkez omurga

Bölüm 8-16

Şekil 8.16. Baklavalı perde

1-Perde; 2-Dip kaplaması; 3-İç dip kaplaması; 4-Merkez omurga; 5-Dolu döşek

KONSTRÜKSİYON RESİMLERİ

711

Bölüm 8-17

711 RENDER

B 700

Bölüm 8-18

KIÇ PİK

Bölüm 8-19

RAY TRACE KIÇ PİK

SMOOTH KIÇ PİK

Bölüm 9-1

9. GEMİ MAKİNE VE SİSTEMLERİ

9.1 GEMİ SEVK ZİNCİRİ VE ANA GÜÇ KAYNAĞI

Gemilerin görevlerini yerine getirebilmesi geminin belli bir hareket yeteneğinin var olmasını

gerektirir. Başta ticaret gemileri olmak üzere pek çok deniz aracında sevk sistemi bir veya

birkaç pervanenin bir enerji nakil sistemi aracılığıyla bir güç kaynağından güç almasını

öngörür.

Daha önceki bölümlerde ana makine (yani ana güç kaynağı) için güç belirlenmesinin nasıl

yapılacağı izah edilmişti. İstenen bu güç değişik sistemler kullanılarak elde edilebilir. Genel

olarak ana makine seçiminde göz önünde bulundurulacak faktörler:

• Ağırlık

• Gerekli hacim

• İlk yatırım maliyeti

• İşletme masrafları (yakıt ve yağ)

• Bakım masrafları (yedek parça ve overhol)

• Düşük hızda seyir ve manevra talepleri

• Montaj kolaylığı

• Titreşim ve gürültü etkileri

• Güvenirlik ve yedek parça bulma kolaylığı

şeklinde sıralanabilir. Her gemi tipi için bu faktörlerin önemi değişir.

Ağırlık ticaret gemileri için çok önemli bir faktör değildir. Ancak, savaş gemilerinde, yüksek

süratli teknelerde ve katamaranlarda büyük önem arz eder. Gerekli hacim için de benzer

görüşler ileri sürülebilir. Ancak ağır devirli dizellerde yükseklik bir kısıt olarak ortaya

çıkabilir.

İlk yatırım ticaret gemilerinde en önemli unsur olarak ortaya çıkar. Daha doğru bir yaklaşım

ömür boyu maliyeti düşünmektir. Ömür boyu maliyet kavramında işletme ve bakım

masrafları da göz önüne alınır. Örneğin, ağır yakıt (HFO. Heavy fuel oil) maliyeti deniz tipi

dizel yakıtı (MDO. Marine diesel oil veya Gasoil) fiyatının hemen hemen yarısıdır.

Dolayısıyla ağır yakıtla çalışan bir dizel motoru işletme yönünden daha ekonomik olacaktır,

Bölüm 9-2

buna karşılık ağır yakıt kullanımı için bir ön ısıtma sistemi gerekecektir ve bu ilk yatırımı

arttırır.

Geminin sıkça düşük hızlarda çalışması ve manevra yapması gereği bazı makine tiplerinin hiç

göz önüne alınmamasını ortaya çıkarabilir (örneğin gaz türbinleri).

Gürültü ve titreşim hem makine dairesi içinde ve hem de makinanın yarattığı zorlamalar

sonucu yaşam mahallerinde sorun yaratabilecek faktörlerdir. Bugün hem gürültü ve hem de

titreşim için uyulması gereken uluslararası standartlar mevcuttur.

Güvenirlik seçilen marka ve modelin daha önceki uygulamaları sonucu oluşan kanaattir. Sık

arıza yapan sistemler genelde istenmez. Benzer şekilde yedek parça temini sorunlu olan güç

kaynakları geminin navlun ve hatta bazen kontrat kaybına (off-hire) sebep olacağından

armatör tarafından tercih edilmez.

Gemilerde kullanılan ana güç kaynakları dizel motorları ve gaz türbinleridir. Amerikan

donanmasında buhar türbinli gemiler de kullanılmakta ise de bu tip ana makine artık pek

kullanılmamaktadır.

9.2 ANA MAKİNA TİPLERİ

Ticaret gemilerinin büyük çoğunluğunda ana makine olarak dizel motorları kullanılır. Dizel

motorlarında yakıttaki enerji yanma sonucu mekanik enerjiye çevrilir. Pulverize edilmiş

yakıtın hava ile karışımı sıkıştırılarak ateşlenir ve ateşleme sonucu genişleme, piston, piston

kolu ve biyel vasıtasıyla krank şaftına iletilir ve böylece mekanik enerji krank şaftının

dönmesiyle elde edilir. Şayet ateşleme pistonun her en üst konuma ulaştığında oluyorsa bu tip

dizellere iki zamanlı (= two-stroke) ve şayet ateşleme pistonun her iki yükselişinde bir defa

yapılıyorsa buna dört zamanlı (= four-stroke) dizel motoru denir. İki zamanlı motorlarda,

piston yükselirken hava ve yakıt karışımı silindire alınır ve valfler kapanır. Sıkışma en üst

düzeye geldiğinde ateşleme yapılır ve piston aşağı inmeye başlar ve bilahare yanmış gaz

silindirden alınır. Dört zamanlı motorlarda ise, piston aşağı inerken hava ve yakıt sağlanır,

piston en üst noktada iken ateşleme yapılır. Ateşleme sonucu genişleyen karışım pistonu aşağı

iter ve pistonun yukarı çıkışında yanmış gazlar eksoza verilir (bakınız şekil 9.1).

Gemilerde kullanılan dizel motorları dakikada 60 ile 3000 devir arasında devir hızlarına

sahiptir. Bu sebeple dizel motorları düşük, orta ve yüksek devirli olarak sınıflandırılır.

Genelde, düşük devirli (= slow speed) dizellerde dakikada devir sayısı (rpm) 60 ile 150

Bölüm 9-3

arasında, orta devirli (= medium speed) dizellerde 450 ile 800 ve yüksek devirli (= high

speed) dizellerde ise 1000 ile 300 aralığındadır. Tablo 9.1’de 7000 kW güç için düşük, orta ve

yüksek devirli dizellerin karşılaştırılması (mertebe olarak) verilmiştir.

Şekil 9.1. İki ve dört zamanlı yanma süreci

TABLO 9.1 7000 kW GÜÇTEKİ ÖZELLİKLER KARŞILAŞTIRMASI

Özellik Düşük Devir Orta Devir Yüksek Devir

Devir sayısı (d/d) 100 520 1300

Ağırlık (ton) 317 153 21

Ağırlık yoğunluğu (m3/ton) 0.90 1.25 1.9

Güç yoğunluğu (kW/ton) 23 50 330

Bölüm 9-4

Ancak dizel motorlarında güç sınırları mevcuttur. Örneğin istenen güç 20 000 kW’ı aşarsa

sadece düşük devirli dizel veya gaz türbini kullanılabilir.

Bugün hem düşük ve hem de orta devirli dizellerde ağır yakıt(HFO) kullanılabilir ve özgül

yakıt sarfiyatları 170 gr/kW-saat mertebesindedir. Ancak, yüksek devirli motorlar sadece

dizel yakıtı (MDO) kullanır ve özgül yakıt sarfiyatları 200 gr/kW-saat mertebesindedir. Şekil

9.2 ve 9.3’de düşük devirli bir dizelin görünümü ve kesiti görülmektedir.

Gaz türbinlerinin en büyük avantajları hacim ve ağırlık tasarrufudur. Örneğin, 22 000 kW’lık

düşük devirli bir dizelin ağırlığı 770 ton iken aynı gücü veren bir gaz türbininin ağırlığı

sadece 22 tondur. Buna karşılık özgür yakıt sarfiyatı 235 ila 285 gr/kW-saat mertebesinde

olup, özel yakıt kullanması gerekir. Dolayısıyla, özellikle savaş gemileri ve yüksek süratli

gemilerde kullanılırlar. Gaz türbinleri de yakıt enerjisini mekanik enerjiye çevirir. Yakıt

yanması ile oluşan enerji sıkıştırılmış gazın türbin üzerinden geçersek kanatçıklara etkittiği

kuvvet sonucu türbin şaftını çevirmesiyle mekanik enerjiye dönüşür. Deniz tipi bir türbinin

resmi ve tipik boyutları Şekil 9.4’de verilmiştir.

Bölüm 9-5

Şekil 9.2. Düşük devirli dizel motoru

Bölüm 9-6

Şekil 9.3. Düşük devirli bir dizelin kesiti

Bölüm 9-7

Şekil 9.4. Deniz tipi bir türbinin tipik boyutları

Bölüm 9-8

9.3 ANA MAKİNADAN GÜÇ NAKLİ

Ana makinada üretilen gücün pervane veya su jetine iletilmesi gerekir. Güç iletişimi

(=transmission) üç yöntemden birisi kullanılarak yapılır.

Doğrudan Tahrik (= Direct drive). Doğrudan tahrikte ana makine bir şaft vasıtasıyla

doğrudan pervaneye bağlanır. Genelde düşük devirli dizel motorlarında doğrudan tahrik

kullanılır. Şayet gemide pervane yerine su jeti kullanılıyorsa orta devirli dizeller de sistemi

doğrudan tahrik edebilir. Şayet sabit piçli pervane kullanılıyorsa bütün manevralar yani hız

düşürme ve geri hareket makine hızı ve devir yönü değişimi ile temin edilir.

Dişli ile Tahrik (= Geared drive). Bu tür sistemde pervane devri ile makine devri farklı

olduğundan (genelde makine devri çok daha yüksek olduğundan) bir dişli kutusu ile devir

dönüşümü sağlanır. Dişli kutusu aynı zamanda makine devir yönü değişmeden pervane dönüş

yönünü değiştirebilecek şekilde de dizayn edilebilir. Dolayısıyla sevk zinciri (= propulsive

chain) makine, dişli kutusu, şaft ve pervaneden oluşur.

Elektrikli Tahrik (= Electrical Propulsion). Bu sistemde dizel motorları jeneratörleri tahrik

ederek elektrik üretir ve pervane ile ana makine arasında doğrudan bir mekanik ilinti yoktur.

Pervane bir elektrik motoru yardımıyla çevrilir. Sistemin avantajı gemi sevk gücü, otel yükleri

ve diğer enerji taleplerinin hepsi elde edilen elektrik enerjisi ile karşılanır ve yeterince

yedekleme olduğundan güç kesintisi söz konusu olmaz. Ayrıca doğrudan mekanik ilinti

olmadığından makine dairesi gemi kıçı yerine başka bir yerde, mesela başta olabilir.

Bölüm 9-9

Şekil 9.5. Orta devirli bir dizelde güç nakli

9.4 DİĞER GÜÇ SİSTEMLERİ

Gemi sevki ve görev ifasında ana makine, dişli, şaft ve pervane dışında işlev veren pek çok

unsur mevcuttur. Bunlar sırasıyla:

a. Sevk zinciri destek sistemleri. Bunlar makina yağlama, yakıt, soğutma, ilk hareket,

endüstriyel tatlı su yaratma sistemleri gibi sistemler olup bunların bir kısmı makine

üstüne monte diğer bir kısmı ise ayrı olarak konuşlandırılır.

b. Diğer güç üreticileri. Bunların başında elektrik güç üretimi gelir. Uluslararası kurallar

gereği bir gemide en az ne kapasitede ve kaç adet jeneratör olacağı bellidir. Gerçek

kapasiteler gemi güç analizi yapılarak belirlenir ve yüzde yüz yedekleme esas alınır.

Ayrıca acil durumlar ve liman hizmetleri için de bir dizel-jeneratör grubunun

bulunması zorunludur. Ekonomik nedenlerle bugün pek çok gemide elektrik enerjisi

seyir sırasında bir şaft jeneratörü yardımıyla sağlanır. Şaft jeneratörü bir dişli

vasıtasıyla şaft devrini jeneratör devrine dönüştürerek sisteme güç sağlar.

Gemideki diğer güç kaynakları kazanlardır. Kazanlar doğrudan yakıt yakarak ısı

enerjisi yaratabileceği gibi, eksoz gazındaki ısıdan da yararlanabilir (örnek, baca

kazanı).

Bölüm 9-10

c. Hizmet sistemleri. Bu sistemler geminin işlevini yerine getirmesi için gerekli

unsurlarla, gemideki otel hizmetlerinin teminini sağlar. Gemi balast pompa sistemi,

temiz su, pis su sistemleri, separatörler (= ayırıcılar), yakıcılar (= incinerator) bu tip

sistemlerin tipik örnekleridir.

Şekil 9.6 (a), (b) ve (c)’de tipik bir konteyner gemisinin makine dairesi aranjmanı ve buradaki

unsurların listesi verilmektedir.

Bölüm 9-11

Şekil 9.6 a Tipik bir konteyner gemisinin makine dairesi aranjmanları

Bölüm 9-12

Şekil 9.6 b Tipik bir konteyner gemisinin makine dairesi aranjmanları

Bölüm 9-13

Şekil 9.6 c Tipik bir konteyner gemisinin makine dairesi aranjmanlarının listesi

Bölüm 9-14

9.5 YAKITLAR

Genelde termal değeri olan bütün temel yakıtlar; yani petrol ürünleri, kömür, ağaç, doğalgaz

gibi maddeler yakıt olarak kullanılabilir. Ayrıca, bazı ülkelerin belli tip savaş gemilerinde

nükleer yakıt da kullanılmaktadır. Ancak bugün en çok kullanılan yakıt tipi petrol türevleridir.

Petrol ürünleri özelliklerine göre sınıflandırılırlar. Bu kapsamda göz önüne alınan özellikler

aşağıda sıralanmıştır.

• Isıl değer (= Heating value). Bu değer yakıtın yanma sonrası vereceği enerjiyi belirler

ve kJ/kg cinsinden tanımlanır.

• Ateşleme gecikmesi (= Ignition delay). Bu ölçüt bazen “Cetane rating” olarak da

tanımlanır ve ateşleme-yanma süresi hakkında izafi fikir verir. Yüksek bir değer

gecikmesinin kısa olmasını gösterir ve yüksek devirli dizel yakıtları için önemli bir

özelliktir.

• Yoğunluk (= Density). Bu özellik yakıt arındırma yönünden önemlidir (su ile olan

karışımın arındırılması). Yoğunluk su yoğunluğuna yaklaştığında, ayrışım için yakıtın

ısıtılıp yoğunluğunun azaltılması gerekir. API (American Petroleum Institute)

derecesidir.

• Akma noktası veya viskozite (=Pour point, viscosity). Akma noktası yakıtın ısıtılma

sonucu hangi sıcaklıkta kendiliğinden akacağını gösterir.

• Parlama noktası (= Flash point). Yakıt buharının hangi sıcaklıkta parlayacağını

gösterir. Güvenlik yönünden kabul edilebilir en düşük parlama sıcaklığının 60 oC’nın

üstünde olması gerekir.

• Saflık (= Purity). Bu yakıt içinde bulunan istenmeyen su, kül, sedimen gibi maddelerin

oranını gösterir.

• Pas yaratma (= Corosiveness). Bu ölçüt yakıttaki istenmeyen korozyona sebep verecek

sülfür, potasyum, sodyum ve kalsiyum gibi kimyasal maddelerin oranını belirler.

Petrol ürünleri ayrıca bazı test ve standart kurumlarınca gruplandırılır ve numaralandırılır.

Ancak gerçek değerlendirme yukarıda belirtilen özelliklere göre yapılır.

Bölüm 10-1

10. GEMİ İNŞAATINDA KULLANILAN MALZEMELER

10.1 GİRİŞ VE GENEL TANIMLAR

Bir gemi yüzen bir tesis veya fabrika olarak düşünülebilir. Dolayısıyla, gemi inşaatında

kullanılan malzemeler akla gelebilen malzemelerin tümünü kaplayabilir. Örneğin yaşam

mahallerinde kullanılan yanmaz panellerde yanmaz izolasyon malzemeleri (taş yünü veya cam

yünü gibi) estetik bir kaplama (genelde sentetik malzeme) içinde olduğu, kablolamada bakır ve

plastik izolasyon malzemeleri, möblede ağaç, kumaş ve köpük gibi malzemeler olduğu, koridor

zeminlerinde beton olduğu gözlenecektir. Bizim burada irdeleyeceğimiz malzemeler sadece

geminin mukavim yapısını oluşturan kısımlarda kullanılan malzemelerdir. Bu malzemelerin

genel mukavemeti ile üretim yönünden işlenebilirlik özel önem arz eder.

Prensip olarak ticaret gemilerinin ana malzemesi çeliktir (= steel). Konstrüksiyon ağırlığının

önem kazandığı gemilerde alüminyum (= aliminum) veya elyaf takviyeli plastik (= fibre

reinforced plastik veya FRP) kullanılır. Tarihsel olarak ilk gemiler ağaçtan yapılmış olup, bu

gün de gezinti teknelerinin önemli bir bölümü kısmen veya tamamen ağaçtan yapılmaktadır.

Ayrıca yüzen havuzların dip kısımları, bazı dubalar ve dibe oturan açık deniz petrol

platformlarının konstrüksiyonlarında takviyeli beton kullanılmış ve kullanılmaya devam

etmektedir.

Gemi inşaatında kullanılan malzemelerin teknik özelliklerinden bahsettiğimizde gemi üzerine

gelecek çekme, basma ve kesme gerilmelerini karşılayabilme özelliği, sertliği (=hardness),

sünekliği (şekil değiştirme özelliği = Malleability), kırılganlığı (= brittleness), yorulmaya

dayanımı (= fatigue strength), yoğunluğu ile yanma mukavemeti gibi özellikler anlaşılmalıdır.

10.2 GEMİ İNŞAATINDA KULLANILAN ÇELİK MALZEMELER

Çelik, demir ingotlarından ısıl işlemler uygulanarak saflaştırma ve şekillendirme işlemleriyle

elde edilir. Ana unsurları büyük ölçüde demir ve kontrollü miktarda karbondur. Üretimde metal

bazlı olmayan kükürt, silikon ve fosfor gibi maddelerin miktarının en azda tutulması önemlidir.

Çelik malzemenin teknik karakteristikleri kimyasal yapı değişikliği ile sağlanır. Örneğin; çekme

mukavemeti çelikteki karbon miktarını değiştirerek veya kimyasal yapıya krom, nikel,

manganez gibi alaşım maddeleri katılarak değiştirilebilir. Genelde karbon miktarının arttırılması

çeliğin sertliğini arttırır.

Bölüm 10-2

Gemi inşaatında genelde kullanılan çelik fiyat, özellik ve bulunabilirlik yönünden uygun olan

“yumuşak çelik (= mild steel)” malzemedir. Soğuk ve sıcak şekil vermeye ve kaynağa uygun

olan bu malzemenin işleme sıcaklıklarında mekanik özelliklerinde önemli bir değişme

gözlenmez. Ancak çok düşük sıcaklıklarda darbe sertliğini kaybeder, kırılganlık kazanır ve

bünyede kırılganlık zafiyeti (= brittle fracture) yaratabilir. Bir çeliğin gemi inşaatında

kullanılabilmesi için gemiyi belgeleyecek klas kurumunca denetlenmiş, test edilmiş ve

damgalanmış olması gerekir.

Klas kurumları gemi inşaatında kullanılan çelikleri belirli bir gruplandırmaya tabi tutmuş ve

bunlara A’dan E’ye semboller vermiştir. Genelde A ve B yumuşak çelik türleridir. Türk

Loydu’nun çelik malzeme için kuralları Ek’de verilmiştir. Klas kuralları hangi tip çeliklerin

hangi şartlar altında kullanılacağını ve mekanik özelliklerinin ne olması gerektiğini net ve açık

bir şekilde belirtir.

Genelde gerilmelerin yüksek olduğu büyük tanker ve dökme yük gemileriyle ağırlığın önemli

olduğu savaş gemileri, ro-ro feri ve yolcu gemileri gibi konstrüksiyonlarda yüksek gerilim

çelikleri kullanılır. Benzer şekilde soğutularak sıvılaştırılmış LPG ve LNG taşıyan gemilerin

tanklarında soğuk ortamda kırılganlaşmayan ve tanklarında korozif etkisi yüksek maddeler

taşıyan tankerlerde ise korozyona mukavemetli çelik malzeme kullanılır.

10.3 ALÜMİNYUM ALAŞIMLARI

Gemi inşaatında kullanılan alüminyum alaşımları deniz tipi alüminyum (= marine aluminum

alloys) olarak bilinir ve çelik malzeme gibi klas kurallarıyla sınıflanır, denetlenir ve belgelenir.

Alüminyumun en önemli özelliği hemen hemen aynı akma gerilmesine sahip olmasına rağmen

yoğunluğunun yumuşak çeliğin yaklaşık üçte biri değerine sahip olmasıdır. Ancak

alüminyumun burkulma mukavemeti çeliğe göre daha düşük olduğu için alüminyum yapılar

eşdeğer çelik yapının yaklaşık yarı ağırlığında olurlar.

Üretim yönünden alüminyumun en büyük dezavantajı fiyatı ve kaynak işleminde malzeme

yüzeyindeki oksit tabakasının kaynak dolgusuna karışmaması için özel koruyucu gaz (inert gas)

korumasında kaynak yapma zorunluluğudur. Bugünkü fiyatlarla gemi inşaatında çelik malzeme

için $ 2.0 / kg birim fiyat kullanılırken alüminyum için bu rakam $ 12.0 / kg olmaktadır. Bu ise

alüminyumun ağırlık avantajı göze alındığında dahi tekne fiyatında bire üç bir oran yaratır.

Bazen sadece üst yapılar alüminyum yapılır. Bu takdirde çelik ve alüminyum teması elektro-

kimyasal korozyona sebep olur ve çeliğin alüminyumu zaman içinde yemesine sebep olur.

Dolayısıyla çelik-alüminyum temas bölgelerinin elektrolitik ortam oluşturmayan ve emiş

Bölüm 10-3

özelliği olmayan (= non-absorbent) Neopren ve benzeri malzemeyle izole edilmesini gerektirir.

Bindirme mahallerinde kullanılan çeliğin tercihen galvanize edilmiş olması istenir.

Not edilmesi gereken bir diğer husus ise çelik malzemenin aksine alüminyum malzemelerde

koruyucu boya olarak kurşun bazlı boyalar asla kullanılmaz.

10.4 ELYAF TAKVİYELİ PLASTİK (FRP)

Elyaf takviyeli plastik örgü (= woven roving) ve kısa serbest elyaf tabakalarının (= chopped

strand mats) sentetik reçine (= resin) ile birleştirilmesi sonucu FRP yapılar üretilir. En fazla

kullanılan reçineler polyester, vinly ester, epoxy ve phenolic reçinelerdir. Elyaf olarak en çok

cam elyafı (= E-Glass veya daha yüksek mukavemetli S-Glass) kullanılmakta olup, özel

yapılarda karbon veya aramid (buna Kevlar 49 dahildir) elyaf da kullanılır.

Sandaviç (= sandwich) konstrüksiyon konstrüksiyon haricinde FRP yapıların üretiminde erkek

veya dişi kalıplar kullanılır. Yapı tabakalar halinde elyaf unsurları ve reçine uygulaması ve

kurutma şeklinde oluşturulur. Uygulama ve kurutma (= curing) işlemlerinin kontrollü çevre

şartları altında (sıcaklık, nem oranı ve toz önlenmesi) yapılması zorunludur.

Çelik ve alüminyum malzemelerde olduğu gibi FRP malzemelerde de malzeme özellikleri ve

üretim klas kurumları tarafından belirlenir, denetlenir ve belgelenir.

10.5 GEMİ İNŞAATINDA KAYNAK

Metal birleştirmede en çok kullanılan yöntemlerden biri olan kaynak, birleştirilecek parçaların

uçları ile dolgu malzemesinin ergitilerek sıvılaşması ve takiben soğuyarak katılaşması suretiyle

oluşturulan bir birleştirme türüdür. Doğru uygulama yapıldığında kaynak dikişinin mukavemeti

en az kaynatılan malzemeler kadardır. Genelde ısı kaynağı yaratmada elektrik arkı, Oxi-asetilen

(veya Oxi-bütan) gaz karışımının yakılması, elektrik direnci, kimyasal maddeler (= termit),

elektron hüzmesi veya lazer ışını kullanılır. Gemi inşaatında en çok kullanılan elektrik ark

kaynağıdır.

Elektrik ark kaynağında kaynak elektrodu ve kaynatılacak malzeme arasında bir akım geçişi

temin edilir. Kaynak elektrodu metalden 3 ila 6 mm. uzakta tutularak ark (= kıvılcımlar)

oluşturulur. Oluşan ark o çevrede sıcaklığı 4000 oC’a kadar yükseltir ve hem birleştirilecek uçlar

ve hem de kaynak elektrodunun metal çekirdeği ergiyerek istenen birleşmeyi temin eder.

Bölüm 10-4

Elektrik arkında 15 ila 40 volt mertebesinde bir gerilim azalması olur ve bu gerilim farkı kaynak

nufuziyetini ve dolgu şeklini belirler.

Şekil 10.1. Örtülü metal ark kaynak şematiği www.besir.com.tr

Kaynak işlemi sırasında atmosferik gazların ve rutubetin kaynak bölgesine karışmasını önlemek

üzere bir koruma tabakası oluşturulmak istenir. Bu ise değişik yöntemlerle sağlanmaya çalışılır.

En basit yöntemde kaynak elektrodu bir manto ile örtülüdür. Kaynak işlemi sırasında örtü

kısmen sıvılaşır ve kısmen yanar. Yanmadan çıkan gaz gaz örtüsü oluştururken, sıvılaşan manto

yoğunluğu çok daha düşük olduğu için yüzeyde kalır ve bitmiş soğuyan kaynağın üzerinde bir

örtü oluşturur. Kaynak işlemi tamamlandıktan sonra örtü özel bir çekiç kullanılarak kolayca

sökülür. Daha ileri yöntemlerde elektrod örtüsü yerine özel gazlar veya tozlar kullanılır ve bu

tiplere gaz-altı ve toz-altı kaynak denir. (Bakınız şekil 10.2 ve Şekil 10.3).

1. Kaynak yönü 2. Torç 3. Kaynak teli 4. Koruyucu gaz 5. Kaynak banyosu 6. Kaynak dikişi 7. İş parças

Şekil 10.2. gaz altı kaynağı

Bölüm 10-5

Tek telli toz alti kaynagi prensibi

Şekil 10.2. Gaz tungsten ark kaynağı şematiği

Şekil 10.3. Toz altı kaynağının şematiği

Kaynak yapılacak levhaların kalınlığına bağlı olarak bir uç hazırlama (= edge preparation)

işlemi uygulamak gerekir. Genelde 6 mm.’nin altındaki saçlarda kaynak ağzı açılmaz. Daha

kalın saçlarda saç kalınlığı ve kaynak tipine bağlı olmak üzere V-, U-, çift V- ve çift U- tipi

kaynak ağızları kullanılır. Şekil 10.4 (a) ve (b)’de değişik kaynak ağzı ve dikişleri gösterilmiştir.

Bölüm 10-6

Türkiye’de çok yaygın olmamakla beraber dünyada arka takviyeli (= backing) tek taraflı kaynak

gemi inşa sanayiinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Arka takviyeleri bakır, seramik ve asbest

olabilir.

Kaynak işlemi sırasında kaynatılan malzemelere ısı verildiğinden bu malzemelerde şekil

değiştirme olasılığı (özellikle ince saclarda)yüksektir. Dolayısıyla kaynak dizaynında sadece

mukavemet değil aynı zamanda ısı geçişi de göz önüne alınmak zorundadır. Bu tür önlemlerin

alındığı kaynak prosedürlerine “metot kaynakları” denir.

Kaynakla yapılan dolgu işlemi kalın levhalarda bir geçişte tamamlanamaz. Pratikte bir geçişte

dolguya “paso” (= pass veya run) denir. Her pasodan sonra örtünün tamamen kazınıp

temizlenmiş olması kaynak hatalarının önlenmesi için zorunludur. Pratikte çok pasolu bir

kaynak bitiminde kaynakçı kaynak yerini çekiçle döver. Bu işlem hem kalan gerilmelerin (=

residual stress) azaltılmasına ve hem de halen sıcak olan kaynak dolgusunun konsolidasyonuna

yardımcı olur.

Gemi yapısında bazı birleştirme yerlerine özel adlar verilir. Örneğin dış kaplama boy

istikametindeki saç birleşme yerlerine sokra (= seam), buna dik istikametteki birleşme yerlerine

ise armuz (= butt) ve buraların kaynaklarına da sokra ve armuz kaynakları denir. Birbirleriyle

dik kesişen elemanların kaynağına ise alın kaynağı denir. Şekil 10.5’de alın kaynağı, kaynak

ayak boyları ve efektif boğaz kalınlığı gösterilmektedir. Yapılan bir kaynak yüzeyinde

konkavlık oluşması “undercut” olarak bilinir ve istenmez.

Kaynakçının veya kaynak makinasının yapılacak kaynağa göre pozisyonu uygulanacak kaynak

yöntemini de etkileyeceğinden büyük önem arz eder.

Elatı veya taban (= downhand) kaynağı uygulama yönünden en uygun pozisyondur. Dikey (=

vertical) kaynak yukarıdan aşağıya veya aşağıdan yukarı uygulanabilir. Genelde aşağıdan yukarı

yöntem sıvılaşmış kaynak malzemesinin daha iyi nufuz etmesini temin eder. Tavan (= overhead)

kaynağı en zor kaynak türüdür ve özel kaynak elektrodu ve yöntem gerektirir. Gemi üretimi

yönünden kaynak işlerinin mümkün olduğunca el altı ve dikey kaynağı kullanacak şekilde

üretimi planlamak tersane verimini arttırır.

Gemi inşaatındaki kaynak işlemlerinin tümü klas kontrolü ve onayını gerektirir. Kaynakçıların

sertifikalı olması gereği dışında kaynak prosedürlerinin hazırlanması ve uygulanması da klas

denetimindedir. Ayrıca yapılan kaynaklar tahribatsız muayene yöntemleriyle (= nondestructive

tests) irdelenir. Bu yöntemler radyografik, akustik ve X-Ray gibi testleri de içerir.

Bölüm 10-7

Şekil 10.4 (a) Çeşitli kaynak ağzı ve dikişleri

Yarım v dikişi

V dikişi

Kök kaynaklı v dikişi

Kare dikiş

Bölüm 10-8

Şekil 10.4 (b) Çeşitli kaynak ağzı ve dikişleri

Yüzeyde v açıklıklı kaynak

J dikişi

U dikişi

Genişleyen açıklıklı dikiş

Bölüm 10-9

Şekil 10.5. Alın kaynağı ve kaynak boğacı

Dış bükeylik Gerçek açıklık

Etkin açıklık

Teorik açıklık

Dışbükey dikiş

Içbükey dikiş

Içbükeylik

Gerçek ve etkin açıklık

Teorik açıklık

Kenar ve boyut

Kenar ve boyut

kenar

kenar

boyut

boyut

Bölüm 11-1

11. TERSANELER VE GEMİ ÜRETİMİ

11.1 GEMİ ÜRETİMİNDE TEMEL KAVRAMLAR

Gemi üretimi ham, yarı işlenmiş ve işlenmiş malzeme, makina ve teçhizatın belirlenmiş bir

tasarıma göre ve planlı olarak bir araya getirilmesi ve işlenmesi sonucu ortaya işlevsel bir

ürünün, yani bir geminin ortaya çıkarılması işlemidir. Bu işlemlerin yapıldığı tesise tersane (=

shipyard) denir.

Tarihsel olarak bakıldığında 20. asrın başlarındaki tersaneler gemide bulunan bütün makina

ve teçhizatı da üreten; yani kazanlar, pistonlu buhar makinaları, ırgatlar, vinçler, bumbalar,

ambar kapakları, mobilya gibi tüm unsurların imal edildiği tesislerdi. Bu yüzden Haliç

Tersanesi gibi eski tesislere bakıldığında buralarda gayet büyük dökümhane, marangozhane

ve makina atelyesi gibi tesisleri görmek mümkündür. Zaman içerisinde bu tür üretimin

ekonomik olmadığı görülerek tersanelerin işlev ve aranjmanları değişmiştir. Bugün tersaneler

doğrudan üretim ve montajın bir arada yürütüldüğü tesisler haline gelmiştir.

Yönetsel yönden bakıldığında tersaneler para, işgücü, malzeme ve makinaların planlı bir

anlayış ile yönetildiği tesislerdir. Bu tür bir yönetimin başarılı olması tersane içerisinde bilgi,

malzeme ve iş akışlarının doğru ve tesise uyumlu olarak gerçekleştirilmesini gerektirir. Bilgi

akışı tersanenin teklif hazırlama aşamasında başlar. Hangi gemiye hangi teknik şartnameye

uygun ve hangi temin edicileri kullanarak fiyat ve teslim süresi belirlenmesi hayati önem arz

eder. Bilgi akışı tasarım geliştirme, satın alma şartnamelerinin hazırlanması, üretim

planlaması ve üretim resim ve talimatlarının hazırlanmasıyla devam eder ve test-kabul

planlaması ile son bulur. Bu aşamalarda yapılan hatalar yanlış veya zamanına uygun olmayan

satın almaların yapılması, yanlış üretim ve boz-yap (= rework) ve teslim gecikmelerine, hatta

geminin kabul edilmemesine sebep olur.

Malzeme akışı üretimin başlaması ve devam ettirilebilirliği yönünden temel unsurdur.

Dolayısıyla malzeme temini daima bir plan ve program içinde yönetilir. Bu plan hem gemi

üretiminde kullanılan malzeme, makina ve teçhizatı ve hem de üretim için gerekli sarf

malzemelerini (yani elektrot, gaz v.s) içerir. Temin edilen malzemelerin belirli şartlar içinde

korunması gerekir. Dolayısıyla stok alanı, depo ve ambar yönetimi de malzeme akış

yönetiminin bir parçasıdır. Malzeme temininde bir kısım satın almalar peşin ve bir kısmı ise

vadeli olarak gerçekleştirilir; yani şirketin satın alma ve nakit-kredi politikalarının uyumlu

olması gerekir. Sipariş ve teslimlerde istenen teknik özelliklere (yani teknik şartnamelere)

Bölüm 11-2

uyumun temini şarttır. Bu uyumun bir bölümü gemiyi klaslayacak klas kurumunun şartlarıyla

belirlenir ve klasın o malzeme veya teçhizata verdiği belgeyle belgelenir. Diğer teknik şartlar

ise ulusal ve uluslararası kural ve standartlar ile armatör taleplerinin karşılanması için

oluşturulur.

İş akışı üretimde kullanılacak işlemlerin (= processes) dizaynı, planlaması ve uygulanmasının

denetimidir. İşlemler işgücünün tersane bünyesinde bulunan veya kiralanabilen alet ve

avadanlıkların belirlenen yöntemlerle kullanılmasıdır. İş akışı ürün ve üretim hiyerarşisi

içinde iş akışının parça hazırlama, fabrikasyon ve montaj aşamalarından oluştuğu ve bütün

aşamalarda taşıma, test ve kabulün önemli bir rol oynadığı bir bütün olarak düşünülebilir.

11.2 ÜRETİM MANTIĞI VE ÜRÜN HİYERARŞİSİ

Bir ticaret gemisinin ortalama üretim süresinin uzun olması (Türkiye’de 12 ila 14 ay)

sebebiyle üretimin ve kaynak kullanımının kontrol edilebilmesi için planlama birimlerinin (=

planning units) yaratılması zorunluluğu doğmuştur. Bugün en sık kullanılmakta olan planlama

birimi fiziksel olarak da tanımlanabilecek olan blok (= block) üretimidir. Gemi inşaatı

başlamadan önce gemi tersane üretim ve kaldırma / taşıma imkanlarıyla sınırlanmış olan; yani

büyüklüğü ve ağırlığı tersanece elleçlemeye uygun, bloklara bölünür ve üretim planlaması bu

esas üzerinden gerçeklenir. Bir gemiye ait tipik bloklama işlemi şematik olarak Şekil11.1’de

görülmektedir.

Şekil 11.1. Bir fırkateynin şematik blok diyagramı

Bölüm 11-3

Bu temel bölümleme işlemiyle birlikte bir ürün ve üretim hiyerarşisi yaratılır. Yaratılan

hiyerarşi üretimdeki normal öncelik sırasını (= precedence) ve grup teknolojisi kullanmayı

temel alır. Grup teknolojisinde gaye aynı üretim araçları ve yöntemlerle birbirine benzer alt-

ürün yaratmak ve bir tür seri imalat ortamı yaratarak verimi arttırmaktır.

Modern üretimde ana gaye fabrikasyon işlemleri sonucunda donatılmış ve boyanmış blokların

nihai montaja hazır edilmesidir. Tersane stok sahasına alınan levha ve profiller önce yüzey

hazırlama işlemlerinden geçirilir. Yapılan yüzey temizleme ve koruyucu boya (= primer

coating) uygulamasından sonra kesim ve şekillendirme işlemine tabi tutulur. Hazırlanmış

parçaların kaynatılmasıyla paneller, elemanlı paneller, küçük gruplar ve alt gruplar

oluşturulur. Alt ve küçük grupların bir araya getirilmesiyle matris yapılar, gruplu paneller, alt

blok ve bloklar oluşturulur. Bu şekilde ortaya çıkan çelik üretim kademeleri Şekil 11.2’de

verilmiştir.

Gemi teçhizleme ve donatım faaliyetleri de (boru, makine, kablo, çelik donatım gibi) bir

hiyerarşi izler. Yöntem donatımı mümkün olduğunca blok aşamasında gerçekleştirmektir.

Hiyerarşik yönden donatım kademeleri;

• Donatım parçaları,

• Donatım küçük grupları,

• Donatım alt grupları ve

• Donatım üniteleri

olarak tanımlanabilir ve bu kademeler Şekil 11.3’den Şekil 11-7’ye kadar gösterilmektedir.

Modern gemi inşaatında donatım ünite üzerinde (= on unite), blok üzerinde (= on block) ve

gemi üzerinde (= on board) olmak üzere üç safhada gerçekleştirilir ve bu değişik tür

donatımlar Şekil 11-8’de şematik olarak gösterilmiştir.

Türkiye’de pek uygulaması olmamakla birlikte bitmiş bloklar boya atelyesine götürülür ve

kaynatılacak uçlar civarındaki paylar haricinde kontrollü iklim şartları altında boyanırlar.

Türkiye’de boyama işleri bütün sıcak işlemleri bitiminden sonra kızak üzerinde

gerçekleştirilir.

Bölüm 11-4

Tek profil Tek parcadan olusan profil hazirlama islemi gormus profil parcasi Tek levha Tek parcadan olusan levha hazirlama islemi gormus levha parcasi

Kucuk grup Bir adet tek levha (B) ile bir ya da birden fazla sayida tek profilden (A) olusan boyutlari belirli is kademesi

Alt grup Bir yada birden fazla kucuk grubun tek profil ve/veya tek levhalar ile birlesmesinden olusan uretim kademesi

Matris yapi Kuck gruplar ile alt gruplarin birlesmesinden olusan uretim kademesi

Duz panel İki yada daha fazla kaynak agzi acilmis levhanin kaynak ile birlestirilmesinden olusan uretim kademesi

Elemanli duz panel Stifner ya da kiris elemanlarinin duz panele montajindan olusan uretim kademesi

Gruplu panel Duz panel, egrisel panel ya dagruplar ile elemanlarin birlesmesinden olusan uretim kademesi

Elemanli egrisel panel Egrisel stifner ya da kiris elemanlarinin egrisel panele montajindan olusan uretim kademesi

Alt blok Bir duz yada egrisel panel ile birlestirilen gruplu panelin olusturdugu uretim kademesi

Blok Birden fazla uretim kademesinin biraraya gelerek olusturdugu kizak ustu montajdan onceki son uretim kademesi

Şekil 11.2. Çelik tekne analiz ve üretim kademeleri

Bölüm 11-5

Şekil 11.3. Donatım parçaları

Bölüm 11-6

Şekil 11.4. Donatım küçük grupları

Bölüm 11-7

Şekil 11.5. Donatım alt grupları

Bölüm 11-8

Şekil 11.6. Donatım grupları

Bölüm 11-9

Şekil 11.7. Donatım ünitesi

Bölüm 11-10

Şekil 11.8. Kademeli donatım tipleri

Bölüm 11-11

11.3 TERSANE ÜRETİM TESİSLERİ

Bir tersanede bulunan üretim tesisleri tersane alanı kısıtları içinde üretim mantığının

yansıtılması isteklerinin mevcut finansal olanaklarla karşılanmasının yansımasıdır. Genelde iş

akışı tersane geometrisine uyarlanmak zorundadır. Şekil 11.9’da bir tersanedeki çelik üretim

tesislerinin I, L ve U tipi akışı kullanılarak alternatif dizayn olasılıklarını göstermektedir.

Tesis içi akış daha komplike hale geldiğinde kaldırma ve taşıma faaliyetlerinin organizasyonu

daha sorunlu olmaya başlar.

Şekil 11.10’da Hyundai Mipo Tersanesi yerleşimi görülmektedir. Malzemesini denizden alan

tersanede stok sahası rıhtımın hemen yanında konuşlandırılmıştır. Stok sahası çıkışında

kumlama (= shot blasting) ve koruyucu boya tesisiyle malzeme kesme ve ön hazırlama

atelyesine (= sub-assembly) gitmektedir. Ön montajı bitmiş unsurların blok montaj yerine (=

block assembly shop) gönderilmektedir. Boru ve teçhiz atelyeleri (=Pipe shop & Outfitting

unit shop) kuru havuzun diğer yanında konuşlandırılmış ve böylece hem blok montaj

atelyesiyle kuru havuza ve hem de nihai donatım rıhtımına hizmet verilebilmektedir. Bitmiş

bloklar kuru havuzda birleştirilip donatılarak yüzdürülmekte ve teçhiz rıhtımında son

işlemlerini görmektedir. Benzer bir anlayışla kurulmuş olan Daewoo Mangalia Heavy

Industries yerleşimi ise Şekil 11.11’de gösterilmiştir.

Tersanelerde üretim ve taşıma hizmetlerinde kullanılan araçlar ve sistemlerin bazıları Ek’te

gösterilmiştir.

Bölüm 11-12

Depo Sac ve blok atelyeleri

Cross handling Ara ürün depo

Ara montaj Montaj Cross handling Ürün depo

kreyn

Inşaat rıhtımı

Malzeme akışı

Sac ve parça deposu Tesviye Kumlama Markalama

Sac hazırlama: Markalama Kesme Şekil verme Profil ve stifner hazırlama: Markalama Kesme Şekil verme

Gerekli durumda Sac ve stifner bekletme alanı

Kaynak atelyeleri Kaynak ve Donatım

Blokların hazırlanması

Gerekli durumda Hazır blokları bekletme alanı

Bölüm 11-13

Şekil 11.9. I, L ve U Tipi tesis örnekleri

Şekil 11.10. Hyundai Mipo Tersanesi yerleşimi (www.hmd.co.kr/HMD.pdf)

Cross handling ve Depo

Ara montaj

Montaj Cross handling ve Depo

Sac ve blok Atelyeleri

Depo

Sac ve blok Atelyeleri

Cross handling Ve Depo

Ara montaj

Montaj Cross handling Ve Depo

Cross handling

Depo

Genel yerleşim 1Havuz #1 5Iskele #1 9Atölye 2Havuz #2 6Iskele #2 10Boya Atölyesi 3Havuz #3 7Iskele #3 11Ana ofis binası 4Havuz #4 8Iskele #4 12Yerel ofis binası

Bölüm 11-14

Şekil 11.11. Daewoo Mangalia Heavy Industries yerleşimi (www.dmhi.ct.ro/facility.htm)

11.4 ÜRETİM YÖNETİMİ

Tersanelerde gemi inşa ve onarım faaliyetlerinin istenilen süreçte ve öngörülen maliyetler

içerisinde gerçeklenebilmesi için planlanmış bir uygulamanın sürdürülmesi gerekir. Plan

öngörülen bir işin gerçekleşmesi için gerekli sürecin ve bu sürecin her aşamasında

kullanılacak kaynakların belirlenmesi işlemidir. Kullanılacak kaynaklar işgücü, makina ve

tesis ile satın alma kalemlerinin tümünü içerir. Dolayısıyla bir işletmede yapılan planlamanın

tesisin mevcut olan ve elde edebileceği tesis kapasitesini de göz önünde bulundurması

gerekir. Kapasitenin mevcut veya planlanan işlerle kullanım analizi bize “kapasite planını”

verir. Kapasite üstünde kullanım talepleri fazla mesai veya dıştan kiralama gibi maliyeti

arttırıcı önlemler gerektirir. Dolayısıyla iş planları kapasite dengelenmesi için değişikliğe tabi

tutulur. Planların tarihlendirilmeleri yani gerçek bir zaman süreci içerisinde gerçeklenmesi

için dönüştürülmüş haline programlar denir.

1Çelik deposu 9Makine montaj atölyesi 17Kuru havuz#2 2Iyileştirme alanları 10Ambar kapagı montaj alanı 18Kuru havuz#3 3Kesme ve montaj atölyesi 11Kumlama ve boyama üniteleri 19Iskele A 4Büyük montaj platformu 12Yeni kumlama ve boyama üniteleri 20Iskele B 5Yeni panel blogu atölyesi 13Büyük blok montaj platformu 21Iskele C 6Parca ve ara montaj atölyesi 14Mpntaj alanı 22Ana bina 7Gövde donatım atölyesi 15Ön donatım platformu 23Yetiştirme merkezi 8Birim modül ve galvanize 16Kuru havuz#1 24Goliath kreyn atölyesi

Bölüm 11-15

Planlama işleminin temelinde yapılacak işin kademelere bölünmesi ve kademelerin öncelik (=

precedence) sırasına göre sıralanmasıdır. Bir çift-dip blokunun üretim kademeleri şekil

11.12’de gösterilmektedir. Burada A, B ve C kademeleri işleme dahil edilmemiştir.

Başlangıçta dört işlem beraberce ve paralel olarak ilerlemektedir; sintine eğrisel panelinin

braketiyle beraber hazırlanması, dip ve iç dip panellerinin elemanlı panel olarak montajı ve

tulani-döşek ön birleştirme işlemleri. Bu ön aşamaların tamamlanması sonucu, iki paralel

işlem yürür. Bunlar iç dip paneline döşek ve tulanilerin montajı ve dip sacına sintine levhası

ve döşeğin son kısmının montajıdır. Bu aşamanın tamamlanmasıyla iç dip alt bloğu ters

döndürülerek dip alt bloğu üstüne monte edilerek kaynaklanır ve blok üretim işlemi

tamamlanmış olur. İşlemin yapılış sırası önceliği, işlemin yapımı için gerekli A, B ve C

kademesi elemanları malzemesi, istenen montajı gerçekleştirmek için gereken kaynak

makinaları, elektrotlar, üretim jigleri, kreyner ve çalışanlar ise kaynak ihtiyacını belirler.

Şekil 11.12. Çift dip Bloku montaj hiyerarşisi

Planlama faaliyeti bu tür alt ürün üretimi faaliyetlerinin süreçlerini göz önüne alarak öncelik

sırası içinde bir araya getirilmesi olarak ortaya çıkar. Pratikte en çok karşılaşılan plan

gösterim tipleri çubuk diyagramları (= Gantt chart) ve ağ planlarıdır (= network plans). Şekil

11.13’de bir faaliyet ile ilgili ağ planı gösterilmektedir. Burada daire içinde yazılan düğüm

noktaları bir işlemin başlangıç veya bitimini, ok bir aktiviteyi ve ok üzerindeki sayı ise

aktivite süresini göstermektedir. Kare içindeki rakamlar ise en erken ve en geç başlangıç

(veya bitim) sürelerini göstermektedir. Şayet bu süreler eşitse bu faaliyet kritik faaliyet ve

kritik faaliyetlerin oluşturduğu başlangıç – bitiş sürecine kritik yol (= critical path) denir.

Kademe 10 Küçük grup

Kademe 20 Alt grup

Kademe 30 Alt blok

Kademe 40 Blok

Dip sacı

Dip sacı

Dip sacı

Tank top

Tank top Tank top

Bölüm 11-16

Şekil 11.13. Bir ağ planı ve kritik yol

Aynı süreci bir çubuk diyagramı halinde gösterebilir ve bu diyagrama histogram şeklinde

işgücü talebini de yansıtabiliriz. Bu takdirde bir tür kapasite kullanım planı da elde edilmiş

olur. Bu kapasite yüklemesi uygun olmadığı takdirde kritik yol üzerinde olmayan aktivitelerin

başlangıç ve bitim tarihlerini değiştirerek kapasite dengelemesi yapmak mümkündür. Şekil

11.14’de çubuk diyagramları ve kapasite dengelenmesi işlemi gösterilmektedir.

Gemi inşaatında maliyet oluşturan unsurların önemli bir bölümü dış tedarikçilerden

alındığından malzeme ihtiyaç planlaması, yani hangi malzeme, makina veya teçhizata

üretimin hangi aşamasında ihtiyaç duyulacağı ve ihtiyaç duyulan malzemenin o süre içinde

temin edilip edilemeyeceğinin belirlenmesi çok önemli bir unsurdur. Örneğin bir ana

makinanın sipariş – teslim süreci 10 veya 12 ay sürebilir. Tedariği uzun süren bu gibi

malzemelere uzun bekleme süreli kalemler (= long lead time items) denir. Üretim

planlamasında tedariğinde kısıt olan bu tür unsurların teslim süresi yansıtılır ve tersane bir

malzeme ihtiyaç planlaması (= material requirements planning) yapar.

2 4 8

1

3 7 9

10 5 6

0

0

4 4 24 24 44 53

66

56

48 48343411 7

18 23 34

4

20 18

7

1211

15 14

6

8

39

7

34

1010

7

Bölüm 11-17

Şekil 11.14. Kapasite dengeleme ve çubuk diyagramları

Bütün bu planlama işlemleri tamamlandığında tersane maliyet (= cost) ve nakit akış planlarını

(= cash flow planning or forecasts) hazırlar. Ortaya çıkan nakit talepleri ya kontratların

gelirleriyle veya kısa – orta vadeli banka kredileriyle karşılanır. Şurası asla unutulmamalıdır

ki endüstriyel şirketler çoğunlukla zararları dolayısıyla değil, borçlarını çeviremediği için iflas

eder. Dolayısıyla nakit akışı planlaması ve gerekli önlemlerin alınması tersaneler için hayati

önem arz eder.

Tersane yönetimi bütün bu plan ve plan uygulama faaliyetlerini yönlendirmek, uygulamak,

uygulamayı takip etmek ve gerekli düzeltici önlemleri yürürlüğe koymakla görevlidir. Ayrıca

Bölüm 11-18

üretimi dolaylı olarak etkileyen tesis bakım – tutumu, insan kaynakları yönetimi ve muhasebe

gibi önemli faaliyetlerin de sürdürülmesi gerekmektedir. Tarihsel olarak tersane yönetimi

fonksiyonel ağaç yapısı (= functional tree structure management) şeklinde oluşmuştur. Bu

yapıda bir genel müdüre bağlı olarak

• Pazarlama ve satış

• Teknik

• Üretim

• Satın alma

• Muhasebe

• İnsan kaynakları

• Bakım

müdürlüğü gibi müdürlükler bağlanır ve her müdürlüğün altında ona bağlı departman, depo

veya atelye amirlikleri bulunur. Bu amirlere bağlı şefler, şeflere bağlı grup liderleri

bulunabilir. Ayrıca bugün hemen bütün tersanelerin EN ISO 9001 kalite sertifikası sahibi

olması gerektiğinden, her tersane de doğrudan genel müdüre bağlı bir kalite müdürü bulunur.

Ancak bu yapı esnekliği azalttığı ve müşteri odaklı çalışmayı teşvik etmediği için zaman

içerisinde matris tipi yapı (= matrix type organisational structure) oluşmuştur. Bu yapıda

mevcut yapı tersane içi temin edicileri temsil eder. Buna karşı tersane içi alıcılarını temsilen

bir proje ekibi oluşur. Proje lideri iç ve dış imkanların en verimli ve karlı olarak kullanımı ile

görevlidir.

Türkiye’de özel sektör tersaneleri merkez kadroları minimumda tutmak üzere yapılandığından

ve üretim faaliyetlerinin önemli bir bölümü taşeronlar tarafından realize edildiğinden matris

tipi yapılanmaya çok daha uygundur. Askeri tersaneler, fonksiyonel yapı içerisinde çalışırlar.

Bölüm 11-19

Fonksiyonel Organizasyon

Şekil 11.15. Fonksiyonel ve Matris Organizasyon tipleri

FABRİKA MÜDÜRÜ

KURMAY ORGANI

İMALAT ATELYESİ ŞEFİ

MONTAJ ATELYESİ ŞEFİ

İŞ AKIM ŞEFİ

İŞÇİLER İŞÇİLER İŞÇİLER İŞÇİLER İŞÇİLER İŞÇİLER İŞÇİLER

Faydaları: Uzmanlaşmayı saglar Denetim etkinligi artar Koordinasyon ihtiyacını azaltır

Sakıncaları: Büyük organizasyonlarda tepki süresini azaltır Yeniligi ve yaratıcılıgı teşvik etmez Yetki sahaları içiçe geçtiginde çatışmalar dogabilir

MÜHENDİSLİK HİZMETLERİ MÜDÜRÜ

MAKİNE BAŞ MÜHENDİSİ

ELEKTRİK BAŞ MÜHENDİSİ

HİDROLİK BAŞ MÜHENDİSİ

METALURJİ BAŞ MÜHENDİSİ

ÖN TASARIM BAŞ MÜHENDİSİ

A PROJESİ YÖNETİCİSİ

B PROJESİ YÖNETİCİSİ

C PROJESİ YÖNETİCİSİ

Faydaları: Organizasyona esneklik saglar Disiplinlerarası dayanışmayı artırır Personelin gelişimine yardımcıdır Üst yönetimin planlama yükünü azaltır

Sakıncaları: İşletme içi anarşiye yol açabilir Güç çatışmalarına yol açar Aşırı gruplaşmaya yol açar Kararların gecikmesine sebep olur

Bölüm 12-1

12. GEMİ TASARIMI

12.1 KAVRAM DİZAYNI VE ÖN DİZAYN

Kavram dizaynı belirlenen ekonomik unsurlar ve sınırlamalara uygun bir dizaynın geneliyle

taslak olarak belirlendiği dizayn aşamasıdır. Gereksinim ve görev tanımları armatör tarafından

belirleneceği gibi, yapılmış bulunan bir pazar araştırmasına uygun olarak tersane tarafından

başlatılan bir ürün geliştirme politikasının tatbikatı olarak da ortaya çıkabilir. Kavram

dizaynının amacı gemi boyutlarının, teknik karakteristiklerinin ve maliyetlerinin, belirlenen

gaye fonksiyonunu optimize edecek şekilde yaklaşık olarak tayini olup, bu aşamada dizayner

önemli ölçüde karar esnekliğine sahiptir.

Genellikle parametrik yöntemlerin kullanıldığı kavram dizaynında girdiler; görev tanımı,

ekonomik unsurlar ve sınırlamalar olup, çıktılar ilk yaklaşık hesaplama sonuçları, genel plan,

endaze, sistem seçimleri ve bu konuları kapsayan bir ön teknik şartnamedir. Kavram dizaynı

çıktıları şematik olarak Şekil 12.1’de gösterilmiştir.

Ön hesaplamalarda iteratif olarak ana boyutlar, yük, alan ve hacimler, ağırlık, stabilite, trim,

bölmeleme, hız, güç ve maliyet yaklaşık olarak belirlenir. Bu arada gemi sevki, yükleme-

boşaltma, genel servis hizmetleri, navigasyon ve iletişim için kullanılacak makine ve

sistemlerin tip belirlemeleri de yapılır.

Hesaplara görsellik kazandırmak ve bazı kritik unsurları daha belirgin hale getirebilmek

amacıyla kavram dizaynı sonunda geometrik dizaynla bazı resimlerin de üretilmesi gerekir.

Bu resimlerin ilki gemideki alan ve hacim atandığı ve ihtiyaca uygunluğunun belirlendiği ön

genel plandır. Geminin çalışma verimi ve fonksiyonelliği genel plan dizaynını yönlendirir.

Genel plan gereksinimlerine uyan bir ön form planı seçimi ve bu plan kullanılarak yapılacak

hesaplar enine ve boyuna perde yerlerinin katileştirilmesini temin eder. Seçilen form planı

yardımıyla yapılan diğer gemi mühendisliği hesaplarının da daha sağlıklı olarak yapılması

mümkün olur. Bu aşamada üretilmesi gereken bir diğer plan ön orta kesit resmidir. Orta kesit

resmi üretilmesi hem kullanılacak postalama türü (enine, boyuna veya karmaşık) hem de

kullanılacak bünyesel eleman tiplerini belirleyeceğinden gerek mukavemet ve gerekse ağırlık

hesapları daha doğru olarak yapılabilir. Şekil 12.2’de bir çıkarma destek gemisinin bu dizayn

aşaması için yeterli olabilecek bir en kesit resmi görülmektedir. Kavramsal dizaynın ortaya

çıkardığı en önemli döküman ise ön teknik şartnamedir. Bu belgede hesaplama veya seçim

sonucu ortaya çıkan ve geminin sahip olması istenen bütün teknik özellikler ana başlıklar

Bölüm 12-2

içerisinde belirlenir. Yazılma mantığı bakımından gemi sistemlerinin esas olan bir

paragraflama ve numaralama yöntemi kullanılır. Bugün en çok kullanılan sistemler IMS

(Information Management System), ESWBS (Expanded Ship Work Breakdown Structure) ve

MARAD (Maritime Administration) kodlama sistemleridir.

Parametrik hesaplardan sonra geometrik modellemenin ve daha hassas hesapların yapıldığı bu

safhaya bazen ön dizayn (= preliminary design) da denir. Bu ders kapsamı içinde öz dizayn

olarak kavram dizaynı çıktısı olan geminin daha dar sınırlar içinde optimizasyonu da dahildir.

Ön dizayn aşamasında geminin üretilebilirliğinin de (= producibility) önemle

değerlendirilmesi gerekir. Bu bakımdan genel plan dizaynında üretim bölümlerinin (bloklar

ve zonlar), form ve orta kesit dizaynında ise üretim kolaylıklarını ve kullanılacak malzeme

tiplerini dikkatle değerlendirmek gerekir.

Şekil 12.1. Ön Dizayn Çıktıları

Bölüm 12-3

Şekil 12.2. Çıkarma Destek Gemisi Ön Orta Kesit Resmi

0.7 SEVİYESİ

0.6 SEVİYESİ

0.5 SEVİYESİ

0.4 SEVİYESİ

UÇUŞ GÜVERTESİ

GALERİ

HANGAR GÜVERTESİ

ÜST ARAÇ GÜVERTESİ

ALT ARAÇ GÜVERTESİ

Bölüm 12-4

12.2 KONTRAT SEVİYESİ DİZAYN

Kontrat dizaynının gayesi üretilmesi düşünülen dizaynın gemi sahibi ile tersane arasında

teknik, ticari ve hukuksal bütün unsurları belirleyecek bir kontratın imzalanması için gerekli

ve yeter detaya sahip hesaplama, resimleme ve tanımlama işlemlerinin yapılmasıdır. Şayet

dizaynın bu aşaması bir girdi-dönüşüm-çıktı anlayışı içerisinde irdelemek istenirse, girdi ve

çıktılar listelerinin ana elemanları aşağıdaki şekilde belirlenebilir:

Girdiler: - Kavram ve ön dizayn çıktıları

- Fonksiyonel gereksinimler

- Kural ve kaideler

- Dizayn standartları

- Üretilebilirlik esasları

Çıktılar: - Detaylı teknik şartname

- Genel plan

- Form planı

- Bünyesel ön dizayn planları (orta kesit, tulani kesit, tipik perdeler, harici ve

güverte kaplama)

- Makine dairesi yerleştirme planı

- Elektrik yük analizi

- Boru ve sistem devre şeması

- Kablo taşıma yolları şemaları

- Yaşam mahalleri planları

- Sevk analizi ve deney sonuçları

- Gemi mühendisliği hesapları (hidrostatik, kapasite, stabilite, yaralanma,

denizcilik, manevra vs.)

- Muhtemel satın alma (ekipman ve malzeme) listesi

- Ön üretim stratejisi (blok planı)

Bu çıktılarla (Şekil 12.3) dizaynın bundan sonraki fazları için gerekli bütün kilit bilgiler ve

seçim esasları belirlenmiş olur. Aranjman dizaynında fonksiyonel hacim analizi ve hacim

atama yöntemleriyle, özellikle yakınlık ve ayırma zorunluluğu gibi irtibatlandırma konuları da

göz önünde tutularak, bütün kompartmanlar ve bunların kullanım maksadı ve hem de bu

Bölüm 12-5

kompartmanlarda bulunacak ekipman ve sistemler belirlenmiş olur. Bu kapsamda servis ve

ulaşım ihtiyaçlarının dikkatle değerlendirilmesi gerekir. Şekil 12.4 hava gücü de taşıyabilen

bir çıkarma destek gemisinin baş kısmında yapılan bir aranjman çalışması görülmektedir.

Şekil 12.3. Kontrat Dizaynı Çıktıları

Bölüm 12-6

Şekil 12.4. Ön Aranjman Dizaynı – Fonksiyonel Hacim / Alan Atama

Bölüm 12-7

12.3 FONKSİYONEL DİZAYN

Fonksiyonel dizayn kontrat seviyesi dizaynı takip eden ve dizayn onay otoritesinin (klas veya

başka bir kuruluş) talep edeceği bütün hesap, resim ve tanımlamaların yapıldığı dizayn

aşamasıdır. Bu aşamada aynı zamanda üretim sırasında satın alınacak ekipman ve

malzemenin şartnameleri de hazırlanır.

Bu aşamanın en önemli özellikleri gemi içinde bulunan bütün sistemlerin özelliklerinin

detaylı olarak bu disiplinlerde çalışan kişilerce dizaynı, bu dizayn süreci boyunca sistem

entegrasyonu ve konfigürasyon kontrolünün temini olup, bu işlemlerin tamamından

üretilebilirliğin önemle göz önünde tutulması gereğidir. Tipik fonksiyonel dizayn çıktıları

Şekil 12.5’de görülmektedir. Özellikle dağılımlı sistemlerin (boru, kablo, kanal vs.) çok

olduğu hizmet, yolcu ve savaş gemilerinde değişik dizayn gruplarınca aynı hacim veya alanın

atanma olasılığı yüksek olup, dizayn integrasyonu sırasında gerekli kontrollerin yapılıp bu tür

çatışmaların önlenmesi (= clash avoidance) gerekir. Özellikle bilgisayar destekli olarak

yapılan dizaynlarda üç boyutlu gösterim kullanılması ve “solid” modelleme hem çatışma

önleme ve hem de ulaşılabilirlik (= access) yönünden önemli katkılar sağlamıştır. Bu

anlayışın bir örneği olarak prizmatik hacim atamayla dizayn kontrolü Şekil 12.6’da

görülmektedir.

Bu aşama dizaynda geminin sadece sistemler bazında bölümlendiği ve bunun dışında tek bir

ünite olarak değerlendirildiği son aşamadır. Bu sebepten gemi üretimi esnasında gerekli olan

blok ve zonlara ayırma ve bu ara ürünlerin üretim ve donatım zorluklarının bu aşamada

değerlendirilmesi gerekir. Bunun dışındaki bir tutum problemlerin daha sonraki aşamalarda

(dizayn veya üretim) ortaya çıkmasına; bu ise üretim gecikmelerine, yapılanların

düzeltilmesine (= rework) ve üretim maliyetlerinin artmasına sebep olur.

Bölüm 12-8

Şekil 12.5. Fonksiyonel Dizayn Çıktıları

Bölüm 12-9

Şekil 12.6. Prizmatik Hacim Atamayla Aranjman Dizaynı

Bölüm 12-10

12.4 GEÇİŞ DİZAYNI

Genelde böyle bir dizayn aşamasının varlığından bahsedilmez ve detay dizaynı bir sonraki safha

olarak düşünülür. Bu safhanın önemi dizaynda sistem bazından üretim ünitesi bazına

geçilmesidir; yani dizaynda ağırlık planlama ünitesi olarak da bilinen üretimin

kademelendirilmesi ve bu kademelendirmede ara ürün (veya alt ürün) tanımlarıyla birlikte iş

paketlerinin (= work packages) taslak olarak tanımlanmalarıdır. Bu surette dizayn seçilen alt

ürün için parça hazırlama, montaj ve donatım gibi üretim kademelerine indirgenir ve bu

kademelerin ihtiyacı olacak resim, bilgi ve malzemelerin neler olacağı belirlenir.

Dizaynda sistem bazında alt ürün bazına geçildiğinden dağıtımlı sistemlerin rota

değerlendirilmesi yani sistem entegrasyonu büyük önem kazanır. Bu anlayış içinde hangi

sistemlerin beraberce taşınabileceği ve hangi sistemlerin mutlaka ayrılması gerektiği, üretim,

montaj ve bakım-tutum açısından gerekli olacak klirensler ile modüler teçhizleme anlayışının

gereksinimleri bu aşamada değerlendirilmek zorundadır. Pratikte, özellikle bilgisayar destekli

dizayn ortamında, bu tip değerlendirmeler birden fazla sistemi aynı anda gösterebilen iki

boyutlu kompozit resimle (= composite drawings) ve üç boyutlu koordinasyon resimleri (=

coordination drawings) kullanılarak yapılır. LSD-41 gemisinin bir üretim ünitesindeki çelik

yapı, boru, elektrik ve havalandırma devrelerinin kompozit şeması Şekil 12.7’de örnek olarak

görülmektedir.

Geçiş dizaynında yapılan en önemli çalışmalardan birisi işlem analizidir (= process analysis).

İşlem analizinde tersanenin kullandığı ürün ağacı anlayışı içinde yapılması gereken işler en alt

seviyeye indirgenir ve değerlendirilir. Bu işler gerek çelik (veya başka malzeme) bünyesel

elemanlar ve gerekse teçhiz elemanları için yapılarak bir üretim hiyerarşisi ve buna bağlı bir

üretim planı ortaya çıkar. Şekil 12.8’de bir üretim zonundaki teçhizleme faaliyetleri ile ilgili bir

proses analizi görülmektedir. Böyle bir analizin tabii sonucu iş akımını belirten diyagramların ve

montaj şemalarının belirlenebilmesidir. Şekil 12.9 böyle bir diyagramı göstermektedir. Bu

şekilde bir belirleme kendiliğinden iş paketlerinin (= work packages) oluşmasına ve bu iş

planlaması içinde hangi planlama merkezlerinin sorumluluğuna gireceğini de belirler.

Genel tanımını bu şekilde belirleyeceğimiz geçiş dizaynı üretime uygun dizayn geliştirme

anlayışı içerisinde çok önemli bir adım olup, geçiş dizaynı çıktıları Şekil 12.10’da şematik

olarak gösterilmiştir.

Bölüm 12-11

Şekil 12.7. Alan Atama Entegrasyon Diyagramı – Kompozit Resim

Bölüm 12-12

KALEM  NO

TANIM PANELDE

MONTAJDA

KIZAK ÜSTÜNDE

BLOKTA

ÜSTÜ AÇIKKEN

ZONE TAKİBEN

SEYİR T ÖNCESİ

SEYİR T SONRASI 33 39 40

1 hafifletme delikleri � �2 ulaşım halkaları ve merdivenler � �3 sahte dip � �4 dreyn kuyuları � �5 firar boruları � � �6 iskandil boruları � �7 iskandil tank geçiş � �8 sintine emme geçiş � �9 tuzlu su alma geçiş � �10 çamur emme geçiş � �11 çamur doldurma geçiş � �12 iskandil güverte geçiş � � �

PLANLAMA ÜNİTE NOÜNİTEDE GEMİ ÜSTÜNDEKADEME

GEMİ NOPROSES ANALİZİ

ZONE

Şekil 12.8. Üretim Teçhizleme İşlem Analizi

Bölüm 12-13

Şekil 12.9. İş Akış Diyagramı ve İş Paketi Kavramı

Bölüm 12-14

Şekil 12.10. Geçiş Dizaynı Çıktıları

Bölüm 12-15

12.6 DETAY DİZAYNI VE ATELYE RESİMLERİ

Detay dizaynı, dizayn faaliyetlerinin son halkasını teşkil eder. Daha önceki dizayn

aşamalarından en önemli farkı dizayn ve resimlerin sistem bazından üretimdeki plan ünitesi

bazında yapılmasıdır. Bu anlayış içinde ortaya çıkan ürün ise planlama ünitesi üretim

kapsamındaki her faz veya kademede gerekli bilgi ve resimleri içeren iş paketleridir. Tipik bir iş

paketi yapısı Şekil 12.11’de ve detay dizaynı çıktıları şematik olarak Şekil 12.12’de

gösterilmiştir.

Bugünkü modern gemi inşaatı anlayışında teçhiz edilmiş bloklar tipik planlama ünitelerini

oluşturacağından, detay dizaynında sadece bünyesel çelik yapının değil aynı zamanda bloğa ait

makina, teçhizat, boru, kanal ve kablo taşıyıcı enstallasyonunun da iş paketi içinde belirlenmesi

gerekir. Detay dizaynında izlenmesi yararlı olan bazı unsurlar aşağıdaki gibi belirlenebilir:

• Mümkün olduğunca tersane ve endüstri standartlarına uyum.

• Boyutlandırma ve toleransların üretim sistemlerine uyumluluğu.

• Alt-grup ve blok birleşimleri için gerekli geçiş parçalarının belirlenmesi ve

numaralandırılması.

• Üretim yöntemlerinin iyi anlaşılması (Dizayn-üretim diyaloğu).

• İşlem ve yöntem sıralamasının (yöntem seçimi dahil) doğru yapılması ve yöntem

yanlışlığından doğabilecek kaynak deformasyonu sonucu çarpılma gibi hataların

yöntem veya dizaynla önlenmesi.

• Boru ve benzer geçiş açlıklarının (= penetrations) hangi aşamada yapılacağının

belirlenmesi ve referans yüzeylerinin doğru seçilmesi.

• Kızak üstünde ve denize indikten sonra gemiye monte edilecek teçhizatın gemiye

giriş çıkışının baştan düşünülerek gerekli giriş ve geçiş açıklıklarının bırakılmış

olması.

• Kalite ve bunun bir parçası olarak boyut kontrolünün sadece üretim sonunda değil,

üretimin her kademesinde yapılmasının temini.

• Blok boyama öncesi blokların birleştirilmesi dışında sıcak işlerin tamamının

bitirilmesi.

• Malzeme listelerin doğru ve eksiksiz olarak hazırlanması ve iş istasyonlarında hazır

edilmesinin temini.

Bölüm 12-16

Şekil 12.11. İş Paketi Tanımı

Bölüm 12-17

Şekil 12.12. Detay Dizaynı Çıktıları