unidersler1 Özel Gemiler ve Katamaranlar
Gemi inşaatında yaygın olan tek gövdeli (monohull) gemiler, zamanla bazı özel tasarım isteklerine yetersiz kalınca farklı gemi tipleri ortaya çıktı. Çoğunlukla hız ve stabilite isteklerine göre tasarlanan bu gemilere özel gemiler denir:
- Katamaran ve trimaran tekneler,
- Kayıcı tekneler, ayaklı (hidrofoil) tekneler,
- Hava yastıklı tekneler (hovercraft), denizaltılar.
Bunlar arasında yalnızca katamaran ve trimaranlar deplasman teknesidir; yani ağırlıklarını suyun kaldırma kuvveti taşır.
Katamaranlar tek gövdeli teknelere göre üstünlükleri nedeniyle yüksek süratli deniz otobüsü, araba feribotu, okyanus araştırma gemisi, kıyı koruma gemisi, petrol platformu ve denizaltı kurtarma gemisi olarak da kullanılır. Sportif yelkenli ve motorlu küçük teknelerde de çok yaygındır.
Tarihçe
Çift gövdeli tekneler Pasifik adalılarının binlerce yıllık buluşudur. 1870'li yıllarda Manş Denizi'nde sefer yapmak üzere bir dizi katamaran inşa edildi. Bu tekneler, normal bir deplasman teknesinin boyuna iki eşit parçaya ayrılıp iki yarım teknenin aralıklı olarak bir güverteyle birleştirilmesiyle elde edilmişti; iki tekne arasındaki boşluğa buhar gücüyle çalışan bir çark konmuştu. 90 m boyundaki bu teknelerin, aynı deplasmandaki normal teknelere göre daha denizci olduğu görüldü.
%70–100
Aynı deplasmandaki tek gövdeli tekneye göre daha fazla güverte alanı.
Büyük KM
Enine stabilite, özellikle başlangıç stabilitesi çok daha yüksektir.
Daha fazla direnç
Aynı deplasmanda sevk direnci ve gereken makine gücü daha büyüktür.
2 Geometrik Özellikler
Birbirinden belli bir uzaklıkta bulunan ve birbirine bir bağlantı ya da köprü güvertesiyle bağlanan iki tekneden oluşan sisteme katamaran ya da ikiz tekne denir. Katamaranı oluşturan iki tekneye yarı tekne adı verilir; yarı tekneler birbirinin eşidir. İkiz tekne, yarı teknenin kendisi ve aynadaki görüntüsü olarak düşünülürse ayna düzlemine simetri düzlemi, bu düzlemdeki yatay doğruya ikiz teknenin orta ekseni denir.
Başlıca boyutlar: L gemi boyu, W geminin tam genişliği, S iki yarı teknenin eksenleri arasındaki açıklık.
Yarı tekne kesitleri
Yarı teknenin kendi eksenine göre kesiti simetrik ya da asimetrik olabilir:
Simetrik
Her yarı tekne, tek gövdeli gemilerde olduğu gibi kendi eksenine göre simetriktir. Daha düşük hızlarda çalışır. Yelkenli katamaranlarda en çok bu tip tercih edilir.
Baş kesitler S, kıç kesitler V biçimlidir.
Çift taraflı asimetrik
İç taraftaki postalar dış taraftakilerden daha diktir; iç taraftaki su hatları daha basıktır. İkiz teknelerin birbirine etkisi (girişim) az olduğundan yüksek süratli katamaranlar çoğunlukla bu tipte yapılır.
Baş kesitler dışta S, içte U; kıç kesitler dışta V, içte U biçimlidir.
Tek taraflı asimetrik
İç borda tamamen düzdür (duvar borda). Yeterli su hattı alanı ve deplasman için giriş açısı büyük, su hatları dolgun yapılır; bu direnç açısından dezavantajdır. Deneylerde direnci, eşit deplasmanlı çift taraflı asimetrik katamarandan yüksek bulunmuştur.
Baş kesitler S, kıç kesitler V biçimlidir.
Katamaran formları çok çeşitlidir, çünkü farklı görevlerde ve koşullarda kullanılırlar. Forma en çok etki eden faktör hızdır: yüksek hızlarda iki gövdenin birbirine etkisi direncin önemli bir bölümünü oluşturur. Tasarım deplasmanı, çalışma koşulları ve sevk sistemi de formu belirler. Tek gövdeli gemiler için sistematik araştırmalarla elde edilmiş Seri 60, BSRA gibi form serileri katamaranlar için henüz yoktur.
3 Tasarım Amaçları
Geniş güverte alanı
- Aynı deplasmandaki tek gövdeli gemiye göre yaklaşık %70, araba feribotlarında %100 daha fazla güverte alanı.
- Konteyner gemisi katamaran yapılırsa yaklaşık %50 daha fazla konteyner taşıyabilir.
- Kazancı güverte alanıyla orantılı olan gemilerde tercih edilir.
Yüksek stabilite
- KM değeri büyük olduğundan başlangıç stabilitesi çok iyidir.
- Yelkenli katamaranda devirici momenti karşılamak için ağır salmaya gerek yoktur; tekne daha hafif yapılır.
- Büyük açılardaki üstünlük başlangıç stabilitesindeki kadar belirgin değildir ama yine avantaj sağlar.
Hız
- Girişim etkisi en aza indirilirse optimum hız oldukça yüksek olur.
- İyi bir form için mutlaka model (sevk) deneyleri yapılmalıdır.
- Yine de aynı deplasmanlı tek gövdeli tekne her zaman daha az direnç gösterir.
Denizcilik ve iç hacim
- Narin baş form, baştaki çarpma (slamming) etkisini azaltır.
- Hafif yüklü teknelerde daha geniş iç hacim sağlar.
- KM büyük olduğundan yük daha yükseğe konabilir; yolcular güverte üstünde taşınabilir.
Dikkat edilecekler
- Yalpa periyodu kısa (frekansı yüksek) olduğundan yolcu ve mürettebatı rahatsız eder; yolcu ve yük katamaranlarında aktif ya da pasif yalpa önleyiciler kullanılmalıdır.
- Baş-kıç vurma (pitch) hareketine karşı duyarlıdır; tek gövdeli gemiye göre daha büyük genlikle salınır.
- Yaralı durumdaki stabilitesi kritiktir.
Ağırlığa duyarlılık
- Teknenin üstüne konan bir ağırlık draftı önemli ölçüde artırır.
- Direncin önemli bir bileşeni olan girişim draftla yakından ilgilidir; draft arttıkça direnç belirgin biçimde artar.
- Bu nedenle katamaranlar ağırlık bakımından kritik teknelerdir; hafif yapı şarttır.
4 Diğer Tekne Tipleriyle Karşılaştırma
Bir görev için tekne tipi seçilirken birçok faktör etkilidir. Katamaranın en önemli rakibi tek gövdeli teknelerdir; hovercraft ve hidrofoil teknelerin de bazı üstünlükleri vardır.
- Tek gövdeli deplasman teknesi: hız arttıkça gereken makine gücü belli bir hızdan sonra olağanüstü artar; yüksek süratli deplasman tekneleri bu nedenle yalnızca askerî alanda kullanılır.
- Tek gövdeli kayıcı tekne: yüksek hıza uygundur, ancak nispeten küçüktür ve dalgalı denizde kabul edilemeyecek kadar büyük salınımlar yapar.
- Hidrofoil (ayaklı) tekne: hız bakımından katamarandan iyidir, direnci daha düşüktür ve dalgalı denizde konforludur. Ancak servis hızına ulaşması zaman aldığından kısa mesafelerde ekonomik değildir.
- Katamaran: başlangıç ve dinamik stabilitesi tek gövdeliden üstündür; yüksek üst yapı yapılabilir. Dalgalı havada stabilite ve konfor bakımından üstündür. Tek önemli dezavantajı yaralı stabilitesinin kritik olmasıdır.
Maliyet tahmini
Katamaranın maliyetini başka tiplerle karşılaştırmak zordur. Bir teknenin yaklaşık fiyatı üç yolla tahmin edilir:
- Fiyatı bilinen benzer bir teknenin birim deplasman fiyatı bulunup yeni teknenin deplasmanıyla çarpılır.
- Benzer teknenin birim boy fiyatı bulunup yeni teknenin boyuyla çarpılır.
- Ana makine, yardımcı makineler ve tekne yapı ağırlığına göre maliyetler ile diğer donanımın fiyatları toplanır.
