Denizaltı Hakkında-III:Denizaltı Nasıl Dalar?

<< geri

• Statik Dalış

• Dinamik Dalış

• İtici Güç

Denizaltının dalışında iki esas etkindir.Statik ve Dinamik dalış.Denizaltı dalış için bu iki esası aynı anda uygulamaktadır.Bu esasların uygulanışında deniz suyundaki özellikler denizaltının bünyesine ve çeliğine etkisi açısından önemlidir.Bunlar temel olarak; 

a.Yoğunluk (Tuzluluk-Kesafet) , b.Sıcaklık , c.Basınç

Not.Sıcaklığın 1 ton çelik alaşım levha üzerindeki etkisi çok küçüktür.Ancak binlerce ton olarak ifade edilen bir denizaltıda, yoğunluğa nazaran az da olsa etkileri vardır.Aynı şekilde basıncında gemi hacmine etkisi küçüktür.Örneğin;

• Deniz suyundaki sıcaklık yükselmesi materyalde genlesme yaratacak, denizaltının hacmi büyüyecek yuzme kuvvetı artacaktır. Öte yandan,

• Denizaltı derine indikçe (ve sıcaklık aynı ise) dış basınç yüzünden gemi sıkışacak hacmi daralacak ve yüzme kuvveti bir miktar azalacaktır. Sıcaklık ve basınç azalmaları içinde ters etkileri düşünebiliriz.
  

Statik Dalış [ yukarı ]
Denizaltının dalışını oluşturan esaslardan biridir.Denizaltı hareketsiz durumundayken;dizayna gore değişen, altı denize açık veya bir valfla kapatılabilen Dalma Sarnıçlarına (Alttaki şekilde Mavi Bölgeler), tepesindeki valf açılıp içindeki hava kaçırılarak su alınması ve yüzme kuvvetinin azaltılması sağlanır.Ancak sarnıçların dolması,botun bünyesini etkilemesi çok uzun bir aşamadır.Sadece aşağı-yukarı hareket vardır.

• Eğer ağırlıklar baştan iyi hesaplanmışsa,bot ağırlaşmadan dolayı aşağı ivme kazanıp belli bir derinliğe kadar dalıp kalacaktır.Buna;

 Nötr Sephiye denir.Bataryadan tasarruf etmek ve etrafı Dinlemek için denizaltı Nötr sephiyeye ayarlanır, bu işleme Askıya alma pozisyonu denir.

• Eğer ağırlıklar fazla gelmişse devamlı dalacaktır.Buna Negatif Sephiye denir, istenmeyen bir durumdur. 
• Eğer ağırlıklar az gelmişse hic dalmayacaktır ya da bir miktar dalıp yukarı çıkmaya başlıyacaktır.Buna da Pozitif Sephiye denir.

Sarnıçlar:
Denizaltı dalma sarnıçları dolu, emredilen derinlikte hareketsiz ve ayarsız durumdayken; Dalış subayı;

• Mor renkte gösterilen Ayar Sarnıcına deniz suyu alarak veya atarak denizaltıyı nötr sephiyeye getirir,

• Kırmızı renkte gösterilen sarnıçlardaki su miktarı ile oynayarak,botu dengeler/Trimler , tam yatay pozisyona geçirir,

• Sarı renkteki sarnıçlarda motorin ve su beraber bulunur.Yoğunluk farkı yüzünden,birbirlerine karışmazlar.Motorin sarnıcın altı denize açıktır.Motorin daha hafiftir,dz.suyunun üstünde yüzer.Dizellerde harcandıkça yerine dolan dz. Suyu ağırlaşmaya neden olur.Ağırlık hesaplamalarında bunu dikkate alır.

• Yeşil renkte gösterilen sarnıç;torpido atışı sonrası kovandaki suyun boşaltıldığı sarnıçtır.Atış(lar) sonrası hesapları gözden geçirir.

Bunlardan başka, ağırlık hesaplamalarında belli periodlarda dikkate alacağı,

• İçme suyu ve aküler için arık su sarnıçları,

• Lavabo ve tuvaletlerin dokuldugu kirli su sarnıcı,

• Temiz-kirli makine yağı sarnıçları ve 

• Emercensi durumlarda ani boşaltmayla Pozitif sephiye kazandıran "Mukavim" sarnıçlar vardır.
  

Dinamik Dalış [ yukarı ]

Denizaltının dalışını etkileyen bir diğer unsurdur; denizaltının baş-kıç ve sancak-iskele bordalarındaki Kanat benzeri dümenlere ve denizaltının kendisine açı-meyil verdirilerek , bunlara denizaltının ileri hareketiyle oluşan su akışının etkilerinin kullanılması ile yapılan dalıştır.
Dümenler; Baş ve Kıç Ufki Dümenler olarak adlandırılırlar.Kıç ufki dümenler,baş ufki dümenlerden daha büyüktür.Eski dizaynlarda bu dümen pervanenin gerisine konarak,pervanenin ittiği suyla bot meyli sağlanıyordu fakat denizaltıların sürat potansiyeli arttıkça Kıç ufki ve Yön (Dikey) dümenlerinin konumu;pervanenin oluşturduğu çürük ve türbülanslı sudan,akışın düzgün olduğu türbülanssız suya, pervanenin önüne alınmıştır. 
Baş ufki dümenlerin görevi emredilen derinliğe inmek, kıç ufki dümenlerin görevi de geminin emredilen meyilini korumaktır.Nötr sephiyeye göre veya geminin süratine göre (Denizaltının sürati arttıkça, gemide hafifleme olur), iyi ağırlık ayarı yapılmış gemide dümenler "0" pozisyonundadır. 

A. Denizaltı su üstü seyrinde (İleri yolda),
B. Dalma sarnıçlarının Hava kaçıran valfları açılarak,hava kaçırılıyor,sarnıçlara deniz suyu doluyor.(Statik dalış başlıyor)

C. Kıç ufki dümenin meyillendirdiği denizaltı,suyun bünyesine ve baş ufki dümene etkisiyle dalıyor.(Dinamik dalış başlıyor)
D. İstenen derinliğe gelince kıç ufki dümen meyli düzeltip dalışı durduruyor.
E. Ağırlıklar ve trimi ayarlanmış pozisyon: Dümenler sıfırlanmış. 

*Günümüzde bazı dizaynlarda Baş ufki dümen, ağırlık merkezine yakın olacak şekilde Yelken tabir edilen kuleye konmuştur. 

Satıh: Denizaltı umkuna gelip nötr sephiyeye geçtikten sonra dalma sarnıçlarının tepesindeki hava kaçıran valfları emniyet için kapanır.Leğen içinde su dolu ters bardak benzetmesini kullanabileceğimiz pozisyonu alırlar.İçine bir pipetle hava üflediğimizde bardağın pozitif sephiye kazanıp su yüzeyine çıkması gibi denizaltıda yüksek basınç hava tüplerindeki havadan bir miktar dalma sarnıçlarına üfliyerek satha çıkar. Harcadıkları 250 kg/cm-kare basıncındaki havayı,yüksek tazyik hava kompresörleri ile 250 kez sıkıştırılmış ve ısınmış halde soğuması için mukavim tekne dışına form tekne içine monteli çok sayıdaki tüplerde depolarlar.Tüpler tam Dolu haldeyken denizaltıya çok kez satıh ameliyesini yaptırabilir.Ayrıca bu hava,dalgıç regulatörleri gibi regülatörlerle basıncı düşürülerek bir çok işlemler için kullanılabilir.Örneğin.Bataryayı motora bağlayan yüksek akım şalterlerini yay basıncına karşı kurmak-kapamak için 10kg/cm-kare basıncında hava kullanılır.Hava kaçırılınca yay,şalteri açar. 

 

İtici Güç [ yukarı ]

Klasik(Dizelli) denizaltının itici gücü,1890larda geliştirilmiş Ward-Leonard sistemine dayanır.AC Motor-Jeneratör-DC Motor,bu sistemin orijinal halidir.Sistem; motor verimindeki en az kayıp üzerine kurulmuştur. Denizaltıda uygulanışı; Dizel-jeneratör-batarya-dc elektrik motoru şeklindedir.Batarya aradan çıkartılıp Dizel-jeneratör-dc elk. motoru şeklinde su üstü seyirlerinde uygulanmaktadır.

Bataryalar;tasarıma göre değişen çok sayıdaki pilden oluşur.Öyleki bazı dizaynların;dalmış tonajının üçte birini bataryalar oluşturmaktadır. Aşağıda ki resimde ağırlığı yarım ton olan pilin kesiti görülmektedir.

Pillerin içinde; platelerden başka Sülfirik Asitli sıvı bulunmaktadır.Şarjın son dönemlerinde veya aşırı akım çekilir iken,piller Hidrojen gazı çıkarmaya başlarlar.Asitli sıvı içine Hava Girişinden hava pompalanarak karıştırılır ve hidrojen baloncukları hava çıkışından denizaltı içindeki atmosfere dağılır.Dalışta-Satıhta devamlı kontrol altında tutulması gereken tehlikeli bir gazdır.

Günümüzde Nükleer olmayan denizaltılar için pratik ve güvenilir bir havadan bağımsız tahrik (AIP) özelliği en son üretilen konvensiyonel denizaltı tasarımlarında kullanılmıştır. İsveç’li Gotland sınıfında Stirling motoru, Alman Tip 212’sinde yakıt hücreleri ve Fransız Agosta’sında Mesma sistemini kullanmaktadır. 

Stirling dönüşüm motoru,dıştan yanmalı bir makinadır. Yüzde kırk kadar bir termal etkinlik sağlayacak kapasitede gelişmiş bir piston motorudur.Motorini Okside edici olarak sıvı oksijen kullanılmaktadır.Bu teknoloji son beş yılda çok hızlı gelişti ve İsveç denizaltısı “Nacken”de başarılı denemeler gerçekleştirilmesinin ardından Stirling dönüşümlü motorları yeni A-19 Gotland sınıfı denizaltılarda uygulanmaya başlandı.Gotland,  dünyadaki ilk modern havadan bağımsız denizaltı olma özelliğini taşımaktadır. Yapılan tecrübelerde Gotland 14 gün 5 Mil süratle hiç şnorkel yapmadan intikal edebilmiştir.

Yakıt hücresi,bir oksidant ile bir yakıtı kimyasal olarak birleştirmek suretiyle elektrik üretir.Yakıt Pilleri Gürültüsüz Çalışabilen Elektro Kimyasal Enerji Dönüştürücüleridir. Trasformer Ve Jeneratöre İhtiyaç Duyulmadığından Elektriki Ve Mekanik Kayıplar Yoktur. Sistemde Kullanılan Hidrojen Ve Oksijen Gazı Mukavim Tekne Dışındaki Tanklarda Taşınır.Nitrojen Gazı İnert Gaz Olup Emniyet Maksadıyla Gemi İçindeki Şişelerde Depolanır.Çoktan beri derin sualtı kurtarma araçlarında kullanılmaktadırlar ve uzay programında uzun zamandır tatbik edilmişlerdir.Yakıt Pili Sistemi Münferit Olarak , Bataya Sistemi İle Paralel Olarak Veya Bataryayı Şarj Etme  Maksatlı Kullanılabilir. Yakıt hücresi teknolojisi U-1 denizaltısında 1989-1991 arasında Alman Donanması tarafından test edilmişti. Bu geminin uzatılmış süper yapısında 16 yakıt hücresi vardı ve toplam 400 kilo-watt’lık üretim yapılmaktaydı. Bu da pilleri 50 dakika içinde şarj etmek için yeterliydi. Bu çok başarılı denemelerin sonucu olarak, Alman denizaltılarının bir sonraki sınıfı olan Tip 212’lerin standart olarak birer yakıt hücresine sahip olmaları kararlaştırıldı.212 Sınıfı Denizaltıların Alman Deniz Kuvvetleri için inşa edilen ilk gemisi 2003 yılında hizmete girecektir.Hybrid Sisteme sahip olan 212 sınıfları havadan bağımsız sisteme ilaveten yüksek süratlerde kullanmak İçin Klasik Dizel Elektrik sistemede sahiptir.Deniz tecrübelerinde  212 sınıfı denizaltı 4 knot ile 3000 Mil intikal edebilmiştir.

Mesma sistemi, etanol ve sıvı oksijenin kapalı-devrede yakılması prensibine dayanır. Ana prensibi havadan bağımsız buhar için enerji teminidir. Sistem,buhar ve yakıt çevrimleri, süper hiter,türbin, jenaratör grubu ve kondansatörden oluşmaktadır.Yanma havası olarak ve gemi havasını iklilendirmede sıvı Oksijen kullanılmaktadır.Bu sistem bir denizaltının sualtı dayanıklılığını üç dört katına çıkarabilir.Fransız Yapımı Agosta-90 Sınıfı denizaltı dünyadaki ilk Mesma Sistemine sahip denizaltılar olup ilki 1999 yılı sonlarında hizmete girmiştir.

                              

         

Nukleer denizaltıda; reaktördeki "Çekirdek"'in kontrollu parçalanması esnasındaki açığa çıkan ısının, yüksek basınçlı buhar üretiminde kullanımı ve basınçlı buharın türbinde dönüş hareketine çevrilip, şaftla pervaneye iletilmesi ile itici güç temin edilmiştir.Ancak türbinin dönüş hareketi ve buharın türbindeki akış titreşimlerinin gürültülü olması, denizaltının sessiz olma özelliğini ortadan kaldırmaktadır.Bu olumsuz duruma çözüm için türbin şafttan ayrılmış bir jeneratörü çevirmektedir.Elde edilen enerji;şafta bağlı elektrik motorunu çevirmekte, dönüş hareketi pervaneye iletilmektedir.Gelişmiş şok emicilerinde yardımıyla, günümüz nükleer denizaltıları oldukça sessizdir.

İlk nükleer denizaltı USS Nautilus,1954 hizmete girmiştir.Yakıt ikmali yapmadan 146.000 km.si dalışta 170.000 km. gitmiştir. 3 Ağustos 1958de Kuzey Kutbu altından geçmiştir. Sonraki güçlendirilmiş çekirdek yakıt ikmali ile bu mesafeler artmıştır.Günümüzde bu nükleer çekirdekler,ABD nükleer denizaltılarına 640.000 km.lik erim sağlamaktadır.

 Sonraki dizaynlarda;30 knot üstü süratlere erişildiğinden,denizaltılar hidrodinamiğin gerektirdiği Damla biçimini almışlardır."Yelken" denen üst yapı,Amerikan denizaltılarında küçülmüş, 

Sovyet denizaltılarında Kule büyümüş fakat yüksekliği azaltılıp yuvarlak bir yapıya kavuşmuştur. Bu Yelkenler;Kuzey kutbunda ,orta menzilli nükleer füzelerin veya Tomahawk gibi akıllı füzelerin atış noktasında,buzları kırması maksadıyla zırhlı yapıdadırlar.

 [ yukarı ]