Yüzen Cisimlerin Dengesi ve Stabilitesi

YÜZEN CİSİMLERİN DENGESİ VE STABİLİTESİ

Bir deniz aracının dizaynında en temel gereklerden biri, o deniz aracının yük

veya yolcu ile tamamen yüklenmiş iken istenen su hattında yüzebilmesini

sağlayacak sephiyenin mevcut olmasıdır.

CL

LWL

B

G

=

K

YÜZME KOŞULU

YÜZME KOŞULU W , Gemi ağırlığı (t)

Δ , Deplasman (Geminin taşırdığı suyun ağırlığı = Kaldırma kuv. (ton)

Δ = . ρ

, Batan hacim ( m3)

ρ , Yüzdüğü suyun yoğunluğu (t/ m3)

=

Gemi Stabilitesi

Gemiye herhangi bir dış kuvvetin

(dalga,rüzgar vs.) etkimesi sonucu tekrar eski

konumuna dönebilme kabiliyetine STABİLİTE

denir.

Hasarsız Gemi Stabilitesi

Başlangıç Stabilitesi

GM

Statik Stabilite

GZ-Φ eğrisi

Dinamik Stabilite

GZ-Φ Eğrisi altında kalan alan

CL

LWL

B’

M

K

Başlangıç Stabilitesi

Z

GZ, moment kolu

GZ=GM.sinθ , θ<10

Başlangıç Stabilitesi

BM= Ixx / ▼ Metasantr Yarıçapı

x x Awp

Ixx , Suhattı atalet momenti (enine)

Metasantr Yarıçapı

Pozitif -Doğrultucu Moment Negatif -Yatırıcı Moment

İkinci önemli zorunluluk , deniz aracının değişik yükleme durumlarında dik

durabilmesini sağlayacak başlangıç stabilitesinin bulunmasıdır.

a)Kararli denge GM>0

G noktası, M noktasının

altında

b)Kararsiz denge GM<0

G noktası, M noktasının

üzerinde

c)Farksiz denge GM=0

G noktası, M noktasıyla

aynı yerde

Denge Koşulu GM>0

Denge Durumları

(Kararlı denge)

(Kararsız denge)

Büyük Meyil Açılarında Moment kolu GZ

Scribanti Formülü

8-10 dereceyi geçen durumlarda Sephiye kuvveti M noktasından geçmez. Bu

durumda GZ için düşey borda formülü kullanılabilir.Formül, gemi güvertesinin suya

girdiği veya dip kaplamanın sudan çıktığı ana kadar düşey bordalı gemiler için

uygun sonuç verecektir.

Negatif GM ve Bayılma açısı

Batan Cisimlerin Stabilitesi

1. W= Yüzme koşulu Δ

2. GM=KB+BM-KG > 0 Denge koşulu

Dengeli Yüzebilme Koşulu

BAŞLANGIÇ STABİLİTESİ

GM = KB+BM-KG > 0

GM enine metesantr yüksekliği olmak üzere, KB (hacim merkezinin omurgadan

yüksekliği) ve BM (enine metesantr yarıçapı) hidrostatik hesaplardan elde edilir.

KB ve BM gemi geometrisine bağlı olarak iyileştirilebilinir.

KG (ağırlık merkezinin omurgadan yüksekliği) mevcut duruma göre hesapedilerek

bulunur.

KG başlangıç stabilitesini negatif etkiledigi için bu değerin düşük olması istenir,

bunun için:

1.Gemideki ağırlık grupları daha aşağı indirilebilir

2.Ağırlık merkezinden aşağıya balast suyu alınabilir

3.Üst yapıda aliminyum gibi hafif malzeme kullanılabilir

4.Gemi içindeki serbest yüzey miktarı azaltılabilir

Stiff ve Tender Gemi Stiff Gemi: (Büyük GM)

Gemilerde ambar diplerine ağır yük alındığı zaman GM büyür, dolayısıyla doğrultucu kol olan GZ'de büyük olur. Bu gemilerde yüksek GM’lerinden dolayı denge sorunu yoktur ama yalpaya düştüklerinde çok çabuk doğrularak geminin ve yükün yıpranmasına ve personelin rahatsız olmasına neden olurlar. Kütük demir ve ağır maden yükleyen gemiler bu özelliği taşır.

Tender gemi: (Küçük GM)

Fazla yer kaplayan, hafif yükleri taşıyan gemilerdir. GM küçük olur. Dolayısıyla doğrultucu kol olan GZ de küçük olur. Bu gemiler yalpaya düştüklerinde yavaş yavaş doğrulurlar. Bu sayede gemi ve yük hasar görmez, personel de rahatsız olmaz. Buna karşılık bu tür yüklenmiş gemilerde denge sorunu vardır. Başlangıçta zaten küçük olan GM, sefer süresince daha da küçülerek, gemiyi tehlikeli durumlara düşürebilir, hatta batırabilir. Kereste ve tahıl yükleyen gemilerle, konteyner gemileri tender gemilerdir.

DEĞİŞİK GEMİLER İÇİN GM

Statik Stabilite-Dinamik Stabilite

Örnekler