Bir teknenin özelliklerini anlatmanın yolu, temel bazı değerlerin sayısal dökümüyle mümkündür.
Hızlı-yavaş, dengeli-oynak, enli-dar gibi tanımlar, sayısal bir değerle anlatılabilirse, tekneler kişisel yargılara daha az ihtiyaç duyularak birbiriyle karşılaştırılabilir. Bir teknenin tanıtım kitapçığında teknik bilgiler bölümünde bu sayısal değerler verilir. Boy, en, ağırlık ve kestiği su, listenin en başında yer alır ve liste uzadıkça teknenin özellikleri hakkında daha ayrıntılı bir fikir oluşturmaya yardım eder. Teknenin özellikleri derken yelken teknesini düşünüyoruz. Diğer tekne tipleri şimdilik konumuz dışında.
Yelken tekneleri için bir takım özellikler ortaktır:
Öncelikle hepsi deplasmanlı tekne sınıfındadır. Deplasmanlı tekne demek, tekne hareket ederken karinesi suyun içinde hareket ediyor ve karinesi kadar suyun yer değiştirmesini sağlayarak hareket ediyor demektir. Bir örnek verirsek, rüzgar sörfü, deplasmanlı değil kayıcı (ing: planing) tipte bir yelken teknesidir. Bu karşıt örnek bizim anladığımız anlamda yelken tekneleri için deplasmanlı tekne dediğimizde neyi anlatmak istediğimizi açıklar sanırım.
Yelken teknelerinin bir diğer özelliği, stabilitesini iki farklı özellikle sağlamalarıdır:
- Form stabilitesi
- Ağırlık stabilitesi
Form stabilitesi, teknenin biçiminin sağladığı düz durma eğilimidir. Bir tekne ne kadar enliyse ve altı düz ise dalgasız su yüzeyinde düz durma eğiliminde olur. Dalgalar büyümeye başladığında ise, su yüzeyine göre davranacağından dalgalarla birlikte yatmaya başlar.
Ağırlık stabilitesi, salmanın ya da sintineye yerleştirilmiş ağırlığın tekneyi düz tutma eğilimini anlatır. Salmanın ağırlığı ne kadar büyük ve bu ağırlık ne kadar derindeyse tekneyi doğrultma gücü de o kadar fazla olacaktır. Ağırlık stabilitesi fazla olan tekneler eğik dalga yüzeylerinde bile düz durma eğilimindedirler, bununla beraber düz denizlerde derindeki ağırlık teknenin bir sarkaç gibi ağır ağır salınmasına yol açarak rahatsızlık verebilir.
Figür 2
Ağırlık ve form stabilitesinin nasıl dengelendiği, teknenin davranış biçimiyle ilgilidir.
Tekneyi düzeltmeye çalışan kuvvetlerin toplamına “doğrulma momenti” deriz. Doğrulma momenti form ve ağırlık stabilitelerinin bileşkesinden oluşur. Form stabilitesinin ön planda olması, hafifliği, yayvanlığı ve küçük denizlere uygunluğu; ağırlık stabilitesinin ön planda olması açık denizlere uygunluğu getirir.
Yelken teknelerinin hızı suyun içinde karşılaştığı direnci yenebilmesine bağlıdır. Yelken teknesi iki tip dirençle karşılaşır: Sürtünme direnci ve dalga direnci.
Sürtünme direnci teknenin su içindeki alanının yani ıslak alanın suyla yarattığı sürtünmeyi anlatır. Kolayca görüleceği gibi ıslak alan ne kadar büyükse, sürtünme o kadar fazla olacaktır.
Dalga direnci ise teknenin su hattı uzunluğuna bağlıdır. Bir deplasmanlı tekne (yelken teknelerinin istisnalar dışında deplasmanlı tekneler olduğunu hatırlayalım) suda hareket ederken dalga boyu su hattı boyu kadar olan bir dalga yaratır ve bunun içine oturur.
Bir dalganın hızı boyuyla orantılıdır. Yani bir dalganın dalga boyu ne kadar uzunsa dalga o kadar hızlıdır.
Deplasmanlı tekne de kendi dalgasının içine oturduğunda onun hızıyla hareket etmeye başlar, daha yüksek hızlara çıkması o dalgayı büyütebilmesine ya da geçebilmesine bağlıdır. Bunun için ihtiyacı olan kuvvet ise, o dalganın içinde hareket etmek için gereken kuvvetlerin kat kat fazlasıdır.
Deplasmanlı tekneler su hattı boyuyla ilgili bir optimum tekne hızına sahiptir, bu hıza nispeten küçük kuvvetlerle ulaşabilirken bu hızı geçmeye çalıştıklarında karşılaştıkları direnç çok büyüyecektir.
Küçük hızlarda sürtünme direnci ön planda, büyük hızlarda ise dalga direnci ön plandadır.
Yük taşıma gücü, genişlik, yükseklik ve rahatlık doğaldır ki teknenin hacmiyle ilgilidir. Ama hacim her zaman sınırlıdır. Yelkenle ilerleyebilme yeteneği ve hız beklentisi de büyük hacim beklentisiyle çelişir.
Yelken alanı ise, bir yelken teknesinin asıl yürütücü gücüdür. Yelkenlerin özellikleri hareket ettirdikleri teknenin özellikleriyle birlikte ele alınır. Deplasman, doğrulma momenti, su kesimi alanı yelken büyüklüğüyle birlikte incelenen değerlerdir.
Tasarımcısı, Didi 40 Cr tanıtım sayfasında aşağıdaki değerleri vermektedir: http://www.dixdesign.com/didi40cr.htm. Tam boy, su hattı boyu, en, derinlik ve deplasman en yaygın kullanılanlarıdır. Diğer değerler ise çok sık kullanılmaz ancak tekne özelliklerini kestirebilmek açısından değerli bilgiler verirler.
Bunları gözden geçirerek farklı tekne tiplerindeki ortalamalarla karşılaştırır, bir kestirime ulaşmaya çalışırız.
Tam Boy | 12,07m |
Su Hattı Boy | 10,33m |
En | 3,40m |
Kestiği Su | 2,25 - 1,60m |
Yüklü Deplasman | |
Boş Deplasman | 4000kg |
Salma | 2000kg |
Su Hattı Alanı | 18,56m2 |
Batma Oranı | 190kg /cm |
Islak Yüzey | 27,2m2 |
Yelken Alanı (Ana yelken ve %100 genoa) | |
Yelken Alanı/ıslak yüzey | 2,45 |
Yelken Alanı/Deplasman | 23,8 |
Deplasman/boy | 120 |
Prizmatik Katsayı | 0,56 |
Blok Katsayısı | 0,44 |
Doğrulma momenti | 30º İçin: 3303 kgm |
60º İçin: 4856 kgm | |
90º İçin: 3342 kgm | |
I | 14.35m |
J | 4,10m |
P | 14,30m |
E | 5,35m |
Ana Yelken alanı | 38,28m2 |
%100 Genoa | 28,30m2 |
%150 Genoa | 43,85m2 |
Makine | 15-25 hp dizel |
Kabin yüksekliği | 1,90-1,80 |
Yakıt | |
Tatlı Su |
İlk dikkati çeken, boy en ve deplasman karşılaştırıldığında, Didi 40 Cr, benzeri boydaki teknelere göre biraz daha dar ve çok daha hafif. Örneğin yine gezi yarış amaçlı tasarlanmış olan Beneteau First 40 için: (resmi internet sitesinden: http://www.beneteau.com/UserFile/File/Voile/gammes/First/First_40/I_FIRST_40_FR.pdf
| Tam Boy | |
En | 3.89m |
Deplasman | |
Salma Ağırlığı (Cr) | |
Kestiği su (Cr) | |
Ana Yelken Alanı | |
Genoa (135%) | |
I | |
J | |
P | |
E | |
Motor | 40 hp |
Yakıt | |
Tatlı Su |
Ve daha yarış odaklı bir tekne, Archambault A 40 Rc. http://www.archambault-boats.eu/maintenance/dir_upload/docs/A40RCSPECIFICATIONSANDEQUIPMENTS%28english%29.pdf
Tam Boy | |
En | |
Kestiği su | |
Deplasman | |
Salma Ağırlığı | |
Ana Yelken Alanı | 51m2 |
Genoa | 40m2 |
J | |
P | |
E | |
Motor | 29 hp |
1.1.1 DEPLASMAN
Didi 40 Cr her iki tekneden de belirgin biçimde daha hafif. Bu durum, kontrplak malzemenin özelliği. Aşağıdaki tablo çeşitli inşa malzemelerinin ağırlıklarını eşdeğer dayanıklılıkları (ing: equivalent stiffness) açısından karşılaştırıyor.
Malzeme | Ağırlık (kg/m2) | Göreceli Ağırlık |
Çelik | 3.4 | 1.00 |
Alüminyum | 1.76 | 0.52 |
Cam Elyafı / Reçine | 1.89 | 0.54 |
Marin Kontrplak | 0.74 | 0.21 |
(J. Teale How To Design A Boat 1998 kitabından)
Oranlar karşılaştırıldığında, cam elyafı /reçine teknelerle marin kontrplak Didi 40 Cr’nin ağırlık farkını açıklıyor.
Bir teknenin hafif olması ne sağlar?
Öncelikle hızlı olmasını sağlar. Ama bu başka özelliklerle de bağlantılıdır. Eğer inşa ettiğiniz kabuk hafifse, salmayı daha ağır yapma şansınız vardır. Bu durumda hem hız (yelkenle daha az yattığı için) hem de ağırlık stabilitesi (salmada büyük bir ağırlık taşıma olanağınız olduğu için) sağlar.
Didi 40 Cr için 4000 kg deplasmanın tam yarısı salmada. Yani salmanın deplasmana oranı yarı yarıya. Bu oran ağırlık stabilitesi açısından yüksek bir değer. Anlıyoruz ki, bu tekne ağırlık stabilitesi yüksek bir tekne. Bu değer açık denize uygunluk açısından, geleneksel yaklaşımda önemli bir yer tutmuştur.
1.1.2 HIZ
Deplasmanlı teknelerin hızının öncelikle su hattı boyuna bağlı olduğunu hatırlayalım. Bir tekneyi kendi su hattı boyunda bir dalganın içine oturmuş olarak hareket ediyor kabul edersek,
Figür: 3
V/ √L = √g/2π eşitliği geçerlidir (V:hız, L: su hattı boyu)
Hızı m/sn, boyu m olarak alırsak, eşitliğin sağ tarafı : 1.25
Hızı knot, boyu m olarak alırsak : 2.43
Hızı knot boyu feet olarak alırsak :1.34 olarak değişir.
Didi 40 Cr için tekne hızı:
V= √ 10.33 x 2,43 V= 7,8 knot.
Bu değer benzeri su hattı boyuna sahip deplasmanlı tekneler için benzerdir. Tekne formunun oluşan dalganın boyunu değiştirebilmeye katkısı olsa da bu durum her tür yelken seyrinden çok, dalganın üzerine tırmanmaya biraz daha olanak sağlayan pupa ve geniş apaz seyirlerinde belirgin hale gelir. Biz yukarıda hesapladığımız hızı, pratikte Mojo’nun max. hızı olarak kabul edebiliriz.
Elimizde ihtiyaç fazlası kuvvet varsa, örneğin makul hızda esen pupa seyrinde, ya da güçlü bir motorla motor seyrinde bu hıza kolaylıkla ulaşabilir ancak bu hızı geçmekte çok zorlanırız.
Elimizde ihtiyaç fazlası kuvvet yoksa, orsa seyrinde, hafif hava pupa seyirlerinde başka değişkenler hızı belirleyecektir. Islak yüzey alanı ve prizmatik katsayı.
Islak yüzey alanı anlaşılması kolay bir değişken. Islak yüzey alanı, teknenin sürtünme direnciyle doğru orantılı. Hatırlarsak, tekne hızının altındaki hızlarda, sürtünme direnci ön plandaydı. Islak yüzeylerin küçük olması sürtünme yüzeyi az olan bir tekne demek bu önemli ama ne zaman? Elimizde kuvvet fazlası yoksa.
Salma omurgalı açık deniz tekneleri, genelde kuvvet fazlası olan durumlarda seyir yapacağı varsayılarak ıslak yüzey alanını salmanın uzatılması pahasına genişletmeyi göze alırlar. Omurga boyunca uzatılmış salma teknenin rotada kalma yeteneğini artıran bir özellik olarak uzun seyirlerde işe yarar.
Didi 40 Cr dar ve derin salmasıyla, ıslak yüzey alanı küçük bir tekne. Daha dikkatli bir dümenciye ya da hassas bir oto-pilota ihtiyacı var.
Prizmatik katsayı (ing: prizmatic coefficient) teknenin su altında kalan kısmının uzunlamasına biçimi üzerine bir değişken.
Tam formülü:
Pc = ▼/(Ao x L)
Pc: prizmatik katsayı (birimsiz) ▼: deplasman (hacim olarak).
L: en geniş yerde enine su altı kesitin alanı.
Pc, teknenin su altı kesiminin ne kadar narin olduğunu gösteren bir değer. Ao x L bir prizmayı gösteriyor. Deplasman ise, bu prizmadan geriye kalan gerçek hacmi ifade ediyor. Su altı formu başta ve kıçta hiç değişmeyen bir dubanın Pc Değeri 1 olacaktı.
Figür: 4
Pc'nin ne işe yaradığına gelirsek, bu değer küçüldüğü oranda daha küçük kuvvetlerle ilerleyebilme olanağı artar. Bir taraftan da düşük Pc değerleri, düşük tekne hız/su hattı boyu oranlarıyla daha uyumludur. Uzun seyirler yapmayı planlayan teknelerde bu oranın 0,55-0,58 arasında; yarış odaklı teknelerde ise 0,58-0,63 arasında olması tavsiye ediliyor. Çelişki gibi görünen bu durum su altı biçimi daha dolgun olan teknelerin içine oturduğu dalgayı uzatabilmek konusunda daha yetenekli olabilmesi biçiminde anlaşılabilir.
Figür: 5
1.1.3 YELKEN ALANI
Didi 40 Cr örnek olarak alınmış olan iki tekneyle karşılaştırıldığında yelken alanı benzer boydaki teknelere göre oldukça küçük görünüyor:
Didi 40 cr | |
Beneteau First 40 | |
Archambault A 40: |
Ancak, yelken alanını teknenin bir takım özellikleriyle oranlayarak karşılaştırmak, taşıdığı yelken alanının tekneye göre ne büyüklükte olduğunu anlamayı kolaylaştırır. Yelken Alanı/Islak Yüzey ve Yelken Alanı/Deplasman oranları bu amaç için kullanılır.
Yelken Alanı/Islak Yüzey oranı hesaplanırken yelken alanı %100 genoa esas alınarak hesaplanır. Islak yüzey su hattından alınan kesitin alanıdır. Alanı alana böldüğümüz için sonuç birimsiz bir katsayıdır. Yelkeni taşıyan alanı esas alır ve stabiliteyle ilgili bir değerdir. Diğer iki örneğimizde ıslak alanı bilemediğimiz için karşılaştırma yapamıyoruz.
Yelken Alanı / Deplasman oranı, Ay/V2/3 formülüyle hesaplanır. Ay: yelken alanı m2 olarak, V hacim m3 olarak
Hacmin 2/3 kuvvetini aldığımız için (önce karesini alıp sonra küp kökünü bulmak anlamına gelir) bu sayı da birimsizdir.
Beneteau First 40 için hesaplayalım:
Deplasman 7900 kg .
Deniz suyunun ortalama yoğunluğu: 1025 kg/m3
Deniz suyunun ortalama yoğunluğu: 1025 kg/m3
Deplasman Hacim Olarak: 7900/1025 = 7.7 m3
Yelken Alanı/Deplasman=84.1/7.72/3 = 84/3.9 = 21.5
Yelken Alanı/Deplasman=84.1/7.72/3 = 84/3.9 = 21.5
Archambault A 35 için:
Deplasman Hacim Olarak: 6400/1025 = 6.2 m3
Yelken Alanı/Deplasman= 91/6.22/3 = 91/3.4 = 26.7
Yelken Alanı/Deplasman= 91/6.22/3 = 91/3.4 = 26.7
Beneteau First 40 ---------------21.5
Didi 40 Cr -------------------------23.8
Archambault ---------------------26.7
Didi 40 Cr ikisinin arasında yer alıyor. Klasik tasarım kitaplarında bu oranın 14 ile 19 arasında belirtildiği dikkate alınırsa, her üç teknenin de büyük yelken alanlarına sahip oldukları anlaşılır.
1.1.4 YAŞAM ALANLARI
Aslında doğru tanım yaşam hacimleri olmalıdır. Bu bölümde incelenmek istenen, teknenin içine nasıl yerleşilebileceği, daha doğrusu, tekne formunun bize yerleşim için ne kadar hacim verebileceğiyle ilgili değişkenlerdir.
Boy, en ve kabin içinde tavan yüksekliği ilk bakılacak ölçülerdir. Didi 40 Cr, kıyaslandığı iki tekneden de en olarak daha dar. Kabin yüksekliği ise alt sınırlarda. Doğaldır ki bu durum hacim olarak da sınırlı olduğumuzu gösteriyor. Yine de kıçaltı yerleşiminde iki kabin yerine tek kabin seçeneği, uzun seyirler için daha fazla konfor sağlar gibi görünüyor.
Batma oranı, tekne yüklendiği zaman ne kadar batacağını gösteren bir parametredir. Didi 40 Cr 190 kg yüklendiğinde 1 cm . batıyor. Bu değer ortalamalara göre yüksek bir değer. Bunun altında yatan neden ise, blok katsayısının yüksek olması.
Blok katsayısı prizmatik katsayıdan farklı olarak teknenin enine kesitinin ne kadar dolu olduğunu gösterir. Blok katsayısı 1 olan bir teknenin en geniş yerdeki kesitinin bir kutu gibi olduğunu söyleyebiliriz.
Bc = Ao/bxa
Bc: Blok katsayısı
Ao: En geniş kesitte su altında kalan kısmın alanı
b: En geniş kesitte su hattı eni
a: Salma hariç kestiği su
Blok katsayısı yuvarlak karınlı teknelerde (round bottom) daha düşük, köşeli teknelerde (çhine boat) daha yüksektir. Didi 40 Cr tasarım olarak köşeli tekne sayılabilir. Bu nedenle blok katsayısı oldukça yüksektir.
1.1.5 GÜVENLİK
Teknenin sağlamlığı için tasarımcısına ve işçiliğimize güveniyoruz ancak önemli bir güvenlik ölçüsü tabloda yer almakta: doğrulma momenti. Doğrulma momenti, tekne yattığı zaman onu düzeltmeye çalıyan kuvvetin sayısal değeridir. Tabloda, 30, 60 ve 90 derece için verilmiş. Söz konusu değerler de ortalamanın üzerindeki değerler. Didi 40 Cr’nin yüksek doğrulma momenti değerleri, salma ağırlığının toplam deplasman içinde büyük bir yer tutmasından kaynaklanıyor.
Doğrulma momentini, grafik olarak incelemek daha ayrıntılı fikir verir. http://www.dixdesign.com/did38sta.htm
Grafikte negatif değerlerin çok küçük olması ya da bulunmaması, ters dönen teknenin kendi kendine düzelebileceği anlamına gelir. Umarım kimsenin başına gelmez!
Grafikte negatif değerlerin çok küçük olması ya da bulunmaması, ters dönen teknenin kendi kendine düzelebileceği anlamına gelir. Umarım kimsenin başına gelmez!
Böylece, bize tanıtım değerleri verilmiş bir tekneyi aşağı yukarı gözümüzde canlandırabildik, farklı teknelerle kıyaslama yapabildik. Bundan sonraki bölümde, ağaç seçimi ve ağaçla çalışmanın temel özelliklerini kendi yaptığımız iş sırasına göre anlatacağım.
