Denizaltıların Arkasındaki Mühendislik

Denizaltının ilk icat edildiği 1620 yılından beri büyük gelişme gösteren denizaltılar, kabiliyet, güç ve gizlilik bakımından en üst seviyeye ulaşmışlardır. Günümüzde askeri kullanımı ön planda olan denizaltıların ilginç mühendisliği yazımızda.

A- A+

24.07.2017 tarihli yazı 26926 kez okunmuştur.

Denizaltılar icat edildiğinden bu yana özellikle askeri bir araç olarak kullanıldı. Derinlerden sessiz ilerleyerek araştırma ve veri toplama denizaltıların en iyi yapabileceği bir görevdir. Ancak derinlere inildikçe yüksek basınç denizaltının gövdesine baskı yaparak zorlar. İnilen her 10 metrelik su için basınç bütün bir atmosfer basıncı kadar yükselir. Bu, bir nesnenin yüzeyinde deniz seviyesinden atmosferin tüm ağırlığında aynı miktarda basıncın varlığıdır. Okyanusun alt kısmındaki yoğun basınçlara yalnızca küçük denizaltılar dayanabilir. İnsansız denizaltılar, suyun yüzeyinden 1 kilometreden daha uzakta batmamaktadır. Modern denizaltılar bağımsız olarak çalışabilir ve bir mürettebatı haftalarca su altında tutar. En ileri nükleer denizaltılar bağımsız olarak çalışabilir ve mürettebatı için yaşam destek sistemlerini çalıştırabilir. Dizel veya nükleer güce sahip birçok tür denizaltı bulunmaktadır.

Denizaltı Motorlarının Çalışması

Dizel motorlu denizaltılar genellikle melezlerdir. Dizel motor genellikle bir batarya takımına güç sağlayan bir jeneratöre güç sağlar. Ancak motor sadece denizaltının süzülmesi sırasında kullanılır. Piller azaldığında, denizaltı tekrar çalışır ve bataryaları şarj etmek için motorlarını çalıştırır. Egzoz çıkışı gizlenerek yer tespiti engellenir. Gemide oksijen taşımak basit bir çözümdür. Denizaltının su yüzeyine çıktığı her sefer çok miktarda boşluk hava ile doldurulur. Denizaltı görevleri bir aydan fazla olmaz.

►İlginizi Çekebilir: 18 Yaşında Denizaltı Yaptı

Elektroliz

Elektroliz genellikle en büyük ve en gelişmiş nükleer denizaltılar için kullanılır. Elektroliz ile suya bir elektrik akımı verilerek suyun bağları kırılır. Bir kişi bir günde yaklaşık bir kilo oksijen ve çoğunlukla atıl gazların bir karışımını tüketir. Ticari elektroliz sistemleri ile 9 kg sudan 1 kg H2 ve 8 kg O2 üretmek için yaklaşık 50 kWh bir güç gerekir. Elektrikli ve dizel motorlu tahrikler, mürettebat için uzun süre yeterli oksijen sağlamak için gemide yeterli miktarda enerji taşımazlar. Nükleer sistemlerde güç fazla olduğu için elektroliz kullanılmaktadır. Denizlerdeki hidrojen salınımı kontrol edilerek denizaltıların tespiti yapılabildiğinden bu işlemler gizlilikle yapılmaktadır.

►İlginizi Çekebilir: Nükleer Gemi Nedir?

Denizaltıların Gizli Teknolojileri

Denizaltılar motorları, pervaneleri ve genel operasyonlar sebebi ile gürültü çıkarabilmektedir. Gürültüler uzun mesafeler boyunca titreşime sebep olur. İnşa edilen askeri denizaltılarda gizlilik ön planda olduğu için gürültü meselesi üzerinde önemle durulmuştur. Titreşim ve gürültü oluşturabilecek her bir parça kauçuk tutucular ile sabitlenmiştir. Ancak bu şekilde yapılan işlemler tek başına yeterli olmamaktadır.

Denizaltılar pervanelerin tahrik edilmesi ile çalışmaktadır. Pervaneler çalışmaya başladıktan sonra gürültü üretmeye başlar. Dönmeye başlayan bıçaklar titreşim oluşturmaktadır. Bir diğer durum ise dönme etkisi ile oluşan kabarcıklardır. Oluşan kabarcıklar, yüksek basınç ile pervanelerde aşınmalara yol açarak gürültü oluşumunu artırır. İki olayda denizaltının tespit edilmesini kolaylaştırmaktadır. Kavitasyon oluşumunu azaltacak pervanelerin kullanılması zorunlu olmaktadır.

Pervanelerin şekli değiştirilerek türbülans ve dönme sonucu oluşan gürültüler azalmıştır. Dört veya daha fazla bıçak bulunan pervanelerde, bıçak sayısı azaltılarak aynı hız elde edilmiştir. Türbülans ve Kavitasyon oluşumu eski bıçak yapısına göre daha azdır. Pervanelerden doğrudan su akışı sağlanarak türbülans azaltılmaktadır. Pervanenin çevresine bir halka yerleştirilerek daha doğrusal bir su akışı sağlanabilir.

Diğer Ses Bastırma Teknolojileri

Sonar, su altındaki nesneleri algılamak için kullanılan bir cihazdır. Cihazdan bir ses titreşimleri yayılır ve bir dedektör ile geri yansıyan titreşimi kaydedilir. Bir geri yansıyan titreşimin süresi hesaplanarak, dedektör ile cisim arasındaki mesafe kolayca tespit edilebilir. Denizaltıların devasa metal gövdeleri ses titreşimlerini geri yansıtarak radar üzerinde kolayca bulunmaktadır. Çözüm ise su kabarcıklarıdır. Su altında hava kabarcıkları gürültüyü kolayca absorbe eder. Ses dalgaları yayılırken, zamanla dağılır. Kabarcıklar ses dalgalarının enerjisini soğurarak geri yansımasını engeller. Ses dalgalarının enerjisi ısı olarak dönüştürülür.

Modern denizaltıların, binlerce minik boşluk içeren kauçuk malzemeden yapılmış olan yankı yapmayan kaplamalar ile kaplıdırlar. Kabarcık oluşturmadan, ses dalgalarını soğurur. Kabarcık oluşturmak için karşıt bir ses dalgası oluşturmak gerekirken, kapmalar ile her zaman ses dalgaları absorbe edilir.