Akademik Veri Yönetim Sistemi
ARIKAN ÖZDEN Y. (Yürütücü), GÜNDÜZ K. B.
Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, BAP Y.Lisans, 2021 - 2022
Savunma Sanayi’nin ve ülkelerin donanma kuvvetleri için önemli bir yeri olan denizaltıların özellikle II. Dünya Savaşı’nda alınan neticelerden sonra hatırı sayılır bir önemi olduğu anlaşılmıştır. Bunu takip eden yıllarda denizaltı özelinde birçok buluşa imza atılmıştır. Denizaltı bünyesinde gelişen teknolojilerin en başında tahrik sistemleri yer almaktadır. Bu sevk sistemlerine örnek olarak nükleer tahrikli sevk sistemleri ve birçok çeşidi bulunan AIP (Havadan Bağımsız Tahrik) sistemleri gösterilebilir. AIP sistemlerin klasik dizel-elektrik tahrik sistemlerine göre en büyük avantajı denizaltıların deniz altında uzun süreler boyunca kendilerini sevk edebilmeleridir. AIP sistemlerinden, Stirling motor temelli tahrik sistemleri günümüzde yaygın olarak kullanılan bir havadan bağımsız tahrik sistemidir. Bu konuda İsveç ve Japonya gibi ülkeler etkili sonuçlar elde etmişlerdir ve hali hazırda denizaltı filolarında Stirling motorlu havadan bağımsız tahrik sistemlerini kullanmaktadırlar. Denizaltı alanında güncel teknolojik gelişmelerin ışığında Howaldtswerke-Deutsche Werft firması tarafından tasarlanan ve halihazırda Türk Donanması’nın yanı sıra 13 ülkenin donanmasının envanterinde bulunan Tip 209 xxii sınıfı denizaltılarının, klasik dizel-elektrik tahrik sisteminin modernizasyon önerisi olarak Stirling motor temelli bir havadan bağımsız tahrik sisteminin konsept olarak tasarlanması amaçlanmıştır. Bu amaçla internet üzerinden bulunan açık kaynaklardan ulaşılan yerleşim planları, denizaltı ve pervane geometrisi resimlerinden yola çıkılarak Tip 209 sınıfı denizaltısı mümkün olduğunca benzetilmeye çalışılarak modellenmiştir. Literatür kaynakları taranarak Stirling temelli AIP sistemleri üzerine yapılan deneyler ve araştırmalar hakkında ön çalışma yapılmıştır. Bu çalışmaların neticesinde yeni tasarlanacak olan Stirling AIP sisteminde, denizaltı formuna uygun ve güç/hacim oranı yüksek olan serbest pistonlu Stirling motoru tercih edilmiştir. Tip 209 sınıfı denizaltısının tahrik sistemi incelenmiş ve paralel boy ekleme işlemine ihtiyaç duyulmaksızın, tahrik sistemi bileşenleri güncellenerek hacim kazanımı sağlanmış ve konsept olarak tasarlanan Stirling AIP sisteminin kazanılan hacme entegrasyonu yapılmıştır. Serbest pistonlu Stirling motorunun, akademik ve deneysel çalışmalar incelenerek konsept tasarımı hazırlanmış ve termodinamik hesaplamaları yapılmıştır. Stirling AIP sisteminde, 12 adet her biri 15 kW gücünde, toplamda ise 300 kW’lık serbest pistonlu Stirling motoru kullanılmıştır. Stirling AIP sistem modülünün denizaltıya entegrasyonu için dizel jeneratörler ve elektrik tahrik motoru yenilenmiştir. Bu sayede 4,7 metre uzunluğunda hacim kazanımı sağlanmıştır. Tip 209 sınıfı denizaltısının sıa hesabı yapmak ve yeni tasarlanan AIP sisteminin etkisini görebilmek için açık kaynaklardaki resim ve fotoğraflara bakılarak türetilen Tip 209 sınıfı denizaltısının ve pervanesinin üç boyutlu modellerinin, sırasıyla açık su, direnç ve sevk analizleri yapılmıştır. Tip 209 sınıfı denizaltısının direnç ve sevk analiz sonuçları incelenerek hızlara göre gerekli güç belirlenmiştir. Tip 209 sınıfı denizaltısının sıa hesaplamaları yapılmış ve Stirling AIP sistem eklentisi ile sıa süresinin yaklaşık %300’e kadar arttığı hesaplanmıştır.