40 40 TEMMUZ - AĞUSTOS 2014 / SAYI 45 en yüksek tork değeri, 2.500 Newton metre (1,844 ft-lbs) civarında olmalı. Öte yandan Yanmar’ın tork değeri ise 275 Nm (203 ft-lbs). Aradaki bu son derece büyük fark, Atlas’ın pistonlarının büyük çapı (9”’e karşılık 3.3”/229 mm’ye karşı 84 mm), bunların uzun strokları (12”’e karşılık 3.5”/305 mm’ye karşılık 89 mm) ve krank mili üzerine uyguladıkları kuvvetten ileri gelen kaldıraç etkisi gibi faktörlerden kaynaklanıyor. Yanmar’ın pervane şaftındaki tork, 2.63:1 küçültme dişlisiyle 715 Nm (527 ft-lbs) düzeyine ulaşıyor ama bu halen Atlas’ın üçte birini geçemiyor. Burada devreye giren bir diğer faktör var: Atlas’ın devasa kütlesi (ağırlığı). Bu ağırlığın büyük bir kısmı, tartışmamızla çok alakası olmayan motor çerçevesinden ve konstrüksiyonundan kaynaklanıyor. Ancak mekanik donanım da son derece ağır (pistonlar, piston kolları ve hepsinden önemlisi de muazzam demir döküm bir volan). Bu parçalar harekete geçtiğinde, durağan haldeki iri pervanenin dönmesi için gereken momenti sağlıyorlar. Sonuçta modern hafif motorlarla yalnızca hayalini kurabileceğimiz bir pervane verimi elde ediliyor. Motorların ağırlığını sürekli düşürme ve kuvvetlerini sürekli arttırma dürtümüzün bizi giderek daha da verimsizleşen pervane düzeneklerine götürmüş olması ise ironiktir. TorqueBoost Konsepti Birkaç yıl önce Elmore’u ilk kez gördüğümde, onlarca yıl yaşlanmış bir motorla donatılmış bizimkinden çok daha ağır 100 yıllık bir geminin aynı yakıt ekonomisini sağladığını görmek beni düşünmeye sevk etmişti. O sıralar, Avrupa Birliği’nin desteklediği HYbrid MARine (HYMAR) projemizde epeyce ilerlemiştik. Electric Yacht şirketinin de yardımıyla, elektrik tahrikli motorları ve özellikle de Çin ürünü düşük fiyatlı fakat olabildiğine güçlü kalıcı mıknatıslı motorları test ediyorduk. Bunlar, yalnızca tahrik için değil ayrıca güç üretimi için de kullanılabilirdi. Elektrik üretimi uygulaması için yelken açıkken pervane şaftını döndürebilecek serbest bir pervane kullanılıyor. Kalıcı mıknatıslı motorların bir özelliği de 0 devirden tam tork üretebilmeleridir. Ayrıca diğer motorlar gibi duraksama sorunları yoktur. Şaft döndürmek için gereken tork elektrikli motorun ürettiği torktan düşük olduğu sürece; motor, şaftı döndürebilmektedir. “Yanlış” yönde hareket eden bir pervanenin momentiyle (örneğin ileri ve geri yönler arasında geçiş yaparken) karşı karşıya kalan elektrikli motor, pervaneyi önce frenleyip sonra “doğru” yöne çevirmeye başlar. Elektrikli motorun torkunu, aşağı yukarı aynı etkiyi yaratmak için hacmi ve ağırlığı olmadan bir volanın kütle momentiyle değiştirebileceğimizi düşündüm. Tek yapmamız gereken, dizel motor duraksama riskiyle karşı karşıya kaldığı durumlarda elektrikli motorun devreye girmesini sağlamaktı. Ben buna TorqueBoost adını verdim ve hemen bir patent başvurusu üzerinde çalışmaya başladım. Ne var ki, sonrasında konteyner gemilerinin bunu yıllardır yapmakta olduğunu öğrendim. Yüksek Küçültme Dişlisi HYMAR projesi için 110 hp’lik standart Yanmar’ın yerine daha küçük bir motor olan 75 hp’lik (56 kW) Volvo Penta D2-75 koyduk. Volvo Penta, daha düşük bir azami hıza sahip (3.000 rpm’e karşılık 3.200 rpm). Dış parçalarla elde edebileceğimiz en yavaş azami şaft hızını (1.095 rpm) bize sağlayan ve piyasada bulabileceğimiz en yüksek kapasiteli küçültme dişlisini (Yanmar’ın 2.63:1 dişlisine karşılık 2.74:1) motora bağladık. Bir HYMAR ortağı olan Bruntons Propellers (Essex, İngiltere), motorun azami devrine ve gücüne ulaşmasına imkân sağlamak üzere tasarlanan standart pervane boyutu yaklaşımına (Şekil 1) dayalı olarak 2.74:1 küçültme dişlisiyle D2-75 motoru için en uygun pervaneyi tespit etmek üzere bir analiz gerçekleştirdi. Aynı analizi biz de aynı “tasarım kategorisi” ile yaptık (dişli adımı ve küçültme dişlisi, motorun azami hız ve gücüne çıkmasına imkân verecek şekilde). Ancak bu defa, pervane yuvasına sığdırabileceğimiz en geniş pervane olan 30” çaplı pervaneyi kullandık. Böylece bir 4.824:1 küçültme dişlisi elde etmiş olduk. ÇEVİRİ Elmore’un 75 yaşında 110 beygir gücündeki 10 tonluk Atlas Imperial motoru, 180 lbs (82 kg) başına 1 hp’lik bir güç-ağırlık oranı vardı. Buna karşılık 110 hp’lik Yanmar, 4.5 lbs (2 kg) başına 1 hp’lik bir orana sahip. Döküm demirden yapılmış olan muazzam boyuttaki volanın ağırlığı, ağır pistonlar ve piston kollarının ağırlığıyla birlikte Atlas motoruna nispeten düşük hızlarda bile büyük bir pervaneyi döndürmek için gereken etkileyici bir tork sağlıyordu. Atlas’ın hesaplanan tork değeri 2,500 Newton metreyken (1,844 ft-lbs), buna karşılık Yanmar’ınki 275 Nm (203 ft-lbs).
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=