30 Nisan 2010 | ÃœRÃœN 19. Sayı (Mart-Nisan 2010)

Pervaneler teknelerin seyir performansına en çok etki eden donanımlar arasında önemli bir yere sahip. Kullanım amacına ve tekne sahiplerine tercihlerine göre farklılık gösterse de teknelerde genellikle üç ya da dört kanatlı pervane kullanımı daha yaygın. Fazla para ödemeye aldırmayan bazı tekne sahipleri büyük yatlarda beş ile yedi kanatlı pervane kullanmayı tercih ediyor.
Pervaneler teknelerin seyir performansına en çok etki eden donanımlar arasında önemli bir yere sahip. Kullanım amacına ve tekne sahiplerine tercihlerine göre farklılık gösterse de teknelerde genellikle üç ya da dört kanatlı pervane kullanımı daha yaygın. Fazla para ödemeye aldırmayan bazı tekne sahipleri büyük yatlarda beş ile yedi kanatlı pervane kullanmayı tercih ediyor.

Çoğumuza tanıdık gelen pervaneler, tamamı ile su altında çalışır ve dıştan takma motorlar takma kuyruklu motorlar ve klasik içten takma motorlar tarafından tahrik edilir. Çoğu teknelerde üç ya da dört kanatlı pervaneler bulunmaktadır. Bununla beraber tekne sahiplerinin küçük titreşim seviyeleri yüzünden, daha fazla para ödemeye aldırmadıklarından bazı büyük yatlarda, beş ila yedi kanatlı pervaneler de mevcuttur. Bazı istisnalar bulunmakla birlikte üç kanatlı bir pervane, genellikle dört kanatlı bir pervaneye göre daha yüksek bir maksimum hız sağlar. Ama dört kanatlı pervaneler daha sarsıntısız çalışır, daha üstün orta ve düşük menzil performansı üretir. Genellikle kanat alanları daha geniş olduğu için daha iyi bir ivmelenme sağlarlar.

İyi dizayn edilmiş herhangi bir sevk sisteminin ardındaki düşünce, hız artışını (çevreleyen suyla ilişkili olarak) sağlarken ya da silipi kullanışlı olacak kadar düşük tutarken, mümkün olduğunca çok suyu ivmelendirmektir. Bu yüzden görece daha büyük ve yavaş dönen pervaneler, küçük ve hızlı dönen benzerlerine göre daha verimlidirler. Büyük pervane, daha düşük hızda, daha az siliple, daha fazla hacimde suyu hareket ettirir.

 

Çap

Pervaneler, bazı özelliklerine göre tanımlanır ve sınıflandırılırlar, bunlardan biri dönüş yönleridir. Teknenin kıçından bakıldığında, sağa devirli bir pervane, öne doğru giderken saat yönünde; sol devirli bir pervane ise saat yönünün tersine döner. Çap, bir pervanenin bir ucundan diğer ucuna uzunluğudur. Belirli bir tekne hızı ve geçerli trast için pervane ne kadar büyükse ve yavaş dönüyorsa o kadar verimlidir.

 

Silip

Pervanenin basınç uygulanan yüzeyinde ölçülen piç (hatve), silip olmadığı varsayılarak, pervanenin, suda 360 derecelik bir dönüşünde alacağı mesafedir. Bir ağaç vidasının bir tam dönüşünü düşünün; vidanın bu dönüşte tahtanın içine battığı mesafe, vidanın piçidir. Gerçekte pervaneler 10 ila 20 derece ya da teknenin direncine göre, daha fazla silip yapar.

Silip, teknenin, pervanenin su içerisinde bir devrinde aldığı yol ile pervanenin gerçek piçi arasındaki farktır. Bir dönüşünde, bir tekneyi 61 cm ileri götüren 76 cm piçi olan bir pervanenin yüzde 20 silipi vardır.

Bir pervane, genellikle çapı ve merkezdeki piçi ile adlandırılır. Örneğin, bir “66X71” pervanenin, 66 cm çapı ve 71 cm piçi vardır. Bir kare pervanede (square propeller) çap ve piçin değerleri eşittir-76'ya 76 gibi. Kare pervanede piç, çaptan daha büyüktür. Bu tip pervaneler genellikle yüksek hız yapan teknelerde bulunur. Bir römorkör ya da bir deplasman trol teknesinde, pervanenin çapı, piçten daha büyüktür.

 

Kontrol edilebilir piçli pervaneler CPP

İçten takma motorların pervaneleri ya sabit ya da kontrol edilebilir piçli olabilirler. Sabit piçli bir pervane, tek bir metal bloğundan dökülmüş ya da işlenmiştir, kanatlar merkeze ve birbirlerine göre sabitlenmiştir. Kontrol edilebilir piçli bir pervanenin (CPP), göbeğinde dönebilen, oynak mafsallı kanatları vardır. Böylece piç, teknenin hızına ve motor yüküne göre değiştirilebilir. CPP'ler hareketli kısımları olduğundan daha pahalıdırlar. ‹ç işletim mekanizmalarını barındırmak için daha geniş göbeklere ihtiyaç duyarlar. Bu yüzden hidrodinamik olarak daha az verimlidirler. Aynı zamanda makine odası ile pervane arasında piç işletim mekanizmasını barındırmak için pervane şaftı da içi boş olarak imal edilir. Aynı şaftı idare eden birden fazla motoru bulunan tekneler ve römorkörler gibi çok değişken yükleri olan teknelerde, CPP'ler çok iyi çalışırlar. CPP'ler, tüm devir aralıklarında, motorların verimli olarak yüklenmelerine izin verirler.

Çok yüklü bir pervanede, pervane kanadının her santimetre karesi, önemli miktarda basınca maruz kalır. Görece küçük bir pervaneye, çok fazla miktarda güç aktarıldığında bu pervane kanatlarının çok yüklenmesiyle sonuçlanır. Aşağıda göreceğimiz gibi belirli bir güçte, pervanenin boyutunu büyütmek, kanat yükünü ve kavitasyonu (kanatlarda basınçla oluşan aşınmayı) azaltır.

 

Gelişmiş alan oranı DAR

Bir pervanenin gelişmiş alan oranı DAR (developed area ratio), aynı zamanda genişletilmiş alan oranı EAR (expanded area ratio), olarak da bilinir. Yassılaştırıldığı zaman kanatların toplam alanı ile aynı çaplı bir diskin toplam alanı arasındaki orandır. 0,7’lik bir DAR ile ifade edilen bir pervane için yassılaştırılmış kanatların alanı, toplam disk alanının yüzde 70’idir. Bu DAR değeri, yüksek hızlı çok yüklü bir pervanede sıkça görülür. Bir römorkör veya deplasman balıkçı teknesinin DAR değeri 0,55 olabilir. Belirli bir pervane çapı için, DAR değeri ne kadar yüksekse, trastı absorbe edecek kanat alanı daha geniş olduğundan, beygir gücü başına pervane kanat yükü o kadar azdır. Yani pervane boyutunun teknenin tabanıyla pervane kanatlarının ucu arasında bulunması gereken açıklıkla sınırlandırıldığı durumlarda, daha büyük DAR değeri olan bir pervane, kavitasyona uğramadan önce, daha çok güç iletecektir.

Kanat ucu eğimi, yandan bakıldığında, pervane kanatlarının göbeğe göre öne ya da arkaya doğru yaptığı, dereceyle ölçülen açıdır. Arkaya eğimli pervaneler genellikle, yüksek hızlı uygulamalarda kullanılırlar ve havalandırma pervaneleriyle (ventilating propellers) birlikte iyi çalışırlar.

Bir pervanenin iç çapı, göbeğin ortasındaki konik deliğin çapıdır. Delik, şaft ucundaki tapa vidasına uydurulmak için konik şekildedir. Böylece daha fazla kuvvet verilen ön gerilme ile pervaneyi tahrik eder. fiafttaki bir yuva, pervane göbeğinde yuvayla beraber aynı hizada monte edilir. Pervanenin şafttan bağımsız dönüşünü önlemek için yuvaların içine bir kama oturtulmuştur. fiaftın ucu bağlanmış iki somun pervaneyi yerinde tutar, ikinci somunu sabitlemek için bir emniyet rondelâsı kullanılmıştır. Pervaneler 1den 4’e kadar sınıflandırılmıştır. 1. sınıf pervaneler en kalitelisidir. Diğer her şey aynı olmakla beraber 1. sınıf bir pervane daha sarsıntısız ve verimli çalışır.

 

Ventilasyon ve kavitasyon

Bu iki terim, aslında anlatması kolay olmasına rağmen, çoğunlukla yanlış kullanılan iki terimdir. Ventilasyon, çevre havasının pervaneye çekilmesiyle oluşur; keskin bir dönüşte ya da dıştan takma motor çok yukarı monte edildiğinde ya da trimlendiğinde olduğu gibi. Aynı zamanda sprey, pervaneyi doğrudan hava kabarcıklarıyla yıkadığında ventilasyon olabilir. Suda pervanenin yenmeye çalıştığı karşı direnç yok olur ve motor devri hızla yukarı fırlar. Yüksek hızlı bir teknede de, dalgadan dalgaya sudan dışarı sıçrayarak giderken de pervane havalandırılabilir ve dümen palası, eğer kıç aynaya çok yakın monte edilmişse ventilasyona neden olabilir.

Bir pervane aşırı yüklendiğinde kavitasyon yapar. Pervane kanadına, suyun giriş tarafında (ön rafta), çok düşük bir basınç gelir ve su kanat yüzeyine  bitişik bu düşük basınç bölgesinde buharlaşır. Su normal kaynama derecesinden düşük sıcaklıklarda da kaynayabilir ve buharlaşabilir. Çünkü atmosferik basınç düştükçe, sıvının kaynama noktası da düşer. Pervane kavite oldukça, küçük buhar zerrecikleri oluşur ve daha sonra, kanadın noktalarındaki yüksek basınç alanına ulaştıkça patlarlar. Aslında bu kabarcıklar pervane yüzeyine değer konumdayken patlarlar. Patlayan kabarcıklar, bir milyon ufacık çekicin hızla vurması gibi pervaneyi gittikçe aşındırır. Aşırı kavitasyon, yüksek titreşimlere, hız ve verim kaybına neden olabilir. Ortalama bir kavitasyonla, bir miktar trast kaybedilir. Ama bu durum, kavite olmuş pervaneyi döndürmek için gereken gücü azaltmakla telafi edilmektedir.

 

Pervane Malzemeleri

Çoğu içten takma motor pervaneleri, çok yüksek su basıncını karşıladıktan sonra şeklini koruyabilecek kadar sağlam, aynı zamanda üretimi yeterince kolay ve tekne sahibi için tamiri ekonomik olan, bronzdan ya da nibral (nikel-bronz-alüminyum) gibi kuvvetli bir alaşımdan yapılır. Bronz ya da nibral bir pervane, hem masraf hem de dayanıklılık bakımından, alüminyum ve paslanmaz çelik arasında bir yere sahiptir. Çok yüksek performanslı pervaneler, paslanmaz çelikten yapılabilirler, ama bunlar pahalıdırlar ve bir zarar gördüklerinde tamirleri daha zordur. Daha sert olduklarından bir çarpmanın etkisini, sevk sisteminin diğer elemanlarına daha kolayca iletirler; bu da iyi bir şey değildir.

Dıştan takma motor ve içten takma kuyruklu motor pervaneleri, genellikle, alüminyum, paslanmaz çelik ya da kompozit malzemelerden yapılırlar. Alüminyum pervaneler daha ucuz ve hafiftirler, ancak genellikle paslanmaz çelik kadar iyi performans sağlayamazlar. Ama aynı zamanda çok daha kolay kırılıp, deformasyona uğrarlar. Eğer bir kayaya çarparsanız, çarpmadan meydana gelecek zararı bağlı olduğu alt ünitelere iletmeyerek azaltacaktır. Paslanmaz çelik bir pervane, kısmen mükemmel performans sağlar. Çünkü pervane kanatları, alüminyumdan yapılanlara göre daha ince olmasına rağmen, daha güçlü ve bükülmesi zordur. Yük altında daha az deforme olurlar. Kuvvetli ve dayanıklıdır ama aynı zamanda, en pahalı olanıdır. Bir çarpma halinde alt ünite mekanizmasında bir zarara neden olmaya son derece elverişlidirler. Diğer taraftan paslanmaz çelik bir pervane, kum ve çakıl taşlarına temasın yol açtığı aşınmaya çok daha iyi dayanır.

Dıştan takma ve içten takma kuyruklu motorlar için olan kompozit pervaneler, genellikle fiber takviyeli plastik (FRP) ya da bir başka sentetik malzemeden yapılır. Alüminyum pervaneler gibi paslanmaz çelik pervanelerden daha ucuzdurlar ve bir çarpmanın etkisini daha az iletirler. Piranha Propellers'ın ürettiği kompozit pervaneleri denedim ve hem paslanmaz çelik hem de alüminyuma karşı belirgin avantajları olduğu sonucuna vardım. 225 HP'lik Yamaha motorlu 6,7 metrelik Grady-White teknemde, alüminyum bir pervaneden daha iyi ve neredeyse bir paslanmaz çelik pervane kadar güçlü performans sağladılar. Her kompozit kanat, alüminyum göbekten sökülebiliyor. Eğer bir kanada zarar verirseniz, kolayca ve çok ucuza mal ederek (kanat başı 20 dolar civarı) değiştirilebilirsiniz. Verton adlı fiberglas-naylon karışımı malzemeden olan kanatların üreticisi, ürünlerinin alüminyumdan yüzde 10 ila 15 daha büyük gerilme mukavemeti olduğunu ve her kanadın aynı kalıptan elde edildiğini söylüyor. Böylece çalışırken titreşimin en aza indirgenmesi, her kanadın boyutunun ve şeklinin aynı olması ile sağlanabiliyor. Ben olsaydım, içten takma kuyruklu bir motor ya da dıştan takma bir motorda, metal yerine, bu kompozit pervanelerden birini kullanmaktan hiç çekinmezdim.

 

---

R E K L A M