10 metre boyunda yarış/gezi sınıfı yelkenli yatların formunun prizmatik katsayıya göre belirlenmesi

Abstract

Yelkenli teknelerde kullanıcılar en iyi yelkenli seyir performansı isterken azami stabiliteye de sahip olmak isterler. Bu maksatla yelkenli teknede yelken performansı, optimum gövde formu ve stabilite önemlidir. Yarış/gezi yelkenli tekneleri ortalama performans ve stabiliteyi sağlamaktadırlar. Bu çalışmada yelkenli dizaynına başlangıçta karar verilmesi gerekli en önemli form parametreleri olan prizmatik katsayı ile tekne tekne boy genişlik oranı incelenerek 10 metre su hattı boyu olan bir tekne için optimum prizmatik katsayı ve optimum tekne genişliği çıkarılmaya çalışılmıştır. Endaze oluşturulması zahmetli ve vakit alan bir süreç olup çalışmada optimum bir form çıkarılmaya çalışılmış ve bilinen yaygın hava koşulları ile bilinen yelken seyri için tasarımı yapılacak bir yelkenli teknede kullanılabilecek optimum prizmatik katsayıları ile tekne genişlikleri belirlenmeye çalışılmıştır. Yelkenli teknelerde performansı etkileyen önemli faktör olan prizmatik katsayının yanısıra yelken alanı ve baş form da belirlenmeye çalışılmıştır. Öncelikle yelkenli teknelerde kullanılan boyutsuz parameterler olan yelken alanı deplasman hacmi oranı, boy deplasman hacmi oranı, yelken alanı ıslak yüzey alanı, tam boy genişlik oranı, teknenin prizmatik katsayısı, dinginlik oranları, sarkıklık oranları, orta kesit alanı katsayısı incelenerek gerçekte var olan teknelerdeki oranlar incelenerek sunulmuştur.Tekne endazesi oluşturulurken performans kriterleri göz önüne alınmalıdır. Bu maksatla yarış/gezi sınıfında gerçekte var olan su hattı boyları 10 metre ve civarında 25 teknenin tekne boyu genişlik oranı ortalaması kullanılarak 5 değişik tekne boyu tekne genişliği oranı belirlenerek her oran için prizmatik katsayıları 0,4 ile 0,6 arasında değişen toplam 25 tekne üretilmiştir. Üretilen tekneler bilgisayar ortamında türetilmiş olup üretilen teknelerin yelken alanları için bir yelken alanı ve deplasman hacmi oranı belirlenerek herbir tekne için yelken alanları ve ilgili yelken kenar uzunlukları belirlenmiştir. Üretilen teknelerin forma dayalı performans kriterini inceleyebilmek için tümünde aynı salma formu ve salma uzunluğu kullanılmıştır. Türetilen herbir teknenin direnç, stabilite ve yelkenli seyir performansı kıyaslanarak tekne genişliğinin ve prizmatik katsayı değişiminin etkileri irdelenmeye çalışılmıştır. Üretilen teknelerin performansları 6-20 kts rüzgar sürati aralığında tüm yelkenli seyir türleri (rüzgarüstü, apaz, rüzgar altı) için incelenmiştir. En uygun prizmatik katsayıyı ve tekne genişliğini bulmak için interpolasyon yöntemi kullanarak optimum prizmatik katsayı ve tekne genişliği tahmin edilmiştir. Üretilen teknelerden bir tanesi seçilerek baş formu değiştirilmiş tekne formundaki artık direnç değişimi gözlemlenmeye çalışılmıştır.Polar diagramlardan herbir yelkenli seyir türü için kullanılabilecek optimum prizmatik katsayı ve genişlik değerleri belirlenmiştir. Ayrıca üretilen optimum prizmatik katsayıya sahip teknenin gerçekte var olan bir tekne ile performans ve stabilite karşılaştırılması yapılarak çalışmanın sonuçları ortaya koyulmaya çalışılmıştır. Bu çalışmada tasarımcının ön dizayn aşamasında karar vermesi gerekli olan prizmatik katsayının ve tekne genişliğinin rüzgar şiddeti ve istenilen yelkenli seyir türüne göre optimum prizmatik katsayı ve tekne genişliğinin belirlenmesi gibi unsurlar açıklanmaya çalışılmıştır.

Sailing yacht skippers want to have best sailing performance and best stability with their yachts. Therefore the yachts' forms, stability and sails dimensions are very important. Cruise and racing sailing yachts have average sail performance and stability.In this study, the most important design parameters prismatic coefficient and hull beam are tried to be figured out for a sailing yacht that has 10 m water length. When the hull plan is designed, the performance criteria needs to be considered as one of the most important output for a designer. Therefore, 25 boats which exist in real life with 10 m water length that are known with their general dimensions were used to achieve the interval of the dimensionless ratios. These ratios of the sailing yachts were modeled on computer. 5 different beam length ratio has used and for each beam length ratio 5 yacht has modeled. The resistances, stabilities and sailing performances were compared for 25 different modeled sailing yachts to interpret the impact of prismatic coefficient and boat beam on sailing yachts. In order to find best prismatic coefficient and hull beam, interpolation method is used and optimal values are forecasted. In addition to this, a chosen model sailing yacht's bow shape has been simulated with various bow types to find best bow type with the help of the residuary resistance calculation. From this study the designer can decide his boat's prismatic coefficient and the hull beam according to each sailing route and each wind speed.