Katamaran - Catamaran
Bir katamaran ( / / ) (gayri bir "CAT") a, çoklu Soyulmuş deniz aracı iki paralel sahip gövdeleri eşit büyüklükte. Bu, stabilitesini tek gövdeli bir teknede olduğu gibi balastlı bir omurgadan ziyade geniş kirişinden alan , geometri ile stabilize edilmiş bir gemidir . Katamaranlar tipik olarak benzer uzunluktaki tek gövdeli teknelere göre daha az gövde hacmine, daha küçük deplasmana ve daha sığ drafta (draft) sahiptir. Birleştirilmiş iki gövde aynı zamanda , benzer tek gövdeli teknelere göre daha küçük bir hidrodinamik dirence sahiptir ve yelkenlerden veya motorlardan daha az itici güç gerektirir. Katamaranın su üzerindeki daha geniş duruşu, tek gövdeli ile karşılaştırıldığında hem yana yatma hem de dalga kaynaklı hareketi azaltabilir ve uyanıklıkları azaltabilir .
Katamaranların boyutları küçükten ( yelkenli veya kürekli gemiler) büyük (askeri gemiler ve roll-on / roll-off araba feribotları) arasında değişir . Bir katamaranın iki gövdesini birbirine bağlayan yapı, mürettebatı desteklemek için dokuma ile gerilmiş basit bir çerçeveden, geniş kabin ve / veya kargo alanını içeren bir köprü üstyapıya kadar uzanmaktadır.
Tarih
Etimoloji
"Katamaran" kelimesi, "birbirine bağlı kütükler" anlamına gelen Tamilce bir kelime olan kattumaram'dan (கட்டுமரம்) türetilmiştir . Bununla birlikte, orijinal kattumaram , çift gövdeli teknelerden hiç bahsetmiyordu , tamil halkının üç ila yedi ağaç gövdesinden oluşan bir tür tek gövdeli salına atıfta bulunuyordu . Terim, İngilizce kullanımında yalnızca ilgisiz çift gövdeli teknelere atıfta bulunmak için gelişmiştir.
Okyanusya ve Asya'da Kalkınma
Katamaran tipi gemiler, Avustronezya halklarının erken bir teknolojisiydi . Heine-Geldern (1932) ve Hornell (1943) gibi ilk araştırmacılar bir zamanlar katamaranların ayaklı kanolardan evrimleştiğine inanıyorlardı , ancak Doran (1981) ve Mehdi (1988) gibi Austronesian kültürlerinde uzmanlaşmış modern yazarlar şimdi bunun tam tersi olduğuna inanıyorlar.
Birbirine bağlı iki kano, birbirine bağlanmış iki kütüğün minimal sal teknolojilerinden doğrudan geliştirildi. Zamanla, çift gövdeli kano formu, bir gövdenin diğerinden daha küçük olduğu asimetrik çift kano haline geldi. Sonunda, daha küçük gövde prototip destek ayağı haline geldi ve yerini tek destek kanosuna, sonra da tersine çevrilebilir tek ayaklı kanoya bıraktı. Son olarak, tek ayaklı destek tipleri, çift avara çıkarılan kanoya (veya trimaranlar ) dönüştü .
Eski Austronesian popülasyonları nedeni de açıklıyor Ada Güneydoğu Asya , Madagaskar ve Komor çift Avara kano lehine eğilimindedir teknelerle kararlı tutar olarak, teyel . Ancak yine de katamaranların ve tek ayaklı kanoların kullanıldığı küçük bölgeleri var. Buna karşılık, Mikronezya ve Polinezya'daki daha uzaktaki soyundan gelen popülasyonlar , çift gövdeli ve tek payandalı kano türlerini korudu, ancak çift payandalar için teknoloji hiçbir zaman onlara ulaşmadı (Batı Melanezya'da mevcut olmasına rağmen ). Denge ayağı, tramola atarken leeward ile karşılaştığında teknenin dengesizliği sorunuyla başa çıkmak için tersine çevrilebilir tek payandalar ile birlikte yelkende manevra tekniğini geliştirdiler .
Denge ayağı kanolarının daha "ilkel biçimi" olmalarına rağmen, yine de etkiliydiler ve denizci Polinezyalıların uzak Pasifik adalarına seyahat etmelerine izin veriyorlardı .
Geleneksel katamaranlar
Aşağıdakiler geleneksel Austronesian katamaranlarının bir listesidir:
Batı gelişimi
Avrupa'da çift gövdeli yelkenli teknenin belgelenmiş ilk örneği William Petty tarafından 1662'de daha sığ sularda, daha hafif rüzgarda ve zamanın diğer gemilerine göre daha az mürettebatla daha hızlı seyretmek için tasarlandı . Ancak alışılmadık tasarım şüpheyle karşılandı ve ticari bir başarı değildi.
Tasarım, Batı'da neredeyse 160 yıl boyunca, İngiliz Mayflower F. Crisp'in Burma , Rangoon'da iki gövdeli bir ticaret gemisi inşa ettiği 19. yüzyılın başlarına kadar nispeten kullanılmamış kaldı . Gemi Orijinal olarak vaftiz edildi . Crisp, onu "hızlı yelkenli ince bir deniz teknesi olarak nitelendirdi; Muson sırasında Rangoon ve Tenasserim Eyaletleri arasında birkaç yıl ticaret yaptı".
O yüzyılın sonlarında, Amerikan Nathanael Herreshoff kendi tasarımı olan çift gövdeli bir yelkenli tekne yaptı (ABD Pat. No. 189,459). Amaryllis gemisi, 22 Haziran 1876'da ilk yarışına çıktı ve son derece iyi performans gösterdi. İlk kez katamaranlara standart tek gövdelere göre sağlanan farklı performans avantajlarını gösterdi. Bu olayın bir sonucu olarak, New York Yacht Club'ın Centennial Regatta'sı, katamaranların normal yelken derslerinden men edildi ve bu 1970'lere kadar böyle kaldı. 6 Haziran 1882 tarihinde, üç katamaranlar Güney Yat Kulübü arasında New Orleans üzerinde 15nm kursu yarıştı Gölü Pontchartrain ve katamaran sınıfında kazanan tekne, başabaş , beş dakikanın üzerinde en hızlı şalopa zaman yendi.
Eric de Bisschop 1936'da Hawaii'de bir Polinezya "çift kano" inşa etti ve onu Fransa'da bir kahramanın karşılaması için evine götürdü. 1939'da deneyimlerini Kaimiloa adlı bir kitapta yayınladı ve 1940'ta İngilizce'ye çevrildi.
Roland ve Francis Prout , 1949'da katamaranlarla deneyler yaptılar ve 1935'te Canvey Island , Essex'deki (İngiltere) tekne fabrikasını 1954'te katamaran üretimine dönüştürdüler. Shearwater katamaranları, tek gövdeli yarışlara kolayca galip geldi. Francis Prout tarafından 1960'larda başarılı bir şekilde yarışan 1956 yapımı Shearwater III olan Yellow Bird, Cornwall Ulusal Denizcilik Müzesi koleksiyonundadır . Prout Catamarans , Ltd., genişletilmiş bir kaldırma kolunu desteklemek için geminin ortasının kıç tarafına sahip bir direk kıç kulesi tasarladı - tasarımın küçültülmüş ana yelkeninin iki katından fazla; Snowgoose modeli olarak üretilmiştir . Bu yelken planının iddia edilen avantajı, geminin yaylarının kazma eğilimini azaltmaktı.
Yirminci yüzyılın ortalarında, sahil kedileri , fırlatma ve seri üretim kolaylığı nedeniyle yaygın bir yelkenli katamaran kategorisi haline geldi. Kaliforniya, bir yapıcı olarak sörf tahtaları , Hobie Alter , 250 kiloluk (110 kg) üretilen Hobie 14 1967, ve iki yıl sonra daha büyük ve daha da başarılı Hobie 16 . 2016 itibariyle, Hobie 16 hala 100.000'den fazla üretilmiş ile üretiliyordu.
Katamaranlar, 1976'da Olimpiyat yelkenciliğine tanıtıldı. İki elle kullanılan Tornado katamaranı , 1976'dan 2008'e kadar Olimpiyat Oyunlarında çok gövdeli disiplin için seçildi . 2000'de yeniden tasarlandı. Yaldız Nacra 17 , daha sonra Tokyo 2020 Olimpiyatları'nda kullanılacak. 2015'te Nacra 15'in bir Dünya Gençler Şampiyonası sınıfı ve Gençlik Olimpiyat Oyunları için yeni bir sınıf olarak benimsenmesi .
Verim
Katamaranlar, onları yer değiştirmeli tek gövdeli gemilerden ayıran iki farklı birincil performans özelliğine sahiptir: sudan geçişe karşı daha düşük direnç ve daha yüksek stabilite (alabora olmaya karşı ilk direnç). Tek gövdeli ve katamaran konfigürasyonu arasında seçim yapmak, taşıma kapasitesi, hız ve verimlilik hususlarını içerir.
Direnç
Düşük ila orta hızlarda, hafif bir katamaran gövdesi, hızının karesiyle yaklaşık olarak orantılı olan sudan geçişe karşı direnç gösterir. Bir yer değiştirme monohull, kıyaslandığında, en azından hızının küpü olan dirençle karşılaşır. Bu, bir katamaranın hızını ikiye katlamak için dört kat daha fazla güce ihtiyaç duyacağı anlamına gelirken, bir tek gövdeli yavaş bir hızdan başlayarak hızını ikiye katlamak için sekiz kat daha fazla güce ihtiyaç duyacaktır. Elektrikli katamaranlar için bu, daha küçük enerji santralleri anlamına gelir (genellikle iki tane gerekli olmasına rağmen). Yelkenli katamaranlar için, düşük ileri direnç yelkenlerin gücü bağlı akıştan elde etmelerine izin verir, en verimli modları - bir kanada benzer şekilde - yarış gemilerinde kanat yelkenlerinin kullanımına yol açar .
istikrar
Katamaranlar, yükselmeye ve alabora olmaya direnmek için öncelikle form stabilitesine güvenirler. B kirişinin dikdörtgen kesitli tek gövdeli yatma stabilitesinin , 2 × B mesafesiyle ayrılmış B / 2 genişliğindeki iki katamaran gövdesi ile karşılaştırılması , katamaranın başlangıç direncinin yedi kat olduğunu belirler. tek gövdeli. Tek gövdeli ile karşılaştırıldığında, seyir halindeki bir katamaran yelkenli yatma ve alabora olmaya karşı yüksek bir başlangıç direncine sahiptir — elli fitlik bir tekne, bir alabora başlatmak için eşdeğer bir tek gövdeye göre dört kat daha fazla kuvvet gerektirir.
Ödünleşimler
Hız ve taşıma kapasitesi arasındaki değiş tokuşun bir ölçüsü, sakin su taşıma verimliliği ile karşılaştırıldığında yer değiştirme Froude sayısıdır (Fn V ) . Fn V , su hattı uzunluğu anlamlı olamayacak kadar hıza bağlı olduğunda geçerlidir - planya gövdesinde olduğu gibi. Bu referans bir uzunluğu, gövde, hacimsel yer değiştirme küp kökü kullanan V , U ve deniz gemi arasındaki nispi akış hızı, ve g ise yerçekimi ivmesi :
Bir teknenin sakin su taşıma verimliliği , tam yükte yer değiştirme ve maksimum sakin su hızı ile orantılıdır ve buna karşılık gelen gerekli güce bölünür.
Büyük ticari gemiler, bir ile sıfır arasında bir Fn V'ye sahipken, daha yüksek performanslı motorlu katamaranlar, katamaranlar için birim hacim başına daha yüksek hız anlamına gelen 2.5'e yaklaşabilir . Kabın her tür büyük nakliye gemileri taşıma katamaran-gösteren bir için 11-18 ile karşılaştırıldığında, 100-1,000 aralığı içinde olmak üzere, karşılık gelen sakin su taşıma verimliliğine sahiptir , daha yüksek verim için yük birimi başına Monohol .
SWATH ve dalga delici tasarımlar
SWATH, dar bir su hattı kesiti ile köprü güvertesine direklerle bağlanan bir çift boru şeklinde, denizaltı benzeri gövde kullanarak yer değiştirme hacmini su hattının altına taşıyarak dalga oluşturma direncini azaltır. Batık gövdeler dalgalardan minimum düzeyde etkilenir. SWATH formu, 1938'de fikrini sunan ve daha sonra 1946'da İngiliz patenti alan Kanadalı Frederick G. Creed tarafından icat edildi . İlk olarak 1960'larda ve 1970'lerde oşinografik araştırma olarak kullanılmak üzere katamaran tasarımının bir evrimi olarak kullanıldı. gemiler veya denizaltı kurtarma gemileri. 1990 yılında, ABD Donanması, yapılandırmayı test etmek için bir SWATH gemisinin inşasını görevlendirdi.
SWATH gemileri, aşağıdaki gibi eşdeğer büyüklükteki geleneksel motorlu katamaranlarla karşılaştırılır:
- Daha yüksek cilt sürtünme direncine neden olan daha büyük ıslak yüzey
- Payandaların ve batık gövde yapılarının konfigürasyonu ile dalga kaynaklı sürüklenmede önemli azalma
- Daha düşük su düzlemi alanı, bir denizde yunuslama ve dalgalanmayı önemli ölçüde azaltır
- Planlama imkanı yok
- Köprü yapısını suya yaklaştırabilecek yüklemeye karşı daha yüksek hassasiyet
Dalga delici katamaranlar, her bir gövdenin dalgaları üzerlerinden geçmek yerine delip geçmesine izin vermek için su hattına doğrultulan ve kıçta bir seviyeye kadar yükselen her gövdede düşük kaldırma kuvvetine sahip bir yay kullanır. Bu, geleneksel bir katamarandan daha yüksek hızlara izin verir. SWATH katamaranlarından, gövdenin yüzdürme kısmının boru şeklinde olmaması nedeniyle ayırt edilirler. Genişleyen köprü güvertesi, dalgaların tepelerine nüfuz etmesine izin veren normal bir V-gövdenin bazı özellikleriyle yapılandırılabilir.
Dalga delici katamaran tasarımları yatlar, yolcu feribotları ve askeri gemiler için kullanılmıştır.
Uygulamalar
Katameranların geleneksel tek gövdeli teknelere göre sahip olduğu teknolojik ilerlemeler arasında yarış katamaranlarını sudan kaldıran folyolar , geniş ve dengeli seyir gemileri ve açık okyanusta çok daha büyük gemilerle karşılaştırılabilir ortalama hızlara ulaşan yarışçılar yer alıyor. Bir katamaran konfigürasyonu, hız ve deniz güzelliğinin toplu kapasite yerine tercih edildiği bir boşluğu doldurur. Daha büyük gemilerde, bu niş, kıyı bölgesinde devriye veya operasyon için araba feribotlarını ve askeri gemileri tercih eder.
Spor
Eğlence ve spor katamaranları tipik olarak iki kişilik bir mürettebata sahip olacak şekilde tasarlanmıştır ve bir plajdan fırlatılıp indirilebilir. Çoğunun köprüleme yapısında bir trambolin, dönen bir direk ve ana yelken üzerinde tam uzunlukta çıtalar vardır. Performans versiyonlarında, belirli yelken noktalarında kuvvetli rüzgarlar sırasında mürettebatın dışarı çıkmasına ve güçleri dengelemesine izin veren trapezler bulunur.
İçin 33. Amerika Kupasını , defans ve rakibi hem 90-ayak (27 m) uzunluğunda multihulls inşa etti. Société Nautique de Genève , Alinghi takımıyla savunurken bir katamaranla yelken açtı. Yarışmacı, BMW Oracle Racing, bir trimaran kullandı ve yumuşak yelkenli teçhizatını, şimdiye kadar yapılmış en büyük yelken kanadı olan yüksek bir kanat yelkeni ile değiştirdi . Şubat 2010'da İspanya, Valencia açıklarında , güçlü kanat yelkeni ile BMW Oracle Racing trimaran üstün olduğunu kanıtladı. Bu, önceki America's Cup serilerinde her zaman yelken açan geleneksel monohulllardan bir kopuşu temsil ediyordu .
San Francisco Körfezi'nde, 2013 America's Cup 72 fit (22 m) uzunluğundaki AC72 katamaranlarıyla (2013 Amerika Kupası kurallarına göre belirlenen tekne ) yelken açtı . Her yat, hidrofoiller ve bir kanat yelkeni kullanıyordu. Yarış, Oracle Team USA yarışına iki sayılık ceza ile başladığı için yarışmacı Emirates Yeni Zelanda'ya karşı on beş maçta Oracle ABD Ekibi tarafından 9-8 kazandı.
Yatçılık, uzunluğu 100 fitten (30 m) fazla olan çok gövdeli teknelerin gelişimini gördü. " Yarış " bu eğilimi hızlandırdı; 2000 Yılbaşı gecesi, İspanya'nın Barselona kentinden yola çıkan bir devrialem mücadelesiydi. Bu etkinlikle ilişkili ödül parası ve prestij nedeniyle, uzunluğu 30 metreden (30 m) fazla olan dört yeni katamaran (ve son derece değiştirilmiş iki katamaran) rekabet etmek için yapıldı. Steve Fossett'in sahip olduğu en büyük PlayStation , 125 fit (38 m) uzunluğundaydı ve su seviyesinden 147 fit (45 m) yüksekte bir direğe sahipti. Neredeyse tüm yeni mega kediler, dayanıklılık ve mümkün olan en düşük ağırlık için pre-preg karbon fiberden yapıldı . Bu teknelerin en yüksek hızları 50 knot'a (58 mph; 93 km / s) yaklaşabilir. Yarış katamaran BOYU ÇÖZÜMSÜZ 33,50 m (109.9 ft) kazandı Club Med tarafından kaptanlık Grant Dalton . 62 günde ortalama 18 knot hızla (21 mph; 33 km / s) dünyayı dolaştı.
Beyaz su sporları için bazen "kata-sallar" olarak adlandırılan whitewater katamaranı, Sovyet sonrası ülkelerde yaygın olarak kullanılmaktadır . Kafes iskeleye bağlı iki şişirilebilir gövdeden oluşurlar. Turist katamaranının çerçevesi hem alüminyum (duralümin) borulardan hem de kesilmiş ağaç gövdelerinden yapılabilir. Şişirilebilir kısım iki katmana sahiptir - şişirme delikleri olan hava geçirmez bir balon ve balonu mekanik hasardan koruyan yoğun dokudan yapılmış bir kabuk. Bu tür katamaranların avantajları, hafifliği, kompaktlığı ve nakliye kolaylığı (tüm ürün, hava trafiği standartlarına uygun tek bir sırt çantasında paketlenmiştir) ve montaj hızıdır (şişirme için 10-15 dakika). Tamamı şişirilebilir modeller Kuzey Amerika'da mevcuttur. Kolorado Nehri'nde ağır beyaz suyu idare etmek için bir kat-sal tasarımı kullanıldı, ancak suda iyi bir hız elde edildi.
Seyir
Seyir denizcileri, bir tekne seçerken hacim, faydalı yük, hız ve maliyet arasında değiş tokuş yapmalıdır. Bir katamaran seçmek, maliyet birimi başına azaltılmış yük pahasına daha yüksek hız sunar. Howard ve Doane, seyreden tek tekneler ve katamaranlar arasındaki aşağıdaki ödünleşmeleri açıklıyor: Uzun mesafeli, açık denizde seyreden bir monohull, belirli bir mürettebat tamamlayıcısı ve destek malzemeleri için 30 fit (9.1 m) kadar kısa olabilir, oysa bir seyir katamaranı 40 olmalıdır. aynı kapasiteyi elde etmek için fit (12 m). Daha yüksek hıza ek olarak, katamaranlar tek gövdeli teknelere göre daha az su çeker — 0,91 m (3 fit) kadar küçüktür ve sahile daha kolaydır. Katamaranları bir marinada tutturmak ve daha fazla yer kaplamak daha zordur. Seyir katamaranları, iki motor ve iki dümene sahip olmak için ek maliyet gerektirir. Tarjan, seyir katamaran teknelerinin günde 300 deniz mili (350 mil; 560 km) rahat bir geçiş sağlayabildiğini ve yarış versiyonlarının günde 400 deniz milinin (460 mil; 740 km) çok üzerinde kayıt yaptığını ekliyor. Ek olarak, erişimde tam hızda bile 10-12 dereceden fazla topuk yapmazlar.
Güçlendirilmiş seyir katamaranları, bir yelkenli gezinti katamaranında bulunan birçok özelliği paylaşır. Salon tipik olarak kamaraların ve motor bölmelerinin bulunduğu iki gövdeye yayılır. Yelkenli katamaranlarda olduğu gibi, bu konfigürasyon deniz yolundaki tekne hareketini en aza indirir.
Yolcu taşımacılığı
1970'ler olarak katamaran tanıtımı gördüm yüksek hızlı feribotlar öncülüğünde olarak, Westermoen Hydrofoil içinde Mandal başlattı, Norveç, Westamaran 1973 yılında tasarımı Stena Voyager tipik bir hızda hareket eden, büyük, hızlı feribot bir örnek oldu Saatte 46 mil (74 km / s), ancak saatte 70 milin üzerinde (110 km / s) kapasitesine sahipti.