Gemi Motoru
Gemilerin hareketini motorlar sağlar. Günümüzde en yaygın olarak kullanılanlar dizel motorlarıdır. Bu amaçla buhar türbinleri ve gaz türbinleri de kullanılır, ama gaz türbini savaş gemileri dışında pek kullanılmaz. İlk buharlı gemilerde kullanılmış olan pistonlu buhar makineleri günümüzde bazı gemilerde yalnızca yardımcı pompaları çalıştırmak için kullanılmaktadır.
Buharlı gemilerde buhar türbinini döndürecekolan buhar, yüksek sıcaklık ve yüksek basınç sağlayan bir buhar kazanından elde edilir. Ocaktan çıkan dumanın kolayca dışarı atılabilmesi için buhar kazanları gemi bacasının altına gelecek biçimde yerleştirilmiştir.
Modern buhar kazanlarında yakıt olarak genellikle mazot kullanılmakla birlikte bazı kazanlarda kömür tozu yakılır. Sıvılaştırılmış doğal gaz taşımak için tasarlanmış tankerlerin kazanında yakıt olarak doğal gaz kullanılır. Mazot kullanılan kazanlarda yakıt, kolayca akması için bir ön ısıtmadan geçirildikten sonra kazan brülörüne pompalanır; brülör yakıtı ocağın içine püskürtür. Yanma için gerekli hava da ısıtılarak ocağa gönderilir.
Buhar kazanını ısıtmak için nükleer enerji de kullanılabilir. Birkaç kilogramlık uranyumdan elde edilen enerjiyle yüz binlerce kilometre yol gidebilen bu tür gemilerin ancak birkaç yılda bir yeniden uranyum alması gerekir. Amerikan gemisi Savannah, Sovyet buzkıran gemisi Lenin ve Alman şilebi Otto Hahn nükleer enerjiyle işleyen gemilerden bazılarıdır. Nükleer enerji ticaret gemilerinde kullanılmaya uygun olmayacak kadar pahalıdır, ama denizaltı ve uçak gemisi gibi savaş gemilerinde kullanılmaktadır.
Gemilerde en yaygın olarak kullanılan buhar kazanları su borulu kazanlardır. Bunlarda alev ve sıcak baca gazları, içi suyla dolu boruların çevresinden geçirilir. Borularda buhara dönüşen su bir buhar odasında toplandıktan sonra kazanın baca çıkışına yerleştirilmiş bir kızdırıcıya gider. Kızdırıcının borularından geçerken sıcaklığı ve basıncı daha da artar. Tipik bir su borulu kazanda elde edilen buhann sıcaklığı 500 dereceyi, basıncı da 70 atmosferi (normal atmosfer basıncının 70 katı) bulur.
John Fitch’in 1787’de ABD’de ilk başarılı denemesini gerçekleştirdiği buharlı gemiler 1810’larda yaygınlaştı. Buharlı gemilerde 1894’e kadar kullanılan pistonlu buhar makineleri önceleri, geminin arkasında ya da iki yanında bulunan çarkları döndürürdü. Alt bölümü su içinde olan çarkın dönüşü de gemiyi hareket ettirirdi. Günümüzde, çoğu eğlence gemisi olarak kullanılan az sayıda çarklı gemi vardır.
1830’lardan başlayarak buharlı gemilerde çarkın yerini pervane (uskur) aldı. Pervane geminin kıç bölümünde, su hattının altında kalan pervane miline takılıdır. Mil döndüğü zaman dönen pervanenin kanatları suyu geriye doğru iter ve böylece gemi de ileri doğru itilmiş olur. İlk gemi pervanesi patentini İsveçli mühendis John Ericsson 1836’da ABD’de almıştır.
Buhar Makineleri ve Buhar Türbinleri
İlk buharlı gemilerde pistonlu buhar makineleri bulunurdu. Bu makinelerde bir silindirin içine, hareket edebilecek biçimde ama sıkıca geçirilmiş olan piston, silindire giren buharın itmesiyle ileri geri hareket eder. Pistonun bu hareketi bir kol düzeneğiyle bağlı bulunduğu mili ve mil üzerindeki çarkları döndürür.
Birçok büyük ve hızlı gemide ise buhar türbinleri kullanılır. Pistonlu buhar makinesinden daha sarsıntısız ve daha sessiz çalışan buhar türbininin verimi de çok daha yüksektir. Türbinin çalışması, bir yel değirmeninin çalışmasına çok benzer. Türbinde buhar, türbin mili üzerindeki bir tamburun çevresine dizili olan kanatçıklar arasından büyük bir hızla geçer. Kanatçıklar tambur üzerinde birkaç sıra halinde dizilmiştir; buhar bir sıradaki kanatçıkların arasından geçtikten sonra bir sonraki kanatçık sırasına gelir. Buharın bu kanatçıkları itmesiyle tambur ve tamburu taşıyan mil döner.
Tamburun kapalı bir bölme içinde olması buhar kaybını önler. Bir türbinden geçirilen buhar daha sonra ikinci ve üçüncü bir türbinden de geçirilebilir; türbinlerin hepsi aynı pervane milini döndürebileceği gibi, ayrı ayrı milleri döndürecek biçimde de düzenlenebilir. Türbinden ters yönde buhar geçirilerek türbinin dönüş yönü tersine çevrilemez. Bu nedenle pervaneyi ters yönde çevirmek (tornistan etmek) için gemiye ayrı türbinler konulabilir. Gemiyi geriye doğru hareket ettirmek istendiğinde o türbinlere buhar gönderilir. Türbin yüksek bir hızla (dakikada yaklaşık 4.000 dönüş) çalıştığı zaman verimi en yüksek düzeye ulaşır; pervaneler ise düşük hızla (dakikada yaklaşık 80-100 dönüş) döndüklerinde iyi sonuç verirler. Türbinle pervanelerin hızları arasındaki fark iki biçimde giderilebilir. Bazı gemilerde türbin mili pervane miline, dönüş hızını düşürecek biçimde düzenlenmiş bir dişli çarkla bağlanarak pervanenin türbin miline oranla çok daha düşük bir hızla dönmesi sağlanır. Bazı gemilerdeyse “türbinli üreteç” grubundan yararlanılır. Bu yöntemde buhar türbinleri elektrik üreteçlerini; üreteçten elde edilen elektrikle çalışan düşük devirli elektrik motorları da pervane millerini döndürür.
Bir gemide buhar türbini kullanılması ilk kez 1894’te gerçekleştirildi. İngiltere’de Spithead’deki donanma denetlendiği sırada, Sir Charles Parsons’ın türbinli gemisi Turbinia demirli savaş gemilerinin arasından saatte yaklaşık 65 km hızla geçerek büyük heyecan yaratmıştı.
1910’a gelindiğinde okyanus hatlarında çalışan gemilerin çoğu türbinli gemilerdi. Çok geçmeden gemilerin ana yakıtı olan kömürün yerini akaryakıt almaya başladı ve Rudolf Diesel’in bulduğu dizel motorunun gemilerde kullanımı gittikçe yaygınlaştı. Günümüzde kullanılan gemi motorlarının çok büyük bir bölümü buhar türbinleri ve dizel motorlarıdır. Bazı çok yaşlı teknelerde pistonlu buhar makinesine rastlanabilir. Savaş gemilerinin bazılarında ise gaz türbinleri bulunur.
Dizeller ve Gaz Türbinleri
Günümüzde gemilerde kullanılan dizel motorları kamyon, otobüs ve lokomotiflerdekilere benzer. Bunlar otomobillerdeki benzin motorları gibi pistonlu motorlardır; ama yakıt olarak benzin değil mazot kullanır, yakıt ateşleme sistemleri de farklıdır. Gemi dizeliyle kamyon dizeli arasında önemli bir boyut farkı vardır. Bazı dizel gemi motorları bir ev yüksekliğindedir ve silindirlerin sayısı 12’ye kadar çıkar. Ayrıca kamyonlardaki dizel motorlarının çoğunun dört zamanlı olmasına karşılık, gemilerdekilerin çoğu iki zamanlıdır. Genellikle dizel gemi motorlarında hava silindirlere basınç altında gönderilerek ek bir güç sağlanır. Havayı sıkıştırmak için, egzoz gazlarıyla döndürülen bir gaz türbininin çalıştırdığı kompresör kullanılır.
Gemilerdeki dizel motorlarının çoğu pervaneleri bir dişli çark düzeneği aracılığıyla döndürür. Bazı gemilerde ise dizel motoru elektrik üreteçlerini, bunların ürettiği akımla çalışan elektrik motorları da pervaneleri döndürür. Dizel motorları yakıtı öbür motor türlerine göre daha verimli olarak kullanır. Ayrıca, buhar kazanı, yoğunlaştırıcı gibi ek donanımlar ve dolayısıyla fazla yer gerektirmediği için de gemilerde kullanılmaya uygundur.
Gaz türbinleri ticari amaçlarla yaygın olarak kullanılacak kadar ekonomik değildir, ama bazı yüksek hızlı savaş gemilerinde kullanılır. (Gemilerde kullanılan gaz türbinleri İÇTEN YANMALI MOTORLAR maddesinde anlatılmaktadır.)
Oldukça yeni iki gemi türünde de gaz türbini kullanılır. Bunlardan Boeing Jetfoil adı verilen gemileri hareket ettiren itici güç basınçla püskürtülen sudur. Gemi hızlandığı zaman, hidrofoil adı verilen kızaklar üzerinde yükselerek suyla sürtünme yüzeyini çok küçültür. Bu gemilerin su püskürten pompaları gaz türbiniyle çalışır. Birçok hoverkraft ya da hava yastıklı gemide ise gaz türbinleri pervaneleri döndürmek için kullanılır.
BUHAR KAZANI, BUHAR MAKİNESİ, DİZEL MOTORU ve TÜRBİN maddeleri gemi motorlarını daha iyi anlamanıza yardımcı olacaktır.