Manyetik Gemi Buluşu (  1985 )

ilk bakışta
T gerçek bir gemi diyemez. 3,5 metre bloyı ıdaki mc
daha çok bir montajcının eski bir lunaparjc a ıcının pr
sinden yararlanarak şurdan-burdan topladığı p; çalardan
tığı tuhaf bir şey izlenimi uyandırır: Modelim, nakinası,
kuru, dümeni yoktur. Tuzlu su ile dolu tpn! a ulaşabi
en yüksek hız ise saatte 1,5 mildir. Ama bulı u yaratar yaşındaki Japon fizik bilgini Yoşiro Saji, ilert sı^ülen ele:;
lere aldırmadan, “Modelim suda ilerli^oı) ve bu başlangıçtır” diyor. |
ST-500 adı verilen model, görünümüyle ildiğimi;;
niz taşıtlarına hiç benzememektedir. Hele Kol Üniven si Denizcilik Bölümü’ndeki laboratuvarın tozlı- bir köşe
de, yani su dışındaki görünüşüyle herhangi bıı gemi mc
linden çok bir ‘Çirkin Ördek Yavrusunu’ andırn ıktadır. 1
ne, bir sürü teller, borular ve vanalarla d )tu ur. Ama
görünümüne karşın, gerek ST-500, gerekse Tsl kuba Keı
ndeki Expo ‘85 Bilim ve Teknoloji Fuarında se filenen el
yeni bir benzeri, gelecekte yapılacak gemiler zerinde,
ve yakıt verimliliği yönlerinden önemli etkiler y; “atacak ö
likler taşımaktadır. Saji’nin inancına göre SjT-î )0’ün bu
kinliği, onda şimdiye kadar başka gemilerde allanılma
bir güç kaynağından yararlanılmış olunmasınd; dır. Bu )
güç kaynağı, kömür, petrol, hatta yelken güc değil; e
tril< motorlarının hareketli parçalarının dönnı sini sağla ‘elektro-mıknatıs’ gücüdür.
Saji’ye isterseniz eli’ağır’diyebi-lirsiniz: Yenilik yaratan gemisinin modeli saatte ancak 2,5 km. hız yapabiliyor. Ama O, gemisini yürütmek için elektriğin o ilgi çekici güzünden yararlanıyor.
Bu güç kaynağının çalışma ilkesi, Ingiliz elektrik mühe: John Ambrose Fleming’in bulduğu ve kendi adıyla anıl; sming Kuralfdır. Bir manyetik alan ve elektrik akımı, il jirlikte doğrusal bir güç oluştururlar. Fizik dersi göre • ortaokul öğrencisinin bildiği gibi, telden; ya da başi iletkenden geçirilen elektrik akımı, yarattığı elektrı cnatıs gücüyle mıknatısın manyetik alanını iter. Elektr torlarında, sargılı çekirdekten geçirilen elektrik akımı d ktro-mıknatıslardan çıkan manyetik alana aynı etkiyi y „M^ak döndürücü; ya da itici bir güç yaratır, bu güç de m< u döndürür.
Mıknatıslı gemilerde de aynı durum geçerlidir. Gerçe de mıknatıslı bir gemi, aslında doğru akımlı bir motı ı dahice geliştirilmiş bir çeşididir. Ancak bu tip gemilere ■üujtor, dinamo, hatta hareketli hiç bir parça yoktur. Elel : akımı, bu sistemde iletken tel yerine deniz suyund; er. Bilindiği gibi, deniz suyu (tatlı suyun tersine) erim lar yönünden zengin olup, bu özelliği ona iletkenlik k; dırır. Bu güne kadar kullanageldiğimiz gemilerde gemi m; ı*«ası güç üretir, bu güç uskuru (pervane) döndürür, uskı dönüşü de gemiyi su içinde iter. Adına şimdilik “Mar ik Gemi” deyiminin kısaltılmışı olarak ‘Magship’ denile i tip gemide ise, gemi kirişlerine enlemesine yerleştirile er-iletken mıknatıslar, çevredeki suyun içinde güçlü b ,:™^ıyetik alan oluştururlar (şekle bakınız). Aynı zamanda d Tideki bir jeneratör, teknenin dışına bağlanmış elektroı aracılığı ile suya elektrik akımı yollar. Elektrik akımını ü, süper-iletken mıknatısların yarattığı manyetik alana di jğundan; elektro-mıknatıs gücü, iletken görevi yapan deni una zıt yönde etki ederek onu geriye ve dolayısıyla ge i ileriye iter. Elektrotların ( + ) ve (—) yüklerini değiştiı de de gemi kolayca tornistan edilebilir.
Aynı ilkeden yararlanan ‘Maglev’ trenleri, Japonya v Almanya’da geliştirilmiştir. Bu trenler, raylara benze demir çubuklar üzerinde, elektro-mıknatısların gücüyl kaç cm. havaya kaldırılarak bir çeşit ‘Uçan Halı’ gibi ha ît etmektedirler. Ancak Maglev trenleri, demir çubukl? e bobinleri gerektirdiği halde, ‘Magship’ler, yalnızca dc üfrsuyunu bir çeşit ‘akışkan ray’ olarak kullanmakla yetimi Bu konuda Yoşiro Saji, “Bu işin temeli, herkesin bildi) iyetik itme ilkesidir” demekte ve: “Ancak, çocukları namlarla oynarken yaptıkları ¡»ıbı bir mıknatısla dıjîorıı ^^ıııck yoııne lıoııım mmlrl ¡¡i’iııııııdt’ y,ılnı/ı.ı İm simi ıııık
[’-*?$ SupvıMken mıknatıslar Cirmin midi) makinenin, $aftın w uskurun işlevini görürler.
MK Mıknatıslar, geminin çer-mm resindeki deniz suyunda güçlii bir manyetik alan (mor renkli) oluştururlar.
. Bir jeneratör, (yeşil renk-O), su içindeki elektrotlar (mavi renkli) arasında elektrik akımı iletir.
Elektrik akımı (sarı oklar) iyi bir iletken olan deniz suyundan geçer.
Manyetik alana dikey yönde oluşan elektrik akımı, gemiyi ileri doğru iter.
Mıknatıslı gemilerin hareketi, mıknatıs kutuplarının birbirlerini itmeleriyle llglil bili nen İlkeye dayanır. Burada birbirlerini İten kutuplar, gemideki mıknatısların kutuplarıyla, denizde oluşturulan elektrik akımıdır
nacıs bulunuyor ve bunlar denizde manyetik alan yaratıyorlar. Karşıt itici güç ise, deniz suyunun kendisidir” diye eklemektedir.
Öte yandan, işin böyle elektromanyetik itme ilkesiyle açıklandığı kadar kolay olmadığı da bir gerçektir: Şaji, manyetik hareketin fizik ve elektrik yönleriyle 14 yıldan beri ilgilenmektedir. Öyle ki, çalışma odasındaki karatahtalar, konunun karmaşık yönlerini gözler önüne sermekte; deniz suyundan geçmesi gereken akım miktarını, gemilerde oluşturulacak manyetik akımın şiddetini, (bu çalışmanın belki dc i’» oni’mlı yanını oltrçitııtır) t’n fa/la «iri saklayabilmek
teren formüller ve hesaplarla baştan başa dolu bulunmukta-dır. Süper-iletken mıknatıslar, ileride gerçek büyüklükte teknelerin, denizaltıların, araştırma gemilerinin, hatta yüzer adaların yapılmasını sağlayacak en önemli öğelerdir. Bu sonuncular, denizde petrol aramalarında kullanılan çelik yapılardan araştırma laboratuvarlarına; hatta okyanuslarda yüzer tatil sitelerine kadar pek çok amaç için kullanılabilecektir.
Gemilerin, içlerine yerleştirilecek mıknatıslar ve denize salınacak elektrik akımı yardımıyla hareket ettirilebilecekleri öteden beri üzerinde durulan bir konudur. Aslında bu buluşun babası, bir şirkette 40 yıl süreyle sessiz-scdası? çalı un Amprikili miilıiMiLİK Stewan Wav’dir. Wav. dalla I9İ8
yılında uskuru ve tepkili motoru olmayan elektrikli bir dc altının yapımı üzerinde durmaktaydı. Şimdi 76 yaşında masına karşın, Montana Eyaleti’nin Whitehall Kenti’nde lışmalarını sürdüren Stewart Way, buluşundan hevesle ederken, onunla bu gün de ilgilenilmesine şaştığını da t yor. Stewart Way’in o sırada özellikle denizaltıların üzeri durmasının nedeni, denizaltıların daha az sürtünme ku* tiyle karşı karşıya olmalarıdır. Çünkü su üstü tekneler hızları, bir yandan yüzeydeki sürtünmeyle, öte yandan galarla engellenir. Buna göre denizaltılar, elektro-many güçten daha çok verim sağlarlar.
Ne var ki, Way’in araştırma yaptığı yıllarda, ortada zülmesi olanaksız gibi görünen bir sorun vardı: Çünkü gördüğü gerçek büyüklükteki denizaltı için gerekli mıkna ların ağırlığı 500.000 tondan fazlaydı ki, bu ‘Polaris’ tipi denizaltının ağırlığının 80 kat fazlasıdır.
1960’ların başlarında ise süper-iletken mıknatısların lunmasıyla Way’in düşlerinin gerçekleşmesi olanağı on çıktı. Bu süper-iletken mıknatıslar, mutlak sıfır derec nin çok yakınındaki sıcaklık derecelerinde elektrik akırr hiç direnç göstermeyen ve o zamana kadar kullanılmamış c metallerden yapılıyorlardı. Çevrelerinden soğutucu sıvı I yum geçirildiğinde bu mıknatıslar, geleneksel elekt mıknatısların kusuru olan enerji kaybına yol açmadan gü bir manyetik alan oluşturabiliyorlardı. Bu yeni tip mıkna’ ların ileride gerçek büyüklükte elektro-mıknatısla deniza ların yapımına yol açabileceğini düşünen Way, kendi bul: ğu yeni itici güç yöntemini denemek için geleneksel mık tıslarla çalışacak küçük bir modeli gerçekleştirmeye karar \ di; çalıştığı şirketten ayrılıp, Santa Barbara’daki Califor Üniversitcsi’nc geçer geçmez; mühendislik bölümü son ■> öjjrcncilerımk’n tleni’mo nlıelıj;iııde bir mıknatıslı drııı/
IIUllIl’ll IIJ/HİJlIUİ-tlim U.IUIİI
Öğrenciler hemen çalışmalara girişip 1.600 dolarlık t üreteçten, ayrıca elektro-mıknatıs bobinlerinden, alüminyuı borulardan yararlanarak ve fiberglasla sağlamlaştırılmış pla tik bir tekne yaparak EMS-I adını verdikleri modeli gerçel leştirdiler. Torpido biçimindeki bu modelin uzunluğu 3 metr çapı 50 cm., ağırlığı 450 kg. kadardı. Model, 1966 yılın Temmuz ayında Santa Barbara Kenti’nin yat limanında der ze indirildi, su yüzeyinin I metre kadar altından olmak üzı re saatte 2 mil hızla, sessiz ve sedasız 12 dakika süreyle y aldı.
Ancak o yıllarda süper-iletken mıknatısların kullanılın ları çok pahalıya mal olduğundan, elektro-mıknatısla han ket gücü elde etmek geleneksel yönteme göre verimsize Ayrıca bazı araştırmacılar; bu yeni yöntemin istenmeyen b yan ürününün zararları üzerinde duruyorlardı: Bu yan ürüı tuzlu sudan elektrik akımı geçirildiğinde açığa çıkan klordı Bilim adamları, bu tip gemiler yaygınlaşınca, erimiş klorg zının denizlerde önemli bir ‘kirletici’ durumuna geleceğiı den kuşku duyuyorlardı. Oysa klor yerine oksijen açığa ç karan yeni bir elektrot tipinin denenmesi, bu sorunun çözi lebileceğini göstermiş bulunuyor.
Daha sonraları ise, yine de pahalıya mal olmakla birli te, ilk tiplere göre verimi daha yüksek ve çok daha hafif süpe iletken mıknatıslar geliştirildi. Bütün bu bilgi ve buluş birik mi, hemen her konuya uyum sağlayıp sonuca ulaşabilen gı leneksel Japon becerisine sahip Saji ve meslektaşlarının elir geçince de doğal olarak olumlu gelişme sağlandı. Nitekiı Saji ve arkadaşlarının ilk mıknatıslı gemi tipi SEMD-I 1976’c yapıldı. Bu modelin deneyleri 2 yıl, yapımı ise 3 ay sürmü tü. Saji, bu çalışma için: “Temel dayanağımızı yeni tip mil natıslar oluşturdu, ayrıca doğal olarak dünyanın ilk süpe iletken mıknatıslı modelini yaparken Dr. Way’ın çalışmalı rından çok yararlandık” diyordu. Ardından, I979’da ST-50 modeli yapıldı.
Saji ve çalışma arkadaşları, ikinci adım olarak, yakım gerçek büyüklükte bir gemi yapmak gereğine inanıyorlar. B< lirttiklerine göre, gerçek büyüklükte bir modelin geliştin mesi gemi endüstrisi kesimi için çok önemli bir aşama ol; çaktır. Bunun yararları açıktır: Bu tip gemilerde harekeı parçalar bulunmadığından yapımları da, bakım ve onarımla da çok kolaylaşacaktır. Ayrıca hareketleri sessiz ve titreşin siz olacaktır. Bu özellik, denizaltılar ve deniz dibi araştırm gemileri için çok önemlidir: Her iki tip gemi de işlevleriı yerine getirmede (denizaltılar düşman gemilerini izleyip av lamada; deniz dibi araştırma gemileri ise dipdeki canlıları üı kütüp kaçırmadan gözlem ve inceleme yapmada) sessizliğ çok fazla gereksinim duyarlar.
Geleneksel gemilerdeki uskur, itici güç sağlarken süı tünme kayıpları doğurduğu gibi, dalgalı denizde geminin aı kası yükselip alçaldığından boşa döndüğü de olıır. Oysa ır kuru bulunmayan, gücünü doğrudan denizden alan mıkn.ı tıslı gemiler, hemen her türlü hava koşullarında cni yükse düzeyde itici gilç sulamayı sürdüıohılitlt’t Bu .ıı.ul.ı mnı^ı bu/ kıran jıemıhı ıçııı elt’kiıo ııı.myeiık o/ellıklı< huyu
VJIJl jklll i ıııtLıı uumı luu ı jKjL
yataktır, Saji, bu tip gemilerin yönetimlerinin de çok kolay olduğunu belirtmektedir. Gemiyi sağa, ya da sola çevirmek Hin süvarinin yapacağı şey, yalnızca bir taraftaki elektrotla-ı m akımını arttırırken zıt yöndekilerin akımlarını azaltmaktı» Saji, bu açıklamasına ek olarak: “Manevra hem çok hızlıdır, hem de bu elektrikli yönetim çok kolaydır; gereken şey s,ıdcce bir düğmeye basmaktır” diyor.
Yoşiro Saji, suyun tuzluluk oranının derecesini de bir sorun olarak görmemektedir. Bu konuda da: “Gerçi dünyadaki tüm denizlerin tuzluluk oranlarını araştırmadık, ama farklar önemsenecek kadar değildir. Öte yandan derinlerde tuz oranının yüksekliği denizaltılar için olumlu bir etmendir” demektedir.
Stewart Way’a göre mıknatıslı gemiler, organik maddeler ve artıklarla dolu kirli nehir sularında da kuramsal olarak hareket edebilirler, ancak bu ortamlarda verimlilikleri düşük olur. Verimle ilgili olarak Saji, şu anda kendi yaptığı mıknatıslı gemi modellerinin verimlerinin, itici güç yönünden geleneksel gemilerin verimliliklerine hemen hemen eşit olduğunu belirterek, gerçek büyüklükte bir mıknatıslı geminin, standart tipteki aynı büyüklükte yapılmış gemilere göre % 50 daha verimli olacağını savunmaktadır. Çünkü bu tip gemilerin itici gücü çok yükUk düzeye ulaşabilmektedir. En son yaptığı ve ST-4000B adını verdiği buzkıran modeli gerçek büyüklükte yapılırsa, deplasman tonu Japonların bu gün kullandıkları geleneksel tipteki Shirase buzkıranına eşit olacak, ama Saji’nin hesaplarına göre kendi gemisinin gücü, shi-rase’ninkinden 10 kat fazla değere ulaşabilecektir.
Görünüşe göre artık gerçek büyüklükte bir mıknatıslı geminin yapımına sıra gelmiş bulunuyor. Ama Japon gemi yapımcıları bu güne kadar bu konuyla ilgilenmiş değılleıdır Bu alandaki kuşkuculardan birisi de. ‘Japon Gemi Makineleri Geliştirme Kurumu’nun üst yöneticilerinden birisidir. Deniz ulaşımında gelişmeyi sağlayacak yöntemlerle ilgilenen bu Kurumun adı geçen yöneticisi, sözünü sakınmadan: “Mıknatıslı gemilerin, ticari amaçlarla kullanımları gelecek yüzyıld.ı bile gerçekleşemeyecektir” diyor. Onun ve arkadaşlarının savlarına göre, bu günkü teknoloji ile, ekonomik açıdan olum lu gemileri hareket ettirecek mıknatısları üretme olanağı bu lunmamaktadır. Kurum, ayrıca bir başka sakıncayı da öne sürmektedir: Bu tip gemilerin manyetik alanları, denizlerde İMŞ) boş yüzen metal parçaları biçimindeki artıkları, hatta daha büyük parçalan, belki de diğer gemilerıde kendilerine doğru çekebileceklerdir. Fikre karşı çıkan bir başka grup da denize elektrik akımı salacak güçlü jeneratörlerin çok pahn-lıya mal olacağını ileri sürmektedir.
Buna karşılık Yoşiro Saji, karşı görüşlerin çoğunu yanıt Uyabilmektedir: Örneğin süper-iletken mıknatıslar yakında daha da geliştirilecek ve mıknatıslı gemilerin yapım maliyet■ lerı düşecektir, Yine elektrotlardan salınan etektrik bu gün Hin geleneksel |encratorler’ 5n üretilirken, ileride bunları hiç dirilse kısa sureli yokultıklaı ıçııı gereksiz kılacak süper-güçltı fiti’i|i uıefcçleıı ile gelıştııılcbılm’ktır Sa|i, mıknatıslı gc ıııılr’m nırul ¡t.ııı,,ıl,ııini (.rhııi’leıınııı nddı smıınl.n dojjıı
racağını kabul etmekte: ama bu soruna karşı da çözümler önermektedir. Bunlar arasında geminin su altı kesimine uygulanacak ve ‘manyetik kalkan’ görevi yapacak bir boya var dır ve Sâji bunun patentini almak için başvurmuştur. Ama Saji’ye göre.bu sakıncayı önlemenin en kolay yolu, mıknatıslı gemileri sığ yerlerden ve diğer gemilerden uzak bulun durmaktan ibarettir. Ona göre geleceğin mıknatıslı gemıle rı, ya açık denizlerde seyreden büyük gemiler; ya da örneğin deniz ulaşım yollarının çok uzağında görev yapacak buzkıranlar gibi özel amaçlı tekneler olacaktır. Bu iki tip gemiler, bildiğimiz limanlara yanaşma yerine yapay adalara bordalaya caklar; bu adalarla köprüler veya geleneksel gemilerle bağlantı kurulacaktır. Eğer bir mıknatıslı gemi, seyir sırasında başka gemilere yaklaşırsa, geliştirilecek bir elektronik uyarı sistemi, tehlikeyi yöredeki gemilere bildirebilecektir.
Yoşiro Saji, kısa bir süre önce Japon Ulaştırma Bakanlı-gı na bağlı Deniz Teknoloji ve Güvenlik Dairesi’nden aldığı “güven oyu” ile İşını kurtarmış gibi görünüyor: Önerilen araştırma projesi 120.000 tonluk bir mıknatıslı gemi olup, Daıre’nin tahminlerine göre bu gemi günde 30 ton akarya kıt kullanacaktır. Bu mikcar, aynı büyüklükçe olan geleneksel tipteki bir geminin kullandığından% 40 daha azdır. Gerçi Bakanlık henüz bilgi toplama aşamasındadır ve gelecek yılın bütçesine araştırma ödeneğinin konulacağı bu gün için ke sinleşmiş değildir. Ama Saji durumdan çok mutludur. “Uskur ilk uygulandığında, gemicilikte devrim yaratmıştı. Elektromanyetik gücün de uskura göre aynı üstünlüğe yol açacağına inanıyoruz” diyerek, “Herkes mıknatıslı gemilerin en er keıı 10 yıl sonra gerçekleşebileceğim ileri sürüyor. Oysa bu doğru değil, ödeneğimiz olsa biz bu tip gemileri bu gün yapabiliriz” diye sözlerim bağlıyor
t)is( avret tim <ev Mciıiı oı ait