Manyetoesneklik
Cumartesi, 13 Mayıs 2023

Ferromanyetik malzemelerin bir manyetik alan etkisi altındayken gösterdiği mekanik davranışlar ve özellikler oldukça geniş uygulama sahalarına yayılmış çalışma alanları oluşturur. Mesela 1842'de James Joule Nikel üzerinde araştırma yaparken bu maddenin manyetik alana mâruz kaldığında şekil değiştirdiği fark etmişti.

Manyetobüzülme olarak adlandırılan bu davranış, yaklaşık yüz yıl sonra günümüzün temel sonar malzemeleri olan piezoelektriklerden önceki nesil sonar ayna ve hidrofonlarının geliştirilmesinde kullanılmıştır, mesela Türk Deniz Kuvvetleri tarafından hâlâ kullanılmakta olan antika Mk-37 torpillerinin sonarlarında olduğu gibi. Yine de burada konumuz sonarlar değil.

Aslında buradaki içeriğin hazırlıklarının yapılması ve yayın sırasına konması yıllar önce gerçekleşmişti. Geçen ay ziyaretçilerden bir arkadaşın denizaltı mukavim teknelerinde kullanılan çeliklerinin yorulma davranışları hakkında bir soru sorması, her ne kadar buradaki mevzu yorulma meselesinden farklı olsa da unuttuğumu hatırlamama sebep oldu. Bir ara yorulma konusunu da el almak iyi olur...

Gelinen noktada buradaki konu ülke ihtiyaçları açısınından özel bir sebeple âcil hâle de geldiğinden ve artık zaman da çok daraldığından, çok küçük bir fayda sağlama ihtimâli olsa bile yine de manyetik alan altındaki katı mekaniğinin özel bir durumu hakkında, başlıktan anlaşılabileceği üzere buna; manyetoesneklik diyeceğiz ve dar bir çerçevede; denizaltı mukavim tekneleri açısından birkaç söz söylemeye çalışacağız.

Çeliklerin Karbon oraklarına göre B-H eğrileri

Resim.1) Sıradan çeliklerde, alaşımdaki Karbon oranlarının B-H eğrilerine etkisi.


Donanma Çelikleri olarak adlandırabilecek askeri deniz araçlarının inşasında kullanılan ferromanyetik çelikler ile inşa edilen araçlar, denizde ve aynı zamanda Dünya'nın manyetik alanın içinde hareket ettikçe çeşitli mekanizmalar sebebiyle üzerlerinde manyetik etkiler oluşur.

Söz konusu etkilerin bir bölümü hareket esnasında oluşan yapısal yüklere mâruz kalınmasıyla ortaya çıkar. Bu yüklerin etkisi altında oluşan uzamalar da bu malzemeler üzerinde manyetoesneklik denen mekanizma vasıtasıyla manyetik geçirgenliğin azalmasına ve böylece artan mıknatıslanmaya, başka bir ifâdeyle araçların manyetik izlerinin artmasına sebep olur. [Resim.1] üzerinden biraz anlaşılabileceği gibi çeliklerin Karbon oranlarına göre mıknatıslanma davranışları belirgin farklılıklar gösterir.

Aşağıdaki [Resim.2] üzerinde yaygın olarak kullanılan muhtelif donanma çeliklerinin B-H eğrileri de görülebilir. Yüksek alaşımlı çeliklerinin kimyevi bileşimi de manyetik davranışlar üzerinde büyük etkiye sahiptir.

Manyetik iz artışı iki temel sebeple askeri denizcilik açsısından önemlidir:

  1. Hem gemi, hem de denizaltılar için manyetik tapalı mayın tehdidi
  2. Denizaltılar için manyetik sapma algılayıcı donanımların tehdidi

Çeşitli gemi inşa çeliklerine ait B-H eğrileri

Resim.2) Gemi ve denizaltı inşasında kullanılan başlıca çeliklerden; HY-80, HY-100, HSLA-80 yanında Avustralya tarafından İsveç desteği ile geliştirilen (burada ancak "tavlanmamış" hâldeki değerleri gösterilen!) BIS812EMA ve Yumuşak Gemi İnşa Çeliklerine ait Manyetik Akı Yoğunluğu (B) - Manyetik Alan Şiddeti (H) eğrileri.


Denizaltılar söz konusu olduğunda, dalış derinliği ile orantılı olarak yapı üzerinde gemilere nazaran çok daha büyük yükler oluşur. Bu durum, denizaltının kullanımına da bağlı olarak; yük ve yük tekrarı sebebiyle manyetoesnek etkiler yoluyla denizaltı üzerindeki yük taşıyan ferromanyetik yapılarının giderek daha fazla mıknatıslanmasına ve dolayısıyla sürekli bir manyetik iz artışına sebep olur.

Günümüz şartlarında bu etkileri olabildiğince ortadan kaldırmaya yönelik olarak iki yöntem kullanılır:

  1. Pasif dG iz bastırma
  2. Aktif dG iz bastırma

Pasif yöntemde sabit bir tesis yoluyla denizaltının manyetik izi bastırılır. Denizaltı seyir yaptıkça mıknatıslanma giderek artacağından belli aralıklara aynı işlem tekrar edilir. Örneğin ABD denizaltıları ortalama yılda iki kez bu şekilde manyetik açıdan sessizleştirilir.

Aktif yöntemde ise denizaltı üzerindeki muhtelif manyetometrelerden alınan ölçümlere bağlı olarak denizaltı üzerine uygulanmış kangallar üzerine gerekli düzeltici akım gönderilerek manyetik sessizleştirme gerçek zamanlı olarak yapılabilir. Bu alandaki lider ülkeler ise İngiltere ve İsveç'tir denilebilir.

Günümüz tehdit seviyesi göz önüne alındığında bir Türk denizaltısı üzerinde kapalı çevrim manyetik sessizleştirme (aktif dG) bulunması vazgeçilemez bir zorunluluktur.

Tübitak tarafından geliştirilen ve MİLGEM üzerine uygulanan ilk milli aktif dG sistemi ile Türkiye'nin bu yöndeki ihtiyaçları karşılayabilecek yetenek ve yapabilme bilgisi artık mevcuttur. Yine de denizaltılar üzerine eşdeğer bir sistem uygulamak gemilere nazaran daha zordur.

Diğer taraftan mevcut MİLDEN kavramsal tasarımı üzerinde bir aktif manyetik sessizleştirme donanımının mevcut olup olmadığı belirsizdir. Bunun yanında bir süredir üzerinde çalışıldığı söylenen milli yüksek mukavemetli çelik şimdiden manyetoesneklik açısından da dikkâtlice değerlendirilmelidir.

Eğer şu safhada MİLDEN üzerinde ihtiyaç duyulan niteliklerde bir manyetik sessizleştirme donanımı mevcut değilse bu gerçekten çok ciddi bir kayıp ve zaafiyet anlamına gelir. Tasarım belli seviyeye geldikten sonra söz konusu bileşenin mevcut tasarıma uygulanması da çok zor olacağından iş işten geçmiş olur. Şimdilik umalım ki bu önemli ve vazgeçilmez bileşen tasarıma dahil edilmiş olsun.

Velhâsıl MİLDEN üzerinde böyle bir donanımının mevcut olup olmaması aynı zamanda konuyla ilgili diğer hassas tasarım teknolojilerinde izlenecek yolu ve nihâyetinde MİLDEN'in sıradan ve yetersiz bir denizaltı mı, yoksa gerçekten güçlü bir gelecek nesil denizaltı mı olacağı hususunda önemli bir gösterge olarak da değerlendirilebilir.

Tabii ki daha iyisi MİLDEN için milli olarak mıknatıslanmayan bir çelik geliştirmek ve kullanmak olurdu ama bu yönde bir niyet mevcut görünmüyor.

 
Telif Hakkı © 1997-2024 [uskudar.biz]
- sürüm 6.0.0 - Bütün Hakları Saklıdır.
Kullanım şartları için tıklayın!