Haber Detayı
05 Mayıs 2017 - Cuma 01:39 Bu haber 1546 kez okundu
 
U-214 Denizaltısına Seyir Üstünlüğü Sağlayan İki Teknolojik Harika SINAVY PEM Fuel Cell ve SINAVY Permasyn
- Haberi
U-214 Denizaltısına Seyir Üstünlüğü Sağlayan İki Teknolojik Harika SINAVY PEM Fuel Cell ve SINAVY Permasyn

U-214 sınıfı denizaltı 65 metre uzunluğunda öteki denizaltılardan kısa ve kompakt olsada vurucu gücü muhteşemdir. Bahsedilmesi gereken standard 16 silah ile donatılmıştır. Ayrıca bir “Sensör” olarak, farklı operasyonlarda karmaşık görevleri üstlenmek ve müşterek operasyonlarda üstünlüğünü öne çıkarmak üzere tasarlanmıştır. Alman Askeri Denizcilik Endüstrisi’nin U-209 sınıfı denizaltılarında yakaladığı ihracattaki başarısını U-214 sınıfı denizaltılarında da devam ettirmek istiyor. U-209 sınıfından 63 adet denizaltı üretti ve bugünkü durum ile U-214 sınıfında toplam 35 adet (Almanya U-212A 6, İtalya U-212A 4, Yunanistan 4, Güney Kore 9, Portekiz 2, İsrail Dolphin-AIP ve Türkiye 6 adet) denizaltıdır ve birkaç ülke ile pazarlık yapılmakta. U-214 sınıfı denizaltıları TKMS’den (ThyssenKrupp Marine Systems) önce HDW (Howaldtswerke-Deutsche Werft GmbH) şirketi tarafından ihracat amaçlı tasarlanmıştır. Yalnız burada belirtmem gereken HDW şirketinin 2012 yılında TKMS tarafından satın alınmasıyla TKMS bünyesinde faaliyet göstermektedir ve tarihi başlangıcı 1838 yılında Kiel’de atılmıştır. U-214 ihracat odaklı olduğundan iki yol izlenir, birincisi satın alan ülke Almanya’daki TKMS şirketinde isteği doğrultusunda denizaltının inşasını yaptırır. İkincisi genel olarak çoğu ülkeler tarafından benimsenmiş, denizaltıyı satın alan ülke paketler halinde alır yani üretimini teknoloji transferi olarak kendi ülkesinde lisans altında üretimini yapar bunlardan birisi Türkiye, Reis sınıfı adı altında 6 adet Gölcük Tersanesi Komutanlığında inşası yapılmaktadır. U-214 sınıfı tamamen 100% Alman ürünü olduğundan istediği ülkeye ihraç edebilir hiç bir ülkeden izin alma ihtiyacı duymaz. U-214 sınıfı denizaltı 65 metre uzunluğunda öteki denizaltılardan kısa ve kompakt olsada vurucu gücü muhteşemdir. Bahsedilmesi gereken standard 16 silah ile donatılmıştır. Ayrıca bir “Sensör” olarak, farklı operasyonlarda karmaşık görevleri üstlenmek ve müşterek operasyonlarda üstünlüğünü öne çıkarmak üzere tasarlanmıştır. Denizaltının teknolojik kabiliyeti denizaltıyı su-altı ve su-üstü (deniz, kara ve hava) hedeflerine, müşterek operasyonlarda, özel kuvvet operasyonlarında, Keşif, İstihbarat ve data istihbarat gibi konularda geleceğin silah konsepti olarak simetrik ve asimetrik tehditler için geliştirilmiş etkin silah olarak kabul etmemiz gerekiyor. Alman Deniz Kuvvetleri son 10 yıldır U-209, U-212A ve U-214 kullanan ülkelerle birlikte ‘Task Group Submarine’ adı altında ortak tatbikatlarda denizaltının keşif edilmemiş kabiliyetlerini öğrenip ve geliştirmeye çalışmakta. Bunlardan altını çizmek için birçok kabiliyetinden sadece iki önemli özelliğini değerlendireceğiz. SINAVY PEM Fuel Cell, SIEMENS tarafından geliştirilmiş yakıt hücre teknolojisinin sağladığı havadan bağımsız tahrik sistemi (Air-independent propulsion) SINAVY Permasyn, SIEMENS tarafından üretilmekte Elektrikli Ana Motor [caption id="attachment_268" align="aligncenter" width="1088"] (PEM Fuel Cells) adlı resim Kaynak: SIEMENS[/caption] SINAVY Polymer Elektrolit Zarlı Yakıt Hücresi Yakıt hücrelerin (enerji dönüştürücü) işlevi yakıt enerjisini doğrudan elektrik enerjisine dönüştürmeleridir. U-214 denizaltısının tahrik sistemi bir nevi hibrid sistemdir. H2 ve O2 depolamasını içeren bir yakıt hücresi sistemi, ana tahrik motoru, iki MTU dizel motoru MTU-16V396 yüksek güçlü pili ile donatılmış havadan bağımsız bir bölümden oluşmaktadır. Denizaltıda işlem için oksijeni ve hidrojeni gaz veya sıvı halinde saklanmakta. Yakıt hücresinde yakıt ve oksitleyicinin birbirlerine karışmamaları için farklı bölümlerde tutulur ve birleşmeleri iyon ve elektron aktarımları ile gerçekleşir. Burada elektrik enerjisini doğrudan hidrojen (yakıt) ve oksijen’in (oksitleyicinin) birleşmesi ile elektrokimyasal reaksiyon oluşur ve doğru akım üretir. Üretilen elektrik enerjisi doğrudan denizaltının ana kontrol paneline yönlendirilir. Bu sistem bir nevi suyun elektrolizini tersine çevirme metotudur. Yakıt hücreleri denizaltılar için birçok önemli kabiliyet kazandırır, bunlar denizaltının yüksek verimli olmasını sağlar, sesiz ve uzun süre su altı dayanıklılığı oluşturur. Ayrıca yakıt hücrelerin konvensiyonel yanma motorları ile karşılaştırıldığında neredeyse kirletici yayımı (emisyonu) olmayışıdır. Sadece elektrik üretim sürecinde artık ısı çok az oksijen ve proses suyu oluşmakta. Proses suyu denizaltında farklı amaçlarda kullanabilinir, bunlardan birisi denizaltının seyirlerde ağırlığını dengelemek amaçlı kullanabilmekte. Denizaltının yakıt hücresinin bir başka özelliği, sağlam, iyon iletkenliği, polymer elektrolit zarlı yakıt hücresi olması. - Hizmet ömrünün çok uzun olması - Akım devrelerinin hızlı açıp ve kapanma imkanı sağlaması - Düşük voltajda çözülmeler - Aşırı yüklerde işletme kabiliyeti - Düşük işletme ısısı (70°- 80° derece) - Sıvı-paslanmaz elektrolitin bulunmaması Saydığımız nitelikler SINAVY polimer elektrolit zarlı yakıt hüçresi özel olarak denizaltılar için mükemmel güç birimi oluşturmakta, çünkü emisyonsuz enerji üretiyor ve çevreye çok düşük ısı vermesi (air-independent propulsion - AIP Sistemi) havadan bağımsız tahrik sistemi oluşturmakta. SIEMENS şirketi iki çeşitli yakıt hücresi geliştirdi FCM 34 ve FCM 120. FCM 34 dört Alman ve iki İtalyan U-212A tipi denizaltılarda kullanılmakta. U-214 sınıfı denizaltıları FCM 120 modülleri ile donatılmakta bunlar Yunanistan, Güney Kore, Portekiz ve yakın zamanda Türk Deniz Kuvvetleri tarafından kullanılacak olması. Hakikaten AIP teknolojisinin yakıt hüçreleri U-212A, U-214 ve Dolphin Sınıfı denizaltılarda başarı ile kullanılmakta ve uluslararası pazar bu teknolojiyi benimsemiş ve büyük güven duymakta. FCM 34 ve FCM 120 hücrelerin dış ölçüleri 400x400 mm yalnız FCM 120’nin iki hücresi FCM 34’ün tek hücreli modulünden aynı aktif alanda olmasına rağmen iki misliden fazla enerji üretmekte. Fonksiyon Kimyasal enerjinin elektrik enerjisine dönüşümü membran elektrot ünitesinde gerçekleşmekte. Her iki tarafında polymer elektrotlar, gaz difüzyon elektrotları ve platin katalizör ve karbon tablolar bulunmakta. Elektronların hidrojenden soyutlanmasında - elektrik yükün kanalıyla anot’dan katot’a geçmesi – oluşan protonların anot’dan katot’a geçmesi ve orada oksijenle birleşmesinin sonucu su oluşmaktadır. Soğutma ünitesi veya iki kutuplu tabaklar, karbon yayınımı katmanları birleştirmesinde, reaktant‘lar eşit oranda hücre dağılmakta, elektronların eşit şekilde hertarafa sevk edilmesi, ısının elektrodlardan defetmek ve kitlenin birbirinden ayrılmasıdır. Polimer elektrolit zar yakıt hücresi modülü SIEMENS büyük çaba harcayarak PEM yakıt hücresi yığınına, subap, boru ve sensörleri, yanı sıra modül elektronik kontrol mekanizmasını ve yardımcısını tek kutuya ve böylelikle kısıtlı alanı en iyi şekilde kullanmış oldu. PEM yakıt hücre modülü çeşitli statik ve dinamik yük akımı altında kullanılabilir. FCM 34 modülü 650 A ve FCM 120 modülü 560 A akımlarda uygulamalı olarak sürekli işletebilinir. FCM 34 ve FCM 120 hücrelerin ortak yanları yüksek akım ve güç yoğunluğuna sahip olmaları FCM 34 ~ 600 mA/cm2; ~ 0,72 V ve FCM 120 ~ 1000 mA/cm2; ~ 0,70 V. Kompakt tasarımlı ve her tek hücrenin kalınlığı 2,2 mm ve her çift kutuplu plakalar direk soğutmalı. Yalnız hücreleri AIP işlevinde karşılaştırıldığında enteresan bir tablo çıkmakta. [caption id="attachment_269" align="aligncenter" width="434"] SINAVY FCM 34
Kaynak: SIEMENS[/caption] [caption id="attachment_270" align="aligncenter" width="435"] SINAVY SUB PEM yakıt hücresi FCM 120 AIP işletilmesi
Kaynak: SIEMENS[/caption] FCM 34                                                                FCM 120 Nominal yük                                      ~ 34 kW                                                              ~ 120kW Nominal Akım                                   650 A                                                                   560 A İşletme Voltajı                                  yaklaşık 54V                                                      yaklaşık 215V İşletim ısısı                                         70 - 75 °C                                                            70 °C Boyutlar                                              47 x 47 x 143 cm                                             50 x 53 x 176 cm basınç kabı dahil ağırlık                 630 kg                                                                 930 kg Hidrojen basınç                                2,3 bar                                                                 2,4 bar Oksijen basınç                                   2,6 bar                                                                 2,7 bar Alman Donanmasının kullandığı U-212A sınıfı denizaltıları bir dizel motoru ve 9 FCM 34 vardır bunlardan sekizi aktif ve biri rezervedir. U-214 sınıfı denizaltılarında iki dizel motoru, elektrikli ana motor ve iki FCM 120 vardır (ikiside aktif). Polimer elektrolit zar yakıt hücresinin güç santrali Yakıt hücre modüllerinin denizaltı uygulamalarının uygun görev koşullarında temin ede bilmesi için yakıt hücre sisteminden temin etmekde. Bir nevi buraya yakıt hücre modülleri ile bağlı olmasıdır.   Hidrojen ve Oksijen tedariği Su yok etme ünütesi işlevleri (soğutma, artık gaz, su reaksiyonu) Yardımcı sistem işlevleri (atıl gaz kurutulması, sıvıyı soğutma için gas alma nitrojen tedariği, Dışarı atma sistemi) Sevk gücü / gemiyi sevk etme gücünün istenilen seviyeye elektrik gücünü tedarik edebilmesi Operatörün sistemin kontrolünü ve görünteleme yakıt hücre sistemin kolaylıkla entegre platform yönetimi sistemi veya direkt yakıt hücre sisteminin kontrol paneli tarafından kolaylaştırılmakta. Görünüm PEM FCM 34 ve FCM 120 yakıt hücre modüllerinin performans ve güvenirlikleri açısından pazardaki yeri sabit ve istikrarlı gelişmekte. Membran teknolojilerinin büyük potansiyel sahip olmalarına rağmen daha teknolojinin gelişmesi beklenmekte. Bu gelişmeler enerji yoğunluğu ikiye katlanması beklenmekte. Günümüzün U-209 sınıfı denizaltıların genel bakımlarında yeni yakıt hücreleriyle donatılması ve böylelikle kademe atlayabilir ve böylelikle düşük maliyetle AIP kabiliyetine sahip olmuş olurlar. Bu teknoloji yakın zamanda su üstü gemilerinde planlanmakta ve büyük ihtimal kullanım alanı başka sektörlerede geçecektir. Ayrıca günümüzün su üstü gemilerinde hatta uzayda ve otomotiv sanayi birçok kullanma alanı açıktır. Kullanım alanı genişlemesinde hidrojenin sıvı yakıtlardan (Methanol ve Mazot) üretebilinirse kullanım alanı daha genişlemesi beklenmekte. Yakıt hücrelerin geleceği gayet parlak ve teknolojinin daha ilerlemesi beklenmekte bu yolda çok Ar-Ge çalışması var. Kısaca: - Yakıt hücreleri askeri talepleri yerine getirmekte - Manyetik tavır - Akustik özellikler - Düşük saçılma - Şok dirençli - Yüksek güvenlik standart - Birçok müşteri tarafından kullanılmakta Dezavantajları: - Yakıt hücrelerin yüksek maliyetli olması - Hidrojen maliyeti SINAVY Permasyn – Ana Elektrik Motoru U-214 sınıfı denizaltıları için SIEMENS şirketinin tasarlatığı ve ürettiği Kalıcı Mıknatıslı Senkron Elektromotordur. Permasyn konvensiyonel denizaltıların sabit akım motorları ile karşılaştırıldığında kompakt, hafif ve verimli olması denizaltılara önemli avantaj sağlamakta. Motorun frekans konvertisörü ile yönetilmesi, kademesiz güç aktarımı, ani gerilim atağı bütün devirlerde düzenlenebilmesi ve sessiz olması önemli kabiliyetlerindendir. Ayrıca motorun seyir halinde çok düşük elektromanyetik alan oluşturması, düşük artık ısı üretmesi ve aktif gürültü bastırma sistemi ile düşük frekanslı yankıları azaltabilmesi bütün bu teknolojik avantajlar denizaltıya operasyon bölgelerinde düşmana karşı görülmezliliğini önemli ölçüde stratejik güç verir. [caption id="attachment_271" align="aligncenter" width="435"] Kaynak: SIEMENS[/caption] Motorun itici gücünün direkt pervane şaftına aktarması ve düşük devirde yüksek dönme anı (tork) oluşturduğundan dolayı konvensiyonel motorların kullandığı pervanelerden daha büyük ve tesirli pervane kullanma imkânı tanımakta. Ayrıca yedi kanatlı pervanin vortex kavitasyonunu seyir ortamında çok düşük ses üretmesi için sofistik tasarlandı. Bu Elektro Motor’un seyir ortamında maksimum güç çağrısı 4MW olduğu söylenmekte. Sonuç U-214 sınıfı denizaltılar hakikaten birer teknolojik sanat eseridir. Sadece küçük sabit 27+8 kişilik mürettebat ve sınırlı lojistik imkânlarla uzun süre gizli ve sofistike silah sistemleri ile dehşet vurucu gücüne sahipdir. Tabiki bu saydığımız stratejik ve taktiksel kabiliyetini büyük kısmını yakıt hücresine ve ana elektrikli motoruna borçludur. Ayrıca yakıt hücresinin ve ana elektrik motorunun teknolojik acıdan uluslarası pazarda öteki rakiplerine nazaran yıllar ileride olması apacık avantajdır yalnız her bir denizaltının 400 Milyon ile 600 milyon avro maliyetinde olması her ülkenin sahip çıkmayacağı bir silah sistemidir. Kısaca SINAVY Permasyn ve SINAVY polymer elektrolit zarlı yakıt hücresi bağımsız tahrik sistemi (AIP) U-214 denizaltısını nükleer olmayan dünya’nın en sessiz konvansiyonel denizaltılarından birisi yapmakta. Türk Deniz Kuvvetleri önümüzdeki yıllar içinde envanterine katacağı bu denizaltılarla Türk Bayrağını onurlu bir şekilde dünya denizlerinde dalgalandıracağından hiç şüphemiz olmayacak. Başka yatırımlarla birlikte Türk Deniz Kuvvetleri Orta Ölçekli Küresel Güç Aktarım Yeteneğine geçişinde önemli ölçüde payı olacaktır. [caption id="attachment_272" align="aligncenter" width="435"] HDW Class 214 Denizaltısı
Kaynak: Thyssenkrupp Marine Systems[/caption]
Kaynak: Editör:
Etiketler: U-214, Denizaltısına, Seyir, Üstünlüğü, Sağlayan, İki, Teknolojik, Harika, SINAVY, PEM, Fuel, Cell, ve, SINAVY, Permasyn,
Yorumlar
Diğer Haberler
Haber Yazılımı