Gemilerin neden burun çıkıntısı var?

Bizim limana gelen gemilere bakınca da görüyorsun. O burun, suyun tam altındadır. Eğer gemi boşsa ve su hattının üstüne çıkmışsa, o zaman zaten işe yaramaz. Etkili olması için suyun altında kalması, o ana dalgayla çarpışan karşı dalgayı yaratması gerekir. Bazen o çıkıntının içine sonar cihazlarını da yerleştirirler ama asıl görevi dalgaları yok etmektir.

Bu tasarımın en etkili olduğu yer, geminin seyir hızıdır. Her balon burun, geminin en çok kullandığı belirli bir seyir hızı için özel olarak tasarlanır. Bu hıza tasarım hızı denir. Eğer gemi, tasarlandığı hızdan çok yavaş veya çok hızlı giderse, bu tasarruf etkisi azalır veya tamamen kaybolur. Bu yüzden gemi üreticileri, geminin kullanılacağı rotalardaki ortalama hızı hesaplayıp ona göre burun şeklini belirler. Yani her soğan burun aynı değildir.

Çok yerinde bir soru. Gemilerin burun kısmındaki o çıkıntıya bulbous bow (Türkçesi balon burun ya da soğan burun) denir. Bu çıkıntının tek bir amacı var: Yakıt tasarrufu ve hız! Bu çıkıntı bir dekorasyon değil, ileri düzey bir mühendislik ürünüdür. 

O çıkıntı ilk bakışta garip görünse de, dalgaları birbirini yok etme prensibiyle çalışarak geminin önünde biriken su yığınını azaltır. Bu da geminin önünün daha az "sürtünmesi" anlamına gelir. Kısacası:

1. Daha az direnç

2. Daha az yakıt tüketimi

3. Aynı güçle daha yüksek hız

Bazen balıkçılar da ağlarını korumak için kullanır falan derler ama asıl ve tek amacı fizikle ilgili: Hidrodinamik verimlilik.

Bizim gemilerimizin hepsinde var. Bu çıkıntı olmasaydı, geminin operasyon maliyetleri çok artardı. Yüzde kaç yakıt tasarrufu derseniz, geminin boyutuna ve hızına bağlı olarak yüzde 15'e varan yakıt tasarrufu sağlayabiliyor. Bu, devasa bir kargo gemisi için milyonlarca dolarlık tasarruf demektir. Bu yüzden modern, büyük kargo ve tanker gemilerinde bu çıkıntı standarttır.

Bu balon burun fikri çok eski değil aslında. İlk kez 1900'lerin başında bazı savaş gemilerinde (özellikle Japon gemilerinde) görülmüş. Ama ticari gemilerde yaygınlaşması ve verimliliğinin anlaşılması II. Dünya Savaşı'ndan sonra olmuştur. Yani bu, gemi inşaatının nispeten modern bir icadıdır. Daha önceki yelkenlilerde falan böyle bir şey yoktu.

Bir cisim sıvı içinde hareket ederken önünde daima bir pozitif basınç alanı (dalga tepesi) yaratır. Balon burun, bu pozitif basınç alanını, kendi yarattığı negatif basınç alanıyla (dalga çukuru) buluşturarak gücü dağıtır. Bu sayede, gemi neredeyse düz bir su yüzeyinde ilerliyormuş gibi daha az enerji harcar. Bu müthiş bir optimizasyondur.