Abstrakt

W pracy przedstawiono, bardziej od dotychczas znanych, matematyczny, liniowy model ruchów wodolotu na wzburzonym morzu. Fala jest wiatrową o zadanym widmie a kurs wodolotu względem głównego kierunku biegu fal może być dowolny. Wodolot może być jednokadłubowcem lub katamaranem, podpartym układem dwóch lub trzech płatów nośnych, przy czym co najmniej jego płaty dziobowe przecinają niezakłóconą powierzchnię wody. Płaty nośne mogą być wyposażone w płetwy stabilizacyjne a wodolot w stery i śruby napędowe. W tym modelu istnieje możliwość włączenia automatycznego, idealnego pilota oraz stabilizatora kołysań bocznych wodolotu. Przy wyznaczaniu sił hydrodynamicznych na płatach nośnych, ich wspornikach, płetwach stabilizacyjnych i sterach uwzględniono wpływ zanurzenia profili płatów pod powierzchnią wody na pochodną współczynnika siły nośnej, wpływ zmiennej powierzchni płatów, wpływ niestacjonarności oraz wpływ zmniejszenia prędkości i przyspieszeń cząstek wody w fali wraz z głębokością ich zanurzenia. W oparciu o ten model matematyczny, zweryfikowany wynikami badań modelowych, został opracowany program do numerycznych badań zachowania się jednostki w różnych warunkach jej eksploatacji a także do badań wpływu różnych rozwiązań konstrukcyjnych układu płatów nośnych. Wyniki uzyskuje się w postaci znaczących amplitud pochylań - kiwań, przechylań - kołysań bocznych, odchylań - myszkowania, nurzań oraz kołysań burtowych wodolotu. Na podstawie wykonanych obszernych badań numerycznych wynika kilka uwag o znaczeniu poznawczym i praktycznym. Między innymi obliczenia wykazują korzystny wpływ rufowych stabilizatorów kursowych na amplitudy myszkowania i kołysań burtowych na dwuwymiarowym falowaniu nieregularnym oraz korzystny wpływ na amplitudy wszystkich kołysań poprzecznych na nieregularnej fali trójwymiarowej. Kołysania burtowe oraz myszkowanie wodolotu na wzburzonym morzu można znacznie poprawić poprzez zastosowanie autopilota. Badania numeryczne wykazują, że przy kursach baksztagowych celowym jest użycie stabilizatorów kołysań bocznych oraz autopilota. Jednocześnie, stwierdzono, że wpływ śrub napędowych na znaczące wartości amplitud ruchów wodolotu jest znikomy.

Autor (1)