بررسی آزمایشگاهی مدل بدنه یک هواپیمای دریایی در حالت پورپویزینگ

نوروزیان, محمد; سرانجام, بهادر

بررسی آزمایشگاهی مدل بدنه یک هواپیمای دریایی در حالت پورپویزینگ

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

محمد نوروزیان

بهادر سرانجام

مجتمع دانشگاهی هوادریا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

چکیده

وجود نوسانات طولی در آزمایش‌های هیدرودینامیکی بعضی از مدل‌های هواپیمای آب‌نشین در حوضچه کشش، عاملی برای انجام این تحقیق شده است. در این تحقیق پورپویزینگ در مدل بدنه یک هواپیمای آب‌نشین به‌صورت آزمایشگاهی بررسی شده است. با توجه به مخاطرات بررسی پورپویزینگ، در ابتدا این اطمینان حاصل شده است که در مراحل مختلف بررسی، پدیده پورپویزینگ قابل مشاهده و تکرار باشد. در ادامه اثر تغییر پارامترهای کاربری شامل تغییر مکان مرکز جرم، افزایش سرعت در ناحیه پورپویزینگ، کاهش وزن و اعمال ممان طولی اولیه، همچنین وجود و عدم وجود اسکیها و جابجایی اسکیها در این موضوع بررسی شده است. کاهش وزن و کاهش مرکز جرم در کاربری وسیله معادل با خالی کردن بار یا مصرف سوخت می‌باشد. کلیه تست‌ها برای اطمینان از صحت نتایج با تکرار انجام شده است. تغییر در برخی از پارامترهای فوق نشان داده است که دامنه پایداری وسیله با افزایش سرعت شروع پورپویزینگ، می‌تواند بهبود یابد.

کلیدواژه‌ها

پورپویزینگ

پایداری هیدرودینامیکی

بدنه سرشی

بررسی آزمایشگاهی

20.1001.1.24767131.1403.10.1.11.3

موضوعات

هیدرودینامیک

عنوان مقاله English

Experimental Study of a Seaplane Hull Model in Porpoising Mode

نویسندگان English

Mohammad Norouzian

Bahadoor Saranjam

Faculty of Naval Aviation, Malek Ashtar University of Technology

چکیده English

The occurrence of longitudinal oscillations during hydrodynamic tests of seaplane models in towing tanks has motivated this research. This study experimentally investigates porpoising behavior in the hull model of a seaplane. Due to the inherent risks of porpoising, initial efforts ensured that the phenomenon was both observable and repeatable throughout various test stages. The effects of modifying operational parameters—including shifting the center of gravity, increasing speed within the porpoising regime, reducing weight, applying an initial longitudinal moment, as well as the presence, absence, and displacement of skis—were systematically examined. Weight and center of gravity reductions correspond to fuel consumption or payload unloading in practical operation. All tests were repeated to verify result accuracy. Findings indicate that adjusting certain parameters can extend the stability range of the hull by increasing the speed at which porpoising initiates.

کلیدواژه‌ها English

Porpoising

Planing Hull

Hydrodynamic Stability

Sliding Fuselage

towing tank

[1] Davidson KS, Locke FW. Some Systematic Model Experiments on the Porpoising Characteristics of Flying-Boat Hulls. National Advisory Committee for Aeronautics; 1943.

[2] Thornhill E, Veitch B, Bose N. Dynamic instability of a high-speed planing boat model. Marine technology and SNAME news. 2000 Jul 1;37(03):146-52.

[3] Katayama T. Mechanism of porpoising instabilities for high-speed planing craft. InISOPE Pacific/Asia Offshore Mechanics Symposium 2004 Sep 12 (pp. ISOPE-P). ISOPE.

[4] Taniguchi T, Katayama T. Development of Porpoising Simulation Method for Real Scaled High Speed Planing Craft with Outboard Engine. InThe 5th Asia-Pacific Workshop on Marine Hydrodymics-APHydro 2010.

[5] Mahdi Sajedi S, Ghadimi P, Sheikholeslami M, Ghassemi MA. Experimental and numerical analyses of wedge effects on the rooster tail and porpoising phenomenon of a high-speed planing craft in calm water. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science. 2019 Jul;233(13):4637-52.

[6] Zou J, Lu S, Jiang Y, Sun H, Li Z. Experimental and numerical research on the influence of stern flap mounting angle on double-stepped planing hull hydrodynamic performance. Journal of Marine Science and Engineering. 2019 Oct 1;7(10):346.

[7] Kim S, Oshima N, Lee S, Lee G, Seo K. Hydrodynamic performance and appendage considerations of wave-piercing planing craft overlapping waves and porpoising. Journal of Fluid Science and Technology. 2020;15(2):JFST0013-.

[8] Sajedi SM, Ghadimi P. Experimental and numerical investigation of stepped planing hulls in finding an optimized step location and analysis of its porpoising phenomenon. Mathematical Problems in Engineering. 2020;2020(1):3580491.

[9] Zou J, Lu S, Sun H, Zan L, Cang J. Experimental study on motion behavior and longitudinal stability assessment of a trimaran planing hull model in calm water. Journal of Marine Science and Engineering. 2021 Feb 6;9(2):164.

[10] Wang J, Zhuang J, Su Y, Bi X. Inhibition and hydrodynamic analysis of twin side-hulls on the porpoising instability of planing boats. Journal of Marine Science and Engineering. 2021 Jan 5;9(1):50.

[11] Aliffrananda MH, Sulisetyono A, Hermawan YA, Zubaydi A. Numerical analysis of floatplane porpoising instability in calm water during takeoff. International Journal Technology. 2022 Jan 1;13(1):190-201.