اختبار حركة السفينة

في الهندسة البحرية ، يُعد اختبار حركة السفينة اختبارًا هيدروديناميكيًا يُجرى باستخدام نماذج السفن بهدف تصميم سفينة جديدة (كاملة الحجم)، أو تحسين تصميم سفينة قائمة لرفع كفاءتها في البحر. ^{[ 1 ]} تُجرى الاختبارات في حوض مخصص لنماذج السفن أو "حوض سحب". ^{[ 2 ]} تتنوع أنواع الاختبارات: فقد يُسحب النموذج على طول خط مستقيم أو مسار دائري، وقد يتعرض للاهتزازات. تُقاس القوى المؤثرة على السفينة باستخدام مقياس ديناميكي . ^{[ 2 ]} قد تُقيّم الاختبارات التصميم العام، أو تُركز على خصائص المروحة . ^{[ 2 ]}

يمكن تحديد مشتقات السرعة Yv و Nv للسفينة عند أي غاطس وميل من خلال اختبار النموذج الذي يُجرى في حوض السحب. ^{[ 2 ]} يُسحب النموذج بسرعة ثابتة تُقابل رقم فرود معين للسفينة عند زوايا هجوم مختلفة ، β. يقيس مقياس القوة الموجود عند نقطة الأصل O القوة Y والعزم N اللذين يتعرض لهما النموذج عند كل قيمة من قيم β. بعد ذلك، يمكن الحصول على القيم البُعدية للمشتقات بضرب المشتقات غير البُعدية في نفس التوليفات المناسبة لطول السفينة وسرعتها وكثافة مياه البحر.

ويمكن استخدامه أيضًا لتحديد تأثيرات الاقتران المتبادل لـ v على Yδ و Nδ وتأثيرات δR على Yv و Nv.

يقيس جهاز الذراع الدوار ^{[ 3 ]} المشتقات الدورانية Yr وNr على النموذج، وذلك في نوع خاص من خزانات السحب وجهاز يُسمى جهاز الذراع الدوار. في هذا الجهاز، تُفرض سرعة زاوية على النموذج بتثبيته في نهاية ذراع شعاعي وتدوير الذراع حول محور رأسي مثبت في الخزان. يُوجّه النموذج بحيث يكون محوره x ومحوره z عموديين على الذراع الشعاعي، ويُثبّت على الذراع، ويفضل أن يكون ذلك عند منتصف طول النموذج. نتيجةً لهذا التوجيه الخاص، يدور النموذج حول محور الخزان بمعدل r، بينما تكون مركبة سرعته العرضية v صفرًا في جميع الأوقات ( زاوية الهجوم β = 0)، وتكون مركبة سرعته المحورية u1 مطابقة لسرعته الخطية. يُدار النموذج بسرعة خطية ثابتة عند أنصاف أقطار مختلفة R، ويقيس الدينامومتر القوة Y والعزم N المؤثرين على النموذج. يتم الحصول على المشتقات Yr و Nr عن طريق تقييم المنحدرات عند r=0.

يمكن أيضًا استخدام ذراع الدوران لتحديد Yv و Nv بالإضافة إلى Yr و Nr. من خلال رسم قيم Yv و Nv التي تم الحصول عليها عند كل قيمة r مقابل r، يمكن الحصول على قيم Yv و Nv عند r=0.

يمكن استخدام آلية الحركة المستوية (PMM) ^{[ 4 ]} بدلاً من اختبار الذراع الدوارة في حال كانت مرافق حوض السحب أطول وأضيق. ويمكنها قياس مشتقات السرعة Yv وNv، ومشتقات الدوران Yr وNr، بالإضافة إلى مشتقات التسارع Yύ وNύ.

يتكون PMM من مذبذبين، ^{[ 2 ]} أحدهما ينتج تذبذبًا عرضيًا عند المقدمة والآخر تذبذبًا عرضيًا عند المؤخرة بينما يتحرك النموذج لأسفل خزان السحب بسرعة ثابتة كما تم قياسها على طول الخط المركزي لخزان السحب.

تم ابتكار وتطوير نظام آلية الحركة المستوية DTMB بشكل مشترك من قبل المؤلف والسيد أليكس غودمان، وكلاهما عضوان في فريق مختبر الهيدروميكانيكا التابع لحوض ديفيد تايلور النموذجي. وقد بدأت إجراءات براءة الاختراع نيابةً عن وزارة البحرية الأمريكية باسمي السيدين جيرتلر وغودمان باعتبارهما مبتكري النظام. ويود المبتكران أن يعربا عن امتنانهما للعديد من أعضاء القسم الصناعي في الحوض النموذجي الذين ساهمت جهودهم في تصميم وبناء المكونات مما جعل النظام النهائي ممكنًا. ويُخص بالشكر السادة: إم دبليو ويلسون، وجيه إي ستيرن، وتي جي سينغلتون، وجي جي نورمان، ودبليو داي، وبي بي داي، وسي دبليو سكوت، وجي تيسديل، وآر جي هيليير، وإي جي موشر، جميعهم من القسم الصناعي. 40

• حركات السفن – حركات السفن كما تحددها درجات حرية الحركة الست 
• استقرار السفينة – استجابة السفينة للاضطراب الناتج عن وضعها العمودي 

• الأتمتة في الصناعات البحرية
• ديناميكا السوائل العملية للسفن