Badania modelowe statków. Dlaczego się je wykonuje?

Projektowanie statków, okrętów wojennych, czy też obiektów oceanotechnicznych, wymaga szeregu badań przemysłowych i prac rozwojowych. Centrum Techniki Okrętowej S.A., którego działalności się przyglądamy, oferuje od niemal 50 lat analizy obliczeniowe oraz eksperymentalne badania modelowe. Ich celem jest zapewnienie projektowanym statkom wymaganych osiągów i bezpieczeństwa eksploatacji w zmiennych warunkach środowiskowych na morzu. Co warto wiedzieć o badaniach modelowych statków?

Prognozowanie zapotrzebowania mocy układu napędowego

Badania modelowe służą przede wszystkim prognozowaniu zapotrzebowania mocy układu napędowego oraz właściwości morskich i manewrowych statków, okrętów i innych obiektów pływających. Badania modelowe prowadzi się w basenie holowniczym. Jednak zanim model kadłuba statku stanie się przedmiotem badań eksperymentalnych jego kształt analizuje się i optymalizuje się obliczeniowo, wykorzystując metody numerycznej mechaniki płynów. Przedmiotem obliczeń i eksperymentów w toku projektowania są również pędniki okrętowe, np. najpowszechniej używane śruby napędowe. Do ich badań wykorzystywany jest tunel kawitacyjny.

Jak mówi nam przedstawiciel  Centrum Techniki Okrętowej z Gdańska - Pan Radosław Głodowski Kierownik Ośrodka Hydromechaniki Okrętu CTO SA.:

Prognoza napędowa statku determinuje kluczowe decyzje w procesie jego projektowania. Baseny holownicze CTO S.A. umożliwiają realizację badań modelowych zarówno na wodzie płytkiej jak i głębokiej, spokojnej czy sfalowanej zgodnie powszechnie uznanymi standardami oraz certyfikowanym systemem zarządzania jakością ISO 9001.

Projektowanie i optymalizacja układów sterowych jednostek pływających i systemów kotwicznych obiektów oceanotechnicznych

Poza prognozowaniem zapotrzebowania mocy układu napędowego statku, badania modelowe wykorzystywane są w projektowaniu i optymalizacji układów sterowych. Modelowe badania manewrowe są wykonywane na akwenie otwartym. Służąca temu mobilna stacja brzegowa CTO S.A. wyposażona jest w automatyczny system identyfikacji trajektorii ruchu modelu. Do badań modelowych wzajemnego oddziaływania sterów i pędników wykorzystywany jest wspomniany tunel kawitacyjny. Tunel CTO S.A. wyróżnia komora hydroakustyczna pozwalająca określić poziomu hałasu generowanego przez kawitujący pędnik. Badania modelowe statków i obiektów oceanotechnicznych prowadzi się również w tunelu aerodynamicznym. Przedmiotem tych badań jest oddziaływanie wiatru na części nadwodne statków. Badania oddziaływania wiatru i fali na obiekty oceanotechniczne prowadzi się w CTO S.A. w specjalnie do tego celu wyposażonym basenie zwanym laboratorium offshore. Rezultaty tych badań są niezwykle przydatne m.in. w projektowaniu systemów kotwicznych.

Badania modelowe są integralnym etapem projektowania optymalnych i bezpiecznych jednostek pływających. Analizy obliczeniowe choć są niezwykle pomocne i istotne w toku projektowania statków wg powszechnie przyjętych standardów wymagają nadal weryfikacji eksperymentalnej.