Sualtı Araçlarının Manevra Karakteristiklerinin Değerlendirilmesi-I: Manevra Analizlerinde Kullanılan Yaklaşımlar


Kırıkbaş O., Kınacı Ö. K. , Bal Ş.

Gemi ve Deniz Teknolojisi, vol.219, pp.6-58, 2021 (Other Refereed National Journals)

  • Publication Type: Article / Review
  • Volume: 219
  • Publication Date: 2021
  • Title of Journal : Gemi ve Deniz Teknolojisi
  • Page Numbers: pp.6-58

Abstract

Dalmış, şnorkel ve satıh gibi birbirinden çok farklı operasyonel isterlere sahip çeşitli işletme modlarında
kullanılmaları; sualtı araçlarının hidrodinamik tasarımının, çoğu zaman birbiri ile çelişen özelliklerin bir
arada sağlanmasını gerektiren bir optimizasyon problemi olarak ele alınmasını zorunlu kılar.
Hidrodinamik tasarım konusunun sualtı araçları açısından belki de en kritik yönü manevra probleminin
çözülmesidir. Düşey düzlemde sahip oldukları ilave serbestlik dereceleri ile birlikte karakteristik hızları
ve akışkan özellikleri nedeniyle baskın viskoz etkilere maruz kalmaları bu problemi daha da zorlayıcı
hale getirmektedir. Ayrıca karakteristik geometrik özellikleri (yelken gibi büyük bir takıntıya sahip
olmaları gibi) nedeniyle ve/veya operasyon moduna bağlı olarak (şnorkel seyri gibi) oluşan düzlem dışı
etkiler ve serbestlik dereceleri arası karşılıklı etkileşimler de probleminin karmaşıklık seviyesini artıran
etkenlerdir. Genelde askeri amaçlar için tasarlanıp kullanılmaları nedeniyle sualtı araçlarının her şart
altında gizliklerini korumaları beklenir. Operasyonları sırasında hidrostatik basınca maruz kalmaları ise
bu araçların çalışabilecekleri azami derinliğe bir sınırlandırma getirir. Serbest yüzeyi yarıp gizliliği ihlal
etmeme ve ezilme derinliğinin altına inip aracın kaybına neden olmama zorunluluğu aracın manevra
karakteristiklerinin yüksek doğrulukla tahminini gerektirir. Literatürde bu karmaşık problemi her bir
operasyon modunda istenilen hassasiyet seviyesinde çözebilmek için birçok yöntem geliştirilmiştir. Bu
yöntemlerin geliştirilmesi jenerik geometriler, standart manevralar, hesaplama algoritmaları vb. gibi
ikincil konularda da bir çok gelişmeyi beraberinde getirmiş ve toplamda azımsanmayacak miktarda bir
literatür oluşmasına sebep olmuştur. Bu çalışmanın amacı hâlihazırda konu ve kronolojik skalada
dağınık durumda olan tüm bu literatürü sınıflandırmak, her bir kategorideki çalışmalar arasında ilişkileri
ve kullanılan yöntemlerin zayıf ve güçlü taraflarını ortaya koymak ve bu yöntemlerle elde edilen dikkat
çekici sonuçlara değinmektir. Kapsam dahilindeki materyal miktarı göz önüne alındığında; bunun tek
bir başlık altında yapılmasının mümkün olmaması, sınıflandırmaya konu her bir ana başlığın ayrı bir
çalışma halinde bir araya getirilmesini zorunlu hale getirmiştir. Buna göre çalışmanın birinci bölümü;
sualtı araçlarının manevra probleminin çözümünde kullanılan yöntemlerin fiziksel ve matematiksel
yaklaşımlar alt başlıkları altında gruplandırılması ve ayrıca jenerik geometriler ve standart manevraların
incelenmesine ayrılmıştır. Bu bölümdeki çalışmaların dalmış durum kabulü altında yapılması aracın
akışkan sınırlarına yakınlığı nedeniyle oluşan sapmaların çalışmanın ikinci bölümünü oluşturan ayrı bir
başlık altında incelenmesini gerektirmiştir. Son olarak yakın zamanda literatürün ağırlıklı olarak
hesaplamalı metotları esas alacak şekilde gelişmesi bu metotların kendi iç dinamiklerinin incelendiği ve
çalışmanın üçüncü bölümünü oluşturan bir ana başlığın oluşmasına sebep olmuştur.