برای دستیابی به این مطلب میتوان از دو روش استفاده کرد :
- کم کردن زاویه حمله
- کاهش سطح خیس شده در فویلها
بنابر این به دو نوع سیستم فویلی نیاز داریم:
- فویلهای U و V شکل : در این سیستم بخش از فویلها از سطح آب بیرون زده است که هرچه بدنه بالاتر آید سطح خیس شده فویلها نیز کاهش مییابد.
- فویلهای مغروق کنترل پذیر : که با کنترل زاویه حمله این عمل صورت میگیرد.
تعادل طولی شناور را نیز میتوان با استفاده از بالکهای جلو و عقب با مساحتهای متفاوت و تنظیم فاصله آنها تا مرکز ثقل شناور تنظیم کرد. در هر حال بایستی مجموع زاویه برآ در این بالکها به اندازه کافی بوده و ممان ایجاد شده توسط آنها یکدیگر را خنثی نمایند.
تکامل و توسعه شناورهای هیدروفویل
اگرچه در سال 1869 تجهیزاتی تحت عنوان Farcot به قایقها متصل شد که شباهت زیادی به هیدروفویل داشت، اما اولین شناورهای هیدروفویل دارای فویلهای غوطه ور در سال 1898 میلادی در فرانسه توسط لامبرت (Lambert) ساخته شد؛ به صورتی که در سمتهای جانبی آن 4 صفحه فویل مسطح کوچک نصب گردیده بود. در ادامه، موفقیت بسیار چشمگیری را مهندس ایتالیایی به نام Forlanini بدست آورد. در سال 1898 میلادی، او فویلهای غوطه ور چند طبقه پلکانی را به ثبت رسانید.
دو مهندس ایتالیایی دیگر به نامهای Krokka و Rikaldoni در سال 1906 میلادی، شناوری را با دو فویل غوطه ور که سطح آزاد آب را قطع مینمود ساخته و مورد آزمایش قرار دادند. بر خلاف سازندگان کشتی کانادایی و آمریکایی که نقشه Forlanini را پرورش و بسط دادند، متخصصی آلمانی در جهت تکامل اصولی که در نقشه Krokka مستقر بود پیش رفتند و در این مسیر موفقیت بزرگی نصیب Shertel گردید. مشخصه شناور هیدروفویل Shertel استفاده از فویلهای V شکل و ذوزنقهای شکلی بود که سطح آزاد آب را قطع مینمودند، این فویلها از نوع مسطح بوده که در عمق آب غوطه ور میگردیدند. لازم است اشاره نمود که ساخت شناورهای هیدروفویلی تا اواسط دهه 30 بدون محاسبات تئوری و بر اساس آزمایش و سعی و خطا صورت میگرفت. در سالهای دهه 30 یکسری آزمایشات بر روی مدلهای مختلف شناورهای هیدروفویل انجام شد و اصول تئوری طراحی شناور هیدروفویل پایهگذاری گردید. پس از جنگ جهانی دوم، توسعه و تکامل شناورهای هیدروفویلی به شکل امروزی با سرعت بیشتری به پیش رفت. در اواخر دهه 50 و سالهای نیمه اول دهه 60 در کشورهای بزرگ پیشرو، ساخت سری شناورهای هیدروفویلی مسافربری دریایی انجام گردید که در حال حاضر به طور وسیعی متداول گردیده است. بزرگترین و جالبترین شناورهایی که ساخته شده است شناورهایی از نوع Akvavion میباشند. الین شناورهایی که از این کلاس به آب انداخته شدند در سال 1957 آزمایش آنها انجام گرفت. مشخصه این شناورها استفاده از فویلهای سرشی و اننتقال توان دیزل ژنراتورها به پروانه از طریق شافتهای مایل و اریب بود. این شناورها تا تناژ 10 تن ساخته شدند.
استفاده از فویلهای سرشی باعث میشود در حالتی که این فویلها کاملاً غوطه ور گردند، نیروی لیفت بر روی دماغه آنها سریعاً رشد نماید به ترتیبی که از فرو رفتن دماغه شناور در آب جلوگیری میکند. در موجهای طولانی فویلهای جلو که روی آب خزش مینمایند، موجب تریم طولی بدنه مطابق با موج میگردند. (زاویه حمله فویل اصلی را نیز مطابق با موج بوجود میآورند) و در امواج کوتاه (کمتر از دو برابر طول بدنه) فویلهای جلو که در امواج فرو میروند تمایل دارند شیب شدیدی بر شناور اعمال کنند. شناورهای هیدروفویلی و اثرسطحی (Air cusion) بوسیله جدا کردن بدنه شناور از سطح آب، باعث کاهش شدید نیروی مقاوم وارد بر شناور میشوند. اگر یک موج با فویل جلو برخورد کند، نیروی برآ ی آن افزایش خواهد یافت که باعث بالا آمدن قسمت جلو شناور میگردد. واضح است که این پدیده تا زمانی که با سطح موج برخورد دارد ادامه پیدا میکند. با پیشروی قله موج همین اتفاق برای فویل عقب میافتد و شناور تقریباً شکل موج را تقلید میکند. برای حفظ حالت مستقیم در شناور میبایست فویلها را سریع تنظیم نمود، که در این حالت ضربات موج به کف شناور افزایش خواهد یافت.
در سیستم فویلهای مغروق، فویلها بجز حرکت چرخشی ذرات موج تغییرات دیگری را حس نخواهند کرد. (که در هر نیم سیکل چرخش ذرات موج برعکس خواهد شد) در این حالت شناور میتواند مسیر مستقیم خود را در امواج کوچک طی کند، اما در امواج بزرگتر بایستی شناور تا حدودی از حرکت امواج پیروی کند. در شناورهای کوچک میتوان این تغییرات را بطور دستی انجام داد اما در شناورهای بزرگتر بایستی این تغییرات بصورت اتوماتیک صورت پذیرد
|