## Linear Mathematical Model of a Surfaced Submarine

2. Uluslararası Akademik Araştırmalar Kongresi, Bolu, Turkey, 17 - 19 February 2020, pp.148-150

• Publication Type: Conference Paper / Summary Text
• City: Bolu
• Country: Turkey
• Page Numbers: pp.148-150
• Yıldız Technical University Affiliated: Yes

#### Abstract

Submarines do not usually operate in submerged condition due to the operational challenges. In case of some situations submarines have to sail in surfaced condition. They may be exposed to relatively high roll angles due to wave forces during sailing on the surface. The large rolling angles can cause possible dangerous to the equipment and the crew of the submarine. Therefore, the detailed analyses of submarine roll motions have to be investigated at the design stage. In this study, the mathematical model of the roll motion for a surfaced submarine was obtained. A mini submarine which is belong to Yıldız Technical University was used to model. Roll motion of the submarine in different sea states was calculated by solving the derived linear mathematical model. ITTC wave spectrum was used for irregular sea condition in calculations and the results were obtained for different significant wave heights
(H1/3= 0.3, 0.5 and 0.7 m). Linear damping coefficients in the mathematical model were calculated by using the Ikeda Method. Roll damping coefficients for different roll amplitudes (
f = 5.0, 8.0, 10.0, 12.0, 15.0, 18.0, 20.0 degrees) were used and the effect of roll damping on the submarine roll motion was investigated.

Denizaltılar operasyonel zorluklardan dolayı her zaman sualtında operasyon yapamazlar. Bazı durumlarda yüzeyde seyir yapmaları icap etmektedir. Yüzey seyri sırasında dalga kuvvetleri sebebi ile göreceli olarak yüksek yalpa açılarına maruz kalabilirler. Denizaltının maruz kalacağı aşırı genlikteki yalpa hareketleri mürettebat ve bazı ekipmanlar için tehlike oluşturabilir. Bu sebepten dolayı dizayn aşamasında denizaltıların yalpa hareketi detaylı bir şekilde incelenmelidir. Bu amaçla serbest yüzey etkisi altında bulunan bir denizaltı için yalpa hareketi matematiksel olarak modellenmiştir. Yıldız Teknik Üniversitesi bünyesinde bulunan Sualtı İntikal Vasıtası olarak kullanılan mini denizaltı model olarak kullanılmıştır. Oluşturulan matematiksel model yardımıyla denizaltı için karışık deniz durumundaki yalpa genlikleri hesaplanmıştır. Hesaplamalarda karışık deniz durumu için ITTC dalga spektrumu kullanılmıştır ve farklı karakteristik dalga yükseklikleri (H1/3=0.3,0.5 ve 0.7 m) için sonuçlar elde edilmiştir. Matematiksel modeldeki doğrusal sönüm katsayıları İkeda Metodu kullanılarak hesaplanmıştır. Yalpa sönüm katsayıları farklı yalpa genlikleri (f=5.0, 8.0, 10.0, 12.0, 15.0, 18.0, 20.0 derece) için hesaplanmıştır ve yalpa sönümünün denizaltı yalpa hareketine olan etkisi incelenmiştir.