Bezpieczeństwo na morzu. Przełomowe badania naukowców PG nad surf-ridingiem

Surf-riding, czyli poruszanie się statku razem z falą, choć wygląda efektownie, może stanowić duże zagrożenie. Naukowcy z Instytutu Budowy Okrętów PG zakończyli przełomowe badania zjawiska surf-ridingu na fali bichromatycznej.

Fala bichromatyczna jest nieregularna i składa się z dwóch nakładających się na siebie fal. Takie fale mogą stanowić zagrożenie dla płynącego statku, który w wyniku jej działania, np. straci stateczność kursową (czyli nagle i poza kontrolą zmieni kurs) lub ustawi się burtą do fali i przewróci.

Zjawisko surf-ridingu można porównać do surfowania na desce. Tak jak surfer „łapie” falę i po niej „zjeżdża”, podobnie dzieje się ze statkiem, „ześlizugje się” z fali, przyspieszając dzięki jej sile.

– Surf-riding występuje podczas żeglugi statku na fali nadążającej, czyli nadchodzącej od strony rufy, gdy siła oddziaływania fali jest w stanie przyspieszyć jednostkę na tyle, że zaczyna poruszać się razem z falą. Szczególnie zagrożone wystąpieniem surf-ridingu są statki szybkie i krótkie, głównie jednostki rybackie, pilotówki, łodzie rekreacyjne i ratownicze  – tłumaczy prof. Przemysław Krata, kierownik projektu. 

Zespół badawczy przeprowadził prace eksperymentalne, wykonane przez mgr inż. Michała Struka. Symulacje numeryczne przygotowała mgr inż. Katarzyna Warnke-Olewniczak. Realizowane eksperymenty oraz międzynarodowa współpraca zaowocowały wynikami unikatowymi na skalę światową. Istnieją już teorie, które z dobrą dokładnością przewidują i pozwalają badać surf-riding na fali regularnej. Falowanie morza jednak takie nie jest, a układ sił działających na statek wciąż się zmienia. Niedawno powstała teoria opracowana przez naukowców z Grecji i USA pozwala przewidywać zachowanie statku na fali bichromatycznej. Nie została jednak sprawdzona w praktyce. Dzięki badaniom prowadzonym przez naukowców z Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Okrętownictwa możliwe stało się sprawdzenie tej teorii. Eksperymenty badaczy z PG obejmują różnorodne przypadki ruchu statku dla różnych parametrów fali bichromatycznej i prędkości statku.

– Dotychczas nikt na świecie takich badań nie wykonywał. Liczymy, że ich rezultaty wiele wniosą do zrozumienia surf-ridingu na fali nieregularnej, nasi amerykańscy partnerzy z ONR i ONR Global otrzymają wartościowe wyniki, Instytut Budowy Okrętów Politechniki Gdańskiej powiększy dorobek naukowy na najwyższym poziomie, a doktoranci z sukcesem obronią doktoraty – wyjaśnia prof. Krata.

Początkowo badania były prowadzone na basenie modelowym na Wydziale Inżynierii Mechanicznej i Okrętownictwa, które przygotowały naukowców do badań w dużej skali – w Centrum Techniki Okrętowej w Gdańsku. Program badawczy finansowany jest przez dwie amerykańskie instytucje: Office of Naval Research z siedzibą w Waszyngtonie oraz Office of Naval Research Global z oddziałem w Pradze.