Dalga Oluşum Teorisi

Su üzerinde hareket eden objeler tarafından oluşturulan dalgaların hareketini açıklayan teori. Bu teori, 1868’den itibaren Torquay yakınlarındaki kendi özel su tankında gemi maketleri ile yaptığı deneyler sonucunda William Froude tarafından ortaya atılmıştır. Froude tarafından ortaya atılan ve daha sonra Scott Russell ve bazı deniz araçları tasarımcıları tarafından geliştirilen bu teoriye göre, suda hareket eden bir objenin, örneğin bir geminin, etrafında değişik basınçların sonucu olan kompleks bir dalga sistemi oluşur. Objenin giriş kısmında gemi için bu baş kısmıdır. Su altındaki basınçlar, objenin hemen önünde ve iki yanında suların yukarı doğru itilmesine neden olurlar. Baş kısmındaki bu dalgalar tekne boyunca bir seri vadi ve tepe oluşturarak sonunda teknenin arkasına ulaşır ve burada az olan basınç nedeni ile vakumla parçalanarak teknenin arkasında karışık ve çalkantılı bir su oluştururlar. Froude ve Russell’ın gözlemlerine dayanan bu teori ortaya atıldığı günden beri tekne tasarımcı ve yapımcıları tarafından kullanılmaktadır.

Froude’un deneyleri, suda hareket eden teknelerin iki farklı sürtünmeye maruz kaldıklarını ortaya çıkarmıştır; bunlar
(a) teknenin gövdesine değen ve burada belli çalkantı ve karışıklık yaratan suyun yaptığı sürtünme ve (b) yüksek hızlarda teknenin biçimine ve hızına göre oluşan dalga sistemlerinin yaptığı sürtünmedir. Bir iki knotlık düşük süratlerde tekneye uygulanan sürtünmenin yüzde 90-95’i teknenin gövdesine değen sulardan kaynaklanır. Ancak tekne süratinin artması ile burunda bir dalga oluşmaya başlar ve bu dalga ile gövdeye çarpan suların toplam sürtünme deki oranları değişmeye başlar 0.8\L (bu formülde L teknenin kadem [feet] olarak su hattındaki uzunluğudur) olarak hesaplanan ve ortalama bir tekne için normal seyir hızı olan süratte (örneğin 400 kadem [feet] [122 m.] uzunluğundaki bir tekne için 16 knot) teknenin başında oluşan dalga, gövdenin biçimine ve ne kadar pürüzsüz olduğuna bağlı olarak toplam sürtünmenin yüzde 40-50’sini oluşturur.
Bu ortalama hızın hesaplanmasında kullanılan formülün 1.0Vl yapılıp (veya 400 kadem [122 m.] boyunda bir tekne için 20 knot), süratin artması ile gövde boyunca oluşan dalgalar büyür ve tepeleri, bir tane teknenin burnunda, bir tane ortasında ve bir tane de kıçında olacak şekilde birbirlerinden ayrılırlar. Bu tip bir dalga grubu, yine tekne gövdesinin biçimine ve durumuna bağlı olarak toplam sürtünmenin yüzde 55- 60’ını oluşturur. Ortalama bir gövde tasarımında hız formülü 1A v yapıldığında dalga ve gövdeye değen su ile oluşan toplam sürtünme o kadar artar ki teknenin maksimum hızı bir şey ifade etmez. Bu tip yüksek hızlara ulaşılmak istendiğinde, çok daha zarif bir giriş sağlayacak bir baş kısmı ile teknenin ileri geri sallanmasını engelleyen ve mümkün olduğunca düz bir şekilde gitmesini sağlayan çok daha geniş bir kıç kısmı olan bir gövde yapmak gerekir.
Özel bir tasarıma sahip yarış yatları uygun rüzgâr ve deniz koşullarında bazen 1.4 VL’lik bu sürate ulaşabilirler. Bu durumda rüzgâr altı baş dalgası küpeşte ye kadar yükselir, güvertenin orta kısmı rüzgâr altında dalganın vadisine yakın olur ve teknenin kıçı rüzgâr altı kıç omuzluğundaki dalga ile aynı seviyede olur. Bu sürat tek gövdeli bir yatın yelken gücü ile ulaşabileceği en yüksek teorik sürattir, ancak bunun belirlenmesinde teknenin uzunluğuna normalde suyun dışında kalan burun ve kuruz kısımları da eklenir. Herhangi bir normal yatta bu süratin üzerinde, daha fazla rüzgâr veya daha çok yelken alanı sadece teknenin daha çok yatmasına ve suya gömülmesine neden olarak sürtünmenin artmasına ve tekne süratinin bir anda düşmesine neden olur. Ancak bu hesaplamalar çok gövdeli yatlar (katamaran, trimaran gibi), sürat motorları veya dalga üzerinde kayacak şekilde tasarlanmış ufak yarış yelkenlileri için geçerli değildir.