ARTIFICIAL INTELLIGENCE-ASSISTED THEORETICAL STUDY ON MULTI-PROPELLER SYSTEM USING THE SAME SHAFT IN MOTORYACHT ENGINES

Yıl 2025, Cilt: 2 Sayı: 2, 67 - 77, 30.10.2025

Anılcan Sarıkaya

https://doi.org/10.5281/zenodo.17474571

Öz

New types of engines are being used in motor yachts using modern technology. There are design differences in the propellers of these new types of engines. These single-engine vessels tend to steer in the same direction, as if the rod hadn't been adjusted. This problem creates a lack of comfort for captains driving motor yachts. A large degree of stability can be achieved with four propellers of the same overall size and operating in reverse. The engine's propeller system creates a flow when discharging water. The four-propeller system is also connected to the same drive shaft. Therefore, it has been observed that removing the same engine propeller and replacing it with a new-generation engine propeller system with four propellers and operating in reverse flow principle will ensure stability. This research will discuss the old single-propeller system and multi-propeller systems. This study will provide an opportunity to compare new technologies and current ideas. With research and development, boats and marine vessels can achieve great comfort at almost the same cost. The only difference here is the time and care spent on production. This article will describe boat and engine types, and provide relevant analyses. The study will pave the way for future research and offer solutions to potential changes to existing engine drive mechanisms. Compared to single-propeller systems, the thrust increase achieved by using multiple propellers on the same shaft ranged from 12% to 18%.

Anahtar Kelimeler

acceleration , Motor Yacht Engines , Multi-propeller System , Stability , Marine Vessels , Comfort

Etik Beyan

I declare that this study is an original study and that I have acted in accordance with the principles and rules of scientific ethics in all stages of the study, including preparation, data collection, analysis and presentation of information.

Destekleyen Kurum

Cappadocia University

Teşekkür

I would like to express my gratitude to Cappadocia University and Kemer Sailing School.

MOTORYAT MOTORLARINDA AYNI MİL KULLANILARAK ÇOK PERVANELİ SİSTEM ÜZERİNE YAPAY ZEKA DESTEKLİ TEORİK ÇALIŞMA

Öz

Motoryatlarda günümüz teknolojisi kullanılarak yeni tip motorlar kullanılmaktadır. Yeni tip motorların pervanelerinde tasarım farklılıkları olmuştur. Bu tip deniz araçları tek motorlu olduğunda aynı rot ayarı yapılmamış gibi bir yöne doğru gitmektedir. Bu sorun motoryat süren kaptanlar için konfor eksikliğidir. Toplamda aynı pervane büyüklüğüne sahip dört pervaneli ve ters çalışma ile büyük ölçekte dengeye sahip olunabilmektedir. Motordaki pervane sistemi suyu tahliye ederken bir akış oluşturur. Dört pervaneli sistem yine aynı tahrik miline bağlı olmaktadır. Dolayısı ile aynı motor pervanesi çıkarılarak, yerine dört pervaneli ve ters akış mantığı ile çalışan yeni nesil motor pervane sistemi yerleştirildiğinde stabilitenin sağlanacağı görülmüştür. Bu araştırma kapsamında eski tek pervaneli sistem ile çok pervaneli sistemler tartışılacaktır. Yapılan çalışma, bizlere yeni teknolojileri ve güncel fikirleri karşılaştırma fırsatı sunacaktır. Neredeyse aynı maliyete, araştırma geliştirme ile teknelerde ve deniz araçlarında büyük konfor sağlanacaktır. Buradaki tek fark üretim için harcanan zaman veya özen olacaktır. Makale kapsamında tekne ve motor tipleri anlatılacak ve konu ile ilgili analizler paylaşılacaktır. Çalışma gelecek çalışmaların da önünü açacak ve mevcutta kullanılan motor hareket mekanizmalarının değişebileceği hususunda çözüm sunacaktır. Tek pervane sistemlerine kıyasla, aynı mil üzerinde çoklu pervane kullanımı ile elde edilen itki kuvveti artışı %12–18 arasında değişmiştir.

Anahtar Kelimeler

hızlanma , Motoryat Motorları , Çok pervaneli Sistem , Stabilite , Deniz Araçları , Konfor

Etik Beyan

Bu çalışmanın, özgün bir çalışma olduğunu; çalışmanın hazırlık, veri toplama, analiz ve bilgilerin sunumu olmak üzere tüm aşamalarından bilimsel etik ilke ve kurallarına uygun davrandığımı beyan ederim.

Destekleyen Kurum

Kapadokya Üniversitesi

Teşekkür

Kapadokya Üniversitesi'ne ve Kemer Sailing Scholl'a teşekkürlerimi sunuyorum

Kaynakça

• [1] O. H. Arıcan, “Yat turizm şirketleri için yelkenli tekne seçimi kriterlerinin belirlenmesi,” Dokuz Eylül Üniversitesi Denizcilik Fakültesi Dergisi, vol. 16, no. 1, pp. 22–50, Jun. 2024, doi: 10.18613/deudfd.1422201.
• [2] H. Koçoğlu and Ş. Helvacıoğlu, “Yat tasarımında ergonomi ve örnek bir motoryat tasarımına uygulanması,” Gemi İnşaatı ve Deniz Bilimleri Dergisi (GİDB), no. 6, pp. 23–40, Aug. 2016. [Online]. Available: https://dergipark.org.tr/tr/pub/gidb/issue/717515
• [3] K. E. Erginer, O. Konur, and Y. Gülmez, “Elektrikli sevk sistemlerinde, hatve kontrollü pervaneler ile sabit hatveli pervane mekanizmaları arasında enerji verimliliği karşılaştırması,” in III. Ulusal Deniz Turizmi Sempozyumu, pp. 26–27, 2016.
• [4] D. Savitsky, “Hydrodynamic design of planing hulls,” Marine Technology and SNAME News, vol. 1, no. 4, pp. 71–95, Oct. 1964, doi: 10.5957/mt1.1964.1.4.71.
• [5] A. Kükner and M. A. Kadıoğlu, “Motorbotların direncini tahmin etmede kullanılan yöntemler,” Gemi ve Deniz Teknolojisi Dergisi, no. 204, pp. 89–94, 2017.
• [6] S. Ekinci and M. Alvar, “Sıfır emisyonlu yenilenebilir enerji üreten yelkenli bir tekne için sualtı türbin tasarımı,” Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, vol. 7, no. 3, pp. 537–550, 2016. [Online]. Available: https://search.trdizin.gov.tr/tr/yayin/detay/206822
• [7] B. İ. Turan, “Investigation on the effects of the number of main engines in sailing yachts in design and engineering perspectives: A case of Bodrum Gulets,” Marine and Life Sciences, vol. 5, no. 2, pp. 55–61, Dec. 2023, doi:10.51756/marlife.1376592.
• [8] D. G. M. Watson and A. W. Gilfillan, “Some ship design methods,” The Naval Architect, no. 4, pp. 1–46, July 1977. Presented at the Royal Institution of Naval Architects (RINA), London, and the Institution of Engineers and Shipbuilders in Scotland (IEES), Glasgow. [Online]. Available: http://worldcat.org/issn/03060209
• [9] T. Karayannis, A. F. Molland, and Y. S. Williams, “Design data for high-speed vessels,” in Proc. FAST-99: International Conference on Fast Sea Transportation, The Royal Institution of Naval Architects, Seattle, WA, USA, 1999.
• [10] I. Grubišić, “Reliability of weight prediction in the small craft concept design,” in Proceedings of the 6th International Conference on High-Performance Marine Vehicles (HIPER’08), Naples, Italy, Sept. 18–19, 2008.
• [11] J. M. Vasconcellos and R. Latorre, “Development of BOATDSS high speed boat design database,” Ocean Engineering, vol. 26, no. 9, pp. 891–904, Oct. 1999, doi: 10.1016/S0029-8018(97)00034-6.
• [12] T. Cepowski, “An estimation of motor yacht light displacement based on design parameters using computational intelligence techniques,” Ocean Engineering, vol. 231, p. 109086, Jul. 2021. doi: 10.1016/j.oceaneng.2021.109086.
• [13] M. Bortnowska, “The use analysis of regression for preliminary determine the parameters of the design–exploitation of motor yachts,” Zeszyty Naukowe / Akademia Morska w Szczecinie, vol. 39, no. 111, pp. 38–42, 2014.
• [14] K.-S. Min, B.-J. Chang, and H.-W. Seo, “Study on the contra-rotating propeller system design and full-scale performance prediction method,” International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering, vol. 1, no. 1, pp. 29–38, Sept. 2009, doi: 10.2478/IJNAOE-2013-0004.
• [15] T. Gülgün, İ. Yalçınkaya, M. Erdoğdu, and A. Durdu, “İnsansız su altı aracındaki itici motorda kullanılması planlanan bir pervanenin serbest titreşim karakteristiğinin incelenmesi,” Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, no. 31, pp. 870–873, Dec. 2021, doi: 10.31590/ejosat.1010720.
• [16] Z. Gao, H. Luo, X. Shao, D. Pan, L. Zeng, and L. Wang, “Meshless simulation of multi-propeller/wing interactions in typical distributed electric propulsion configurations,” Aerospace Science and Technology, vol. 163, p. 110287, Aug. 2025, doi: 10.1016/j.ast.2025.110287.
• [17] B. Theys, G. Dimitriadis, P. Hendrick, and J. De Schutter, “Influence of propeller configuration on propulsion system efficiency of multi-rotor unmanned aerial vehicles,” in Proc. 2016 International Conference on Unmanned Aircraft Systems (ICUAS), Arlington, VA, USA, Jun. 7–10, 2016, pp. 1152–1161, doi: 10.1109/ICUAS.2016.7502520.
• [18] Y. Cheng, Z. Yu, B. Xiong, F. Fan, and J. Zhao, “Dynamic response analysis and experiment of multi-propeller/tilting wing in transition state,” Aerospace Science and Technology, vol. 168, no. A, p. 110697, Jan. 2026, doi: 10.1016/j.ast.2025.110697.
• [19] U. U. Uçar, B. Tanyeri, and Z. U. Bayrak, “A new optimization model for rotary-wing air vehicle propeller design,” Turkish Journal of Science and Technology, vol. 20, no. 1, pp. 159–172, Mar. 2025, doi: 10.55525/tjst.1518569.
• [20] H. S. Aksoy, “Kaya şevlerin stabilite analizi,” Fırat Üniversitesi Doğu Araştırmaları Dergisi, vol. 6, no. 3, pp. 46–49, 2008.
• [21] F. Vatansever and M. Hatun, “The system stability software tool based on Routh–Hurwitz criterion,” Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, vol. 24, no. 2, pp. 229–238, Aug. 2019, doi: 10.17482/uumfd.545361.
• [22] T. Mitkov and T. Dovramadjiev, “Investigation of the luxury yachts condition and their maintenance,” International Journal of Engineering and Management Sciences, vol. 7, no. 3, pp. 95–105, Dec. 2022.
• [23] E. Begović, E. Della Valentina, F. Mauro, R. Nabergoj, and B. Rinauro, “The impact of different bow shapes on large yacht comfort,” Journal of Marine Science and Engineering, vol. 11, no. 3, p. 495, Feb. 2023, doi: 10.3390/jmse11030495.
• [24] F. Mauro, E. Begović, E. Della Valentina, A. Dell’Acqua, B. Rinauro, G. Rosano, and R. Tonelli, “The effect of main dimensions on the preliminary design of motor yachts,” in Proceedings of the International Marine Design Conference (IMDC), May 2024, doi: 10.59490/imdc.2024.904.
• [25] H. S. Nomak and İ. Çiçek, “Yenilenebilir enerji kaynakları ile sıfır emisyonlu bir yelkenli tekne tasarımı ve seyir simülasyonları,” Çevre, İklim ve Sürdürülebilirlik Dergisi, vol. 23, no. 1, pp. 41–54, May 2022.
• [26] Z. Zhou, Z. Li, G. He, and X. Yang, “Towards multi-fidelity simulation of flows around an underwater vehicle with appendages and propeller,” Theoretical and Applied Mechanics Letters, vol. 12, no. 1, p. 100318, 2022, doi: 10.1016/j.taml.2021.100318.
• [27] K.-W. Kim, K.-J. Paik, J.-H. Lee, S.-S. Song, M. Atlar, and Y. K. Demirel, “A study on the efficient numerical analysis for the prediction of full-scale propeller performance using CFD,” Ocean Engineering, vol. 240, p. 109931, Nov. 2021. doi:10.1016/j.oceaneng.2021.109931.
• [28] T. Yamada, Y. Umetani, and Y. Shigemi, “Data-driven modeling and vibration suppression for rotating shaft systems using deep neural networks,” in Proc. 24th Int. Conf. on Intelligent User Interfaces (IUI ’19), ACM, 2019, doi: 10.1145/3290605.3300595.
• [29] Y. Liu, L. Wang, K. Gu, and M. Li, “Artificial Neural Network (ANN)–Bayesian Probability Framework (BPF) based method of dynamic force reconstruction under multi-source uncertainties,” Knowledge-Based Systems, vol. 237, p. 107796, Feb. 2022, doi: 10.1016/j.knosys.2021.107796.