To niesamowite, że ogromne statki wycieczkowe nie toną natychmiast na dnie oceanu. Jak te gigantyczne statki mogą utrzymać się na powierzchni, mając na pokładzie wszystko, od lodowisk i basenów po boiska do koszykówki, spa, mini centra handlowe i kina? Robią to poprzez połączenie pływalności, wyporności wody, materiałów i konstrukcji.
Jak statki wycieczkowe utrzymują się na powierzchni
Statki są zaprojektowane tak, aby wypierać ilość wody równą ich własnej masie. Jednocześnie ciśnienie oceanu napiera na kadłub statku i przeciwdziała działającej w dół sile masy statku. Siła skierowana w dół statku w połączeniu z siłą oceanu skierowaną w górę wspólnie utrzymują statek na powierzchni, czyli „pływający”.
Ta podstawowa idea jest często nazywana Prawem Archimedesa. Zgodnie z tą zasadą przedmiot pływa, gdy ciężar wypartej wody jest równy ciężarowi przedmiotu. Otaczający płyn odpycha się z siłą równą wypartej ilości; gdy oba są równe, obiekt unosi się w powietrzu.
Oto inny sposób spojrzenia na to. Kiedy statek wycieczkowy znajduje się w wodzie, robi sobie miejsce, wypychając wodę na zewnątrz i w dół. Woda reaguje, wypychając się do góry i do środka, próbując odzyskać przestrzeń zajmowaną przez statek wycieczkowy. Równowaga tych przeciwstawnych sił sprawia, że statek unosi się na wodzie.
Dodatkowe czynniki zwiększające pływalność
Oprócz wyporu i wyporności istnieje kilka innych czynników, które pomagają statkom wycieczkowym utrzymać się na powierzchni wody.
Materiały i konstrukcja
Aby osiągnąć pływalność, statek musi być wykonany z lekkich, wytrzymałych materiałów, które są gęstsze od wody, takich jak stal o dużej wytrzymałości. Ponadto te lekkie materiały muszą być zaprojektowane tak, aby umożliwić im przemieszczenie ciężaru w wodzie przed zanurzeniem. Większość tego projektu jest realizowana w kadłubie, który jest korpusem lub skorupą statku, który znajduje się poniżej głównego pokładu i wypycha wodę z drogi, umożliwiając statkowi pływanie.
Dzięki latom prób i błędów inżynierowie odkryli, że zaokrąglenie, szerokość i głębokość kadłuba pomaga rozłożyć ciężar statku na całej jego kadłubie. Duże kadłuby statków wycieczkowych mają kształt litery „U”. Taka konstrukcja umożliwia odpływ wody z łodzi, rozprasza opór, ułatwia płynną jazdę i pomaga utrzymać łódź na właściwym kursie.
Podwójne kadłuby i inne zabezpieczenia
Samo utrzymanie się na powierzchni i płynne pływanie nie wystarczy; Konstrukcja kadłuba statku wycieczkowego musi także chronić znajdujących się w nim ludzi przed przeszkodami, takimi jak góry lodowe, rafy i mierzeje piasku, które mogłyby rozerwać zewnętrzne warstwy statku. Aby zapobiec poważnej katastrofie, stoczniowcy zazwyczaj używają stali o dużej wytrzymałości i jako dodatkowy środek ostrożności budują swoje statki z podwójnymi kadłubami (co oznacza, że jeden kadłub znajduje się w drugim).
Statki wycieczkowe mają także grodzie, które pomagają im utrzymać się na powierzchni w przypadku poważnych uszkodzeń. Te wodoszczelne przegrody są instalowane w całym wnętrzu statku i można je zamknąć, aby odizolować wodę przedostającą się przez uszkodzony kadłub. Ograniczenie dopływu wody może ostatecznie zapobiec zalaniu i zatonięciu statku.
Jak statki wycieczkowe utrzymują pozycję pionową
Od 2016 r. największy statek wycieczkowy na świecie ma około 210 stóp wysokości, a nawet przeciętne statki wycieczkowe nadal mają imponującą wysokość. Co więc powstrzymuje je przed przewróceniem się do wody? Odpowiedź kryje się ponownie w konstrukcji kadłuba. Po pierwsze, musisz zrozumieć różnicę pomiędzy środkiem ciężkości statku a jego środkiem wyporu.
Przesunięcie środka wyporu jest kluczowe
Według Engineering Toolbox nie można zmienić środka ciężkości statku (centralnego punktu skupienia nacisku grawitacyjnego w dół). Z tego powodu kadłub statku wycieczkowego w kształcie litery U jest zaprojektowany tak, aby jego środek wyporu (centralny punkt nacisku wody na kadłub) naturalnie przesuwał się, gdy statek przechyla się z jednej strony na drugą. Ta zmiana środka wyporu pomaga wypchnąć statek z powrotem do pozycji pionowej.
Utrzymywanie linii środkowej
Kiedy statek jest pchany do pozycji pionowej, siła tego pchnięcia może w naturalny sposób przechylić go nieco poza linię środkową i spowodować przechylenie na drugą stronę. Nazywa się to kołysaniem i to właśnie powoduje u pasażerów chorobę morską. Aby rozwiązać ten problem, statki wycieczkowe wyposaża się w szereg elementów ograniczających przechylenie statku, w tym w płetwy stabilizujące pod wodą oraz w aktywne systemy balastowe lub zapobiegające przechylaniu, które szybko pompują wodę morską ze zbiorników znajdujących się poniżej linii wody po jednej stronie burty. wysłać na drugą stronę. To koryguje wszelkie przechylenia na boki lub „przechylenie”, jakie może rozwinąć się statek.
Te funkcje stabilizujące są tak skuteczne, że pasażerowie rejsów wycieczkowych rzadko czują jakikolwiek ruch na boki, a prawie niespotykane jest, aby statki wycieczkowe przewracały się, mimo że są tak wysokie.
Płynna żegluga
Obserwowanie ogromnego liniowca oceanicznego sunącego po otwartym morzu może być ekscytujące. Chociaż ruch statku może wydawać się łatwy, z pewnością wiele dzieje się pod powierzchnią oceanu, utrzymując statek w pozycji pionowej i na powierzchni. Pomyśl o tym następnym razem, gdy wyruszysz w rejs.
