Lai kuģi varētu ceļot atklātā jūrā, tiem ir jāiztur milzīga krava: kuģa svars kopā ar apkalpi, bagāžu, piederumiem un pasažieriem. Noslēpums, kāpēc kuģi nenogrimst, ir tas, ka tie to dara, nedaudz izmantojot blīvuma un peldspējas principus.
Interesanti, ka kruīza kuģi var svērt no 65 000 līdz 70 000 tonnu. Nospiežot okeānu, tie izspiež līdzvērtīgu ūdens daudzumu, kas tikmēr spiež un notur kuģi virs ūdens. Tāpēc kuģi negrimst.
Tas ir iemesls, kāpēc inženieri, runājot par kuģa svaru, min ūdensizspaidu, nevis svaru. Lai izvairītos no nogrimšanas, kruīza kuģim ir jāpārvieto savs svars ūdenī, pirms tas nogrimst ūdenī. No tehniskā viedokļa ir grūtāk izveidot kruīza kuģi, kas ir mazāk blīvs nekā ūdens apakšā.
Izprast, kāpēc dzelzs kuģi negrimst, ir vieglāk, izmantojot šādu piemēru: jums jāiedomājas atšķirība starp boulinga bumbiņas nomešanu ūdenī un mēģinājumu iegremdēt pludmales bumbu. boulinga bumbu nevarizspiest pietiekami daudz ūdens, pirms tas iegremdējas, lai tas nogrimtu. Pludmales bumba rīkojas pretēji un paliek virs ūdens.
Elementāra fizika: kāpēc kuģis negrimst
Inženieri palīdz kuģiem sasniegt peldspēju, izvēloties vieglus, izturīgus materiālus un izkliedējot kuģa svaru visā korpusā. Kuģa korpuss zem galvenā klāja parasti ir ļoti plats un tam ir dziļa bāzes līnija jeb tā sauktais dibens. Lieli kuģi, piemēram, kravas, jūras, transporta un kruīza kuģi, parasti izmanto pārvietošanās korpusus vai korpusus, kas novirza ūdeni uz sāniem, lai paliktu virs ūdens. Šī ir visa atbilde uz jautājumu, kāpēc metāla kuģi negrimst.
Kopa forma ir panākumu atslēga
Apaļas apakšas kustības korpuss izskatās kā liels taisnstūris ar noapaļotām malām, lai izkliedētu pretestību vai spēku, kas iedarbojas pret kustīgu objektu. Noapaļotās malas samazina ūdens spēku pret korpusu, ļaujot lieliem smagiem kuģiem netraucēti pārvietoties.
Ja jūs kaut kādā veidā izvilktu kruīza kuģi no ūdens un paskatītos uz to dažus simtus metru tālāk, korpuss izskatītos kā milzīgs burts "U" atkarībā no ķīļa izmēra. Ķīlis stiepjas no priekšgala līdz pakaļgalam un darbojas kā kuģa mugurkauls.
Par kopējās ķermeņa formas trūkumiem
Tāpat kā visam, kas notiek mūsu dzīvē, arī apaļajām lietām ir savas priekšrocības un trūkumi. Atšķirībā no laivas ar V-korpusu, kaspaceļ viļņus no ūdens, apaļais dibens ļauj kuģim vienmērīgi pārvietoties pa ūdeni, padarot šādus transportlīdzekļus ārkārtīgi stabilus un kuģojošus. Šo kuģu pasažieri reti piedzīvo šūpošanos vai kustību uz sāniem.
Laivas ar apaļu korpusu pārvietojas vienmērīgi, taču ūdensizturība padara tās ārkārtīgi lēnas. Viņi var peldēt ātri tikai tad, ja tiem ir pievienots lieljaudas dzinējs. Tomēr nepieciešamība pēc stabilitātes un gluduma ir lielāka par kopējo ātrumu, tāpēc apaļas dibena korpusi ir piemēroti kruīza kuģiem.
Aizsargu korpuss
Ir vērts atzīmēt, ka kuģa korpuss ir ne tikai atbilde uz jautājumu, kāpēc kuģi negrimst: korpuss, cita starpā, veic stabilizējošu un aizsargājošu funkciju. Rifi, smilšu stieņi un aisbergi var saplēst stikla šķiedru, kompozītmateriālus un pat tēraudu. Lai novērstu katastrofālus bojājumus, kuģu būvētāji parasti būvē kruīza kuģus, izmantojot lieljaudas tēraudu, un kā papildu piesardzību ievieto dubultkorpusus. Dubultā apvalka dizains ir apvalks korpusa iekšpusē, piemēram, riepa ar kameru.
Diemžēl no negadījumiem nevar izvairīties. Lai novērstu kuģu avāriju, ja kaut kas iekļūst pirmajās divās aizsardzības līnijās, visā korpusa iekšpusē ir uzstādīti vertikāli ūdensnecaurlaidīgi sadalītāji, kas pazīstami kā starpsienas. Šie separatori notur bojātos kuģus virs ūdens, apturot ienākošo ūdeni īpašos nodalījumos, tādējādi novēršot visa kuģa nogrimšanu. Tādējādi viss noslēpums, kāpēc kuģis nenogrimst pat tad, ja tas ir bojāts, slēpjas inženieru izstrādātajā labā korpusa konstrukcijā.
