Dit is verbasend dat massiewe vaartuie nie dadelik na die see se vloer sink nie. Met alles van ysskaatsbane en swembaddens tot basketbalbane, spa's, mini-winkelsentrums en fliekteaters aan boord, hoe bly hierdie reusagtige vaartuie dryf? Hulle doen dit deur 'n kombinasie van dryfvermoë, waterverplasing, materiale en ontwerp.
Hoe cruiseskepe kop bo water bly
Skepe is ontwerp om 'n hoeveelheid water gelykstaande aan hul eie massa te verplaas. Terselfdertyd druk die druk van die see op teen die skip se romp en teëwerk die afwaartse krag van die vaartuig se massa. Die afwaartse krag van die skip gekombineer met die opwaartse krag van die see werk saam om die skip aan die gang te hou of "dryfkrag."
Daar word dikwels na hierdie basiese idee verwys as Archimedes se beginsel. Volgens hierdie beginsel dryf 'n item wanneer die gewig van die verplaasde water gelyk is aan die gewig van die voorwerp. Die omringende vloeistof druk terug met 'n krag gelykstaande aan dié van die hoeveelheid verplaas; wanneer die twee gelyk is, dryf die voorwerp.
Hier is nog 'n manier om daarna te kyk. Wanneer 'n vaartuig in die water sit, maak dit plek vir homself deur water uit en af te verplaas. Die water reageer deur op en in te druk terwyl dit probeer om die spasie wat die vaartuig beslaan terug te neem. Die balans van hierdie opponerende krag is wat die skip laat dryf.
Bykomende faktore wat dryfkrag ondersteun
Benewens dryfvermoë en verplasing, is daar verskeie ander faktore wat cruiseskepe help om op die water se oppervlak te bly.
Materiale en Ontwerp
Om dryfvermoë te verkry, moet 'n skip gemaak word van liggewig, stewige materiale wat digter as water is, soos ekstrasterkte staal. Daarbenewens moet daardie liggewig materiale gebruik word in 'n ontwerp wat hulle in staat stel om hul gewig in water te verplaas voordat hulle onderdompel word. Die meeste van daardie ontwerp is geïmplementeer in die romp wat die liggaam of dop van die skip is wat onder die hoofdek sit en die water uit die pad stoot en die vaartuig laat dryf.
Deur jare se beproewing en fout, het ingenieurs gevind dat die maak van die romp gerond, wyd en diep help om die gewig van die skip oor die liggaam van die skip te versprei. Groot vaartuig rompe is gevorm soos die letter "U." Hierdie ontwerp laat water toe om weg te vloei van die vaartuig af, verdryf sleep, vergemaklik 'n gladde rit, en help om die vaartuig op koers te hou.
Dubbelrompe en ander veiligheidskenmerke
Om net kop bo water te hou en glad te vaar is nie genoeg nie; 'n vaartuig se rompontwerp moet ook die mense binne beskerm teen hindernisse soos ysberge, riwwe en sandbars wat die skip se buitenste lae uitmekaar kan ruk. Om 'n groot ramp te voorkom, gebruik skeepsbouers tipies ekstrasterkte staal en bou hul skepe met dubbelrompe (wat een romp binne die ander beteken) as 'n ekstra voorsorgmaatreël.
Kruisvaartskepe het ook skotte wat hulle kan help om kop bo water te hou in geval van groot skade. Hierdie waterdigte verdelers word regdeur die binnekant van 'n skip geïnstalleer en kan toegemaak word om water wat deur 'n beskadigde romp instroom, te seël. Deur die waterinvloei te beperk, kan dit uiteindelik verhoed dat die skip oorstroom en sink.
Hoe cruiseskepe regop bly
Vanaf 2016 meet die grootste vaartuig in die wêreld ongeveer 210 voet hoog, en selfs die gemiddelde vaartuig het steeds 'n indrukwekkende hoogte. So wat keer dat hulle nie in die water kantel nie? Die antwoord is weer in die rompontwerp. Eerstens moet jy die verskil tussen die skip se swaartepunt en sy dryfmiddelpunt verstaan.
Shifting Centre of Buoyancy Is Key
Volgens Engineering Toolbox kan 'n skip se swaartepunt (die sentrale fokuspunt vir swaartekrag se afwaartse druk) nie verander word nie. Om hierdie rede is 'n vaartuig se U-vormige romp so ontwerp dat sy middelpunt van dryfkrag (die sentrale fokus vir die water se opwaartse druk teen die romp) natuurlik verskuif soos die skip van die een kant na die ander kantel. Hierdie verandering in die middel van dryfkrag help om die skip terug te druk na 'n regop posisie.
Behou 'n middellyn
Wanneer die skip regop gedruk word, kan die krag van daardie stoot dit natuurlik 'n bietjie verby die middellyn swaai en dit na die ander kant laat kantel. Dit word rol genoem, en dit is wat geneig is om passasiers seesiek te maak. Om hierdie probleem aan te spreek, is vaartuie toegerus met 'n aantal kenmerke wat die skip se rol beperk, insluitend stabiliserende vinne onder die water en aktiewe ballas- of anti-hakstelsels wat vinnig seewater pomp vanaf onderwaterlyn houtenks aan die een kant van die skip na die ander kant. Dit korrigeer enige sywaartse leun of "lys" wat die skip mag ontwikkel.
Hierdie stabiliserende kenmerke is so doeltreffend dat dit selde is dat passasiers enige kant-tot-kant beweging voel, en dit is amper ongehoord dat vaartuie omdraai al is hulle so lank.
Smooth Sailing
Dit kan nogal opwindend wees om te kyk hoe 'n massiewe seeskip langs die oop see gly. Alhoewel die skip se beweging moeiteloos kan lyk, is daar beslis baie aan die gang onder die see se oppervlak wat die vaartuig regop en dryf hou. Dink daaraan die volgende keer as jy 'n vaart neem.
