منذ بداية بناء السفن ، بذل الناس الكثير من الجهود في محاولة لإنشاء السفن التي لا تغرق. لكن تطور العلم ومعرفة قوانين الفيزياء جعل من الممكن بناء الصلب وحتى السفن الخرسانية المسلحة.
تم بناء السفن الخرسانية المسلحة في أمريكا الشمالية في النصف الأول من القرن العشرين ، عندما كان هناك نقص في الفولاذ خلال الحربين العالميتين.
قوانين الفيزياء تساعد السفينة على عدم الغرق
يتم تحديد طفو السفينة بواسطة قانون أرخميدس: يدفع السائل الجسم بقوة مساوية لوزن السائل في حجم جزء الجسم المغمور فيه. الحيلة الرئيسية هنا هي الحجم - كلما كان حجم السفينة أكبر ، كلما كانت جوانبها المعدنية أكثر سمكًا وكلما زادت الحمولة الإضافية التي يمكن أن تحملها على متنها ، بينما بقيت طافية. وذلك لأن الحجم الداخلي الرئيسي للسفينة مليء بالهواء ، وهو أخف بـ 825 مرة من الماء. إنه الهواء الذي يجعل السفينة مزدهرة.
وفقًا للمبدأ نفسه ، يمكن غمر الغواصات وصعودها - عندما يتم غمرها ، تمتلئ خزانات الصابورة بالماء ، ويفقد القارب الطفو والأحواض. عند الصعود - يتم تزويدهم بالهواء تحت الضغط ، مما يؤدي إلى إزاحة الماء. وفقًا للمبدأ نفسه ، يطفو حوض معدني في الحمام - يوجد بداخله هواء يشغل معظم الحوض بأكمله. إذا كان الحجم الداخلي للحوض مملوءًا بالحجارة أو المعدن ، فسوف يغرق ، لأن وزنه سيصبح كبيرًا جدًا.
الحلول الهندسية - استقرار السفن
على طفو السفينة ، قدرتها على مقاومة قوى الرياح والأمواج ، مبدأ النفوذ. إذا تم إطلاق الحوض ، الذي يسبح بهدوء في حوض الاستحمام ، في النهر ، فسوف يسحب الماء قريبًا وسيغرق ، لأنه سوف يميل بالرياح وتغرقه الأمواج.
يمكن أن يحدث شيء مشابه للسفينة أيضًا ، إذا كان لديها القليل من الاستقرار. كانت هناك حالات في التاريخ عندما تجمع المئات من الركاب في جانب واحد تسببت في كعب السفينة والفيضانات. توفي العديد من السفن خلال العواصف بسبب حقيقة أنها انقلبت بفعل الرياح والأمواج.
استقرار السفينة هو قدرتها على الحفاظ على وضع مستقر في الماء. يعتمد ذلك على المكان الذي يوجد فيه مركز ثقل الوعاء. كلما كان أقرب إلى السطح ، كلما كان من الأسهل قلب السفينة وتقليل الاستقرار.
هذا هو السبب في أن السفن الحديثة لديها أثقل الوحدات - محركات الدفع والمولدات والخزانات مع احتياطيات المياه والوقود الموجودة في الجزء السفلي. توجد أيضا مخازن البضائع هناك. يعلم البحارة أنه على متن سفينة ممتلئة بالكامل ، فإن الرمية تشعر أنها أقل بكثير من السفينة الفارغة.
لتعويض مركز الجاذبية عند أدنى مستوى ممكن ، يقوم المصممون على وجه التحديد بوزن العارضة باستخدام منصات الرصاص. في الملاعب الرياضية ، يتم إرفاق عارضة المرجحة بشكل منفصل تحت السفينة على الحزم وتسمى عن بعد.
يؤثر شكل الجانب أيضًا بشكل كبير على الاستقرار - فالأوعية ذات القاع النصف دائري تحتوي على أصغر ، و trimarans الرياضية مع بدن خارجي على كل جانب لديها أكبر.في الواقع ، يساعد وجود دعامات إضافية في الجزء العلوي من الجانب على الحفاظ على الاستقرار ، ويمنع الوعاء من الإمالة. كان هذا معروفًا في العصور القديمة وتم إرفاقه على طول الجزء العلوي من جانب حزم القصب من القصب الجاف. ويستخدم السياح الحديثون لهذا الغرض بالونات قابلة للنفخ ، وربطها على جانبي قوارب الكاياك.
القواعد الإلزامية للبحارة
لتجنب تغيير مركز الجاذبية ، عند تحميل السفن الحديثة ، يتم استخدام برامج الكمبيوتر للمساعدة في حساب مكان وكمية البضائع التي يمكن وضعها للحفاظ على صلاحية السفينة للإبحار. المسؤول عن الوضع الصحيح للبضائع هو النقيب المساعد. وهو يدير التحميل ، ووفقًا للحسابات ، يتم وضع أثقل الأحمال في الحواجز ، وأخف وزناً - على سطح السفينة. من المؤكد أن "البضائع" الموجودة على السفينة "موجودة" ، أي أنها مقيدة. يعد ذلك ضروريًا بحيث لا يتدحرج فوق العاصفة أثناء العاصفة ولا يغير مركز ثقل الوعاء.
ينقسم هيكل السفينة بالكامل إلى حجيرات محكمة الإغلاق. في حالة طبيعية ، تكون الأقسام بين الحجيرات مفتوحة. عندما تتلقى السفينة حفرة ، يتم حظر المقصورة التي تقع فيها بأقسام محكم بحيث لا يمكن للماء ملء البدن بأكمله.
من الخطورة خلال العاصفة نشر السفينة "متخلفة إلى الموجة" ، أي على الجانبين. من المرجح أن موجة قوية ستقلب السفينة. إن الموجة في المؤخرة خطيرة أيضًا. لذلك ، غالبًا ما تبدأ سفن المحيطات خلال العواصف القوية في تحريك أنوفها ضد الأمواج ، تاركة المسار المقصود - هذه هي الطريقة الأكثر أمانًا للسفينة من أجل البقاء على قيد الحياة في الطقس. وفقط بعد نهاية العاصفة يعودون إلى المسار المطلوب.
طفو واستقرار السفينة هي صفاتها الرئيسية التي تضمن السلامة. لذلك ، فإن القواعد التي تساعد على الحفاظ عليها إلزامية. كما أن الحلول التصميمية التي تساهم في تحسينها مرحب بها دائمًا.
