Sedan varvsindustrin började har människor gjort stora ansträngningar och försökt skapa fartyg som inte sjunker. Men utvecklingen av vetenskap och kunskap om fysiklagarna gjorde det möjligt att bygga både stål och till och med armerad betongfartyg.
Armerade betongfartyg byggdes i Nordamerika under första hälften av 1900-talet, då det under de två världskrigen var brist på stål.
Fysikens lagar hjälper fartyget att inte sjunka
Kärlets flytkraft bestäms av lagen från Archimedes: vätskan skjuter kroppen med en kraft som är lika med vätskans vikt i volymen av kroppsdelen nedsänkt i den. Det viktigaste tricket här är volym - ju större fartygets volym, desto tjockare kan dess metallsidor göras och desto mer extra last kan den ta ombord, medan den förblir flytande. Detta beror på att fartygets huvudsakliga inre volym är fylld med luft, som är 825 gånger lättare än vatten. Det är luft som gör fartyget flytande.
Med samma princip kan ubåtar nedsänkas och stiga upp - vid fördjupning är ballastbehållarna fyllda med vatten, båten förlorar flytkraft och sjunker. Vid uppstigning - de tillförs luft under tryck och förskjuter vatten. Enligt samma princip flyter ett metallbassäng i badet - inuti är det luft, som upptar de flesta av hela bassängen. Om den inre volymen av bassängen är fylld med stenar eller metall, kommer den att drunkna, eftersom vikten blir för stor.
Tekniska lösningar - fartygsstabilitet
På fartygets flytkraft, dess förmåga att motstå krafter från vind och vågor, principen om hävstångseffekt. Om bassängen, som simmar lugnt i badkaret, släpps ut i en flod, drar den snart upp vatten och drunker, eftersom den lutas av vinden och vågorna sveper över den.
Något liknande kan hända med ett fartyg också om det har liten stabilitet. Det har förekommit fall i historien då hundratals passagerare samlade på ena sidan fick fartyget att häl och översvämmas. Många fartyg dog under stormar på grund av det faktum att de vändes av vind och vågor.
Ett fartygs stabilitet är dess förmåga att upprätthålla en stabil position i vattnet. Det beror på platsen där fartygets tyngdpunkt ligger. Ju närmare ytan det är, desto lättare är det att vända fartyget och desto mindre stabilitet.
Därför har moderna fartyg de tyngsta enheterna - framdrivningsmotorer, generatorer, tankar med vatten och bränslereserver som ligger i nedre delen. Lastfästen finns också där. Sjömän vet att på ett fullastat fartyg känns tonhöjden mycket mindre än på en tom.
För att kompensera tyngdpunkten så lågt som möjligt, väger designarna specifikt kölen med blykuddar. På sportbanor är den viktade kölen vanligtvis fäst separat under fartyget på balkarna och kallas fjärrkontroll.
Sidans form påverkar också starkt stabiliteten - de minsta är kärl med en halvcirkelformig botten, den största är sporttrimarans, som har två utombordare-skrovstöd på sidorna.Förekomsten av ytterligare stöd i den övre delen av sidan hjälper till att upprätthålla stabilitet och förhindrar att fartyget lutar. Detta var känt ur antiken och fästs längs den övre delen av sidan av båtens buntar med torra vasser. Och moderna turister för detta ändamål använder uppblåsbara ballonger, binder dem på sidorna av kajaker.
Obligatoriska regler för sjömannen
För att undvika att flytta tyngdpunkten används datorprogram för att beräkna var och hur mycket last som kan placeras för att bevara fartygets sjövärdighet vid lastning av moderna fartyg. Ansvarig för korrekt placering av lasten är den högste assistentkaptenen. Han beordrar lastningen och enligt beräkningar placeras de tyngsta lasterna i hållarna och de lättare är på däcket. Lasten på fartyget är säkert "hittad", det vill säga den är bunden. Detta är nödvändigt så att det under en storm inte rullar över hållen och inte förändrar fartygets tyngdpunkt.
Fartygets hela skrov är uppdelat i lufttäta fack. I normalt skick är partitionerna mellan facken öppna. När fartyget får ett hål blockeras facket där det är beläget av hermetiska partitioner så att vatten inte kan fylla hela skrovet.
Det är farligt under en storm att distribuera fartyget "lag till vågen", det vill säga i sidled. Det är för troligt att en stark våg vänder fartyget. Vågen i aktern är också farlig. Därför börjar ofta havsfartyg under kraftiga stormar flytta näsorna mot vågorna och lämna den avsedda kursen - detta är det säkraste sättet för fartyget att överleva vädret. Och först efter stormens slut återvänder de till önskad kurs.
Fartygets flytkraft och stabilitet är dess viktigaste egenskaper som säkerställer säkerhet. Därför är reglerna som hjälper till att bevara dem obligatoriska. Och designlösningar som bidrar till deras förbättring är alltid välkomna.