On hämmästyttävää, että massiiviset risteilyalukset eivät heti uppoa merenpohjaan. Kun laivalla on kaikkea luistinradoista ja uima- altaista koripallokentille, kylpylöihin, miniostoskeskuksiin ja elokuvateattereihin, miten nämä jättimäiset alukset pysyvät pinnalla? He tekevät sen kelluvuuden, veden syrjäytymisen, materiaalien ja suunnittelun yhdistelmällä.
Kuinka risteilyalukset pysyvät pinnalla
Alukset on suunniteltu syrjäyttämään omaa massaansa vastaava määrä vettä. Samalla v altameren paine työntyy ylöspäin laivan runkoa vasten ja vastustaa aluksen massan alaspäin suuntautuvaa voimaa. Aluksen alaspäin suuntautuva voima yhdistettynä v altameren ylöspäin suuntautuvaan voimaan toimivat yhdessä pitämään aluksen pinnalla tai "keljuvana".
Tätä perusideaa kutsutaan usein Arkhimedesin periaatteeksi. Tämän periaatteen mukaan esine kelluu, kun syrjäytyneen veden paino on yhtä suuri kuin esineen paino. Ympäröivä neste työntyy takaisin syrjäytyneen määrän voimalla; kun nämä kaksi ovat yhtä suuret, objekti kelluu.
Tässä on toinen tapa tarkastella sitä. Kun risteilyalus istuu vedessä, se tekee itselleen tilaa syrjäyttämällä vettä ulos ja alas. Vesi vastaa työntämällä ylös ja sisään yrittäessään ottaa takaisin risteilyaluksen käyttämää tilaa. Näiden vastakkaisten voimien tasapaino saa laivan kellumaan.
Muut kelluvuutta tukevat tekijät
Kelluvuuden ja uppouman lisäksi on useita muita tekijöitä, jotka auttavat risteilyaluksia pysymään veden pinnalla.
Materiaalit ja muotoilu
Kelluvuuden saavuttamiseksi laiva on valmistettava kevyistä, lujista materiaaleista, jotka ovat vettä tiheämpiä, kuten erikoislujasta teräksestä. Lisäksi näitä kevyitä materiaaleja on käytettävä suunnittelussa, jonka avulla ne voivat syrjäyttää painonsa vedessä ennen kuin ne uppoavat veden alle. Suurin osa tästä rakenteesta on toteutettu rungossa, joka on laivan runko tai kuori, joka istuu pääkannen alla ja työntää veden pois tieltä ja antaa aluksen kellua.
Vuosien yrityksen ja erehdyksen kautta insinöörit ovat havainneet, että rungon tekeminen pyöristetyksi, leveäksi ja syväksi auttaa hajottamaan aluksen painon laivan rungon poikki. Suuret risteilyalusten rungot ovat U-kirjaimen muotoisia. Tämä muotoilu mahdollistaa veden virtauksen pois aluksesta, vaimentaa vastusta, helpottaa sujuvaa ajoa ja auttaa pitämään aluksen raiteilla.
Kaksoisrunko ja muut turvaominaisuudet
Pelkä pinnalla pysyminen ja sujuva risteily ei riitä; risteilyaluksen rungon on myös suojeltava sisällä olevia ihmisiä esteitä, kuten jäävuoria, riuttoja ja hiekkapaloja vastaan, jotka voivat repiä aluksen ulkokerroksia. Suuren katastrofin estämiseksi laivanrakentajat käyttävät yleensä erikoislujaa terästä ja rakentavat laivansa kaksoisrungolla (eli runko toisen sisällä) ylimääräisenä varotoimenpiteenä.
Risteilyaluksissa on myös laipiot, jotka voivat auttaa niitä pysymään pinnalla suurien vaurioiden sattuessa. Nämä vesitiiviit jakajat asennetaan laivan sisäosaan, ja ne voidaan sulkea vaurioituneen rungon läpi tunkeutuvan veden sulkemiseksi. Veden sisäänvirtauksen rajoittaminen voi viime kädessä estää laivan tulvimisen ja uppoamisen.
Kuinka risteilyalukset pysyvät pystyssä
Vuodesta 2016 lähtien maailman suurin risteilyalus on noin 210 jalkaa korkea, ja jopa keskimääräisillä risteilyaluksilla on edelleen vaikuttava korkeus. Mikä sitten estää heitä kaatumasta veteen? Vastaus on jälleen rungon suunnittelussa. Ensin sinun on ymmärrettävä ero aluksen painopisteen ja sen kelluvuuden keskipisteen välillä.
Kelluvuuden vaihtaminen on avainasemassa
Engineering Toolboxin mukaan laivan painopistettä (keskipiste painovoiman alaspäin suuntautuvalle työntölle) ei voi muuttaa. Tästä syystä risteilyaluksen U-muotoinen runko on suunniteltu siten, että sen kelluvuuden keskipiste (keskipiste veden ylöspäin työntymiselle runkoa vasten) siirtyy luonnollisesti laivan kallistuessa sivulta toiselle. Tämä kelluvuuden keskikohdan muutos auttaa työntämään aluksen takaisin pystyasentoon.
Keskilinjan ylläpitäminen
Kun alus työnnetään pystyasentoon, työntövoima voi luonnollisesti heilauttaa sitä hieman keskilinjan ohi ja saada sen kallistumaan toiselle puolelle. Tätä kutsutaan rullaamiseksi, ja se saa matkustajat merisairaaksi. Tämän ongelman ratkaisemiseksi risteilyalukset on varustettu useilla ominaisuuksilla, jotka rajoittavat aluksen kallistumista, mukaan lukien vakauttavat evät veden alla ja aktiiviset painolasti- tai kallistuksenestojärjestelmät, jotka pumppaavat nopeasti merivettä vesiviivan alapuolella olevista säiliöistä laivan toisella puolella. laiva toiselle puolelle. Tämä korjaa aluksen mahdollisen sivusuuntaisen kallistuksen tai "kallistuksen".
Nämä vakauttavat ominaisuudet ovat niin tehokkaita, että risteilymatkustajat tuntevat harvoin sivuttain liikettä, ja on lähes ennenkuulumatonta, että risteilyalukset kääntyvät ympäri, vaikka ne ovat niin korkeita.
Smooth Sailing
Massiivisen v altamerilaivan liukuminen avomerellä voi olla varsin jännittävää. Vaikka aluksen liike saattaa näyttää vaivattom alta, meren pinnan alla tapahtuu varmasti paljon, mikä pitää aluksen pystyssä ja pinnalla. Ajattele sitä seuraavan kerran kun lähdet risteilylle.
