Почему корабли не тонут? Элементарная физика!

Для того чтобы суда путешествовали через открытое море, они должны выдерживать огромную нагрузку: вес корабля вместе с экипажем, багажом, принадлежностями и пассажирами. Секрет того, почему корабли не тонут, заключается в том, что они делают это с небольшой помощью принципов плотности и плавучести.

Интересно, что круизные суда могут весить от 65 до 70 тысяч тонн. Они вытесняют эквивалентное количество воды, когда надавливают на океан, который тем временем подталкивает и удерживает корабль на плаву. Вот почему корабли не тонут.

Именно по этой причине инженеры, говоря о тяжести корабля, упоминают перемещение, а не вес. Чтобы не утонуть, круизный корабль должен вытеснить свой вес в воде до того, как он погрузится в воду. С технической точки зрения сконструировать такой круизный корабль, который будет менее плотным, чем вода под ним, сложнее.

Понять, почему железные корабли не тонут, проще на следующем примере: нужно представить себе разницу между сбросом шара для боулинга в воду и попыткой погрузить в воду надувной мяч. Боулинг-шар не может вытеснить достаточное количество воды, прежде чем он погрузится, поэтому он опускается. Пляжный мяч делает противоположное и остается на плаву.

Элементарная физика: почему корабль не тонет

Инженеры помогают кораблям достичь плавучести, выбирая легкие, прочные материалы и рассеивая вес корабля по всему корпусу. Корпус корабля под основной палубой, как правило, очень широкий и имеет глубокую базовую линию, или же так называемую нижнюю часть. Такие большие суда, как грузовые, морские, транспортные и круизные, обычно используют вытеснительные корпуса или корпуса, которые отводят воду в сторону, чтобы оставаться на плаву. В этом и заключается весь ответ на вопрос, почему металлические корабли не тонут.

Форма корпуса — залог успеха

Корпус перемещения с круглым дном выглядит как большой прямоугольник с закругленными краями для рассеивания сопротивления или силы, действующей против движущегося объекта. Закругленные края минимизируют силу воды против корпуса, позволяя крупным тяжелым кораблям двигаться плавно.

Если бы вы каким-то образом вытащили круизный корабль из воды и посмотрели на него в нескольких сотнях метров, корпус выглядел бы как огромная прописная буква «U» в зависимости от размера киля. Киль бежит от носа к корме и действует как костяк корабля.

О недостатках распространенной формы корпуса

Как и все, что происходит в нашей жизни, корпусы с круглым дном имеют свои преимущества и недостатки. В отличие от лодки с V-образным корпусом, которая поднимает из воды волны, круглое дно позволяет судну двигаться по воде плавно, делая такие средства передвижения чрезвычайно стабильными и мореходными. Пассажиры на этих кораблях редко ощущают какое-либо раскачивание или движение «вбок».

Лодки с круглыми корпусами движутся плавно, но сопротивление воды делает их чрезвычайно медленными. Они могут плыть быстро только в случае, если к ним будет добавлен двигатель большой мощности. Тем не менее потребность в стабильности и плавности хода превосходит общую скорость, что делает корпус с круглым дном подходящим для круизных судов.

Корпус-защитник

Стоит отметить, что корпус судна — не только ответ на вопрос, почему корабли не тонут: корпус, помимо всего прочего, выполняет стабилизирующую и защитную функции. Рифы, песчаные отмели и айсберги могут разрывать стекловолокно, композитные материалы и даже сталь. Чтобы предотвратить катастрофические повреждения, судостроители обычно строят круизные суда с использованием сверхпрочной стали и вставляют двойные корпусы в качестве дополнительной меры предосторожности. Конструкция с двойным корпусом представляет собой корпус внутри корпуса, например шину с внутренней трубкой.

К сожалению, несчастных случаев не избежать. Чтобы предотвратить крушение кораблей, в случае если что-то проникло в первые две линии обороны, по всей внутренней части корпуса устанавливаются вертикальные водонепроницаемые разделители, известные как переборки. Эти разделители удерживают поврежденные корабли на плаву, останавливая входящую воду в специальных отсеках, тем самым предотвращая затопление всего судна. Таким образом, весь секрет того, почему корабль не тонет даже при повреждениях, заключается в разработке инженерами правильного корпуса судна.