Είναι εκπληκτικό ότι τεράστια κρουαζιερόπλοια δεν βυθίζονται αμέσως στον πυθμένα του ωκεανού. Με τα πάντα, από παγοδρόμια και πισίνες μέχρι γήπεδα μπάσκετ, σπα, μίνι εμπορικά κέντρα και κινηματογραφικές αίθουσες επί του σκάφους, πώς αυτά τα γιγάντια σκάφη παραμένουν στην επιφάνεια; Το κάνουν μέσω ενός συνδυασμού άνωσης, μετατόπισης νερού, υλικών και σχεδίασης.
Πώς τα κρουαζιερόπλοια παραμένουν στη ζωή
Τα πλοία έχουν σχεδιαστεί για να εκτοπίζουν ποσότητα νερού που ισοδυναμεί με τη δική τους μάζα. Ταυτόχρονα, η πίεση του ωκεανού ωθεί προς τα πάνω στο κύτος του πλοίου και αντισταθμίζει την καθοδική δύναμη της μάζας του σκάφους. Η καθοδική δύναμη του πλοίου σε συνδυασμό με την ανοδική δύναμη του ωκεανού συνεργάζονται για να κρατήσουν το πλοίο στην επιφάνεια ή «πλεύση».
Αυτή η βασική ιδέα αναφέρεται συχνά ως Αρχή του Αρχιμήδη. Σύμφωνα με αυτή την αρχή, ένα αντικείμενο επιπλέει όταν το βάρος του νερού που μετατοπίζεται είναι ίσο με το βάρος του αντικειμένου. Το περιβάλλον υγρό σπρώχνει προς τα πίσω με δύναμη ίση με αυτή της ποσότητας που μετατοπίζεται. όταν τα δύο είναι ίσα, το αντικείμενο επιπλέει.
Εδώ είναι ένας άλλος τρόπος για να το δούμε. Όταν ένα κρουαζιερόπλοιο κάθεται στο νερό, κάνει χώρο για τον εαυτό του μετατοπίζοντας το νερό έξω και κάτω. Το νερό ανταποκρίνεται σπρώχνοντας προς τα πάνω και μέσα καθώς προσπαθεί να πάρει πίσω τον χώρο που καταλαμβάνει το κρουαζιερόπλοιο. Η ισορροπία αυτών των αντίπαλων δυνάμεων είναι αυτό που κάνει το πλοίο να επιπλέει.
Πρόσθετοι παράγοντες που υποστηρίζουν την άνωση
Εκτός από την άνωση και την μετατόπιση, υπάρχουν αρκετοί άλλοι παράγοντες που βοηθούν τα κρουαζιερόπλοια να παραμείνουν στην επιφάνεια του νερού.
Υλικά και Σχέδιο
Για να επιτευχθεί άνωση, ένα πλοίο πρέπει να είναι κατασκευασμένο από ελαφριά, στιβαρά υλικά που είναι πιο πυκνά από το νερό, όπως ατσάλι εξαιρετικής αντοχής. Επιπλέον, αυτά τα ελαφριά υλικά πρέπει να χρησιμοποιούνται σε ένα σχέδιο που τους επιτρέπει να μετατοπίζουν το βάρος τους στο νερό πριν βυθιστούν. Το μεγαλύτερο μέρος αυτού του σχεδιασμού εφαρμόζεται στο κύτος, το οποίο είναι το σώμα ή το κέλυφος του πλοίου που βρίσκεται κάτω από το κύριο κατάστρωμα και σπρώχνει το νερό από τη μέση και επιτρέπει στο σκάφος να επιπλέει.
Μέσα από χρόνια δοκιμής και λάθους, οι μηχανικοί ανακάλυψαν ότι το να κάνουν το κύτος στρογγυλεμένο, φαρδύ και βαθύ, βοηθά στη διασπορά του βάρους του πλοίου σε όλο το σώμα του πλοίου. Οι μεγάλες γάστρες των κρουαζιερόπλοιων έχουν το σχήμα του γράμματος "U." Αυτός ο σχεδιασμός επιτρέπει στο νερό να ρέει μακριά από το σκάφος, εξαλείφει την έλξη, διευκολύνει την ομαλή οδήγηση και βοηθά στη διατήρηση του σκάφους σε τροχιά.
Διπλή γάστρα και άλλα χαρακτηριστικά ασφαλείας
Δεν αρκεί απλώς να παραμένετε στην επιφάνεια και να ταξιδεύετε ομαλά. Ο σχεδιασμός της γάστρας ενός κρουαζιερόπλοιου πρέπει επίσης να προστατεύει τους ανθρώπους που βρίσκονται μέσα από εμπόδια όπως παγόβουνα, ύφαλοι και αμμουδιές που θα μπορούσαν να διαλύσουν τα εξωτερικά στρώματα του πλοίου. Για να αποφευχθεί μια μεγάλη καταστροφή, οι ναυπηγοί χρησιμοποιούν συνήθως χάλυβα εξαιρετικής αντοχής και κατασκευάζουν τα πλοία τους με διπλό κύτος (που σημαίνει το ένα κύτος μέσα στο άλλο) ως πρόσθετη προφύλαξη.
Τα κρουαζιερόπλοια διαθέτουν επίσης διαφράγματα που μπορούν να τα βοηθήσουν να παραμείνουν στη ζωή σε περίπτωση μεγάλης ζημιάς. Αυτά τα στεγανά διαχωριστικά είναι εγκατεστημένα σε όλο το εσωτερικό ενός πλοίου και μπορούν να κλείσουν για να σφραγίσουν το νερό που εισέρχεται ορμητικά μέσα από ένα κατεστραμμένο κύτος. Ο περιορισμός της εισροής νερού μπορεί τελικά να εμποδίσει το πλοίο να πλημμυρίσει και να βυθιστεί.
Πώς τα κρουαζιερόπλοια παραμένουν όρθια
Από το 2016, το μεγαλύτερο κρουαζιερόπλοιο στον κόσμο έχει ύψος περίπου 210 πόδια, και ακόμη και τα μέσα κρουαζιερόπλοια εξακολουθούν να έχουν εντυπωσιακό ύψος. Τι τους εμποδίζει λοιπόν να ανατραπούν στο νερό; Η απάντηση βρίσκεται, πάλι, στο σχέδιο της γάστρας. Πρώτα, πρέπει να κατανοήσετε τη διαφορά μεταξύ του κέντρου βάρους του πλοίου και του κέντρου άνωσής του.
Το κέντρο μετατόπισης της άνωσης είναι το κλειδί
Σύμφωνα με το Engineering Toolbox, το κέντρο βάρους ενός πλοίου (το κεντρικό σημείο εστίασης για την ώθηση της βαρύτητας προς τα κάτω) δεν μπορεί να αλλάξει. Για το λόγο αυτό, η γάστρα σε σχήμα U ενός κρουαζιερόπλοιου έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε το κέντρο της άνωσης (η κεντρική εστία για την ώθηση του νερού προς τα πάνω στο κύτος) να μετατοπίζεται φυσικά καθώς το πλοίο γέρνει από τη μια πλευρά στην άλλη. Αυτή η αλλαγή στο κέντρο της άνωσης βοηθά στην ώθηση του πλοίου πίσω σε όρθια θέση.
Διατήρηση κεντρικής γραμμής
Όταν το πλοίο πιέζεται σε όρθια θέση, η δύναμη αυτής της ώθησης μπορεί φυσικά να το ταλαντώσει λίγο πέρα από την κεντρική γραμμή και να το κάνει να γέρνει προς την άλλη πλευρά. Αυτό ονομάζεται κύλιση και είναι αυτό που τείνει να πελαγώνει τους επιβάτες. Για την αντιμετώπιση αυτού του προβλήματος, τα κρουαζιερόπλοια είναι εξοπλισμένα με μια σειρά χαρακτηριστικών που περιορίζουν την κύλιση του πλοίου, συμπεριλαμβανομένων πτερυγίων σταθεροποίησης κάτω από το νερό και ενεργού έρματος ή αντικραδασμικών συστημάτων που αντλούν γρήγορα θαλασσινό νερό από δεξαμενές συγκράτησης κάτω από τη θάλασσα στη μία πλευρά του πλοίο στην άλλη πλευρά. Αυτό διορθώνει κάθε πλάγια κλίση ή "λίστα" που μπορεί να αναπτύξει το πλοίο.
Αυτά τα χαρακτηριστικά σταθεροποίησης είναι τόσο αποτελεσματικά που είναι σπάνιο για τους επιβάτες κρουαζιέρας να αισθάνονται οποιαδήποτε κίνηση πλάι-πλάι και είναι σχεδόν ανήκουστο τα κρουαζιερόπλοια να αναποδογυρίζουν παρόλο που είναι τόσο ψηλά.
Ομαλή ιστιοπλοΐα
Το να παρακολουθείς ένα τεράστιο υπερωκεάνιο να γλιστράει στην ανοιχτή θάλασσα μπορεί να είναι αρκετά συναρπαστικό. Ενώ η κίνηση του πλοίου μπορεί να φαίνεται αβίαστη, σίγουρα συμβαίνουν πολλά κάτω από την επιφάνεια του ωκεανού, κρατώντας το σκάφος όρθιο και επιπλέει. Σκεφτείτε το την επόμενη φορά που θα κάνετε κρουαζιέρα.
