造船が始まって以来、人々は沈没しない船を作ろうと努力してきました。しかし、科学の発展と物理法則の知識により、鋼船と鉄筋コンクリート船の両方を建造することが可能になりました。
鉄筋コンクリート船は、20世紀の前半に北アメリカで建造され、2つの世界大戦中に鋼が不足しました。
物理法則は船が沈まないようにするのに役立ちます
容器の浮力はアルキメデスの法則によって決定されます。液体は、その中に浸された体の部分の体積にある液体の重量に等しい力で体を押します。ここでの主なトリックは、ボリュームです。船のボリュームが大きいほど、金属の側面を厚くすることができ、浮いたままの積載量を増やすことができます。これは、船の主な内部容積が空気で満たされているためです。これは、水より825倍軽量です。船を浮かせるのは空気です。
同じ原理で、潜水艦は水没および上昇することができます-水没すると、バラストタンクは水で満たされ、ボートは浮力を失って沈みます。上昇時-それらは圧力下で空気を供給され、水と置き換わります。同じ原理によれば、金属製の洗面器が浴槽に浮かんでいます-その中には、洗面器全体のほとんどを占める空気があります。盆地の内部が石や金属で満たされていると、重さが大きくなりすぎて溺れてしまいます。
エンジニアリングソリューション-船の安定性
船の浮力について、風と波の力に抵抗するその能力、てこの原理。お風呂で静かに泳ぐ盆地が川に流れ込むと、風に傾いて波にさらされてしまうため、すぐに水を汲み上げて溺れてしまいます。
船に安定性がほとんどない場合、船にも同様のことが起こります。歴史的には、片側に数百人の乗客が集まり、船がかかとを押し上げて洪水になったという事例があります。多くの船は、風と波にひっくり返されたため、嵐の最中に亡くなりました。
船の安定性は、水中で安定した位置を維持する能力です。それは容器の重心がある場所に依存します。水面に近いほど、船をひっくり返しやすくなり、安定性が低下します。
これが、現代の船が最も重いユニットを持っている理由です-推進エンジン、発電機、水と燃料の貯蔵が下部にあるタンク。貨物倉もそこにあります。船員は、満載の船ではピッチングが空の船よりもはるかに少ないと感じています。
重心をできるだけ低くオフセットするために、設計者はキールにリードパッドを使用して重みを付けます。スポーツコートでは、加重キールは通常、船の下のビームに個別に取り付けられ、リモートと呼ばれます。
側面の形状も安定性に大きく影響します。底が半円形の船は最小で、両側に2つの船体を備えたスポーツ三胴船が最大です。確かに、サイドの上部に追加のサポートが存在することで、安定性を維持し、血管が傾くことを防ぎます。これは古くから知られていて、乾いた葦の船の束の側面の上部に沿って取り付けられていました。そして、この目的のための現代の観光客は、カヤックの側面にそれらを結ぶ、膨脹可能な気球を使用しています。
船員の義務的ルール
重心の移動を回避するために、最新の船に積載するときは、コンピュータープログラムを使用して、船の耐航性を維持するためにどこにどのくらいの貨物を積載できるかを計算します。貨物の正しい配置を担当するのは、シニアアシスタントキャプテンです。彼は積み込みを命令し、計算によれば、最も重い積み荷は船倉に置かれ、より軽いものがデッキに置かれます。船の貨物は確かに「発見された」、つまり結ばれている。これは、嵐の際に船倉が転覆したり、船の重心を変えたりしないようにするために必要です。
船体全体は気密区画に分かれています。通常の状態では、コンパートメント間のパーティションは開いています。船が穴を開けると、船が配置されている区画は気密性の仕切りによって塞がれ、水が船体全体を埋めることができません。
嵐の間に船を「波に遅れる」、つまり横向きに配置することは危険です。強い波が船をひっくり返す可能性が高すぎる。船尾の波も危険です。そのため、強い嵐の際に海上船が機首を波に逆らって移動し、目的の航路を離れます。これが、船が気象を乗り切るための最も安全な方法です。そして嵐の終わりの後にのみ、彼らは望み通りのコースに戻ります。
船の浮力と安定性は、安全を確保するための主な品質です。したがって、それらを保存するのに役立つルールは必須です。そして、それらの改善に貢献する設計ソリューションは常に歓迎されています。