Aby lodě mohly cestovat po volném moři, musí unést obrovské zatížení: hmotnost lodi spolu s posádkou, zavazadly, příslušenstvím a cestujícími. Tajemství toho, proč se lodě nepotápějí, je v tom, že tak činí s malou pomocí principů hustoty a vztlaku.
Zajímavé je, že výletní lodě mohou vážit mezi 65 000 a 70 000 tunami. Vytlačí ekvivalentní množství vody, když tlačí dolů na oceán, který mezitím tlačí a udržuje loď nad vodou. To je důvod, proč se lodě nepotápějí.
To je důvod, proč inženýři, když mluví o hmotnosti lodi, zmiňují výtlak, nikoli hmotnost. Aby se zabránilo potopení, musí výletní loď přemístit svou váhu ve vodě, než se potopí do vody. Z technického hlediska je návrh výletní lodi, která má menší hustotu než voda pod ní, obtížnější.
Pochopení, proč se železné lodě nepotopí, je snazší na následujícím příkladu: musíte si představit rozdíl mezi puštěním bowlingové koule do vody a pokusem o ponoření plážové koule do vody. bowlingová koule nemůževytlačit dostatek vody, než se ponoří, takže se potopí. Plážový míč dělá opak a zůstává na hladině.
Základní fyzika: proč se loď nepotopí
Inženýři pomáhají lodím dosáhnout vztlaku výběrem lehkých, pevných materiálů a rozložením hmotnosti lodi po celém trupu. Trup lodi pod hlavní palubou bývá velmi široký a má hlubokou základní linii, neboli tzv. dno. Velké lodě, jako jsou nákladní, námořní, dopravní a výletní lodě, obvykle používají výtlakové trupy nebo trupy, které odvádějí vodu na stranu, aby zůstaly na hladině. Toto je celá odpověď na otázku, proč se kovové lodě nepotápějí.
Tvar pouzdra je klíčem k úspěchu
Pouzdro pohybu s kulatým dnem vypadá jako velký obdélník se zaoblenými hranami pro rozptýlení odporu nebo síly působící na pohybující se předmět. Zaoblené hrany minimalizují sílu vody na trup, což umožňuje velkým těžkým lodím hladký pohyb.
Pokud byste nějakým způsobem vytáhli výletní loď z vody a podívali se na ni několik set metrů daleko, trup by vypadal jako velké velké „U“v závislosti na velikosti kýlu. Kýl běží od přídě k zádi a funguje jako páteř lodi.
O nedostatcích běžného tvaru těla
Stejně jako vše, co se v našem životě děje, mají pouzdra s kulatým dnem své výhody a nevýhody. Na rozdíl od člunu s trupem do V, kterýzvedá vlny z vody, kulaté dno umožňuje plavidlu hladce se pohybovat vodou, díky čemuž jsou taková vozidla extrémně stabilní a způsobilá k plavbě po moři. Cestující na těchto lodích jen zřídka zažijí kývání nebo pohyb do stran.
Lodě s kulatým trupem se pohybují hladce, ale díky odporu vody jsou extrémně pomalé. Dokážou rychle plavat pouze tehdy, když se k nim přidá vysoce výkonný motor. Potřeba stability a hladkosti však převažuje nad celkovou rychlostí, takže trupy s kulatým dnem jsou vhodné pro výletní lodě.
Defender Corps
Za zmínku stojí, že trup lodi není jen odpovědí na otázku, proč se lodě nepotápějí: trup mimo jiné plní stabilizační a ochrannou funkci. Útesy, písčiny a ledovce mohou roztrhat sklolaminát, kompozity a dokonce i ocel. Aby se předešlo katastrofálním škodám, stavitelé lodí obvykle staví výletní lodě z odolné oceli a jako zvláštní opatření vkládají dvojité trupy. Konstrukce s dvojitou skořepinou je skořepina uvnitř skořepiny, jako je pneumatika s duší.
Bohužel nehodám se nelze vyhnout. Aby se zabránilo zřícení lodí, pokud něco pronikne prvními dvěma liniemi obrany, jsou uvnitř trupu instalovány vertikální vodotěsné přepážky, známé jako přepážky. Tyto separátory udržují poškozené lodě nad vodou tím, že zastavují přitékající vodu ve speciálních oddílech, čímž zabraňují potopení celé lodi. Celé tajemství toho, proč se loď nepotopí, i když je poškozena, spočívá v návrhu pravého trupu inženýrů.
