Devasa yolcu gemilerinin anında okyanus tabanına batmaması şaşırtıcı. Buz pateni pistlerinden yüzme havuzlarına, basketbol sahalarından spa'lara, mini alışveriş merkezlerinden sinema salonlarına kadar her şey gemideyken bu devasa gemiler nasıl yüzer? Bunu kaldırma kuvveti, suyun yer değiştirmesi, malzeme ve tasarımın birleşimiyle yapıyorlar.
Yolcu Gemileri Nasıl Suda Kalır
Gemiler, kendi kütlelerine eşdeğer miktarda suyu yerinden edecek şekilde tasarlanmıştır. Aynı zamanda okyanusun basıncı geminin gövdesini yukarı doğru iter ve geminin kütlesinin aşağıya doğru uyguladığı kuvvete karşı koyar. Geminin aşağıya doğru uyguladığı kuvvet, okyanusun yukarı doğru uyguladığı kuvvetle birleşerek gemiyi suyun üzerinde veya "yüzer durumda" tutmak için birlikte çalışır.
Bu temel fikre genellikle Arşimet Prensibi denir. Bu prensibe göre, yer değiştiren suyun ağırlığı cismin ağırlığına eşit olduğunda cisim yüzer. Çevreleyen sıvı, yer değiştiren miktara eşit bir kuvvetle geri itilir; ikisi eşit olduğunda nesne yüzer.
İşte buna bakmanın başka bir yolu. Bir yolcu gemisi suda durduğunda, suyu aşağı ve yukarı hareket ettirerek kendine yer açar. Su, yolcu gemisinin kapladığı alanı geri almaya çalışırken yukarı ve içeri doğru iterek tepki verir. Geminin yüzmesini sağlayan şey bu karşıt kuvvetlerin dengesidir.
Yüzme Kuvvetini Destekleyen Ek Faktörler
Yüzme kuvveti ve yer değiştirmenin yanı sıra, yolcu gemilerinin su yüzeyinde kalmasına yardımcı olan başka faktörler de vardır.
Malzemeler ve Tasarım
Yüzme kuvveti elde etmek için bir geminin ekstra güçlü çelik gibi hafif, sudan daha yoğun, sağlam malzemelerden yapılması gerekir. Ek olarak, bu hafif malzemelerin, suya dalmadan önce ağırlıklarını suya aktarmalarına olanak tanıyan bir tasarımda kullanılması gerekiyor. Bu tasarımın çoğu, ana güvertenin altında bulunan ve suyu yoldan iterek geminin yüzmesine izin veren, geminin gövdesi veya dış kabuğu olan gövdede uygulanmıştır.
Yıllarca süren deneme yanılma sonucunda mühendisler, gövdeyi yuvarlak, geniş ve derin hale getirmenin geminin ağırlığını gemi gövdesi boyunca dağıtmaya yardımcı olduğunu buldular. Büyük yolcu gemisi gövdeleri "U" harfi şeklindedir. Bu tasarım suyun tekneden uzağa akmasına izin verir, sürtünmeyi az altır, yumuşak bir sürüşü kolaylaştırır ve teknenin yolunda kalmasına yardımcı olur.
Çift Gövde ve Diğer Güvenlik Özellikleri
Yalnızca suyun üstünde kalmak ve sorunsuz bir şekilde ilerlemek yeterli değil; Bir yolcu gemisinin gövde tasarımı aynı zamanda içerideki insanları, geminin dış katmanlarını parçalayabilecek buzdağları, resifler ve kum tepeleri gibi engellere karşı da korumalıdır. Büyük bir felaketi önlemek için, gemi yapımcıları genellikle ekstra mukavemetli çelik kullanır ve ekstra bir önlem olarak gemilerini çift gövdeli (yani bir gövde diğerinin içinde) inşa ederler.
Yolcu gemilerinde ayrıca büyük hasar durumunda suyun üzerinde kalmalarına yardımcı olabilecek bölmeler bulunur. Bu su geçirmez bölücüler bir geminin iç kısmına monte edilir ve hasarlı bir gövdeden içeri giren suyu kapatmak için kapatılabilir. Su akışını sınırlamak sonuçta geminin su basmasını ve batmasını önleyebilir.
Yolcu Gemileri Nasıl Dik Kalır
2016 itibariyle, dünyanın en büyük yolcu gemisinin yüksekliği yaklaşık 250 metredir ve ortalama yolcu gemileri bile hala etkileyici bir yüksekliğe sahiptir. Peki onların suda devrilmelerini engelleyen şey nedir? Cevap yine gövde tasarımında. Öncelikle geminin ağırlık merkezi ile kaldırma kuvveti merkezi arasındaki farkı anlamalısınız.
Yüzme Gücü Merkezinin Değişmesi Önemlidir
Engineering Toolbox'a göre, bir geminin ağırlık merkezi (yer çekiminin aşağı doğru itilmesinin merkezi odak noktası) değiştirilemez. Bu nedenle, bir yolcu gemisinin U şeklindeki gövdesi, gemi bir taraftan diğerine doğru eğilirken, kaldırma kuvveti merkezi (suyun gövdeye doğru yukarı doğru itilmesinin merkezi odağı) doğal olarak değişecek şekilde tasarlanmıştır. Kaldırma kuvveti merkezindeki bu değişiklik, geminin dik konuma geri itilmesine yardımcı olur.
Merkez Çizgisini Korumak
Gemi dik olarak itildiğinde, bu itmenin kuvveti doğal olarak onu merkez hattının biraz ötesine sallayabilir ve diğer tarafa doğru eğilmesine neden olabilir. Buna yuvarlanma denir ve yolcuların deniz tutmasına neden olan şey budur. Bu soruna çözüm bulmak için yolcu gemileri, suyun altındaki dengeleyici kanatçıklar ve geminin bir tarafındaki su hattı altındaki tutma tanklarından deniz suyunu hızla pompalayan aktif balast veya meyil önleyici sistemler de dahil olmak üzere, geminin yalpalamasını sınırlayan bir dizi özellikle donatılmıştır. diğer tarafa gönderin. Bu, gemide oluşabilecek yana yatma veya "kayma" durumunu düzeltir.
Bu stabilizasyon özellikleri o kadar etkilidir ki yolcu gemilerinin yan yana hareketi hissetmesi nadirdir ve yolcu gemilerinin bu kadar uzun olmasına rağmen ters dönmesi neredeyse duyulmamış bir durumdur.
Sorunsuz Yolculuk
Devasa bir okyanus gemisinin açık denizde süzülüşünü izlemek oldukça heyecan verici olabilir. Geminin hareketi zahmetsiz gibi görünse de, okyanus yüzeyinin altında gemiyi dik ve su üstünde tutan pek çok şey olduğu kesin. Bir dahaki sefere gemi yolculuğuna çıktığınızda bunu düşünün.
