Sejak awal pembuatan kapal, orang telah melakukan banyak usaha, berusaha membuat kapal yang tidak tenggelam. Tetapi perkembangan sains dan pengetahuan mengenai undang-undang fizik memungkinkan untuk membina kedua-dua kapal besi dan juga kapal konkrit bertetulang.
Kapal konkrit bertetulang dibina di Amerika Utara pada separuh pertama abad ke-20, ketika selama dua perang dunia terjadi kekurangan baja.
Undang-undang fizik membantu kapal tidak tenggelam
Daya apung kapal ditentukan oleh undang-undang Archimedes: cecair mendorong badan dengan daya yang sama dengan berat cecair dalam isipadu bahagian badan yang terbenam di dalamnya. Trik utama di sini ialah isipadu - semakin besar jumlah kapal, semakin tebal sisi logamnya dan semakin banyak kargo tambahan yang dapat diambilnya, sambil tetap bertahan. Ini kerana isipadu dalaman utama kapal diisi dengan udara, yang 825 kali lebih ringan daripada air. Udara inilah yang menjadikan kapal itu terapung.
Dengan prinsip yang sama, kapal selam dapat direndam dan dinaikkan - ketika direndam, tangki pemberat diisi dengan air, kapal kehilangan daya apung dan tenggelam. Semasa pendakian - mereka dibekalkan dengan udara di bawah tekanan, menggantikan air. Menurut prinsip yang sama, lembangan logam terapung di dalam tab mandi - di dalamnya terdapat udara, yang memenuhi sebahagian besar lembangan. Sekiranya isipadu dalaman lembangan diisi dengan batu atau logam, ia akan tenggelam, kerana beratnya akan menjadi terlalu besar.
Penyelesaian Kejuruteraan - Kestabilan Kapal
Pada daya apung kapal, kemampuannya untuk menahan kekuatan angin dan gelombang, prinsip leverage. Sekiranya lembangan, yang berenang dengan tenang di dalam tab mandi, diluncurkan ke sungai, ia akan segera menarik air dan tenggelam, kerana akan dimiringkan oleh angin dan dibanjiri oleh ombak.
Sesuatu yang serupa boleh berlaku pada kapal juga, jika ia mempunyai sedikit kestabilan. Terdapat kes dalam sejarah ketika beratus-ratus penumpang berkumpul di satu sisi menyebabkan kapal itu tumit dan banjir. Banyak kapal mati semasa ribut kerana fakta bahawa mereka terbalik oleh angin dan ombak.
Kestabilan kapal adalah kemampuannya untuk mengekalkan kedudukan yang stabil di dalam air. Ia bergantung pada tempat di mana pusat graviti kapal berada. Semakin dekat ke permukaan, semakin mudah kapal terbalik dan kestabilannya semakin sedikit.
Itulah sebabnya kapal moden mempunyai unit terberat - mesin penggerak, generator, tangki dengan simpanan air dan bahan bakar yang terletak di bahagian bawah. Penahan kargo juga terdapat di sana. Pelaut tahu bahawa di atas kapal yang penuh muatan - nada terasa jauh lebih sedikit daripada kapal kosong.
Untuk mengimbangi pusat graviti serendah mungkin, para pereka secara khusus menimbang keel dengan alas plumbum. Di gelanggang sukan, keel berat biasanya dipasang secara berasingan pada balok di bawah kapal dan disebut jarak jauh.
Bentuk sisi juga sangat mempengaruhi kestabilan - kapal dengan bahagian bawah separuh bulatan mempunyai trimarans sukan terkecil, dengan dua lambung luar di setiap sisi mempunyai yang paling besar.Sesungguhnya, kehadiran penyokong tambahan di bahagian atas sisi membantu menjaga kestabilan, mencegah kapal dari miring. Ini diketahui sejak zaman kuno dan dilekatkan di bahagian atas sisi perahu dari alang-alang kering. Dan pelancong moden menggunakan belon kembung untuk tujuan ini, mengikatnya di sepanjang sisi kayak.
Peraturan mandatori pelaut
Untuk mengelakkan pergeseran pusat graviti, ketika memuat kapal moden, program komputer digunakan untuk membantu mengira di mana dan berapa banyak kargo yang dapat ditempatkan untuk menjaga kelayakan kapal. Bertanggungjawab untuk penempatan kargo yang betul adalah penolong kapten kanan. Dia memerintahkan pemuatan dan, menurut perhitungan, beban yang paling berat diletakkan di penahan, dan yang lebih ringan berada di geladak. Kargo di kapal pasti "dijumpai", iaitu, ia diikat. Ini perlu supaya semasa ribut tidak bergolek di atas pegangan dan tidak mengubah pusat graviti kapal.
Seluruh kapal kapal dibahagikan kepada ruang kedap udara. Dalam keadaan normal, pembahagian antara petak terbuka. Apabila kapal menerima lubang, petak di mana ia berada disekat oleh partisi hermetik sehingga air tidak dapat memenuhi keseluruhan lambung.
Adalah berbahaya semasa ribut untuk menyebarkan kapal "lag to the wave", iaitu di sisi. Kemungkinan besar gelombang kuat akan membalikkan kapal. Gelombang di buritan juga berbahaya. Oleh itu, selalunya kapal laut semasa ribut kuat mula menggerakkan hidungnya ke ombak, meninggalkan arah yang dimaksudkan - ini adalah kaedah paling selamat untuk kapal bertahan dari cuaca. Dan hanya setelah berakhirnya ribut, mereka kembali ke jalan yang diinginkan.
Keapungan dan kestabilan kapal adalah kualiti utamanya yang menjamin keselamatan. Oleh itu, peraturan yang membantu memeliharanya adalah wajib. Dan penyelesaian reka bentuk yang menyumbang kepada peningkatannya selalu dialu-alukan.