Det er utrolig at massive cruiseskip ikke umiddelbart synker til havbunnen. Med alt fra skøytebaner og svømmebassenger til basketballbaner, spa, mini kjøpesentre og kinoer ombord, hvordan holder disse gigantiske fartøyene seg flytende? De gjør det gjennom en kombinasjon av oppdrift, vannfortrengning, materialer og design.
Hvordan cruiseskip holder seg flytende
Skip er designet for å fortrenge en mengde vann som tilsvarer deres egen masse. Samtidig presser havets trykk opp mot skipets skrog og motvirker den nedadgående kraften til fartøyets masse. Den nedadgående kraften til skipet kombinert med den oppadgående kraften til havet jobber sammen for å holde skipet flytende eller "flytende."
Denne grunnleggende ideen omtales ofte som Arkimedes prinsipp. I henhold til dette prinsippet flyter en gjenstand når vekten av det fortrengte vannet er lik vekten til gjenstanden. Den omgivende væsken skyver tilbake med en kraft som er lik den for den fortrengte mengde; når de to er like, flyter objektet.
Her er en annen måte å se det på. Når et cruiseskip sitter i vannet, gir det plass til seg selv ved å fortrenge vann ut og ned. Vannet reagerer ved å presse opp og inn mens det prøver å ta tilbake plassen cruiseskipet opptar. Balansen mellom disse motstridende kraftene er det som får skipet til å flyte.
Ytterligere faktorer som støtter oppdrift
I tillegg til oppdrift og forskyvning er det flere andre faktorer som hjelper cruiseskip forbli på vannoverflaten.
Materialer og design
For å oppnå oppdrift må et skip være laget av lette, solide materialer som er tettere enn vann, for eksempel ekstra sterkt stål. I tillegg må disse lette materialene brukes i et design som gjør at de kan fortrenge vekten i vann før de senkes. Det meste av det designet er implementert i skroget som er kroppen eller skallet til skipet som sitter under hoveddekket og skyver vannet ut av veien og lar fartøyet flyte.
Gjennom år med prøving og feiling har ingeniører funnet ut at det å gjøre skroget avrundet, bredt og dypt hjelper med å spre vekten av skipet over skipets kropp. Store cruiseskipsskrog er formet som bokstaven "U". Denne utformingen lar vann strømme bort fra fartøyet, fjerner motstand, letter en jevn tur og hjelper til med å holde fartøyet på rett spor.
Dobbelt skrog og andre sikkerhetsfunksjoner
Bare å holde seg flytende og cruise jevnt er ikke nok; et cruiseskips skrogdesign må også beskytte menneskene inne mot hindringer som isfjell, skjær og sandbanker som kan rive i stykker skipets ytre lag. For å forhindre en større katastrofe bruker skipsbyggere vanligvis ekstra-styrke stål og bygger skipene sine med dobbeltskrog (som betyr ett skrog inne i det andre) som en ekstra forholdsregel.
Cruiseskip har også skott som kan hjelpe dem med å holde seg flytende i tilfelle store skader. Disse vanntette skillene er installert i hele det indre av et skip og kan lukkes for å tette vann som strømmer inn gjennom et skadet skrog. Begrensning av vanntilførselen kan til slutt forhindre at skipet oversvømmes og synker.
Hvordan cruiseskip forblir oppreist
Fra og med 2016 måler det største cruiseskipet i verden omtrent 210 fot høyt, og selv de gjennomsnittlige cruiseskipene har fortsatt imponerende høyde. Så hva hindrer dem i å velte i vannet? Svaret er igjen i skrogdesignet. Først må du forstå forskjellen mellom skipets tyngdepunkt og dets oppdriftssenter.
Shifting Center of Buoyancy er nøkkelen
I følge Engineering Toolbox kan ikke et skips tyngdepunkt (det sentrale fokuspunktet for tyngdekraftens nedovertrykk) endres. Av denne grunn er et cruiseskips U-formede skrog utformet slik at dets oppdriftssenter (det sentrale fokuset for vannets oppovertrykk mot skroget) skifter naturlig når skipet vipper fra den ene siden til den andre. Denne endringen i sentrum av oppdrift hjelper til med å skyve skipet tilbake til en oppreist posisjon.
Opprettholde en midtlinje
Når skipet skyves oppreist, kan kraften fra det dyttet naturligvis svinge det litt forbi senterlinjen og få det til å vippe til den andre siden. Dette kalles rulling, og det er det som har en tendens til å gjøre passasjerene sjøsyke. For å løse dette problemet er cruiseskip utstyrt med en rekke funksjoner som begrenser skipets rulling, inkludert stabiliserende finner under vannet og aktive ballast- eller anti-krengesystemer som raskt pumper sjøvann fra undervannstanker på den ene siden av skip til den andre siden. Dette korrigerer sidelengs eller "list" skipet kan utvikle.
Disse stabiliserende funksjonene er så effektive at det er sjelden cruisepassasjerer føler noen side-til-side-bevegelser, og det er nesten uhørt at cruiseskip velter selv om de er så høye.
Smooth Sailing
Det kan være ganske spennende å se en massiv havbåt gli på åpent hav. Selv om skipets bevegelse kan se uanstrengt ut, er det absolutt mye som skjer under havets overflate som holder fartøyet oppreist og flytende. Tenk på det neste gang du tar et cruise.
