A hajógyártás kezdete óta az emberek sok erőfeszítést tettek annak érdekében, hogy hajókat hozzanak létre, amelyek nem merülnek fel. A tudomány fejlődése és a fizikai törvények ismerete azonban lehetővé tette acél- és akár vasbeton hajók építését is.
Vasbeton hajókat építettek Észak-Amerikában a 20. század első felében, amikor a két világháború alatt acélhiány volt.
A fizikai törvények segítenek a hajón nem süllyedni
Az edény felhajtóképességét az Archimedesi törvény határozza meg: egy folyadék olyan erővel tolja a testet, amely megegyezik a folyadék tömegével a bemerített testrész térfogatában. A fő trükk itt a térfogat - minél nagyobb a hajó térfogata, annál vastagabbak lehetnek a fém oldalai és annál több további rakomány vehet fel a fedélzeten, miközben úszó marad. Ennek oka az, hogy a hajó fő belső térfogata levegővel van feltöltve, amely 825-szer könnyebb, mint a víz. A levegő teszi a hajót felhajtóvá.
A tengeralattjárókat ugyanazon az elven lehet meríteni és felmenni - merítéskor az ballaszttartályokat vízzel megtöltik, a hajó elveszíti úszóképességét és víz alá merül. Felkeléskor - nyomás alatt levegővel ellátják őket, és kiszorítják a vizet. Ugyanezen elv szerint egy fém mosdó úszik a fürdõben - benne levegõ van, amely az egész medence legnagyobb részét elfoglalja. Ha a medence belső térét kövekkel vagy fémmel töltik meg, akkor az elsüllyedni fog, mert súlya túl nagy lesz.
Műszaki megoldások - Hajóstabilitás
A hajó úszóképessége, a szél és a hullámok erőinek ellenállása, a tőkeáttétel elve. Ha a medencét, amely a fürdőben nyugodtan úszik, folyóba engedi, hamarosan víz felszívódik és elsüllyed, mert a szél megdönti, és a hullámok elárasztják.
Valami hasonló történhet egy hajóval is, ha alacsony stabilitása van. A történelemben vannak olyan esetek, amikor az utasok százai összegyűltek az egyik oldalra, és a hajó gördült és elárasztott. Sok hajó halt meg viharok miatt az a tény, hogy a szél és a hullámok megfordították őket.
A hajó stabilitása abban rejlik, hogy képes stabil helyzetben maradni a vízben. Attól a helytől függ, ahol a hajó súlypontja található. Minél közelebb van a felülethez, annál könnyebb megfordítani a hajót, és annál kevesebb a stabilitása.
Éppen ezért a modern hajók alsó részén vannak a legnehezebb egységek - meghajtómotorok, generátorok, víz- és üzemanyagtartalmú tartályok. Teherraktárak szintén ott vannak. A tengerészek tudják, hogy egy teljesen megterhelt hajón a billenés sokkal kevésbé érezhető, mint egy üres hajón.
A súlypont lehető legalacsonyabb eltolása érdekében a tervezők kifejezetten ólompárnákkal súlyozzák a kört. A sportpályákon a súlyozott keel általában külön van rögzítve a hajó alatti gerendákhoz és távoli.
Az oldal alakja szintén nagyban befolyásolja a stabilitást - a félkör alakú fenékű edények a legkisebbek, a sport-trimaránok, amelyeknek mindkét oldalán két külső fedélzet van, a legnagyobb.Valójában a kiegészítő támaszok jelenléte az oldal felső részében segít fenntartani a stabilitást, megakadályozva az edény megdöntését. Ezt az ókorban ismerték, és a hajócsomagok száraz nádas oldalának felső részén rögzítették. És a modern turisták erre a célra felfújható léggömböket használnak, és a kajakok oldalán rögzítik őket.
A tengerész kötelező szabályai
A gravitációs középpont eltolódásának elkerülése érdekében a modern hajók betöltésekor számítógépes programokat használnak annak kiszámításához, hogy hol és mennyi rakomány helyezhető el a hajó tengerképességének megőrzése érdekében. A rakomány helyes elhelyezéséért a vezető kapitánykapitány felel. A parancsot adja a rakodásra, és a számítások szerint a legnehezebb rakományokat a rudakba helyezik, a könnyebbet pedig a fedélzeten. A hajón lévő rakomány biztosan „megtalálható”, vagyis össze van kötve. Ez azért szükséges, hogy vihar alatt ne guruljon át a rudakba, és ne változtassa meg a hajó súlypontját.
A hajó teljes héja légmentesen rekeszekre van felosztva. Normál állapotban a rekeszek közötti partíció nyitva van. Amikor a hajó lyukat kap, a rekeszt, ahol ott található, hermetikus válaszfalak blokkolják, hogy a víz nem tudja kitölteni az egész hajótestet.
Vihar idején veszélyes a hajót "a hullámhoz képest", azaz oldalra helyezni. Túl valószínű, hogy egy erős hullám fordítja a hajót. A hátsó hullám szintén veszélyes. Ezért az erős óriási viharok során az óceánjárók gyakran orrát indítják a hullámok ellen, és elhagyják a tervezett útvonalat - ez a legbiztonságosabb módja annak, hogy a hajó túlélje az időjárást. És csak a vihar vége után térnek vissza a kívánt pályára.
A hajó úszóképessége és stabilitása fő tulajdonságai, amelyek biztosítják a biztonságot. Ezért a megőrzést elősegítő szabályok kötelezőek. És a fejlesztésükhöz hozzájáruló tervezési megoldások mindig szívesen láthatók.