מדהים שספינות שייט ענקיות לא שוקעות מיד לקרקעית האוקיינוס. עם כל דבר, החל ממגרשי החלקה על הקרח ובריכות שחייה למגרשי כדורסל, ספא, מיני קניונים ואולמות קולנוע על הסיפון, איך הכלים הענקיים האלה נשארים צפים? הם עושים זאת באמצעות שילוב של ציפה, תזוזת מים, חומרים ועיצוב.
איך ספינות שייט נשארות צפות
ספינות מיועדות לעקור כמות מים שווה ערך למסה שלהן. במקביל, לחץ האוקיינוס דוחף כלפי מעלה את גוף הספינה ומונע את הכוח כלפי מטה של מסת הכלי.הכוח כלפי מטה של הספינה בשילוב עם הכוח כלפי מעלה של האוקיינוס פועלים יחד כדי לשמור על הספינה ציפה או "ציפה".
רעיון בסיסי זה מכונה לעתים קרובות עקרון ארכימדס. לפי עיקרון זה, פריט צף כאשר משקל המים הנעקרים שווה למשקל החפץ. הנוזל שמסביב נדחף לאחור בכוח השווה לזה של הכמות שנעקרה; כאשר השניים שווים, האובייקט צף.
הנה עוד דרך להסתכל על זה. כאשר ספינת תענוגות יושבת במים, היא מפנה מקום לעצמה על ידי עקירת מים החוצה ולמטה. המים מגיבים בדחיפה כלפי מעלה פנימה תוך כדי ניסיון לקחת בחזרה את החלל שספינת התענוגות תופסת. האיזון של הכוחות המנוגדים הללו הם מה שגורם לספינה לצוף.
גורמים נוספים התומכים בציפה
בנוסף לציפה ותזוזה, ישנם מספר גורמים נוספים המסייעים לאניות שייט להישאר על פני המים.
חומרים ועיצוב
כדי להשיג ציפה, ספינה חייבת להיות עשויה מחומרים קלים, יציבים וצפופים יותר ממים, כגון פלדה חזקה במיוחד. בנוסף, החומרים הקלים האלה צריכים לשמש בעיצוב המאפשר להם לעקור את משקלם במים לפני שהם שוקעים. רוב העיצוב הזה מיושם בגוף הספינה שהוא גוף או מעטפת הספינה שיושב מתחת לסיפון הראשי ודוחף את המים מהדרך ומאפשר לכלי השיט לצוף.
במשך שנים של ניסוי וטעייה, מהנדסים גילו שהפיכת גוף הספינה מעוגל, רחב ועמוק עוזר לפזר את משקל הספינה על פני גוף הספינה. גופי ספינת תענוגות גדולים מעוצבים כמו האות "U". עיצוב זה מאפשר למים לזרום הרחק מהכלי, מפזר גרר, מקל על נסיעה חלקה ועוזר לשמור על הכלי במסלול.
כפולים כפולים ותכונות בטיחות אחרות
רק להישאר צף ולשייט חלק זה לא מספיק; עיצוב גוף ספינת השייט חייב גם להגן על האנשים בפנים מפני מכשולים כמו קרחונים, שוניות ורטי חול שעלולים לקרוע לגזרים את השכבות החיצוניות של הספינה.כדי למנוע קטסטרופה גדולה, בוני ספינות משתמשים בדרך כלל בפלדה חזקה במיוחד ובונים את ספינותיהם עם גוף כפול (כלומר גוף אחד בתוך השני) כאמצעי זהירות נוסף.
לספינות שייט יש גם מחיצות שיכולות לעזור להן להישאר צף במקרה של נזק גדול. מחלקים אטומים למים מותקנים בכל חלקה הפנימי של ספינה וניתן לסגור אותם כדי לאטום מים שנכנסים פנימה דרך גוף פגום. הגבלת זרימת המים יכולה בסופו של דבר למנוע מהספינה להציף ולטבע.
איך ספינות שייט נשארות זקורות
נכון לשנת 2016, ספינת הקרוזים הגדולה בעולם בגובה של כ-210 רגל, ואפילו לאוניות הקרוז הממוצעות עדיין יש גובה מרשים. אז מה מונע מהם להתהפך במים? התשובה היא, שוב, בעיצוב הספינה. ראשית, עליך להבין את ההבדל בין מרכז הכובד של הספינה למרכז הציפה שלה.
מרכז ההזזה של ציפה הוא מפתח
לפי ארגז הכלים ההנדסי, לא ניתן לשנות את מרכז הכובד של ספינה (נקודת המיקוד המרכזית לדחיפה של כוח המשיכה כלפי מטה).מסיבה זו, הגוף בצורת U של אוניית שיוט מתוכנן כך שמרכז הציפה שלו (המוקד המרכזי לדחיפה של המים כלפי מעלה אל גוף השייט) עובר באופן טבעי כשהספינה נוטה מצד אחד לצד השני. שינוי זה במרכז הציפה עוזר לדחוף את הספינה חזרה למצב זקוף.
שמירה על קו מרכז
כשהספינה נדחפת זקופה, הכוח של הדחיפה הזו עשוי להניף אותה באופן טבעי קצת מעבר לקו האמצע ולגרום לה להטות לצד השני. זה נקרא גלגול, וזה מה שנוטה לגרום לנוסעים למחלת ים. כדי לטפל בבעיה זו, ספינות שיוט מצוידות במספר תכונות המגבילות את גלגול הספינה, לרבות סנפירים מייצבים מתחת למים ומערכות נטל אקטיביות או נגד עקבים השואבות במהירות מי ים ממיכלי החזקה מתחת לקו המים בצד אחד של הספינה. ספינה לצד השני. זה מתקן כל רזה או "רשימה" הצידה שהספינה עשויה לפתח.
תכונות המייצבות הללו כל כך אפקטיביות עד שנדיר שנוסעי שיוט מרגישים כל תנועה מצד לצד, וכמעט שלא נשמע שספינות קרוז מתהפכות למרות שהן גבוהות כל כך.
הפלגה חלקה
צפייה בספינת אוקיינוס מאסיבית גולשת על הים הפתוח יכולה להיות מרגשת למדי. אמנם תנועת הספינה עשויה להיראות חסרת מאמץ, אבל אין ספק שמתרחש הרבה מתחת לפני השטח של האוקיינוס ושומר על כלי השיט זקוף וצוף. תחשוב על זה בפעם הבאה שאתה יוצא לשייט.
