น่าแปลกใจที่เรือสำราญขนาดใหญ่ไม่จมลงสู่พื้นมหาสมุทรในทันที ด้วยทุกอย่างตั้งแต่ลานสเก็ตน้ำแข็งและสระว่ายน้ำไปจนถึงสนามบาสเก็ตบอล สปา ห้างสรรพสินค้าขนาดเล็ก และโรงภาพยนตร์บนเรือ เรือขนาดยักษ์เหล่านี้ยังคงลอยอยู่ได้อย่างไร โดยอาศัยการผสมผสานระหว่างการลอยตัว การเคลื่อนตัวของน้ำ วัสดุ และการออกแบบ
เรือสำราญล่องลอยได้อย่างไร
เรือได้รับการออกแบบเพื่อแทนที่ปริมาณน้ำที่เทียบเท่ากับมวลของมันเอง ในเวลาเดียวกัน ความดันของมหาสมุทรดันขึ้นกับตัวเรือและตอบโต้แรงที่ลดลงของมวลของเรือ แรงเคลื่อนลงของเรือรวมกับแรงขึ้นของมหาสมุทรทำงานร่วมกันเพื่อให้เรือลอยหรือ 'ลอยตัว'
บทความที่เกี่ยวข้อง- ทัวร์ล่องเรือทัสคานี
- ภาพชีวิตกลางคืนบนเรือสำราญ
- รูปภาพของ เรือสำราญคาร์นิวัล
แนวคิดพื้นฐานนี้มักเรียกกันว่า หลักการของอาร์คิมิดีส . ตามหลักการนี้ สิ่งของจะลอยเมื่อน้ำหนักของน้ำที่แทนที่เท่ากับน้ำหนักของวัตถุ ของเหลวโดยรอบดันกลับด้วยแรงเท่ากับปริมาณที่เคลื่อนที่ เมื่อทั้งสองเท่ากัน วัตถุจะลอย
นี่เป็นอีกวิธีหนึ่งในการดู เมื่อเรือสำราญนั่งอยู่ในน้ำ มันทำให้มีที่ว่างสำหรับตัวเองโดยการเปลี่ยนน้ำออกและลง น้ำตอบสนองด้วยการดันขึ้นและเข้าไปในขณะที่พยายามดึงพื้นที่ที่เรือสำราญครอบครองกลับคืนมา ความสมดุลของกำลังฝ่ายตรงข้ามเหล่านี้เป็นสิ่งที่ทำให้เรือลอยได้
ปัจจัยเพิ่มเติมที่สนับสนุนการลอยตัว
นอกจากการลอยตัวและการเคลื่อนตัว ยังมีปัจจัยอื่นๆ อีกหลายประการที่ช่วยให้เรือสำราญยังคงอยู่บนผิวน้ำ
วัสดุและการออกแบบ
เพื่อให้เกิดการลอยตัว เรือจะต้องทำจากวัสดุที่มีน้ำหนักเบาและแข็งแรงซึ่งมีความหนาแน่นมากกว่าน้ำ เช่น เหล็กที่มีความแข็งแรงสูง นอกจากนี้ จำเป็นต้องใช้วัสดุที่มีน้ำหนักเบาเหล่านี้ในการออกแบบซึ่งช่วยให้สามารถเคลื่อนย้ายน้ำหนักในน้ำก่อนที่จะจมลงใต้น้ำ การออกแบบส่วนใหญ่นั้นใช้ในตัวถังซึ่งเป็นตัวหรือเปลือกของเรือซึ่งอยู่ใต้ดาดฟ้าหลักและดันน้ำออกไปให้พ้นทางและทำให้เรือลอยได้
จากการลองผิดลองถูกมาหลายปี วิศวกรพบว่าการทำให้ตัวเรือโค้งมน กว้าง และลึก ช่วยกระจายน้ำหนักของเรือไปตามลำตัวของเรือ ตัวเรือสำราญขนาดใหญ่มีรูปร่างเหมือนตัวอักษร 'U' การออกแบบนี้ช่วยให้น้ำไหลออกจากตัวเรือ กระจายแรงต้าน อำนวยความสะดวกในการขับขี่ที่ราบรื่น และช่วยให้เรืออยู่ในเส้นทาง
Double Hulls และคุณลักษณะด้านความปลอดภัยอื่นๆ
แค่ลอยตัวและแล่นไปอย่างราบรื่นไม่เพียงพอ การออกแบบตัวเรือของเรือสำราญยังต้องปกป้องผู้คนภายในจากสิ่งกีดขวาง เช่น ภูเขาน้ำแข็ง แนวปะการัง และสันทราย ซึ่งอาจฉีกชั้นนอกของเรือออกเป็นชิ้นๆ เพื่อป้องกันหายนะครั้งใหญ่ ผู้ต่อเรือมักจะใช้เหล็กที่มีความแข็งแรงสูงและสร้างเรือของพวกเขาด้วยลำเรือคู่ (หมายถึงตัวถังหนึ่งอยู่ในอีกลำหนึ่ง) เพื่อเป็นการป้องกันไว้ก่อน
เรือสำราญก็มี กั้น ซึ่งสามารถช่วยให้ลอยได้ในกรณีที่เกิดความเสียหายร้ายแรง ตัวแบ่งแบบกันน้ำเหล่านี้ได้รับการติดตั้งไว้ภายในเรือและสามารถปิดเพื่อกันน้ำที่ไหลผ่านตัวเรือที่เสียหายได้ การจำกัดการไหลของน้ำในท้ายที่สุดสามารถป้องกันเรือไม่ให้ท่วมและจมได้
เรือสำราญยังคงตั้งตรงได้อย่างไร
ณ ปี 2559 เรือสำราญที่ใหญ่ที่สุดในโลก วัดได้สูงประมาณ 210 ฟุต และแม้แต่เรือสำราญทั่วไปก็ยังมีความสูงที่น่าประทับใจ อะไรทำให้พวกมันไม่พลิกคว่ำในน้ำ? คำตอบคือ อีกครั้ง ในการออกแบบตัวถัง ก่อนอื่น คุณต้องเข้าใจความแตกต่างระหว่างจุดศูนย์ถ่วงของเรือกับจุดลอยตัวของเรือ
ศูนย์กลางการลอยตัวคือกุญแจสำคัญ
ตามที่ กล่องเครื่องมือวิศวกรรม , จุดศูนย์ถ่วงของเรือรบ (จุดโฟกัสศูนย์กลางสำหรับการกดลงของแรงโน้มถ่วง) ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ ด้วยเหตุผลนี้ ตัวเรือรูปตัว U ของเรือสำราญจึงได้รับการออกแบบเพื่อให้จุดศูนย์กลางลอยตัว (จุดศูนย์กลางสำหรับการดันน้ำขึ้นบนตัวเรือ) จะเลื่อนไปตามธรรมชาติเมื่อเรือเอียงจากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่ง การเปลี่ยนแปลงที่จุดศูนย์กลางการลอยตัวนี้จะช่วยดันเรือให้กลับสู่ตำแหน่งตั้งตรง
รักษาสายกลาง
เมื่อเรือถูกผลักตั้งตรง แรงผลักนั้นอาจแกว่งโดยธรรมชาติเล็กน้อยผ่านเส้นกึ่งกลางและทำให้เรือเอียงไปอีกด้านหนึ่ง นี้เรียกว่ากลิ้งและเป็นสิ่งที่มีแนวโน้มที่จะทำให้ผู้โดยสารเมาเรือ เพื่อแก้ไขปัญหานี้ เรือเดินทะเลมีคุณลักษณะหลายอย่างที่จำกัดการม้วนตัวของเรือ ซึ่งรวมถึงครีบที่มีเสถียรภาพใต้น้ำและบัลลาสต์แบบแอ็คทีฟหรือระบบป้องกันการส้น ซึ่งสูบน้ำทะเลอย่างรวดเร็วจากถังเก็บน้ำที่อยู่ใต้น้ำที่ด้านใดด้านหนึ่ง เรือไปอีกด้านหนึ่ง สิ่งนี้จะแก้ไขการเอียงข้างหรือ 'รายการ' ที่เรืออาจพัฒนา
คุณลักษณะการทรงตัวเหล่านี้มีประสิทธิภาพมาก จึงเป็นเรื่องยากที่ผู้โดยสารล่องเรือจะรู้สึกถึงการเคลื่อนไหวจากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่ง และแทบไม่เคยได้ยินมาก่อนว่าเรือสำราญจะพลิกคว่ำแม้ว่าจะสูงมากก็ตาม
ล่องเรือเรียบ
การชมเรือเดินสมุทรขนาดมหึมาแล่นไปในทะเลเปิดนั้นน่าตื่นเต้นทีเดียว แม้ว่าการเคลื่อนที่ของเรืออาจดูง่ายดาย แต่ก็มีหลายอย่างเกิดขึ้นที่ใต้พื้นผิวมหาสมุทรซึ่งทำให้เรือตั้งตรงและลอยได้ คิดเกี่ยวกับสิ่งนั้นในครั้งต่อไปที่คุณล่องเรือ
