Het is verbazingwekkend dat enorme cruiseschepen niet onmiddellijk naar de oceaanbodem zinken. Hoe blijven deze gigantische schepen drijvend, met alles van ijsbanen en zwembaden tot basketbalvelden, spa's, mini-winkelcentra en bioscopen aan boord? Ze doen dit door een combinatie van drijfvermogen, waterverplaatsing, materialen en design.
Hoe cruiseschepen drijvend blijven
Schepen zijn ontworpen om een hoeveelheid water te verplaatsen die gelijk is aan hun eigen massa. Tegelijkertijd duwt de druk van de oceaan tegen de scheepsromp en neutraliseert de neerwaartse kracht van de massa van het schip. De neerwaartse kracht van het schip gecombineerd met de opwaartse kracht van de oceaan werken samen om het schip drijvend of ‘drijvend’ te houden.
Dit basisidee wordt vaak het principe van Archimedes genoemd. Volgens dit principe drijft een voorwerp als het gewicht van het verplaatste water gelijk is aan het gewicht van het voorwerp. De omringende vloeistof duwt terug met een kracht die gelijk is aan die van de verplaatste hoeveelheid; wanneer de twee gelijk zijn, zweeft het object.
Hier is een andere manier om ernaar te kijken. Wanneer een cruiseschip in het water ligt, maakt het ruimte voor zichzelf door water op en neer te verplaatsen. Het water reageert door omhoog en naar binnen te duwen terwijl het probeert de ruimte die het cruiseschip inneemt terug te winnen. Het evenwicht van deze tegengestelde krachten zorgt ervoor dat het schip blijft drijven.
Extra factoren die het drijfvermogen ondersteunen
Naast drijfvermogen en waterverplaatsing zijn er nog verschillende andere factoren die ervoor zorgen dat cruiseschepen op het wateroppervlak blijven.
Materialen en ontwerp
Om drijfvermogen te bereiken, moet een schip gemaakt zijn van lichtgewicht, stevige materialen die een grotere dichtheid hebben dan water, zoals extra sterk staal. Bovendien moeten deze lichtgewicht materialen worden gebruikt in een ontwerp waarmee ze hun gewicht in water kunnen verplaatsen voordat ze onderdompelen. Het grootste deel van dat ontwerp is geïmplementeerd in de romp, het lichaam of de schaal van het schip, dat zich onder het hoofddek bevindt en het water uit de weg duwt en het schip laat drijven.
Door jaren van vallen en opstaan hebben ingenieurs ontdekt dat het rond, breed en diep maken van de romp helpt om het gewicht van het schip over de romp van het schip te verspreiden. De romp van grote cruiseschepen heeft de vorm van de letter 'U'. Dit ontwerp zorgt ervoor dat water wegstroomt van het vaartuig, vermindert de weerstand, vergemakkelijkt een soepele rit en helpt het vaartuig op koers te houden.
Dubbele rompen en andere veiligheidsvoorzieningen
Alleen drijven en soepel varen is niet genoeg; Het ontwerp van de romp van een cruiseschip moet de mensen binnenin ook beschermen tegen obstakels zoals ijsbergen, riffen en zandbanken die de buitenste lagen van het schip uit elkaar kunnen scheuren. Om een grote catastrofe te voorkomen, gebruiken scheepsbouwers doorgaans extra sterk staal en bouwen ze hun schepen als extra voorzorgsmaatregel met dubbele rompen (dat wil zeggen de ene romp in de andere).
Cruiseschepen hebben ook schotten die hen kunnen helpen drijvend te blijven in geval van grote schade. Deze waterdichte scheidingswanden worden overal in het schip geïnstalleerd en kunnen worden gesloten om water dat door een beschadigde romp naar binnen stroomt, af te sluiten. Het beperken van de waterinstroom kan uiteindelijk voorkomen dat het schip overstroomt en zinkt.
Hoe cruiseschepen rechtop blijven
Anno 2016 is het grootste cruiseschip ter wereld ongeveer 65 meter hoog, en zelfs de gemiddelde cruiseschepen hebben nog steeds een indrukwekkende hoogte. Dus wat zorgt ervoor dat ze niet omvallen in het water? Het antwoord ligt wederom in het rompontwerp. Eerst moet je het verschil begrijpen tussen het zwaartepunt van het schip en het drijfvermogen.
Het verschuiven van het drijfvermogen is cruciaal
Volgens Engineering Toolbox kan het zwaartepunt van een schip (het centrale focuspunt voor de neerwaartse druk van de zwaartekracht) niet worden gewijzigd. Om deze reden is de U-vormige romp van een cruiseschip zo ontworpen dat het centrum van het drijfvermogen (de centrale focus voor de opwaartse druk van het water tegen de romp) op natuurlijke wijze verschuift als het schip van de ene naar de andere kant kantelt. Deze verandering in het centrum van het drijfvermogen helpt het schip terug rechtop te zetten.
Een middenlijn behouden
Wanneer het schip rechtop wordt geduwd, kan de kracht van die duw het schip natuurlijk iets voorbij de middellijn doen zwaaien, waardoor het naar de andere kant kantelt. Dit wordt rollen genoemd, en dit is wat passagiers zeeziek maakt. Om dit probleem aan te pakken zijn cruiseschepen uitgerust met een aantal voorzieningen die de rolbeweging van het schip beperken, waaronder stabiliserende vinnen onder water en actieve ballast- of anti-helingsystemen die snel zeewater uit opslagtanks onder de waterlijn aan één kant van het schip pompen. schip naar de andere kant. Dit corrigeert elke zijwaartse helling of "helling" die het schip kan ontwikkelen.
Deze stabiliserende eigenschappen zijn zo effectief dat cruisepassagiers zelden een zijwaartse beweging voelen, en het is bijna ongehoord dat cruiseschepen omslaan, ook al zijn ze zo groot.
Soepel zeilen
Het kan behoorlijk spannend zijn om een enorme oceaanstomer over de open zee te zien glijden. Hoewel de bewegingen van het schip moeiteloos lijken, gebeurt er zeker veel onder het oceaanoppervlak om het schip rechtop en drijvend te houden. Denk daar eens over na de volgende keer dat u een cruise maakt.
