È sorprendente che le enormi navi da crociera non affondino all'istante sul fondo dell'oceano. Con di tutto, dalle piste di pattinaggio sul ghiaccio alle piscine ai campi da basket, alle spa, ai mini centri commerciali e ai cinema a bordo, come fanno queste gigantesche navi a rimanere a galla? Lo fanno attraverso una combinazione di galleggiabilità, spostamento dell'acqua, materiali e design.
Come le navi da crociera restano a galla
Le navi sono progettate per spostare una quantità di acqua equivalente alla loro stessa massa. Allo stesso tempo, la pressione dell'oceano preme contro lo scafo della nave e contrasta la forza verso il basso della massa della nave. La forza verso il basso della nave combinata con la forza verso l' alto dell'oceano lavorano insieme per mantenere la nave a galla o "galleggiante".
Questa idea di base viene spesso definita Principio di Archimede. Secondo questo principio un oggetto galleggia quando il peso dell’acqua spostata è pari al peso dell’oggetto. Il fluido circostante spinge indietro con una forza pari a quella della quantità spostata; quando i due sono uguali, l'oggetto galleggia.
Ecco un altro modo di vedere la cosa. Quando una nave da crociera si trova nell'acqua, fa spazio spostando l'acqua verso l'esterno e verso il basso. L'acqua risponde spingendosi verso l' alto e verso l'interno mentre cerca di riprendersi lo spazio occupato dalla nave da crociera. L'equilibrio di queste forze opposte è ciò che fa galleggiare la nave.
Fattori aggiuntivi che supportano la galleggiabilità
Oltre alla galleggiabilità e allo spostamento, ci sono molti altri fattori che aiutano le navi da crociera a rimanere sulla superficie dell'acqua.
Materiali e design
Per ottenere la galleggiabilità, una nave deve essere realizzata con materiali leggeri, robusti e più densi dell'acqua, come l'acciaio extra resistente. Inoltre, questi materiali leggeri devono essere utilizzati in un design che consenta loro di spostare il loro peso nell’acqua prima di immergersi. La maggior parte di questo progetto è implementato nello scafo che è il corpo o il guscio della nave che si trova sotto il ponte principale e spinge l'acqua lontano e consente alla nave di galleggiare.
Attraverso anni di tentativi ed errori, gli ingegneri hanno scoperto che realizzare uno scafo arrotondato, largo e profondo aiuta a disperdere il peso della nave su tutto il corpo della nave. Gli scafi delle grandi navi da crociera hanno la forma della lettera "U". Questo design consente all'acqua di defluire dall'imbarcazione, dissipa la resistenza, facilita una navigazione fluida e aiuta a mantenere l'imbarcazione in carreggiata.
Doppio scafo e altre caratteristiche di sicurezza
Restare a galla e navigare senza intoppi non è sufficiente; Il design dello scafo di una nave da crociera deve anche proteggere le persone all'interno da ostacoli come iceberg, barriere coralline e banchi di sabbia che potrebbero lacerare gli strati esterni della nave. Per evitare una catastrofe grave, i costruttori navali utilizzano solitamente acciaio extra resistente e costruiscono le loro navi con doppi scafi (ovvero uno scafo dentro l' altro) come ulteriore precauzione.
Le navi da crociera hanno anche delle paratie che possono aiutarle a rimanere a galla in caso di gravi danni. Questi divisori stagni sono installati all'interno di una nave e possono essere chiusi per sigillare l'ingresso dell'acqua attraverso uno scafo danneggiato. Limitare l'afflusso d'acqua può in definitiva impedire alla nave di allagarsi e affondare.
Come le navi da crociera rimangono in posizione verticale
Nel 2016, la più grande nave da crociera del mondo misura circa 210 piedi di altezza, e anche le navi da crociera medie hanno ancora un' altezza impressionante. Allora cosa impedisce loro di rib altarsi in acqua? La risposta è, ancora una volta, nel design dello scafo. Per prima cosa devi capire la differenza tra il centro di gravità della nave e il suo centro di galleggiamento.
Il centro di galleggiamento variabile è la chiave
Secondo Engineering Toolbox, il centro di gravità di una nave (il punto focale centrale per la spinta verso il basso della gravità) non può essere modificato. Per questo motivo, lo scafo a forma di U di una nave da crociera è progettato in modo che il suo centro di galleggiabilità (il punto centrale per la spinta verso l' alto dell'acqua contro lo scafo) si sposti naturalmente quando la nave si inclina da un lato all' altro. Questo cambiamento nel centro di galleggiamento aiuta a riportare la nave in posizione verticale.
Mantenere una linea centrale
Quando la nave viene spinta in posizione verticale, la forza di quella spinta può naturalmente farla oscillare leggermente oltre la linea centrale e farla inclinare verso l' altro lato. Questo si chiama rotolamento ed è ciò che tende a far venire il mal di mare ai passeggeri. Per risolvere questo problema, le navi da crociera sono dotate di una serie di funzioni che limitano il rollio della nave, tra cui pinne stabilizzatrici sott'acqua e sistemi di zavorra attiva o anti-sbandamento che pompano rapidamente l'acqua di mare dai serbatoi di contenimento sotto la linea di galleggiamento su un lato della nave. spedire dall' altra parte. Ciò corregge qualsiasi inclinazione laterale o "sbandata" che la nave potrebbe sviluppare.
Queste funzioni di stabilizzazione sono così efficaci che è raro che i passeggeri delle crociere avvertano un movimento laterale, ed è quasi inaudito che le navi da crociera si capovolgano anche se sono così alte.
Navigazione tranquilla
Guardare un enorme transatlantico scivolare in mare aperto può essere davvero emozionante. Sebbene il movimento della nave possa sembrare privo di sforzo, c'è sicuramente molto da fare sotto la superficie dell'oceano che mantiene la nave in posizione verticale e a galla. Pensaci la prossima volta che farai una crociera.
