Laevaehituse algusest peale on inimesed teinud palju pingutusi, püüdes luua laevu, mis ei upu. Kuid teaduse ja füüsikaseaduste tundmise areng võimaldas ehitada nii terasest kui ka raudbetoonist laevu.
Raudbetoonlaevad ehitati Põhja-Ameerikas 20. sajandi esimesel poolel, kui kahe maailmasõja ajal oli terasest puudus.
Füüsikaseadused aitavad laeval mitte uppuda
Laeva ujuvus määratakse Archimedese seadusega: vedelik surub keha jõuga, mis on võrdne vedeliku kaaluga sellesse sukeldatud kehaosa mahus. Peamine trikk on siin maht - mida suurem on laeva maht, seda paksemad on selle metallist küljed ja seda rohkem laeva saab selle pardale võtta, jäädes siiski pinnale. Selle põhjuseks on asjaolu, et laeva peamine sisemine maht on täidetud õhuga, mis on veest 825 korda kergem. See on õhk, mis muudab laeva ujuvaks.
Sama põhimõtte kohaselt saab allveelaevu sukeldada ja üles tõusta - sukeldades täidetakse ballastimahutid veega, paat kaotab ujuvuse ja vajub ära. Tõusmisel - neile antakse rõhu all olev õhk, mis tõrjub vett. Sama põhimõtte kohaselt ujub vannis metallist kraanikauss - selle sees on õhk, mis võtab enda alla suurema osa kogu kraanist. Kui kraanikausi sisemine maht on täidetud kivide või metalliga, uppub see, kuna selle kaal muutub liiga suureks.
Insenerilahendused - laevade stabiilsus
Laeva ujuvuse, selle võime vastu seista tuule ja lainete jõududele, võimenduse põhimõte. Kui basseinis, mis ujub rahulikult vannis, lastakse jõkke, tõmbab see peagi vett ja uppub, sest tuul kallutab seda ja lained sogavad.
Midagi sarnast võib juhtuda ka laevaga, kui sellel pole vähe stabiilsust. Ajaloos on olnud juhtumeid, kus ühele küljele kogunenud sajad reisijad põhjustasid laeva veeremise ja üleujutuse. Paljud laevad hukkusid tormi ajal tuule ja lainete tõttu ümber.
Laeva stabiilsus on selle võime säilitada vees stabiilne asend. See sõltub kohast, kus asub laeva raskuskese. Mida lähemal see pinnale on, seda lihtsam on laeva ümber pöörata ja seda vähem on stabiilsust.
Sellepärast on tänapäevaste laevade alumised osad kõige raskemad - tõukemootorid, generaatorid, vee- ja kütusevarudega paagid. Seal asuvad ka lastiruumid. Meremehed teavad, et täislastis laeval on kaldumist palju vähem kui tühja laeva puhul.
Raskuskeskme võimalikult madalaks nihutamiseks kaaluvad disainerid kiilu spetsiaalselt pliipatjadega. Spordiväljakutel kinnitatakse kaalutud kiil tavaliselt laeva all olevatele taladele eraldi ja seda nimetatakse kaugeks.
Külje kuju mõjutab suuresti ka stabiilsust - poolringikujulise põhjaga anumatel on kõige vähem, kõige rohkem on spordi-trimaraane, millel on kummalgi küljel kaks välimist kere.Tõepoolest, täiendavate tugede olemasolu külje ülemises osas aitab säilitada stabiilsust, hoides ära laeva kallutamise. See oli teada antiikajast ja kinnitati kuivade pilliroopaatide kimpude külje ülaossa. Ja tänapäevased turistid kasutavad sel eesmärgil täispuhutavaid õhupalle, sidudes need süstade külgedele.
Meremehe kohustuslikud reeglid
Raskuskeskme nihutamise vältimiseks kasutatakse tänapäevaste laevade laadimisel arvutiprogramme, mis aitavad välja arvutada, kuhu ja kui palju lasti saab laeva merekõlblikkuse säilitamiseks paigutada. Veose õige paigutamise eest vastutab vanemkapten. Ta käsib laadimist ja arvutuste kohaselt paigutatakse kõige raskemad lastid trümmidesse ja kergemad tekil. Laeva lasti on kindlasti “leitud”, st see on seotud. See on vajalik, et tormi ajal ei veereks see trümmide kohal ega muudaks laeva raskuskeskme.
Laeva kogu kere on jagatud õhukindlateks sektsioonideks. Normaalses seisundis on sektsioonid vaheruumide vahel avatud. Kui laev saab augu, blokeeritakse vaheruum, kus see asub, hermeetiliste vaheseintega, nii et vesi ei saaks kogu laevakera täita.
Tormi ajal on laeva "lainele lagrile", see tähendab küljele, paigutamine ohtlik. On liiga tõenäoline, et tugev laine pöörab laeva ümber. Laine ahtris on ka ohtlik. Seetõttu hakkavad tugevate tormide ajal sageli ookeanilaevad nina nina vastu laineid, jättes kavandatud kursi - see on laeva jaoks kindlaim viis ilmastikuoludeks üle elada. Ja alles pärast tormi lõppu naasevad nad soovitud rajale.
Laeva ujuvus ja stabiilsus on selle peamised omadused, mis tagavad ohutuse. Seetõttu on reeglid, mis aitavad neid säilitada, kohustuslikud. Ja alati on teretulnud disainilahendused, mis aitavad neid täiustada.