クルーズ船はどのように浮かんでいますか？

巨大なクルーズ船がすぐに海底に沈まないのは驚くべきことです。アイススケート場やプールからバスケットボールコート、スパ、ミニモール、映画館まで、あらゆるものが船内にありますが、これらの巨大な船はどのように浮かんでいますか？彼らは浮力、水置換、材料とデザインの組み合わせを通してそれを行います。

クルーズ船が浮かんでいる方法

船は、自分の質量に相当する量の水を押しのけるように設計されています。同時に、海の圧力が船体を押し上げ、船の質量の下向きの力に対抗します。船の下向きの力と海の上向きの力が組み合わさって、船を浮かせたり「浮力」を維持したりします。

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この基本的な考え方は、しばしばアルキメデスの原理。この原理によれば、押しのけられた水の重量が物体の重量と等しい場合、アイテムは浮きます。周囲の流体は、変位した量と同じ力で押し戻されます。 2つが等しい場合、オブジェクトは浮きます。

これを見る別の方法があります。クルーズ船が水中に座っているとき、それは水を上下に移動させることによってそれ自身のための場所を作ります。水は、クルーズ船が占めるスペースを取り戻そうとするときに、押し上げて中に応答します。これらの反対の力のバランスが船を浮かせます。

浮力をサポートする追加の要因

浮力と変位に加えて、クルーズ船が水面に留まるのを助ける他のいくつかの要因があります。

材料とデザイン

浮力を実現するには、超強力鋼など、水よりも密度の高い軽量で頑丈な材料で船を作る必要があります。さらに、これらの軽量素材は、水没する前に重量を水中に移動できる設計で使用する必要があります。その設計のほとんどは、メインデッキの下に位置し、水を邪魔にならないように押し出し、船を浮かせる船の本体またはシェルである船体に実装されています。

何年にもわたる試行錯誤の末、エンジニアは船体を丸く、広く、深くすることで、船の重量を船の本体全体に分散させることができることを発見しました。大型クルーズ船の船体は「U」の文字のような形をしています。この設計により、水が船から流れ出し、抗力を放散し、スムーズな乗り心地を促進し、船を軌道に乗せるのに役立ちます。

二重船殻およびその他の安全機能

ただ浮かんでいてスムーズにクルージングするだけでは十分ではありません。クルーズ客船の船体設計は、船の外層を引き裂く可能性のある氷山、サンゴ礁、砂州などの障害物から内部の人々を保護する必要もあります。大きな災害を防ぐために、造船業者は通常、特別な強度の鋼を使用し、追加の予防措置として二重船殻（一方の船体が他方の船体の内側にあることを意味します）で船を建造します。

クルーズ船にも隔壁これは、大きな損傷が発生した場合に彼らが浮かんでいるのを助けることができます。これらの水密仕切りは船の内部全体に設置されており、損傷した船体から流入する水を密閉するために閉じることができます。水の流入を制限することで、最終的に船が浸水したり沈んだりするのを防ぐことができます。

クルーズ船が直立したままでいる方法

2016年現在、世界最大のクルーズ船高さは約210フィートで、平均的なクルーズ船でさえ印象的な高さを保っています。では、何が彼らを水中で転倒させないのでしょうか？答えは、やはり船体の設計にあります。まず、船の重心と浮力の中心の違いを理解する必要があります。

浮力の中心をシフトすることが重要です

によるエンジニアリングツールボックス、船の重心（重力の下方への押し込みの中心焦点）は変更できません。このため、クルーズ客船のU字型の船体は、船が一方の側からもう一方の側に傾くと、浮力の中心（水が船体を上向きに押すための中心焦点）が自然に移動するように設計されています。浮力の中心のこの変化は、船を直立位置に押し戻すのに役立ちます。

中心線の維持

船が直立して押されると、その押しの力によって船が中心線を少し超えて自然に揺れ、反対側に傾く可能性があります。これはローリングと呼ばれ、乗客を船酔いさせる傾向があります。この問題に対処するために、クルーズライナーには、船の横揺れを制限する多くの機能が装備されています。これには、水面下のフィンの安定化や、片側の喫水線下の保持タンクから海水を迅速に汲み上げるアクティブバラストまたはアンチヒールシステムが含まれます。反対側に発送します。これにより、船が横向きに傾いたり「リスト」したりする可能性があります。

これらの安定化機能は非常に効果的であり、クルーズの乗客が左右の動きを感じることはめったにありません。また、クルーズ船が非常に背が高いにもかかわらず、転倒することはほとんどありません。