Dlaczego statek pływa? Najważniejsze elementy konstrukcyjne statku

Okręty morskie należą do największych pojazdów zbudowanych przez człowieka. Oglądane z bliska potrafią wzbudził niemały podziw i skłonić do pytania, które w pewnym momencie życia zadaje sobie każde dziecko: jak coś tak wielkiego i ciężkiego może pływać? Odpowiedź kryje się w od dawna znanych prawach fizyki.

Prawo Archimedesa w praktyce

Archimedes był greckim uczonym, żyjącym w III wieku przed naszą erą, który jako pierwszy zauważył, że każdy przedmiot zanurzony w cieszy wypiera pewną jej ilość, zależną od objętości owego przedmiotu. Jeżeli ciężar wypartej cieczy jest większy od ciężaru przedmiotu, to zaczyna się unosić na jej powierzchni. Obserwujemy wtedy działanie siły wyporu, która jest przeciwstawna do siły grawitacji. Skonstruowane przez Archimedesa prawo, opisujące zależność między gęstością i objętością przedmiotów, a oddziałującą na nie siłą wyporu, jest podstawowym prawem wykorzystywanym przy konstruowaniu wszelkich pojazdów wodnych. Dzięki niemu inżynierowie są w stanie zaprojektować kadłub okrętu tak, by wypierał on więcej wody, niż sam waży, i tym samym unosił się na jej powierzchni.

Newton a prędkość statku

Aby okręt mógł pływać, a nie tylko unosić się na wodzie, poza dużą wypornością, musi być spełnionych jeszcze kilka warunków. Pierwszym z nich jest opływowość kadłuba – im jest węższy i „ostrzej” zakończony, tym łatwiej przedziera się przez wodę. Z tego powodu okręty wojskowe, dla których rozwijanie dużych prędkości i zwrotność są bardzo istotne, charakteryzują się przeważnie smuklejszą sylwetką, niż np. luksusowe statki pasażerskie. Ale nawet najbardziej opływowy okręt nie będzie w stanie popłynąć bez napędu. W tej roli sprawdzają się potężne śruby, których łopaty (najczęściej jest ich cztery, choć zdarzają się śruby okrętowe o nawet siedmiu łopatach) są zakrzywione pod pewnym kątem. To wygięcie sprawia, że podczas ruchu śruba wypycha otaczającą wodę do tyłu, ta zaś, zgodnie z III zasadą dynamiki Newtona oddziałuje z taką samą siłą na cały okręt, lecz w przeciwnym kierunku. Krótko mówiąc – okręt zaczyna poruszać się do przodu, im większa moc silnika, tym silniejsze odpychanie mas wody. Ostatnim, lecz nie mniej istotnym elementem konstrukcyjnym statku jest ster, służący do zmiany kierunku wypychanej przez śrubę wody, a tym samym zmiany kursu całego statku. Do precyzyjnego sterowania statkiem przy małych prędkościach (np. podczas cumowania) służą silniki dziobowe. Odpowiednio dostosowując ich moc, możliwe jest obracanie dziobem statku. Statek to jednak nie tylko kadłub, ster i śruba. Na jego funkcjonalność składają się również mniejsze elementy – włazy, grodzie, drabiny i wiele innych, które znaleźć można w ofercie firmy Remor.