Vaikuttaa hämmästyttävältä, että valtavat valtamerialukset pysyvät päällä ja eivät uppoa. Jos otat kiinteän metallipalan ja laitat sen veteen, se uppoaa välittömästi. Mutta modernit vuoraukset ovat myös metallia. Kuinka voit selittää heidän hyvän kelluvuutensa? Fysiikan lait selittävät sen, että aluksen metallirunko pystyy pysymään veden pinnalla.
Miksi alus ei uppoaa
Kyky pysyä veden pinnalla on ominaista paitsi aluksille myös joillekin eläimille. Ota ainakin vesisäteilijä. Tämä Hemiptera-perheen hyönteinen tuntee itsensä luottavaiseksi veden pinnalla liikkuen sitä pitkin liukuvilla liikkeillä. Tämä kelluvuus saavutetaan johtuen siitä, että vesisäiliön jalkojen kärjet on peitetty kovilla hiuksilla, joita vesi ei kastele.
Tutkijat ja keksijät toivovat, että tulevaisuudessa ihmiset pystyvät luomaan ajoneuvon, joka liikkuu vedessä vesilaskijan periaatteen mukaisesti.
Mutta bioniikan periaatteet eivät koske perinteisiä aluksia. Jokainen lapsi, joka tuntee fysiikan perusteet, voi selittää metalliosista valmistetun aluksen kelluvuuden. Kuten Archimedesin laki sanoo, nestemäiseen upotettuun kehoon alkaa vaikuttaa piristävä voima. Sen arvo on sama kuin veden paino, jonka keho on syrjäyttänyt upotuksen aikana. Ruumis ei voi hukkua, jos Archimedesin voima on suurempi tai yhtä suuri kuin ruumiin paino. Tästä syystä alus pysyy päällä.
Mitä suurempi ruumiin tilavuus, sitä enemmän vettä se syrjäyttää. Veteen pudotettu rautapallo hukkuu välittömästi. Mutta jos rullaat sen ohuen levyn tilaan ja teet siitä pallon onton sisälle, niin tällainen tilavuusrakenne pysyy veden päällä, vain upotettuna siihen.
Metallikuoriset alukset on rakennettu siten, että uppoamisen yhteydessä runko syrjäyttää hyvin suuren määrän vettä. Aluksen rungon sisällä on monia tyhjiä alueita, jotka ovat täynnä ilmaa. Siksi astian keskimääräinen tiheys osoittautuu paljon pienemmäksi kuin nesteen tiheys.
Kuinka pitää vene kelluva?
Alusta pidetään pinnalla niin kauan kuin sen iho on ehjä ja ehjä. Mutta aluksen kohtalo on vaarassa, jos se saa aukon. Vesi alkaa virrata aluksen sisäpuolella olevan ihon reiän läpi ja täyttää sen sisäiset ontelot. Ja sitten alus voi uppoaa.
Aluksen kelluvuuden säilyttämiseksi reiän vastaanottamisen yhteydessä sen sisätila jaettiin väliseinillä. Sitten pieni reikä yhdessä osastossa ei uhannut aluksen yleistä selviytymiskykyä. Vesi pumpattiin ulos tulvineesta osastosta pumppujen avulla ja yritettiin sulkea reikä.
Pahempaa, jos useita osastoja vahingoittui kerralla. Tällöin alus voi upota tasapainon menetyksen vuoksi.
1900-luvun alussa professori Krylov ehdotti tarkoituksellista tulvimista osastoille, jotka sijaitsevat laivan siinä osassa, joka on tulvien onteloita vastapäätä. Samanaikaisesti alus laskeutui hieman veteen, mutta pysyi vaakasuorassa asennossa eikä pystynyt uppoamaan kaatumisen seurauksena.
Laivaninsinöörin ehdotus oli niin epätavallinen, että sitä ei otettu huomioon pitkään aikaan. Hänen ajatuksensa hyväksyttiin vasta sen jälkeen, kun Venäjän laivasto oli hävinnyt sodassa Japanin kanssa.
