Od začiatku stavby lodí ľudia vynaložili veľké úsilie a snažili sa vytvoriť lode, ktoré sa neklesnú. Vývoj vedy a poznatkov z fyzikálnych zákonov však umožnil stavať oceľové aj železobetónové lode.
V Severnej Amerike boli postavené železobetónové lode v prvej polovici 20. storočia, keď počas dvoch svetových vojen bol nedostatok ocele.
Fyzické zákony pomáhajú lodi, aby sa nespadla
Vztlak lode je určený zákonom Archimedes: tekutina tlačí telo silou rovnajúcou sa hmotnosti tekutiny v objeme časti tela, ktorá je do nej ponorená. Hlavným trikom je objem - čím väčší je objem lode, tým hrubšie môžu byť kovové strany a čím viac nákladu môže vziať na palubu, pričom zostáva nad vodou. Je to preto, že hlavný vnútorný objem lode je naplnený vzduchom, ktorý je 825-krát ľahší ako voda. Je to vzduch, ktorý robí loď vznášajúcou sa.
Rovnakým princípom môžu byť ponorky ponorené a vystúpené - keď sú ponorené, balastové nádrže sú naplnené vodou, loď stráca vztlak a klesá. Pri výstupe - sú pod tlakom, vytlačujú vodu. Podľa rovnakého princípu pláva vo vani kovová nádrž - vo vnútri je vzduch, ktorý zaberá väčšinu celej nádrže. Ak je vnútorný objem nádrže naplnený kameňmi alebo kovom, klesne, pretože jeho hmotnosť bude príliš veľká.
Technické riešenia - stabilita lode
Na vztlak lode, jej schopnosť odolávať silám vetra a vĺn, princíp pákového efektu. Ak sa povodie, ktoré pokojne pláva vo vani, vypustí do rieky, čoskoro načerpá vodu a utopí sa, pretože bude naklonené vetrom a zaplavené vlnami.
Niečo podobné sa môže stať aj lodi, ak má malú stabilitu. V histórii sa vyskytli prípady, keď stovky cestujúcich zhromaždených na jednej strane spôsobili, že loď patala a zaplavila. Mnoho lodí zahynulo počas búrok v dôsledku toho, že ich prevrátil vietor a vlny.
Stabilita lode je jej schopnosť udržať stabilnú polohu vo vode. Závisí to od miesta, kde sa nachádza ťažisko plavidla. Čím bližšie je k povrchu, tým ľahšie je otočiť loď a menšia stabilita.
Preto majú moderné lode najťažšie jednotky - hnacie motory, generátory, nádrže s vodou a zásoby paliva umiestnené v spodnej časti. Nachádza sa tu tiež nákladný priestor. Námorníci vedia, že na plne naloženej lodi je pitching cítiť oveľa menej ako na prázdnej.
Aby bolo možné vyťažiť čo najmenšie ťažisko, dizajnéri špecificky vážia kýl pomocou vodiacich vankúšikov. Na športových kurtoch sa vážený kýl obvykle pripevňuje osobitne k nosníkom pod loďou a nazýva sa vzdialený.
Tvar strany tiež výrazne ovplyvňuje stabilitu - plavidlá s polkruhovým dnom majú najmenšie, športové trimarany s dvoma vonkajšími trupmi na každej strane majú najväčšie.Prítomnosť ďalších nosičov v hornej časti boku skutočne pomáha udržiavať stabilitu a zabraňuje nakláňaniu plavidla. Toto bolo známe v staroveku a pripevňovalo sa pozdĺž hornej časti boku zväzkov suchých trstín. A moderní turisti na tento účel používajú nafukovacie balóny, ktoré ich priväzujú po stranách kajakov.
Povinné pravidlá námorníka
Aby sa predišlo posunu ťažiska, pri nakladaní moderných lodí sa používajú počítačové programy, ktoré pomáhajú vypočítať, kde a koľko nákladu možno umiestniť, aby sa zachovala námorná spôsobilosť lode. Za správne umiestnenie nákladu je zodpovedný kapitán vedúceho pomocníka. Prikazuje nakladanie a podľa výpočtov sú najťažšie bremená umiestnené v nákladných priestoroch a ľahšie na palube. Náklad na lodi je určite „nájdený“, to znamená, že je zviazaný. Je to potrebné, aby sa počas búrky neotočilo nad nákladnými priestormi a nezmenilo ťažisko plavidla.
Celý trup lode je rozdelený na vzduchotesné oddiely. V normálnom stave sú oddiely medzi priehradkami otvorené. Keď loď dostane otvor, priestor, v ktorom sa nachádza, je blokovaný hermetickými priečkami, takže voda nemôže naplniť celý trup.
Počas búrky je nebezpečné nasadiť loď „oneskorene k vlne“, to znamená bokom. Je príliš pravdepodobné, že silná vlna otočí loď. Vlna v korme je tiež nebezpečná. Preto sa často oceánske plavidlá počas silných búrok začnú pohybovať svojimi nosmi proti vlnám a opúšťajú zamýšľaný smer - je to najbezpečnejšia cesta, ako loď prežije počasie. A až po skončení búrky sa vrátia k požadovanému smeru.
Vztlak a stabilita plavidla sú jeho hlavné vlastnosti, ktoré zaisťujú bezpečnosť. Preto sú pravidlá, ktoré ich pomáhajú zachovať, povinné. A dizajnové riešenia, ktoré prispievajú k ich zlepšeniu, sú vždy vítané.