Šķiet pārsteidzoši, ka milzīgi okeāna kuģi turas virs ūdens un nenogrimst. Ja jūs paņemat cietu metāla gabalu un ievietojat to ūdenī, tas nekavējoties nogrims. Bet mūsdienu oderes ir izgatavotas arī no metāla. Kā jūs varat izskaidrot viņu labo peldspēju? To, ka kuģa metāla korpuss spēj noturēties uz ūdens virsmas, izskaidro fizikas likumi.
Kāpēc kuģis nenogrimst
Spēja noturēties uz ūdens virsmas ir raksturīga ne tikai kuģiem, bet arī dažiem dzīvniekiem. Paņemiet vismaz ūdens strideru. Šis Hemiptera ģimenes kukainis jūtas pārliecināts par ūdens virsmu, pārvietojoties pa to ar slīdošām kustībām. Šī peldspēja tiek sasniegta, pateicoties tam, ka ūdens stridera pēdu gali ir pārklāti ar cietiem matiem, kurus ūdens nemitrina.
Zinātnieki un izgudrotāji cer, ka nākotnē cilvēki varēs izveidot transportlīdzekli, kas pārvietosies pa ūdeni pēc ūdens stridera principa.
Bet bionikas principi neattiecas uz tradicionālajiem kuģiem. Jebkurš bērns, kurš pārzina fizikas pamatus, var izskaidrot kuģa peldspēju no metāla detaļām. Kā teikts Arhimēda likumā, uz ķermeni, kas ir iegremdēts šķidrumā, sāk darboties straujš spēks. Tās vērtība ir vienāda ar ūdens svaru, kuru ķermenis ir izmetis iegremdēšanas laikā. Ķermenis nevar noslīcināt, ja Arhimēda spēks ir lielāks vai vienāds ar ķermeņa svaru. Šī iemesla dēļ kuģis paliek uz ūdens.
Jo lielāks ir ķermeņa tilpums, jo vairāk ūdens tas izspiež. Ūdenī nomesta dzelzs bumba tūlīt noslīks. Bet, ja jūs to izrullējat līdz plānas loksnes stāvoklim un no tā iekšpusē izveidojat lodi, tad šāda tilpuma struktūra paliks uz ūdens, tikai nedaudz tajā iegremdēta.
Metāla ādas kuģi tiek būvēti tā, ka iegremdēšanas laikā korpuss izspiež ļoti lielu daudzumu ūdens. Kuģa korpusa iekšpusē ir daudz tukšu vietu, kas piepildītas ar gaisu. Tāpēc vidējais trauka blīvums izrādās daudz mazāks par šķidruma blīvumu.
Kā laivu uzturēt peldošu?
Kuģis tiek turēts uz ūdens tik ilgi, kamēr tā āda ir neskarta un nebojāta. Bet kuģa liktenis būs apdraudēts, ja tam radīsies bedre. Ūdens sāk plūst caur caurumu ādas iekšpusē trauka iekšpusē, aizpildot tā iekšējās dobumus. Un tad kuģis var arī nogrimt.
Lai saglabātu kuģa peldspēju, saņemot caurumu, tā iekšējā telpa tika sadalīta ar starpsienām. Tad neliela bedre vienā no nodalījumiem neapdraudēja kuģa vispārējo izdzīvošanas spēju. No nodalījuma, kas tika appludināts, ar sūkņu palīdzību tika izsūknēts ūdens, un viņi mēģināja aizvērt urbumu.
Sliktāk, ja vienlaikus sabojāti vairāki nodalījumi. Šajā gadījumā līdzsvara zuduma dēļ kuģis varētu nogrimt.
20. gadsimta sākumā profesors Krilovs ieteica apzināti applūst nodalījumus, kas atrodas kuģa daļā, kas atrodas iepretim applūdušajiem dobumiem. Tajā pašā laikā kuģis nedaudz piezemējās ūdenī, bet palika horizontālā stāvoklī un apgāšanās rezultātā nevarēja nogrimt.
Kuģu inženiera priekšlikums bija tik neparasts, ka to ilgu laiku neņēma vērā. Tikai pēc Krievijas flotes sakāves karā ar Japānu viņa ideja tika pieņemta.
