Uma semana atrás, 2 dos navios de cruzeiro mais gigantescos do mundo atracaram perto da minha cidade. Se você já viu ou esteve em um, sabe o quão grande eles são.
Eles parecem extremamente inseguros para mim, embora, obviamente, recursos de segurança devam ser incorporados a eles para impedi-los de tombar tanto que pareçam estar em perigo de tombar completamente mares agitados ou ventos laterais fortes.
Quero evitar o lado da engenharia e me limitar à física, que se baseia simplesmente no controle do momento angular dos grandes navios.
Então, primeiro minhas suposições, depois minha pergunta.
Pesquisei no Google os esquemas do design, mas nada me surpreendeu, exceto uma lista maior do que o esperado de pessoas fazendo quase a mesma pergunta que esta. Os navios de cruzeiro são muito pesados? e Por que os navios de cruzeiro são inseguros
Eles têm superfícies de fundo rasas, mas largas. Ou eles têm pequenas superfícies de quilha ou são capazes de puxar a quilha para dentro do navio, porque o calado no porto da minha cidade é bastante raso e ainda assim eles conseguiram entrar bem dentro do porto.
Eu acho que eles carregam uma grande quantidade de lastro, certamente têm espaço para isso.
Também acho que os andares superiores são feitos de material leve, de modo a abaixar o centro de gravidade o máximo possível.
Eles quase certamente têm estabilizadores, que agem para reduzir a inclinação e basicamente fazem o trabalho que uma quilha faz para veleiros.
Minha pergunta é, alguém com experiência em dinâmica de fluidos ou áreas relacionadas sabe o que mantém esses navios gigantes estáveis em movimento e reduz seu potencial de inclinação para grandes ângulos em mau tempo?
EDITAR Espero uma resposta baseada na física, mas percebo que pode ser uma pergunta para outro site , Irei migrar sem problemas se for necessário END EDIT
Comentários
- Este blog é interessante o nlyinamericablogging.blogspot.com/2012/01/…
- @annav obrigado Anna, coloquei no post. Eu vi alguns comentários de caras náuticos dizendo que não navegariam neles, mas não encontrei nenhum esquema ou projeto das seções submarinas.
- As aparências podem enganar. TL; DR: o centro de massa é bom e baixo.
- E, a propósito, todos os navios fazem o possível para permanecer perpendiculares às ondas de tempestade. Uma grande onda que ataca diretamente de bombordo ou estibordo causará uma rolagem muito maior, com danos internos muito maiores, mesmo se o casco não ‘ passar o ângulo de emborcamento.
- @CarlWitthoft é isso que você não ‘ quer que seu cruzeiro de luxo acabe como youtu.be/deX7R9RbmX0
Resposta
Algumas dimensões que consegui descobrir (principalmente da Wikipedia).
Calado do Allure of the Seas: 31 pés (10 m)
Comprimento: 1181 pés (360 m)
Viga na linha dágua: 47 m Altura: 72 m acima da linha dágua
Let “s apenas desenhe a seção com base nestes números simples:
Agora, se o centro de gravidade estivesse no meio do navio (31 m acima da linha da água), ele realmente não seria muito estável – qualquer inclinação além de 25 ° faria com que ele tombasse:
No entanto, existem vários fatores importantes:
- A parte do casco abaixo do a superfície é feita de um material muito mais espesso, mais forte e mais pesado do que a superestrutura
- Os motores etc. estão todos nos níveis mais baixos
- Há um sistema de lastro ativo que permite bombear combustível e mar água de um lado para o outro para ajudar a manter o equilíbrio
Eu encontrei um teste online de estabilidade do casco deste navio em uma instalação de teste, onde eles fizeram um grande buraco na lateral de um modelo preciso para ver como ficaria: https://www.youtube.com/watch?v=Ra4TkHOs4RE . Embora haja interesses comerciais em jogo, ninguém quer um desastre marinho em suas mãos.
Comentários
- Muito obrigado Floris, pensei em dois desenvolvimentos modernos dos quais eles poderiam tirar proveito, a ideia de lastro ativo que você mencionou, mas eu pensei que as bombas seriam muito lentas para responder, ou os propulsores subaquáticos verticais, para forçar o lado negativo de volta para cima.
- @AcidJazz mais dos dispositivos ativos estão lá para maior conforto. Se todos os motores falharem, a única coisa que resta é a estabilidade da forma, que requer o baixo centro de gravidade. É aqui que as superestruturas leves entram em jogo. Vale a pena estimar o quanto a engrenagem muda quando todos os passageiros vão para o convés superior. 200 mil toneladas é muita massa – 6.000 passageiros são alguns% disso, no máximo.
- ” a parte do casco abaixo da superfície é feita de um material muito mais pesado “: na verdade, eles até coloque uma broca de metal maciça chamada quilha. Consulte en.m.wikipedia.org/wiki/Keel . Excelente resposta btw +1
- @Numrok, obrigado. Até onde eu sei, esses grandes transatlânticos costumam não ‘ ter uma quilha real, apenas lastro. Se você google ” desenho seccional de navio de cruzeiro “, verá isso claramente.
Resposta
Duvido que seja tudo dinâmica de fluidos. A necessidade de ficar em pé mesmo com os motores desligados. Se a integral da alavanca abaixo da linha de água for maior do que acima, ela deve permanecer na vertical. O lastro na parte inferior é longo, pois tem uma alavanca longa. Coisas como motores abaixo do convés tendem a ser pesadas de qualquer maneira. O peso não é um grande problema, pois eles não estão subindo colina. Eles precisam de um calado baixo para chegar ao porto. Se você olhar para um porta-aviões fora da água, ele também parecerá pesado.
Vamos supor um navio com 2/3 acima da linha dágua. Divida o grupo em 9 unidades. 6 acima e 3 abaixo.
Material naturalmente mais leve em cima e pesado abaixo. Neste exemplo, a alavanca líquida acima é 45 e abaixo de 180.
Height Weight Lever 6 1 6 5 2 10 4 3 12 3 4 12 2 5 10 1 5 6 net 56 1 10 20 2 20 40 3 40 120 net 180 Imagine que é uma gangorra com 3 crianças gordas de um lado e 6 magras na o outro. Mesmo que as crianças magras tenham o dobro da alavanca, as crianças gordas ainda dominam.
Uma vez que gira no casco e não na linha central, o fundo perde força quando começa a tombar. Portanto, um casco estreito na linha de água é uma coisa boa.
Comentários
- O ponto do seu porta-aviões está certo, eu deveria ter pensado nisso , Vi uma citação que dizia que esses navios ” voltam ” à vertical tão rapidamente que os passageiros reclamam ‘ s pior do que o efeito da listagem original em seus estômagos. Muito obrigado pelo seu tempo.
- Embora crianças gordas possam parecer duas vezes mais pesadas do que crianças magras, devido à sua estrutura óssea semelhante, que tem uma densidade maior do que a gordura, raramente são. Sorta como navios de cruzeiro e porta-aviões, na verdade. 😉
Resposta
Pelo que entendi, muitos navios de mar também usam giroscópios girando em um eixo vertical anexado aos principais componentes da estrutura da embarcação para anular grande parte do movimento no eixo de rotação da embarcação. Os giroscópios também são populares entre os iates a motor. Não tenho certeza se eles são usados em navios de cruzeiro gigantes ou não, mas os giroscópios são uma forma de fornecer estabilidade e segurança.
Comentários
- bem, isso de alguma forma não entendeu o ponto principal, os giroscópios podem dar segurança no sentido de navegação, mas eles definitivamente não se estabilizam da forma indicada na pergunta
Resposta
uma grande alavanca presa a um navio dará um grande esforço do outro lado para que possa aquecer a água acionando um motor feito de motor CC e emf dar ao elemento de aquecimento que operam em tensão CC para que possam funcionar em ambos os lados para produzir motores a vapor, podem produzir eletricidade a uma velocidade constante para fornecer a operação da rede.
Comentários
- Não consigo analisar essa resposta e, pelo que posso entender, não ‘ não vejo como isso responde à pergunta. Você poderia reescrever e indicar como isso responde à pergunta?