För en vecka sedan anlände 2 av de mest gigantiska kryssningsfartygen i världen nära min stad. Om du har sett en eller varit på en vet du hur stora de är.
De ser extremt osäkra ut för mig, men uppenbarligen måste säkerhetsfunktioner vara inbyggda i dem för att hindra dem från att lista så långt över att de verkar för mig att riskera att välta helt i grovt hav eller starka sidovindar.
Jag vill undvika tekniksidan och hålla fast vid fysiken, som helt enkelt bygger på kontrollen av de stora fartygens vinkelmoment.
Så mina antaganden först, sedan min fråga.
Jag har sökt på Google efter scheman över designen, men ingenting hoppade ut på mig, förutom en större än förväntad lista över människor som ställde ungefär samma fråga som den här. Är kryssningsfartyg för höga? och Varför Mega-kryssningsfartyg är osäkra
De har grunda men breda bottenytor. Antingen har de små kölytor eller så kan de dra kölen inuti fartyget, eftersom djupgående i min stadshamn är ganska grunt och ändå kunde de komma väl in i hamnen.
Jag antar de bär en stor mängd ballast, de har verkligen utrymme för det.
Jag antar också att de översta våningarna är gjorda av lätt material för att sänka tyngdpunkten så mycket som möjligt. / p>
De har nästan säkert stabilisatorer som verkar för att minska listan och i grunden gör det jobbet som en köl gör för segelbåtar.
Min fråga är om någon har erfarenhet av flytande dynamik eller relaterade områden vet vad som håller dessa jättefartyg stabila i rullning och minskar deras potential att lista i stora vinklar vid dåligt väder?
REDIGERA Jag hoppas på ett fysikbaserat svar, men jag inser att det kan vara en fråga för en annan webbplats , Jag migrerar inga problem om det behövs END EDIT
Kommentarer
- Den här bloggen är intressant o nlyinamericablogging.blogspot.com/2012/01/…
- @annav tack Anna, jag satte den på inlägget. Jag såg några nautiska killars kommentarer som sa att de inte skulle segla på dem, men hittade inga scheman eller ritningar av de undervattensavsnitten.
- Utseendet kan bedra. TL; DR: masscentrumet är trevligt och lågt nere.
- Och BTW, alla fartyg gör sitt bästa för att hålla sig vinkelrätt mot stormvågor. En stor våg som attackerar direkt från babord eller styrbord kommer att orsaka mycket större rullning, med mycket större inre skador även om skrovet inte ’ inte passerar kantningsvinkeln.
- @CarlWitthoft det här är vad du inte ’ t vill att din lyxkryssning ska bli som youtu.be/deX7R9RbmX0
Svar
Några dimensioner kunde jag gräva upp (mestadels från Wikipedia).
Draft of the Allure of the Seas: 31 ft (10 m)
Längd: 1181 ft (360 m)
Stråle vid vattenlinjen: 47 m Höjd: 72 m över vattenlinjen
Låt ”Rita bara avsnittet baserat på dessa enkla siffror:
Om tyngdpunkten nu befann sig mitt i fartyget (31 m över vattenlinjen) skulle det verkligen inte vara särskilt stabilt – varje lutning över 25 ° skulle få det att välta:
Det finns dock flera viktiga faktorer:
- Skrovets del under ytan är gjord av mycket tjockare, starkare, tyngre material än överbyggnaden
- Motorerna etc. är alla i de lägsta nivåerna
- Det finns ett aktivt förkopplingssystem som möjliggör pumpning av bränsle och hav vatten från sida till sida för att upprätthålla balansen
Jag hittade ett onlinetest av stabiliteten i fartygets skrov i en testanläggning, där de gjorde ett stort hål i sidan av ett exakt modell för att se hur det skulle gå: https://www.youtube.com/watch?v=Ra4TkHOs4RE . Medan det finns kommersiella intressen på spel, vill ingen ha en marin katastrof på deras händer.
Kommentarer
- Tack så mycket Floris, jag hade tänkt på två moderna utvecklingar de kunde dra nytta av, den aktiva ballastidén du nämner, men jag trodde att pumparna skulle vara för långsamma för att svara, eller vertikala undervattenspropeller, för att tvinga ner sidan uppåt.
- @AcidJazz mest av de aktiva enheterna finns där för komfort. Om alla motorer misslyckas är det enda kvar i formstabiliteten som kräver låg tyngdpunkt. Det är här lätta överbyggnader spelar in. Värt att uppskatta hur mycket kuggen växlar när alla passagerare går till översta däcket. 200 tusen ton är mycket massa – 6000 passagerare är högst några% av det.
- ” delen av skrovet under ytan är gjord av mycket tyngre material ”: de till och med sätta en massiv metallbit där som kallas köl. Se en.m.wikipedia.org/wiki/Keel . Utmärkt svar btw +1
- @Numrok tack. Såvitt jag vet har dessa stora havsfartyg ofta ’ t en riktig köl, bara ballast. Om du googlar ” sektionsteckning för kryssningsfartyg ” ser du detta tydligt.
Svar
Jag tvivlar på att allt är flytande dynamik. De måste hålla sig upprätt även med döda motorer. Om hävarmens integral under vattenlinjen är större än ovanför ska den förbli upprätt. Ballast längst ner går långt eftersom den har en lång spak. Saker som motorer under däck tenderar ändå att vara tunga. Vikt är inte en stor sak eftersom de inte går uppför backen. De behöver ett lågt djupgående för att komma in i hamnen. Om du tittade på ett hangarfartyg ur vattnet verkar det också som topptungt.
Låt oss anta ett fartyg med 2/3 över vattenlinjen. Dela upp i 9 enheter. 6 ovanför och 3 nedan.
Naturligtvis lättaste grejer på toppen och tunga under. I det här exemplet är nätspaken ovan 45 och under 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 Föreställ dig att det är en tippare med 3 feta barn på ena sidan och 6 mager på den andra. Även om de magra barnen har dubbelt så mycket spakar dominerar fortfarande de tjocka barnen.
Eftersom den svänger på skrovet och inte mittlinjen, förlorar botten hävstång när den börjar lista. Så ett smalt skrov vid vattenlinjen är en bra sak.
Kommentarer
- Din hangarfartygs punkt är rätt, jag borde ha tänkt på det , Jag såg ett citat som sa att dessa fartyg ” snäpp ” tillbaka till lodrätt så snabbt att passagerarna klagar över det ’ är värre än den ursprungliga noteringseffekten var på deras magar. Tack så mycket för din tid.
- Även om feta barn kan se dubbelt så tunga ut som smala barn, på grund av deras liknande benstruktur, som har en högre densitet än fett, är de sällan. Sorta som kryssningsfartyg och hangarfartyg, verkligen. 😉
Svar
Som jag förstår det använder många sjögående fartyg också gyroskop som snurrar på en vertikal axel fäst till huvudkomponenterna i fartygets struktur för att utplåna mycket av rörelsen på fartygets rullaxel. Gyroskop är också populära bland motorbåtar. Jag är inte säker på om de används på jätte kryssningsfartyg eller inte, men gyroer är ett sätt att ge stabilitet och säkerhet.
Kommentarer
- ja, detta missar på något sätt poängen, gyroskop kan ge säkerhet i navigationssyn, men de stabiliseras definitivt inte på ett sätt som menas i frågan
Svar
en stor spak fäst med ett fartyg ger en enorm ansträngning på andra sidan att den kan värma vattnet genom att köra en motor tillverkad av likströmsmotor och emf ger värmeelementet som arbetar med likspänning så att det kan fungera på vardera sidan för att producera ångmotor kan producera elektricitet med konstant hastighet för att tillhandahålla nätdrift.
Kommentarer
- Jag kan inte analysera detta svar och utifrån vad jag kan förstå kan jag inte ’ se hur detta svarar på frågan. Kan du kanske skriva om och ange hur det svarar på frågan?