Elképesztőnek tűnik, hogy a hatalmas óceánhajók a felszínen tartják és nem süllyednek el. Ha egy szilárd fémdarabot vesz és vízbe teszi, azonnal elsüllyed. De a modern bélések fémből is készülnek. Hogyan magyarázhatja a jó felhajtó képességüket? Azt a tényt, hogy a hajó fémhéja képes a víz felszínén maradni, a fizika törvényei magyarázzák.
Miért nem süllyed el a hajó
A víz felszínén maradás képessége nemcsak a hajókra, hanem néhány állatra is jellemző. Vegyünk legalább egy vízi stridert. Ez a Hemiptera családból származó rovar magabiztosnak érzi magát a víz felszínén, csúszó mozdulatokkal halad végig rajta. Ez a felhajtóerő annak a ténynek köszönhető, hogy a vitorlázó lábának hegyét kemény szőr borítja, amelyet nem nedvesít meg a víz.
A tudósok és a feltalálók azt remélik, hogy a jövőben az emberek képesek lesznek létrehozni egy járművet, amely a vízcsúszás elvének megfelelően mozog a vízen.
De a bionika alapelvei nem vonatkoznak a hagyományos hajókra. Bármely gyermek, aki ismeri a fizika alapjait, megmagyarázhatja a fémrészekből készült hajó felhajtóerejét. Ahogy Archimédész törvénye mondja, a folyadékba merülő testre lendületes erő hatni kezd. Értéke megegyezik a víz elmélyülésével a test által kiszorított víz tömegével. A test nem fulladhat meg, ha Archimédész ereje nagyobb vagy egyenlő a test súlyával. Emiatt a hajó a felszínen marad.
Minél nagyobb a test térfogata, annál több vizet kiszorít. A vízbe ejtett vasgolyó azonnal megfullad. De ha egy vékony lepedőig kinyújtja, és belőle üreges gömböt csinál, akkor egy ilyen térfogatú szerkezet a vízen marad, csak kissé elmerülve benne.
A fémbőrű edényeket úgy építik meg, hogy a merülés idején a hajótest nagyon nagy mennyiségű vizet kiszorít. A hajótest belsejében sok üres terület van, tele levegővel. Ezért az edény átlagos sűrűsége sokkal kisebbnek bizonyul, mint a folyadék sűrűsége.
Hogyan tartsuk úszó a hajót?
A hajót addig tartják a felszínen, amíg a bőre ép és sértetlen. De a hajó sorsa veszélybe kerül, ha lyukat kap. A víz elkezd folyni az edény belsejében lévő bőr lyukán, kitölti annak belső üregeit. És akkor a hajó jól süllyedhet.
Annak érdekében, hogy az edény úszóképessége megmaradjon egy lyuk befogadásakor, belső terét válaszfalakkal osztották fel. Ezután az egyik rekeszben egy kis lyuk nem veszélyeztette az edény általános túlélhetőségét. A vizet az elárasztott rekeszből szivattyúk segítségével szivattyúzták ki, és megpróbálták lezárni a lyukat.
Rosszabb, ha egyszerre több rekesz sérült meg. Ebben az esetben a hajó egyensúlyvesztés következtében elsüllyedhet.
A 20. század elején Krylov professzor azt javasolta, hogy szándékosan elárasszák a fülkéket a hajó azon részében, amely ellentétes az elárasztott üregekkel. Ugyanakkor a hajó kissé leszállt a vízben, de vízszintes helyzetben maradt, és a borulás következtében nem süllyedhetett el.
A tengerészmérnök javaslata annyira szokatlan volt, hogy sokáig figyelmen kívül hagyták. Csak az orosz flotta vereségét követően a Japánnal folytatott háborúban fogadták el ötletét.
