...

Почему авианосцы не опрокидываются?

Авианосцы

Благодаря своей резкой кривизне корабли действительно выглядят так, будто они должны упасть, но эти изгибы на самом деле являются одной из причин, почему они этого не делают.

Это, мягко говоря, деликатный вопрос: может ли авианосец стоимостью 13 миллиардов долларов, на строительство которого ушло пять лет и на котором сейчас проживают 5000 человек, внезапно опрокинуться?

Я решил затронуть эту тему после того, как увидел пост в реддите (Reddit r/Damnthatsinteresting), в котором указывалось на то, что не все замечают: авианосцы «безумно изогнуты», из-за чего они выглядят так, будто готовы опрокинуться в любой момент. В посте рассказывается история на двух фотографиях: на первой изображен резко изогнутый нос авианосца, который сужается до ножевидной точки, что, по мнению некоторых, предполагает, что все днище корабля похоже на нож. На втором снимке показано, как выглядит авианосный корабль (здесь — десантный корабль ВМС США) ниже ватерлинии.

Из-за конических корпусов авианосцы могут выглядеть неустойчивыми, но здесь есть нечто большее, чем кажется на первый взгляд.

Плавучесть

Военный корабль США Джеральд Р. Форд в сухом доке. 
Острый конус фактически заканчивается на ватерлинии.

По мнению греческого математика и изобретателя Архимеда, на любой предмет, лежащий на поверхности воды, действует выталкивающая сила. Сила плавучести толкает вверх, а сила тяжести (о которой Архимед не знал) толкает вниз. В результате, если объект менее плотен, чем жидкость, которую он вытесняет, он будет плавать.

По сути, именно так корабли остаются на плаву. Авианосцы, как и большинство других кораблей, также имеют острые носы — переднюю часть корабля, расположенную над ватерлинией. (Передняя часть кораблей вообще известна как «носовая часть».) Плоская форма полетной палубы, из-за которой авианосцы прозвали «плоскими вершинами», подчеркивает остроту носа, из-за чего корабль выглядит нестабильным.

Проблема в том, что вы многое упускаете, просто глядя на плавающий в воде авианосец. У него может быть ножевидная носовая часть, которая помогает уменьшить сопротивление ветра и аэродинамическое сопротивление, но ниже ватерлинии корпус расширяется и на самом деле довольно широк. Например, авианосец класса «Нимиц» имеет ширину 134 фута (40,8 м) в самом широком месте у ватерлинииэто не позволяет плавучей силе давить в ту или иную сторону снизу и переворачивать корабль.

Быстрый и объемный

Эсминец класса Zumwalt USS Lyndon B. Johnson имеет выпуклую носовую часть.

Другая часть поста показывает то, что известно в военно-морской архитектуре как выпуклый нос. Традиционно конструкторы кораблей предполагали, что ножеобразная носовая часть ниже ватерлинии снижает сопротивление, позволяя кораблям эффективно рассекать воду. Это, в свою очередь, способствовало увеличению скорости кораблей и большей экономии топлива.

В начале 20 века конструкторы кораблей начали экспериментировать с концепцией так называемого «выпуклого носа». Объект, движущийся по поверхности воды, создает волну на носу, которая увеличивает сопротивление. Хотя лампочка выглядела так, как будто она замедляла корабли, увеличивая сопротивление, когда они бороздили близлежащую воду, на самом деле она уменьшала сопротивление. Выпуклый бульб создает вторую волну, которая эффективно нейтрализует первую, делая бульб еще более гидродинамически эффективным.

Танкер ВМС Франции «Жак Шевалье», строящийся в настоящее время, также имеет выпуклую носовую часть.

Начиная с 1920-х годов на верфях строились пассажирские суда с большими носовыми выступами (бульбами) ниже ватерлинии. Одним из самых известных кораблей с выпуклым носом был линкор Императорского флота Японии «Ямато», крупнейший линкор всех времён. Выпуклый нос Ямато выступал на 10 футов (3 м), обеспечивая невероятную максимальную скорость в 28 узлов (52 км/ч).

Авианосцы ВМС США строились с выпуклыми носами со времен авианосца «Рональд Рейган». Выпуклая носовая часть входит в стандартную комплектацию новейших авианосцев класса Ford, включая USS Gerald R. Ford, и станет особенностью будущих авианосцев John F. Kennedy, Enterprise и Doris Miller. Они также входят в стандартную комплектацию десантных кораблей классов «Оса» и «Америка», а также эсминцев классов «Арли Берк» и «Зумвалт».

Вывод

В каждом авианосце заложено огромное количество военно-морских ноу-хау, и не все они видны, когда корабль находится в воде. Авианосец, вероятно, является кораблем флота с наименьшей вероятностью перевернуться или «перевернуться черепахой», как это называют на флоте. То есть до тех пор, пока не начнутся съемки в кино.

Поделиться с друзьями
ForceTech
Серафинит - АкселераторОптимизировано Серафинит - Акселератор
Включает высокую скорость сайта, чтобы быть привлекательным для людей и поисковых систем.