Hmotnost a vztlak

Výpočet hmotnosti lodi a objemu vztlaku

V rané fázi návrhu se hmotnost lodi odhaduje jako součet hmotností nákladu, trupu, výzbroje, vybavení, hnacích a pomocných strojů, potrubních systémů, elektrického a elektronického vybavení, paliva, vody, spotřebních zásob, cestujících a posádky, plus několikaprocentní rezerva pro podhodnocené hmotnosti. V pozdější fázi se hmotnosti vypočítají přesněji nebo se převezmou ze skutečných hmotností podobných položek. V mnoha případech se odhady hmotnosti v průběhu návrhu neustále revidují, aby se předešlo konečné nadváze, která by mohla vážně zhoršit výkon lodi.

.

Podvodní objem projektované lodi musí odpovídat nejen tomu, aby vytlačil hmotnost vody, která celou loď udrží, ale musí být rozmístěn na délku, šířku a výšku a v každé části tvarován tak, aby byly splněny všechny ostatní provozní a lodní architektonické požadavky. Když je loď postavena a plně naložena, musí plout vodorovně a vzpřímeně na projektované čáře ponoru (obvykle označené Plimsollovou čarou).

Při tvarování podvodních a nadzemních částí trupu námořní architekt průběžně kontroluje odhadované hmotnosti a vypočtené objemy vztlaku, jakož i součin těchto hmotností a objemů a vodorovných vzdáleností přídě a zádě nebo „momentových ramen“ každé z nich od příčné svislé referenční roviny v polovině délky. Tyto součiny jsou známy jako podélné momenty hmotnosti a vztlaku.

Pro systematické provádění těchto operací je podvodní trup rozdělen na segmenty pomyslnými příčnými rovinami zvanými stanice. U člunu může být takových segmentů 10, u velké lodi 40 nebo více. Objem každého segmentu se vypočítá spolu s polohou středu objemu pro každý z nich. Přední a zadní moment objemu se pak vypočítá stejným způsobem jako u předního a zadního momentu hmotnosti. Součtem objemů jednotlivých segmentů se získá celkový objem trupu pod vodou. Poté se odhadne poloha těžiště jednotlivých skupin závaží na přídi a zádi. Samostatně se sečtou momenty těchto skupin před a za střední délkou. Vydělením celkového objemu trupu pod vodou objemem na jednotku hmotnosti sladké, brakické nebo slané vody, ve které se má loď pohybovat, získáme hmotnost vytlačené vody. Tato hodnota se musí rovnat celkové hmotnosti, má-li loď plout na projektované čáře ponoru. Čistý moment hmotnosti před nebo za středem délky se vydělí celkovou hmotností, čímž se získá vzdálenost, ve které leží těžiště (G) před nebo za středem délky. Stejnou operací pro objemové momenty získáme polohu středu vztlaku (B) na přídi a zádi.