A hajó súlyának és felhajtóerejének kiszámítása
A tervezés korai szakaszában a hajó súlyát a rakomány, a hajótest, a szerelvények, a berendezések, a hajtó- és segédgépek, a csőrendszerek, az elektromos és elektronikus berendezések, az üzemanyag, a víz, a fogyóeszközök, az utasok és a személyzet súlyának összegeként, valamint néhány százalékos tartalékkal az alulbecsült súlyok miatt becsülik meg. Egy későbbi szakaszban a súlyokat pontosabban kiszámítják, vagy hasonló elemek tényleges súlyából veszik. Sok esetben a súlybecsléseket a tervezés előrehaladtával folyamatosan felülvizsgálják, hogy elkerüljék a végső túlsúlyt, amely komolyan ronthatná a hajó teljesítményét.
Encyclopædia Britannica, Inc.
A tervezendő hajó víz alatti térfogatának nemcsak arra kell alkalmasnak lennie, hogy az egész hajót megtartó vízsúlyt kiszorítsa, hanem hosszában, szélességében és magasságában úgy kell elrendezni és minden részében úgy kell alakítani, hogy minden más üzemeltetési és hajóépítészeti követelményt teljesítsen. Amikor a hajó megépül és teljesen megrakott, a tervezett vízvonalnál (amelyet általában egy Plimsoll-vonal jelez) vízszintesen és egyenesen kell úsznia.
Amíg a hajótest víz alatti és feletti részeit kialakítják, a hajóépítész folyamatosan ellenőrzi a becsült súlyokat és a számított felhajtóerő-térfogatokat, valamint e súlyok és térfogatok szorzatát a hosszközépen lévő keresztirányú függőleges referenciasíktól mért vízszintes elülső és hátsó távolságok vagy “momentumkarok” szorzatával. Ezeket a termékeket nevezzük hosszirányú súly- és felhajtóerőnyomatékoknak.
Ezek a műveletek szisztematikus elvégzéséhez a víz alatti hajótestet állomásoknak nevezett képzeletbeli keresztirányú síkokkal szegmensekre osztják. Egy csónak esetében 10 ilyen szegmens lehet, egy nagy hajó esetében 40 vagy több. Az egyes szegmensek térfogatát a térfogat középpontjának helyzetével együtt kell kiszámítani. Ezután az elülső és a hátsó térfogatmomentumokat ugyanúgy kell kiszámítani, mint az elülső és hátsó súlymomentumokat. Az egyes szegmensek térfogatának összegzése adja a hajótest teljes víz alatti térfogatát. Ezután meg kell becsülni az egyes súlycsoportok súlypontjainak elülső és hátsó helyzetét. A középhosszúság előtt és mögött külön-külön összegezzük e csoportok nyomatékait. Ha a hajótest teljes víz alatti térfogatát elosztjuk annak az édes, brakkos vagy sós víznek a súlyegységre jutó térfogatával, amelyben a hajó közlekedni fog, megkapjuk a kiszorított víz tömegét. Ennek meg kell egyeznie a teljes tömeggel, ha a hajó a tervezett vízvonalnál fog úszni. A középhosszúság előtti vagy mögötti nettó súlymomentumot el kell osztani az össztömeggel, hogy megkapjuk azt a távolságot, ahol a súlypont (G) a középhosszúság előtt vagy mögött van. Ugyanez a művelet a térfogati nyomatékokra is megadja a felhajtóerő-középpont (B) elülső és hátsó helyzetét.
Encyclopædia Britannica, Inc.