Obliczanie ciężaru statku i objętości wyporu
W początkowej fazie projektowania ciężar statku jest szacowany jako suma ciężarów ładunku, kadłuba, wyposażenia, sprzętu, maszyn napędowych i pomocniczych, systemów rurociągów, sprzętu elektrycznego i elektronicznego, paliwa, wody, zapasów materiałów eksploatacyjnych, pasażerów i załogi, plus kilkuprocentowy margines na ciężary niedoszacowane. Na późniejszym etapie wagi są obliczane bardziej dokładnie lub są brane z rzeczywistych wag podobnych elementów. W wielu przypadkach szacunkowe masy są stale korygowane w miarę postępu prac projektowych, aby uniknąć ostatecznej nadwagi, która mogłaby poważnie pogorszyć osiągi statku.
Encyclopædia Britannica, Inc.
.
Podwodna objętość projektowanego statku musi być odpowiednia nie tylko do wyparcia ciężaru wody, który utrzyma cały statek, ale musi być tak rozłożona w długości, szerokości i wysokości oraz tak ukształtowana w każdej części, aby spełnione były wszystkie inne wymagania eksploatacyjne i architektoniczne marynarki. Kiedy statek jest zbudowany i w pełni załadowany, musi unosić się na wodzie na poziomie i w pozycji pionowej na zaprojektowanej linii wodnej (typowo oznaczonej linią Plimsolla).
Podczas tworzenia podwodnych i nadwodnych części kadłuba architekt marynarki prowadzi bieżącą kontrolę oszacowanych ciężarów i obliczonych objętości wypornościowych, jak również iloczynów tych ciężarów i objętości pomnożonych przez odległości poziome dziobu i wału lub „ramion momentu” każdego z nich od poprzecznej pionowej płaszczyzny odniesienia w połowie długości. Iloczyny te znane są jako wzdłużne momenty ciężaru i wyporu.
Aby systematycznie przeprowadzać te operacje, podwodny kadłub dzieli się na segmenty za pomocą wyimaginowanych poprzecznych płaszczyzn zwanych stacjami. W przypadku łodzi może być 10 takich segmentów, a w przypadku dużego statku 40 lub więcej. Objętość każdego segmentu jest obliczana wraz z położeniem środka objętości dla każdego z nich. Następnie oblicza się przednie i tylne momenty objętości w taki sam sposób, jak w przypadku przednich i tylnych momentów masy. Po zsumowaniu objętości poszczególnych segmentów otrzymuje się całkowitą objętość kadłuba podwodnego. Następnie szacuje się przednio-tylne położenia środków ciężkości poszczególnych grup wagowych. Oddzielnie sumuje się momenty tych grup przed i za śródokręciem. Dzieląc całkowitą objętość kadłuba podwodnego przez objętość przypadającą na jednostkę masy wody słodkiej, słonawej lub słonej, w której statek ma pływać, otrzymuje się masę wypartej wody. Musi on być równy ciężarowi całkowitemu, jeżeli statek ma pływać na projektowanej wodnicy. Moment ciężaru netto, przed lub za połową długości, dzieli się przez ciężar całkowity, aby uzyskać odległość, przy której środek ciężkości (G) leży przed lub za połową długości. Ta sama operacja dla momentów objętościowych daje przednio-tylne położenie środka wyporu (B).
Encyclopædia Britannica, Inc.