Tại sao tàu thủy không bị lật trên biển

Tàu du lịch và tàu chở hàng hiện đại là những kiệt tác kỹ thuật, kết hợp truyền thống hàng hải với tiến bộ công nghệ. Những siêu tàu thủy có thể chịu được trọng lượng của hàng nghìn người cũng như hàng trăm container mà vẫn tiếp tục nổi. Đôi khi chúng sẽ bị nghiêng ngả do tác động của sóng biển nhưng vẫn không bị lật.

Hai thiếu hai yếu tố chủ chốt giúp những con tàu siêu nặng này không bị lật trên biển là đó là nguyên tắc vật lý và thiết kế đơn giản.

Tàu thủy nổi do trọng lượng của nó nhẹ hơn nước mà nó chiếm chỗ. Trọng lượng kéo tàu xuống trong nước nhưng nó được cân bằng bởi lực nổi, một lực hướng lên tạo bởi chất lưu, đẩy tàu lên cao. Nếu lực nổi lớn hơn trọng lượng, tàu sẽ tiếp tục bị đẩy lên trên để hai lực triệt tiêu lẫn nhau.

Để đảm bảo điều trên, các kỹ sư phải tập trung vào hai điểm chủ chốt, trọng tâm và trọng tâm nổi của tàu.

Để giữ tàu nổi, trọng tâm của tàu cần đặt thấp để trọng lượng có thể kéo tàu theo chiều hướng xuống. Chính vì vậy mà động cơ, nhiên liệu, máy móc nặng luôn được đặt ở đáy tàu, trong khi các khoảng trống khác như cabin và phòng ăn nằm ở giữa.

Lực nổi của tàu trên nước phụ thuộc vào mật độ của nó. Nếu tàu đặc hơn nước, nó sẽ chìm xuống. Tuy nhiên, nếu kém đặc hơn nước, tàu sẽ nổi lên. Yếu tố giúp tàu nổi là lực áp suất hướng lên từ mặt nước. Do nặng tương đương lượng nước bị chiếm chỗ, tàu không chìm hoàn toàn.

Nhưng một thiết kế đóng vai trò quan trọng nhất giúp tàu chạy ổn định là thân tàu hình chữ U hay còn gọi là thân tàu giãn nước. Đó là lý do tại sao đáy tàu cấu tạo từ vật liệu siêu nhẹ và chắc chắn để tăng độ cân bằng. Đồng thời mũi tàu được bo tròn ở chỗ tiếp xúc với mặt nước giúp làm giảm tối đa lực cản và ngăn tàu tròng trành.