Arhitectură navală - Greutate și flotabilitate Britannica
Forțe hidrostatice
O navă plutind în repaus în apă liniștită este acționată de două forțe, greutatea și flotabilitatea. Greutatea este forța descendentă a navei. Forța totală de greutate (W) acționează asupra navei ca și cum ar fi concentrată la punctul de echilibrare sau la centrul de greutate (G). Flotabilitatea este forța ascendentă a tuturor presiunilor hidrostatice asupra corpului. Componentele orizontale ale presiunii apei pe zonele unitare ale părților laterale și inferioare ale navei, crescând cu adâncimea, acționează în direcții opuse și se anulează reciproc. Componentele verticale ale presiunii apei pe suprafețele unitare se combină pentru a forma o forță ascendentă (B) egală cu greutatea apei deplasate de volumul corpului subacvatic. Această greutate variază ușor în funcție de greutatea specifică a apei. Centrul de flotabilitate (B) se află la centrul geometric al volumului scufundat. Nava se scufundă în apă până când forța B este egală cu forța W, în conformitate cu principiul lui Arhimede.
Calculul greutății navei și volumul de flotabilitate
Într-un stadiu incipient al proiectării, greutatea navei este estimată ca suma greutăților încărcăturii, corpului, accesoriilor, echipamentelor, mașinilor de propulsie și auxiliare, sistemelor de conducte, echipamentelor electrice și electronice, combustibilului, apei, depozitelor consumabile, pasagerilor, și echipaj, plus o marjă de câteva procente pentru greutățile care sunt subestimate. Într-o etapă ulterioară, greutățile sunt calculate mai precis sau sunt luate din greutățile reale ale unor articole similare. În multe cazuri, estimările greutății sunt revizuite în mod constant pe măsură ce proiectul continuă pentru a evita o supraponderalitate finală care ar putea afecta serios performanța navei.
Volumul subacvatic al navei proiectate trebuie să fie adecvat nu numai pentru a deplasa o greutate de apă care să susțină întreaga navă, dar trebuie să fie astfel dispusă în lungime, lățime și înălțime și astfel formată în fiecare parte încât toate celelalte și cerințele arhitecturale navale sunt îndeplinite. Când nava este construită și încărcată complet, aceasta trebuie să plutească la nivel și în poziție verticală la linia de plutire proiectată (de obicei indicată printr-o linie Plimsoll).
Pe măsură ce porțiunile subacvatice și deasupra apei ale corpului sunt modelate, arhitectul naval menține o verificare de funcționare a greutăților estimate și a volumelor de flotabilitate calculate, precum și a produselor acestor greutăți și volume de ori distanțele orizontale înainte și înapoi sau „Brațele de moment” ale fiecăruia din planul de referință vertical transversal la lungime medie. Aceste produse sunt cunoscute sub numele de greutate longitudinală și momente de flotabilitate.