تعريف السفينة
اختلفت طرق دفع السفن عبر التاريخ وكان البشر في العديد من الحالات هم الذين يشكلون القوة الدافعة للسفن، فكانوا يجدفون في الماء فيدفعون السفينة للأمام، وكان يصل عدد الذين يجدفون العشرات أحيانا.كان استخدام الأشرعة نقلة كبيرة في تسخير طاقات الطبيعة لأجل خدمة الإنسان، فكانت الرياح تستخدم لدفع السفن بأقل جهد بشري ممكن، حيث كان ينحصر دور البشر في توجيه دفة السفينة وتحريك الأشرعة، رفعها وإنزالها. ولكن عندما كانت الرياح تجري بالإتجاهات الغير مناسبة، كان ذلك يشكل مشكلة للبحارة، فأصبحت دراسة الرياح والتيارات المائية حاجة ماسة، وأصبح العالمون بها قادرين على الإبحار لمسافات طويلة نسبيا قد تكون بعيدة عن اليابسة، وذلك لقدرتهم على تحميل مؤن كثيرة وعدد قليل من البحارة، فاستطاع الفايكنج مثلا التنقل لمسافات كبيرة بسفنهم الشراعية الضخمة فسيطروا على معظم شمال أوروبا. كما استخدم المصريون القدماء السفن الشراعية لنقل البضائع والحجارة عبر النيل.
كانت اختراع المحرك البخاري نقلة كبيرة في عصر الصناعة، وكانت السفن إحدى المستفيدين من هذه الثورة، فاستخدم المحرك البخاري لتحريك السفينة بذات المبدأ الذي كان التجديف يسير عليه خراء، وهو دفع الماء إلى الوراء لتتقدم السفينة بتأثير قوة رد الفعل. وتطور المبدأ ليتحول إلى مراوح تتحرك تحت الماء دافعة السفينة للأمام أو الخلف بحسب إتجاه حركتها.
تعمل معظم السفن الحديثة بمحركات تختلف وتتنوع في طريقة توليدها للطاقة وتحويلها لحركة، فمنها ما يعمل بالفحم الحجري وأخرى بالنفط وأخرى بمصادر أخرى كالطاقة النووية. ولكنها تشترك بالمجمل بمبدأ تحريك السفينة البسيط الذي تطور من التجديف إلى المراوح التحت مائية التي تدفع السفن
توجد عدة انواع من السفن يمكن تصنيفها حسب مجالات استعمالاتها, طرق دفعها و حجمها.
سفن حمولة
ناقلة نفط تحمل المحروقات, ناقلة غاز تحمل المحروقات المسيلة في درجة حرارة منخفضة, ناقلة مجوفة تحمل المنتوجات المنجمية و الحبوب, ناقلة كيميائية تحمل المواد الكيميائية, ناقلة حاويات تنقل الحاويات ...
سفن ركاب
هي السفن التي تنقل الركاب يمكن في بعض الاحيان ان تنقل البضائع و منها عدة انواع عبارة تحمل الركاب لمسافات صغيرة, سفينة سياحية تقوم بجولات سياحية طويلة المدة, عابرة محيط منتظمة تقوم برحلات طويلة عبر المحيطات ...
سفن صيد
هي السفن التي تستعمل لصيد الاسماك و هي كثيرة الانواع, سفينة مصنع تستعمل للصيد و للتعليب, سفينة صيد حيتان تستعمل لصيد الحيتان, سفينة صيد تونة تستعمل لصيد التونة ...
سفن خدمة
هي السفن التي تستعمل لاغراض اخرى غير النقل و الصيد, سفينة جرارة تجر السفن الكبيرة إلى الميناء, سفينة اطفاء لاخماد النيران في السفن الاخرى و في ابار النفط في البحر ...
سفن حربية
هي السفن التي تستعمل لاغراض عسكرية و قتالية او للتجسس و هي كثيرة الانواع, حاملة طائرات تحمل طائرات و هي عبارة عن قواعد عائمة, فرقطة سفينة حربية صغيرة ...
سفن ترفيه
هي السفن التي تستعمل للترفيه و للرياضة و في المسابقات, يخت ، سفينة شراعية ...
سفن ثابتة
هي سفن لم تعد في الخدمة و تستعمل كنزل او اماكن ترفيه ...
الأسس العلمية لبناء السفن
قانون أرخيميديس و عدة قوانين أخرى إلا أن قانون أرخميدس هو أهمها (أنظر الطفو)الذي يقول أن القوة الممارسة على جسم ما في وسط سائل أو غاز تساوي قوة وزن حجم السائل أو الغاز الذي يزيحه الجسم. فلنعتبر الرسم المبين أسفله.
حجم الماء الذي يزيحه القارب=الطول × العرض × ارتفاع الجزء المغمور هو V=x*y*l (هذا إذا إعتبرنا شكلا بسيطا جدا للسفينة أي مكعب في حلة إنعدام ذلك يجب استعمال التكامل (Integration)، و إذا ضربنا هذا الحجم بكثافة الماء فإنك تتحصل على وزن الماء Mw=ρ*V و بضرب وزن الماء بثابتة الجاذبية g=9.18 فإنك تتحصل على القوة الممارسة من الماء على السفينة، أي القوة المرموز لها ب A في الصورة و هي قوة من الأسفل للأعلى أما القوة G فهي القوة الممارسة من الزورق على الماء. و إذا كانت A تساوي G فإن السفينة تطفو فوق الماء أما إن لم يكن ذلك أي في حالة A أصغر من G فإن السفينة تغرق.
· طول جزء السفينة المغموس في الماء.
· عرض جزء السفينة المغموس في الماء.
· إرتفاع جزء السفينة المغموس في الماء.
· كثافة الماء أو السائل ρ.
· قوة الطفو A.