Hvor stort et skib kan vi bygge?

 Titanic var lastet med en stålsat tro på fremtiden og over 2.000 mennesker, da det satte kursen fra England mod New York 10. april 1912. Det var 269 meter langt og 28 meter bredt.

And the rest is history, som de siger på engelsk. Titanic stødte på et isbjerg ud for New Foundland og gik ned i det iskolde sorte havvand. Kun hver tredje passager overlevede.

Men Titanics forlis satte ikke en stopper for redernes forsøg på at bygge større og større skibe. I dag hundrede år efter det legendariske passagerskib gik til bunds, hedder det største sejlende skib Emma Mærsk og er fra Danmark. Det er næsten 400 meter langt og godt 50 meter bredt.

Det lader til, at skibene hele tiden bliver større og større.

Men hvor stort kan et skib egentlig blive? Sådan spørger skibsentusiasten Anders Weber.

Der er intet loft over skibes størrelse

Signe Jensen er lektor i skibsteknik ved Svendborg International Maritime Academy, der står for uddannelsen af danske skibsførere og maskinmestre:

»Der er ikke noget fysisk loft over et skibs størrelse. I princippet kan man faktisk bygge et skib uendeligt stort, så længe det overholder Archimedes Lov,« fortæller hun

Archimedes Lov er svaret på det mysterium, som vi næsten ikke kan lade være med at undre os over, når vi går en tur på stranden:

Den lille sten, du lige slog smut med, gik til bunds. Men den kæmpe jernbasse derude i horisonten holder sig flydende.

Hvordan går det til?

Den gamle græker Archimedes (287-212 f.kr) gik rundt og funderede over det samme spørgsmål nede i det antikke Grækenland.

Archimedes lov holder skibet flydende

Det, Archimedes konstaterede, var, at enhver genstand fylder en bestemt volumen, når den sænkes ned i en væske eller gas. Hvis vi nedsænker en gennemsnitlig sejlbåd i et stort bassin, fylder den mere i vandet end en mursten.

Det virker mærkeligt, at sejlbåden flyder mens murstenen synker. Men Archimedes lov lyder sådan her:

• En genstand, som helt eller delvist nedsænkes i en væske, får en opdrift, som er lige så stor som den væske, genstanden fortrænger

Hans idé var med andre ord, at jo mere plads en væske eller gas er nødt til at give til en genstand, desto større kraft virker opad på genstanden.

En sejlbåd har eksempelvis en større opdrift end en mursten, fordi den fylder mere i vandet. Jernbassen ude i horisonten har mange, mange gange mere opdrift end småstenen, du lige slog smut med.

Men det er kun den første halvdel af flyderegnskabet. Kraften, der udfordrer opdriften, er nemlig tyngdekraften, og den virker nedad. Hvis tyngdekraften er større end opdriften, synker skibet.

Spørgsmålet om, hvorvidt et skib eller en hvilken som helst anden genstand kan flyde, har altså ikke noget med størrelsen at gøre. Det hele er et spørgsmål om den rigtige balance. Et skib holder sig flydende, så længe dets opdrift ikke bliver overmandet af dets tyngdekraft.

Hvorfor har vi så ikke for længst bygget gigantiske skibe, der er fem eller seks gange større end Emma Mærsk?

Det er der to årsager til:

1. Uden den rigtige teknologi, er det sværere at udregne stabiliteten og kraftpåvirkningerne på et stort skib, end det er på et lille skib.
2.  Det kan ikke betale sig at bygge skibene så store.

Større skibe stiller krav til teknologien

Ifølge Signe Jensen er den første udfordring til skibets størrelse, at større skibe også er mere komplicerede:

»Når skibsføreren i gamle dage lastede og lossede, brugte han sin fornemmelse og sine matematiske evner til at regne ud, hvordan lasten skulle fordeles, så skibet ikke kæntrede, når det blev udsat for vind og vejr,« siger hun

»Men når skibene bliver så store, så bliver det også pludselig meget mere kompliceret. På de nye A.P. Møller-skibe er der plads til 18.000 containere, som alle sammen påvirker skibsskroget, stabiliteten og tyngdepunktet på forskellige måder«

’Derbyshire’ gik til bunds

Et godt eksempel på de teknologiske udfordringer med store skibe er de store bulkskibe fra 1970erne. Et bulkskib er et skib, der transporterer tørlast som korn, kul eller malm.

Et stort af slagsen var det næsten 300 meter lange Derbyshire, der sank lige syd for Japan d. 9. september i 1980. En af de vigtigste årsager til forliset var netop, at besætningen ikke havde den avancerede teknologi, det kræver at måle og beregne de mange belastninger, som følger med et større skib.

Derfor sejlede de intetanende rundt på et skib, som led af metaltræthed. Det blev især farligt, da skibet stævnede ind i en tyfon, som Derbyshire gjorde den skæbnesvangre dag tilbage i 1980. Ude i forenden af skroget gav det udmattede metal efter for vandmasserne, og havvandet strømmede ind.

Men fordi besætningen boede helt nede i den anden af skibet og ikke bevæger sig uden for, når det stormer, opdagede de ikke katastrofen før det var sent. Samtlige ombord led druknedøden.

Det største skib er dansk

I dag er teknologien noget mere sofistikeret. Det største sejlende skib er det danske Emma Mærsk fra rederiet A.P Møller. Det er næsten 400 meter langt, og rederiet har endda endnu større skibe på vej – nemlig Triple E-skibene, som er nogle meter længere og bredere end Emma Mærsk.

Ombord kan de have 18.000 containere. Hvis så mange containere blev stablet oven på hinanden, ville de nå helt op til stratosfæren i 46 kilometers højde. I forlængelse af hinanden ville de nå fra København til Korsør.

Som den skibs-nysgerrige læser kan se i en video fra A.P. Møller er skibets indre enormt. Under dækket er der plads til en basketball-bane, et amerikansk fodboldstadion og et tætpakket ishockeystadion i forlængelse af hinanden.

Men selvom A.P. Møllers nye skibe er de største på de syv verdenshave, så slår de ikke rekorden for det største skib. Rekordindehaveren er tankskibet Knock Nevis, som blev skrottet i 2009. Det stak næsten 25 meter under vandet, var over 450 meter langt og næsten 70 meter bredt.

Når skibet blev skrottet, hænger det sammen med den anden årsag til, at skibene ikke bare bliver bare større og større. Fordi Knock Nevis  var så stort, kunne det ikke gå ind de fleste havne, og det kunne ikke sejle igennem hverken Panamakanalen, Suezkanalen eller Den Engelske Kanal.

Store skibe betaler sig ikke

Dermed kan så stort et skib ikke betale sig. Det forklarer ph.d-studerende Ingrid Marie Vincent Andersen fra Institut for Mekanisk Teknologi. Hun forsker blandt andet i overvejelserne bag skibsbygning:

»Store tankskibe er vældig besværlige. De kan fragte næsten 500.000 tons olie, men der er ikke ret mange havne, de kan gå ind i – og det er sjældent, at der overhovedet er brug for at transportere så meget olie,« siger Ingrid Marie Vincent Andersen.

»Der er så meget økonomi og logistik i dette her. Havnene skal kunne tage imod skibene og det skal kunne betale sig for rederen. Derfor bygger man ikke bare skibe ud i det blå. Der bliver kun opfundet større skibstyper, hvis det kan betale sig,« siger Ingrid Andersen

Størrelsen styres af økonomien

Rent fysisk er der altså ikke noget i vejen for at bygge et skib, der er dobbelt så stort som det største – så længe gode gamle Archimedes får sin vilje om, at tyngdekraften holdes i skak af opdriften, som forklaret i denne video:

Men én udfordring er, at det kan det være svært at beregne de mange påvirkninger at et stort skib. En anden og større udfordring er, at størrelsen på skibe ikke er et spørgsmål om videnskabelig street credit, men om cool cash.

Således oplyste takker Spørg Videnskaben Anders Weber for det enkle spørgsmål om, hvor stort et skib vi egentlig kan bygge - og sender straks en Videnskab.dk-t-shirt med posten som tak.

Du kan læse flere gode spørgsmål og svar i Spørg Videnskaben. Du kan også stille dit eget spørgsmål ved at sende en mail til redaktionen@videnskab.dk.

Husk, at du også stadig kan også købe Videnskab.dk's bog med 77 af de bedste spørgsmål og svar: 'Hvorfor lugter mine egne prutter bedst?'.