السفينة بالإنجليزية Ship ، هي مركبة تطفوفي الماء. وقد نشأت السفن بصفة عامة من تطوير القوارب ، وقد توجد السفن في البحيرات ، البحار ، والأنهار. ويوجد الكثير من المهام التي يمكن للسفن القيام بها وحسب تلك المهام تتحدد أحجام وتجهيزات السفينة لتناسب المهمة التي أنشئت من أجلها ، ومثال على تلك المهام ، العبارات وسفن الشحن وسفن الصيد وسفن الرحلات البحرية ، سفن حرس السواحل والسفن الحربية.

لقد تطورت القوارب والسفن تطورا كبيرا جنبا إلى جنب مع تطور الحضارة البشرية. وأصبحت السفن جزءا هاما من النظم التجارية والعسكرية الحديثة. فقوارب الصيد التي تستخدم بواسطة ملايين الصيادين. والقوات العسكرية أصبحت تستخدم السفن في مجالات واسعة وأساسية في حالات الحرب والسلم على حد سواء. وفي المجال التجاري وصلت حمولات البضائع المنقولة على ظهر السفن في عمليات الشحن في عام 2007 إلى 7.4 بليون طن.

صناعة السفن

في اخر القرن التاسع عشر تغيرت صناعة السفن رأس على عقب بعد ان كانت تصنع السفن القديمة من الخشب سواء من خشب البامبوأوالخيزران. وبعد اختراع المحركات البخارية وتغير معها جسم السفينة وأصبح من الحديد. واصبحت السفن في ذلك الوقت تولد الطاقة الكهربائية من نفسها بمولدات خاصة. وكانت تبلغ سرعتها من 20 – 25 عقدة. أما الآن فالسفن الملاحية فتبلغ سرعتها اكثر من 40 عقدة.

وبدأت حركة السفن في الإتساع وتخطت الإبحار في الأنهار والبحيرات والبحار المغلقة وإقتحمت المحيطات الشاسعة ، مما ادى الى نشوء شركات لتنظيم خطوط ملاحية عبر المحيط لنقل المسافرين والبضائع باعداد وكميات كبيرة.

أنواع السفن

العبّارة

مَرْكَب يُستعمل لنقل الناس والمركبات والبضائع، عبر الممرات المائية الضيقة. ومُعظم المعديات مفتوحة من كلا طرفيها، حتى يمكن شحنها وإفراغها دون حاجة إلى تغيير اتجاهها.

استخدم الناس المعديات منذ آلاف السنين. ومن أنواع المعديات القديمة أطواف وقوارب صغيرة ذات مجاديف أوأشرعة أومتحركة بأعمدة عبر الماء. وكثير من المعديات تُوجه بوساطة حبال غليظة ممتدة بين الشواطئ، ويقوم عمال المعدية بسحبها إلى الشاطئ المُراد بلوغه. وبعض المعديات المُوجهة بالحبال تُدفع بالقوارب البخارية. ومعظم المعديات المُستعملة في وقتنا الحاضر تستمد قوتها المحركة من آلاتها الخاصة بها، وقد حلت الجسور والأنفاق محل كثير من المعديات.

سفن نقل بضائع

هي سفن صنعت من أجل إستخدمها في عمليات النقل والشحن من مكان لآخر وبالتالي فإن معظم مساحات هذا النوع من السفن تعبير عن مستونادىت تعتمد على حسب نوع البضائع مثل؛ السيارات - بتر الغيار - حبوب ، مواد غذائية ، مواد بناء.

وتحتوي على روافع بارزه لنقل البضائع من والى السفينة. وتتميز سفن نقل البضائع بقلة عدد مشغليها .

سفن نقل بترول

محتويات هذه السفن تعبير عن صهاريج ومخازن لحمل المواد البترولية وهذه المواد اما ان تكون بحاله سائلة اوغازية. وعادة تكون سفن نقل الغاز كروية الشكل . وكذلك تتميز هذا النوع من السفن بقلة عدد مشغليها .

سفن الصيد

تتميز سفن الصيد بكثرة روافعها البارزة لسحب شباك الصيد من البحر وبها مخازن تعبير عن ثلاجات لحفظ الصيد وبعض هذه السفن يوجد بها مصنع لتغليف اوتعليب لحوم الأسماك.

سفن نقل الركاب

تتميز هذه السفن بشكلها العمراني الرائع وكأنها مدينه نموذجية عائمة ، حيث تكون مجهزة بالخدمات التي يحتاجها الركاب سواء في الرحلات القصيرة أوالرحلات السياحية الفاخرة. ويصل طولها الى 120 مترا وتحمل اكثر من الف راكب وتتكون في الغالب من عدة طوابق.

سفن حربية

تتميز السفن الحربية بلونها المموه وتتعدد اشكالها وانواعها وذلك على حسب دور جميع سفينة وتكون جميعها ما يسمى الأسطول البحري تعبير عن مجموعة سفن متعددة المهام واكبر هذه السفن هي حاملة الطائرات وهي قائدة الاسطول المكون من السفن المدمرة - الفرقاطات - سفن انزال - كاسحات الغام - سفن تموين - طرادات - الغواصات - قوارب متنوعة.

سفن خاصة

ويعتمد نوع هذه السفن على حسب المعدات المركبة بها والتي تحدد المهمة المطلوب منها تحقيقها ومنها سفن الأبحاث الفهمية - سفن الأرصاد الجوية - سفن المراقبة - سفن المسح - وغيرها.

الأساطيل التجارية

تمتلك دول العالم مجتمعةً نحو80,000 سفينةٍ تجارية. ويبلغ إجمالي حمولة السفن 400 مليون طن. وفي جميع عام، تُبنى سفن جديدة تحمل ملايين الأطنان وتنتج اليابان وكوريا الجنوبية معظم إجمالي حمولة سفن الشحن التي تنزل الماء.

ولدى كثير من الدول تنطقيد طويلة في العمل في مجال النقل البحري فمن هذه الدول الدنمارك وفرنسا وبريطانيا وإيطاليا وهولندا والنرويج والسويد. والآن، فإن بعض هذه الدول تمتلك أساطيل تجاريةً أكثر من السابق وتقوم ببناء سفن قليلة بنفسها بدلاً مما اعتادت عليه. وقد قامت دولٍ أخرى منها اليابان بزيادة حجم أساطيلها.

ويختلف أسطول العالم التجاري وفقًا لمعدل حجم تجارة العالم. ومن ناحية أخرى، فإن أبرز الدول التجارية، مثل الولايات المتحدة وبريطانيا وألمانيا لاتقوم بالضرورة بنقل تجارتها على سفنها الخاصة. وعلى سبيل المثال، تُعَدُّ الولايات المتحدة الدولة التجارية الرئيسية في العالم مع أنها لا تنقل إلا 4% فقط من تجارتها الخارجية على متن سفنٍ تحمل الفهم الأمريكي.ويتكون أسطول الولايات المتحدة التجاري من 6,500 سفينة تجارية من بينها تلك التي تعبر البحيرات العظمى والممرات المائية الداخلية الأخرى.

طرق الدفع في السفن

اختلفت طرق دفع السفن عبر التاريخ ، وكان البشر في الكثير من الحالات هم الذين يشكلون القوة الدافعة للسفن ، فكانوا يجدفون في الماء فيدفعون السفينة للأمام ، وكان يصل عدد الذين يجدفون العشرات أحيانا.

كان إستخدام الأشرعة نقله 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 ، حملها وإنزالها. ولكن عندما كانت الرياح تجري بالإتجاهات الغير مناسبة ، كان ذلك يشكل معضلة 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 كميات من المؤون وعدد قليل من البحارة ، فإستطاع الفايكنج مثلا التنقل لمسافات كبيرة بسفنهم الشراعية الضخمة فسيطروا على معظم شمال أوروبا. كما إستخدم المصريون القدماء السفن الشراعية لنقل البضائع والحجارة عبر النيل .

كانت إختراع 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 ، وهودفع الماء إلى الوراء لتتقدم السفينة بتأثير قوة رد العمل. وتطور المبدأ ليتحول إلى مراوح تتحرك تحت الماء دافعة السفينة للأمام أوالخلف بحسب إتجاه حركتها.

تعمل معظم السفن الحديثة بمحركات تختلف وتتنوع في كيفية توليدها للطاقة وتحويلها لحركة، فمنها ما يعمل بالفحم الحجري وأخرى بالنفط وأخرى بمصادر أخرى كالطاقة النووية . ولكنها تشهجر بالمجمل بمبدأ تحريك السفينة البسيط الذي تطور من التجديف إلى المراوح التحت مائية التي تدفع السفن.

تصنيف السفن

الأسس الفهمية لبناء السفن

قانون أرخميدس

هناك عدة قوانين رياضية للأسس التي يتم عليها بناء السفن إلا حتى قانون أرخميدس هوأهمها (أنظر الطفو)الذي يقول حتى القوة الممارسة على جسم ما في وسط سائل أوغاز تساوي قوة وزن حجم السائل أوالغاز الذي يزيحه الجسم. فلنعتبر الرسم المبين أسفله.

حجم الماء الذي يزيحه القارب هوV=x*y*l (هذا إذا إعتبرنا شكلا بسيطا جدا للسفينة أي مكعب في حلة إنعدام ذلك يجب إستعمال عملية ${\displaystyle \int {. _{.$ وإذا ضربنا هذا الحجم بكثافة الماء فإنك تتحصل على وزن الماءMw=Rho*V وبضرب وزن الماء بثابت الجاذبية g=9.18 فإنك تتحصل على القوة الممارسة من الماء على السفيتة أي القوة المرموز لها ب A في الصورة وهي قوة من الأسفل للأعلى أما القوة G فهي القوة الممارسة من الزورق على الماء. وإذا كانت A تساوي G فإن السفينة تطفوفوق الماء أما إذا 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 أوالسائل Rho
• A قوة الطفو

قانون التوازن

إذا سمينا