حمولة السفينة

أبسط أشكال الصابورة المستخدمة في قوارب الإبحار النهارية الصغيرة هي ما يُسمى "الصابورة الحية"، أو وزن الطاقم. فبمجرد جلوس الطاقم على الجانب المواجه للريح من الهيكل ، يجب أن يرفع عزم الميل وزن الطاقم.

في قوارب السباق الأكثر تطوراً، يتم استخدام حزام سلكي يسمى شبه منحرف للسماح للطاقم بالتعلق بشكل كامل على جانب الهيكل دون السقوط؛ وهذا يوفر كميات أكبر بكثير من عزم الاستقامة بسبب الرافعة الأكبر لوزن الطاقم، ولكنه قد يكون خطيرًا إذا توقفت الرياح فجأة، حيث أن الفقدان المفاجئ لعزم الميل يمكن أن يلقي بالطاقم في الماء.

في السفن الحديثة الكبيرة، يُصنع عارضة السفينة من مادة عالية الكثافة ، مثل الخرسانة أو الحديد أو الرصاص ، أو تُملأ بها. وبوضع الثقل في أدنى مستوى ممكن (غالباً في تجويف كبير أسفل العارضة)، يُمكن استخلاص أقصى عزم استقرار من الكتلة المُعطاة. وكانت الأشكال التقليدية للصابورة المحمولة داخل الهيكل عبارة عن حجارة أو رمال.

There are disadvantages to using high-density ballast. The first is the increased mass of the boat; a heavier boat sits lower in the water, increasing drag when it moves, and is generally less responsive to steering. A heavier boat is also more difficult to put on a trailer and tow behind an automobile. Secondly, since the ballast needs to be as low as possible, it is often placed into a centerboard or retracting keel, requiring a heavy-duty mechanism to lift the massive foil. The simplest solution is to use a fixed ballasted keel, but that makes the boat nearly incapable of sailing in very shallow water, and more difficult to handle when out of the water.

While prohibited by most class racing rules, some cutting-edge boats use a bulb of ballast on a long, thin keel that can tilt from side to side to create a canting keel. This lets the ballast be placed on the windward side, providing a far greater righting moment with a lower angle of heel. Tilting the keel, however, greatly reduces its lift, so canting keels are usually combined with a retractable centerboard or daggerboard that is deployed when the keel is tilted, and retracted (to reduce drag) when the keel is returned to the vertical. Some canting keels are designed so that when fully extended to either side they have an angle of attack of about 5° allowing the hydrofoil effect of the blade to lift the boat up and reduce wetted surface area for an increase in boat speed.

A common type of ballast for small boats that avoids many of the problems of high-density ballast is water ballast. While it may seem counter-intuitive that placing water in the hull (which is, after all, close to the same density as the water outside the hull –fresh vs salt water) would add any stability, the water serves to displace air from the bottom of the hull; adding water ballast below the vertical center of gravity increases stability. The water ballast does not need to be lifted above the waterline to affect stability, as any material having greater bulk density than air will have an effect on the centre of gravity. It is the relationship between centre of gravity and centre of buoyancy that dictates the righting moment.

The advantage of water ballast is that the tanks can be emptied, reducing draft or the weight of the boat (e.g. for transport on ground) and water added back in (in small boats, simply by opening up the valves and letting the water flow in) after the boat is launched or cargo unloaded. Pumps can also be used to empty the leeward ballast tank and fill the windward tank as the boat tacks, and the quantity of ballast can be varied to keep the boat at the optimum angle of heel.

من عيوب استخدام الماء كصابورة أن الماء ليس كثيفًا جدًا، وبالتالي تشغل الخزانات المطلوبة مساحة أكبر من أنواع الصابورة الأخرى. يقدم بعض المصنّعين أكياس صابورة مرنة تُركّب خارج هيكل القارب على كلا الجانبين، ومضخات تستخدم سرعة القارب في الماء لتوليد الطاقة. أثناء الإبحار، يمكن استخدام المضخة لملء الجانب المواجه للريح، بينما يُترك الجانب الآخر ليُصرّف. هذا النظام، وإن لم يكن جذابًا من الناحية الجمالية، يُتيح تحسينًا ملحوظًا في قوة إعادة التوازن دون أي تعديلات على هيكل القارب.

إحدى الحيل الشائعة في القوارب المزودة بنظام موازنة المياه هي ربط خزانات المياه على جانبي القارب بأنبوب مزود بصمام. عند الاستعداد لتغيير اتجاه الإبحار، يُفتح الصمام، ويُسمح للماء الموجود في الخزان المواجه للريح، وهو الأعلى، بالتدفق إلى الجانب الآخر، ويُرخى حبل الشراع لمنع القارب من الميلان بشكل مفرط. بمجرد نقل أكبر قدر ممكن من الماء إلى الجانب الآخر، يُدار القارب ويُشد الشراع، مما يرفع الخزان المواجه للريح الممتلئ حديثًا. بعد ذلك، يمكن استخدام مضخة يدوية بسيطة لنقل أي ماء متبقٍ من الجانب الآخر إلى الخزان المواجه للريح.

في سفن الشحن الفارغة، تتم إضافة الماء إلى خزانات التوازن لزيادة غمر المروحة، وتحسين التوجيه، والتحكم في التوازن والغاطس.