W

miarę rozwoju żeglugi statki zaczęły coraz

śmielej oddalać się od lądów i pływać bez kon-
taktu wzrokowego z jakąkolwiek ziemią. Ozna-

czało to jednak konieczność oznaczenia wielkości dro-
gi przebytej, drogi do przebycia, aktualnego położenia
statku, jednym słowem – wymagało nawigacji. Za-
sadniczym elementem nawigacji było i jest określanie
pozycji statku w stosunku do współrzędnych geogra-

ficznych, ale – z uwagi na konieczność dokonywania
obserwacji słońca – wymagało jakiej takiej pogody.
Ponieważ od nawigacji zależy bezpieczeństwo statku,
niezależnie od pozycji obliczanej metodami astrono-
micznymi, pozycję statku obliczano jako tzw. pozycję
zliczoną, do czego potrzebna jest właśnie znajomość
prędkości statku i kurs. Wyznaczenie pozycji zliczonej
nie wymagało słońca i pogody.

Prędkość statku nie jest jednak wielkością jed-

noznaczną. Najlepiej byłoby, gdyby dało się określać
ją względem morskiego dna. To nie było przez długi
czas możliwe. Dlaczego tak jest? Ano dlatego, że sta-
tek wykonuje jednocześnie cały szereg ruchów, wpły-
wających na wielkość drogi przebytej w stosunku do
Ziemi. Przyjmuje się, że podstawą jest sześć ruchów,
zestawionych w tabelce:

Nazwa angielska

Nazwa polska

Surge

Przesuwanie się do przodu

Roll

Kołysanie poprzeczne

Sway

Ruch poprzeczny

Pitch

Kiwanie, kołysanie wzdłużne

Yaw

Myszkowanie

Heave

Nurzanie

Do tego należy jeszcze dodać znos, czyli prze-

mieszczanie statku na skutek działania prądów mor-
skich, i dryf – przemieszczanie wywołane wiatrem. Jak
więc widać, prędkość statku to nielichy problem i nie
tak łatwo sobie z nim poradzić. Jak próbowano tę pręd-
kość określać? Pominąwszy zupełnie pierwotne sposo-
by, np. według liczby uderzeń wiosłami w określonym
przedziale czasu (odmierzanego klepsydrą) lub według
czasu potrzebnego na minięcie – całą długością statku
– kawałka drewna rzuconego z dziobu, jednym z pier-
wszych był pomiar za pomocą logu ręcznego, składają-
cego się z pływaka, liny z węzłami zawiązanymi w ok-
reślonych odległościach, szpuli i klepsydry.

Pływak był to kawałek drewna o kształcie

ćwierćkoła

, który był wyważony tak, że w wodzie

unosił się w pozycji pionowej. Do niego była przymo-

1

j a k t o d z i a ł a

28

deseczka

loglina

bêben z loglin¹

wêze³ na loglinie

Pomiar prędkości statków –

log

1

K a z i m i e r z T o p ó r

jak to dziala k.qxd 2007-06-15 14:04 Page 28

cowana lina w taki sposób, że mocne szarpnięcie wy-
rywało drewniany kołek i pozwalało pływakowi uno-
sić się na wodzie w pozycji poziomej, ułatwiającej
wciągnięcie go z powrotem na statek. Aby określić
prędkość statku, obserwator liczył węzły na linie, wy-
dane w określonym czasie, wyznaczanym za pomocą
tzw. standardowej klepsydry żeglarskiej, w której
czas przesypywania piasku wynosił dokładnie 28 se-
kund. Dlaczego akurat tyle? Prosta sprawa: jeżeli od-
ległość między sąsiednimi węzłami wynosiła dokład-
nie 47 stóp i 3 cale (czyli 14,4018 metra), a liczba od-
danych węzłów wynosiła „

n

”, to prędkość statku obli-

czało się z wzoru:

,

czyli automatycznie: liczba oddanych węzłów w cza-

sie przesypywania się klepsydry była równa prędkoś-
ci statku, wyrażonej w milach morskich na godzinę.

Właśnie od tej metody prędkość statku do dziś

określa się w „węzłach”. Odpowiednia długość liny
między węzłami i czas klepsydry zwalniały niezbyt
biegłych w matematyce marynarzy, od jakichkolwiek
obliczeń.

Przewrotem w dziejach sprzętu do pomiaru

prędkości statku był log mechaniczny – Thomasa
Walkera

, skonstruowany w 1861 roku i ulepszony

w 1878 – najdłużej używany przez statki, niemal aż do
wprowadzenia systemów hiperbolicznych określania
pozycji, które jednocześnie obliczały przebytą drogę
i szybkość, a co najważniejsze – względem dna.

Zasada logu mechanicznego polega na zlicza-

niu obrotów śruby zanurzonej w wodzie, której ruch
jest przekazywany przez loglinę do licznika zegaro-
wego. Log mechaniczny składa się z licznika zegaro-
wego, logliny, koła zamachowego, śruby oraz pod-
stawki (podkówki) do zamocowania zegara na burcie.
Niektóre logi mechaniczne mają repetytory elektrycz-
ne, które przekazują odczyt do kabiny nawigacyjnej.
Koło zamachowe spełnia rolę stabilizatora obrotów
i amortyzatora. Licznik zazwyczaj podaje trzy wartoś-
ci: setki mil, mile i kable. Log nie jest więc urządze-
niem do pomiaru prędkości statku, lecz wielkości
przebytej drogi. Dzieląc tę drogę przez czas, oczywiś-
cie otrzymujemy średnią prędkość na długości zliczo-
nej drogi.

Ponieważ statek płynąc, pozostawia za sobą

tzw. kilwater, ślad utworzony przez zawirowania za-
burzonej i spienionej wody, długość logliny musi być
odpowiednio dobrana do szybkości. I tak dla szybkoś-

ci do 10 węzłów loglina musi mieć długość 75 m. Dla
16 węzłów już 110 m, a dla 18 węzłów 120.

Kłopoty z logiem mechanicznym i słynną ko-

mendą: „wyrzucić log za burtę” – skutkującą wyrzu-
ceniem całego przyrządu do wody przez niedoświad-
czonego marynarza – powodowały poszukiwanie ja-
kiejś lepszej, wygodniejszej metody. Bardzo szybko
zorientowano się, że tzw. rurka Pitota może być łatwo
przeniesiona z lotnictwa do żeglugi. W ten sposób
powstał log ciśnieniowy

, działający na zasadzie

pomiaru różnicy ciśnienia statycznego i dynamiczne-
go. Intuicyjnie „widać”, że woda napływająca na wlot
poziomej rurki będzie wywierała tym większe w niej
ciśnienie, im wyższa będzie prędkość statku – oczy-
wiście względem wody!

Poza tymi „sztucznymi” metodami, wykorzysty-

wano jeszcze w charakterze logu... śrubę napędzającą
statek. Znając skok śruby i obroty silnika, można było
obliczyć prędkość statku. Te wszystkie metody to już
dziś... historia.

We wszystkich flotach świata, od mniej więcej

lat 80. ubiegłego stulecia, zaczął królować uniwersal-
ny system nawigacji satelitarnej GPS (Global Positio-
ning System). Zasada działania GPS (i wszystkich od-
mian, jak DGPS itp.) jest ogólnie znana i nie ma sensu
opisywanie jej w tym miejscu. Nawigacja satelitarna
zaczęła się w 1958 roku, kiedy to powstał system
TRANSIT, opracowany przez Laboratorium Fizyki Sto-
sowanej Uniwersytetu Johna Hopkinsa w USA. Po-
czątkowo przeznaczony do celów wojskowych, udos-
tępniony od 1980 roku do zastosowań cywilnych,
obecnie jest powszechnie stosowany na całym świe-
cie. „Za progiem” stoi europejski system Galileo opar-
ty na 30 satelitach, które mają zapewnić znacznie
większą dokładność niż obecny GPS. System Galileo
ma zacząć działać w roku 2012 r.

Jak się ma GPS do pomiaru prędkości? Przede

wszystkim odpadła jedna z istotnych funkcji pomiaru
prędkości: wyznaczanie pozycji zliczonej, bo przecież
GPS tę pozycję podaje i to niezależnie od pory dnia
i pogody. Urządzenia nawigacyjne, działające z wyko-
rzystaniem GPS

,

mogą podawać prędkość jak tzw.

dyskretny parametr, tzn. nie jako wartość ciągłą, lecz
mierzoną w krótkich odstępach czasu, jako iloraz dro-
gi przez czas. Drogę zaś system kalkulacyjny oblicza
z różnicy współrzędnych, wyznaczonych w czasie t

1

i w czasie t

2

. Im mniejsza jest różnica tych czasów,

tym bardziej obliczona prędkość zbliża się do pręd-
kości „chwilowej”, tj. takiej, jaką podaje np. szybkoś-
ciomierz samochodowy. Oczywiście współczesne od-

1

3

2

h

km

n

m

n

V

85166

,

1

sec

28

4018

,

14

⋅

=

⋅

=

29

licznik drogi

mocowanie
logu do burty

ko³o zamachowe

loglina

œruba logu

2

jak to dziala k.qxd 2007-06-15 14:04 Page 29

biorniki sygnałów satelitarnych korzystające z syste-
mu GPS są zaopatrzone w programy plotujące, dające
możliwość pokazania na ekranie mapy akwenu wraz
z pozycją statku, linią brzegową, głębokością itd. –

pełny komfort, a przede wszys-
tkim bezpieczeństwo!

Legendarna już dokład-

ność pozycjonowania, sięgają-
ca 1 m, wymaga jednak komen-
tarza. Jest ona rzeczywiście
możliwa pod warunkiem dobre-
go odbioru sygnałów satelitów.

Starzy żeglarze – być mo-

że pod wpływem przywiązania
do tradycji, zgadzają się z opi-
nią kapitana Krzysztofa Bara-
nowskiego:

„Już parę razy zmyłkowe

wskazania GPS wywiozły mnie
»w krzaki«, polecam więc, zgod-
nie z dobrą praktyką morską,
prowadzenie na mapie zliczenia
nawigacyjnego”.

Wniosek: nawet GPS

i Galileo nie zwalniają od obo-
wiązku... myślenia!



4

30

Konkurs jêzykowy

EDGARDA

Nagrodą w konkursie jest Audio Kurs Chiński (Kurs podstawowy).

Aby wziąć udział w losowaniu nagród, należy odpowie-
dzieć na trzy poniżej zamieszczone pytania, a od

dpowiedzi

przesłać do redakcji MT.

1) Jaki tytuł ma 11 lekcja Audio Kursu

Chiński Kurs Podstawowy?

2) Jak nazywa się oficjalny

język urzędowy Chin?

3) Jak inaczej bywają

określane Chiny?

Podpowiedzi szukajcie
na

www.jezykiobce.pl

Odpowiedzi należy przesyłać
do redakcji MT pocztą lub na adres e-mail:
[e-mail]
do 31 lipca 2007 r.
Listę laureatów opublikujemy
w numerze 9/2007 MT.

przepona

ciœnienie statyczne

ciœnienie dynamiczne

wskaŸnik prêdkoœci

MINI QUIZ MT

CZYT

AM, WIĘC WIEM

Klepsydrę żeglarską trzeba było
odwrócić po:

a) 1,8 godziny?
b) 28 sekundach?
c) 15 minutach?

j a k t o d z i a ł a

3

jak to dziala k.qxd 2007-06-15 14:04 Page 30