Pomiar prędkości statków – log.pdf

(1896 KB) Pobierz

okl mt 07-2007 reklama pomocnicze.qxd

jak to działa

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-

Nazwa angielska Nazwa polska

Surge

Przesuwanie się do przodu

Roll

Kołysanie poprzeczne

Sway

Ruch poprzeczny

Pitch

Kiwanie, kołysanie wzdłużne

Yaw

Myszkowanie

Heave

Nurzanie

Pomiar prędkości statków –

log

Kazimierz Topór

bêben z loglin¹

deseczka

wêze³ na loglinie

loglina

1

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:

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

28

W miarę rozwoju żeglugi statki zaczęły coraz

15899306.140.png

15899306.151.png

15899306.162.png

15899306.173.png

15899306.001.png

15899306.012.png

15899306.022.png

15899306.033.png

15899306.044.png

15899306.055.png

15899306.066.png

15899306.077.png

15899306.088.png

15899306.099.png

15899306.100.png

15899306.101.png

15899306.102.png

15899306.103.png

15899306.104.png

15899306.105.png

15899306.106.png

15899306.107.png

15899306.108.png

15899306.109.png

15899306.110.png

15899306.111.png

15899306.112.png

15899306.113.png

15899306.114.png

15899306.115.png

15899306.116.png

15899306.117.png

15899306.118.png

15899306.119.png

15899306.120.png

15899306.121.png

15899306.122.png

15899306.123.png

15899306.124.png

15899306.125.png

15899306.126.png

15899306.127.png

15899306.128.png

15899306.129.png

15899306.130.png

15899306.131.png

15899306.132.png

15899306.133.png

15899306.134.png

15899306.135.png

15899306.136.png

15899306.137.png

15899306.138.png

15899306.139.png

15899306.141.png

15899306.142.png

15899306.143.png

15899306.144.png

15899306.145.png

15899306.146.png

15899306.147.png

15899306.148.png

15899306.149.png

15899306.150.png

licznik drogi

ko³o zamachowe

loglina

œruba logu

mocowanie

logu do burty

2

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 „

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-

3

n

”, to prędkość statku obli-

czało się z wzoru:

V

=

n

14

,

4018

m

=

n

1

85166

km

,

28

sec

h

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-

2

1

29

⋅

⋅

15899306.152.png

15899306.153.png

15899306.154.png

15899306.155.png

15899306.156.png

15899306.157.png

15899306.158.png

15899306.159.png

15899306.160.png

15899306.161.png

15899306.163.png

15899306.164.png

15899306.165.png

15899306.166.png

15899306.167.png

15899306.168.png

15899306.169.png

15899306.170.png

15899306.171.png

15899306.172.png

15899306.174.png

15899306.175.png

15899306.176.png

15899306.177.png

15899306.178.png

15899306.179.png

15899306.180.png

15899306.181.png

15899306.182.png

15899306.183.png

15899306.002.png

15899306.003.png

15899306.004.png

15899306.005.png

15899306.006.png

15899306.007.png

15899306.008.png

15899306.009.png

15899306.010.png

15899306.011.png

15899306.013.png

15899306.014.png

15899306.015.png

15899306.016.png

15899306.017.png

15899306.018.png

15899306.019.png

15899306.020.png

15899306.021.png

15899306.023.png

15899306.024.png

15899306.025.png

15899306.026.png

15899306.027.png

15899306.028.png

15899306.029.png

15899306.030.png

15899306.031.png

15899306.032.png

15899306.034.png

15899306.035.png

15899306.036.png

15899306.037.png

15899306.038.png

15899306.039.png

15899306.040.png

15899306.041.png

15899306.042.png

15899306.043.png

15899306.045.png

15899306.046.png

15899306.047.png

15899306.048.png

15899306.049.png

jak to działa

3

wskaŸnik prêdkoœci

przepona

Klepsydrę żeglarską trzeba było

odwrócić po:

a) 1,8 godziny?

b) 28 sekundach?

c) 15 minutach?

ciœnienie dynamiczne

ciœnienie statyczne

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

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 odpowiedzi

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:

activereader@mt.com.pl

do 31 lipca 2007 r.

Listę laureatów opublikujemy

w numerze 9/2007 MT.

30

15899306.050.png

15899306.051.png

15899306.052.png

15899306.053.png

15899306.054.png

15899306.056.png

15899306.057.png

15899306.058.png

15899306.059.png

15899306.060.png

15899306.061.png

15899306.062.png

15899306.063.png

15899306.064.png

15899306.065.png

15899306.067.png

15899306.068.png

15899306.069.png

15899306.070.png

15899306.071.png

15899306.072.png

15899306.073.png

15899306.074.png

15899306.075.png

15899306.076.png

15899306.078.png

15899306.079.png

15899306.080.png

15899306.081.png

15899306.082.png

15899306.083.png

15899306.084.png

15899306.085.png

15899306.086.png

15899306.087.png

15899306.089.png

15899306.090.png

15899306.091.png

15899306.092.png

15899306.093.png

15899306.094.png

15899306.095.png

15899306.096.png

15899306.097.png

15899306.098.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Wiązania narciarskie.pdf (1329 KB)
Wariator samoczynny.pdf (192 KB)
Urządzenie do cięcia wodą - Hydrojet.pdf (242 KB)
Turbiny wiatrowe.pdf (2211 KB)
Termometr.pdf (537 KB)

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin