Węzeł morski to jednostka prędkości, która ma swoje korzenie w dawnych praktykach żeglarskich. W czasach, gdy nikomu nawet nie śniło się o zaawansowanych, elektronicznych urządzeniach, marynarze mierzyli szybkość swoich łodzi za pomocą liny i klepsydry. Jak współcześnie wykonuje się pomiary prędkości?? Ile km/h to 1 węzeł morski? Wyjaśniamy!
Czym jest węzeł – ile km/h wynosi?
Węzeł morski (ang. knot) to jednostka prędkości stosowana w żegludze morskiej i lotnictwie. 1 węzeł odpowiada 1 mm/h (mili morskiej na godzinę). 1 mm/h jest równa 1852 metrom i odpowiada długości 1 minuty geograficznej koła wielkiego, a więc powierzchni Ziemi.
By przeliczyć 1 węzeł na km/h, można zastosować wzór:
1 węzeł morski = 1 mm/h = 1,852 km/h = 0,51(4) m/s
Oznacza to, że jeśli statek (lub jacht) porusza się z prędkością 10 węzłów, to pokonuje 10 mil morskich w ciągu godziny. Tym samym płynie z prędkością 18,52 km/h.
Jak dawniej obliczano prędkość? Węzeł morski i mila morska – historia
Pojęcie „węzeł morski” pochodzi od tradycyjnej metody pomiaru prędkości statku za pomocą tzw. logu linowego (ang. chip log) używanego w żegludze od XVI wieku. Podstawą działania tego przyrządu była lina z regularnie rozmieszczonymi węzłami, które pełniły funkcję markerów odległości.
Natomiast mila morska to nie bez powodu 1852 metry. Odpowiada ona dokładnej długości jednej minuty kątowej na powierzchni kuli ziemskiej mierzonej wzdłuż południka. Ta jednostka była standaryzowana na międzynarodowej konferencji w 1929 roku, aby ujednolicić różne stosowane dotychczas wartości mili morskiej.
Jak mierzy się prędkość statku w żegludze morskiej?
Prędkość statku można obliczyć, stosując zarówno nowoczesne, jak i tradycyjne, „dawne” metody. Zgodnie z definicją wyraża ona ruch jednostki względem dna akwenu i brzegu. Jest wielkością fizyczną o charakterze wektorowym określoną przez pochodną położenia obiektu względem czasu.
Wyróżnia się:
- prędkość nad dnem akwenu (SOG, ang. speed over the ground) – to stosunek drogi do czasu,
- prędkość po wodzie (STW, ang. speed through the water) – określa się ją względem mas wody, które „poruszają się” względem dna morza.
„Ręczne” sposoby mierzenia prędkości statku
Jedną z najłatwiejszych, ale sprawdzonych (choć dziś awaryjnych) metod na mierzenie prędkości statku jest tzw. log burtowy. Ma on jednak zastosowanie jedynie wówczas, gdy nie ma innych sposobów na określenie prędkości jednostki.
Log burtowy polega na wypuszczeniu dowolnego obiektu (np. pustej butelki lub kawałka drewna) przed dziób statku. W momencie, gdy obiekt znajdzie się na wysokości dziobu, zaczyna się mierzyć czas, który zajmie mu dotarcie do linii rufy. By zmierzyć w ten sposób prędkość, należy wykonać działanie:
długość statku / czas, który zajęło obiektowi przepłynięcie od dziobu do rufy = prędkość statku
Dawniej do pomiaru prędkości było wykorzystywane proste urządzenie określane logiem ręcznym (ang. chip-log). Składało się ono z trójkątnej deseczki (w kształcie wycinka koła) obciążonej ołowiem i z linkami wychodzącymi z każdego jej wierzchołka.
Dawniej by obliczyć prędkość pokonywania morza na niektórych statkach… spluwano za burtę! Obserwacja śliny i jej położenia pomagała określić prędkość, z jaką porusza się jednostka. Ten rodzaj pomiaru był określany logiem hiszpańskim.
Współczesne metody mierzenia prędkości statku
We współczesnej nawigacji powszechnie wykorzystuje się systemy dopplerowskie (ang. Doppler Log – radiowe logi dopplerowskie) oraz nawigację satelitarną GPS.
Log dopplerowski wykorzystuje efekt Dopplera do pomiaru przesunięcia częstotliwości fal akustycznych odbitych od dna morskiego lub cząsteczek wody. To pozwala precyzyjnie określić prędkość zarówno względem wody, jak i dna akwenu. Natomiast systemy GPS działają nieco inaczej. Umożliwiają one określenie lokalizacji statku i bezpośredni bieżący pomiar jego prędkości względem dna.
Inne znane sposoby mierzenia prędkości statku
Prędkość statku można określić także przez obserwację dryfu. W przypadku braku logu linowego można ją awaryjnie oszacować na podstawie czasu potrzebnego do przepłynięcia między znanymi punktami odniesienia (np. między bojami czy wyspami). Dokładność takiego pomiaru pozostawia jednak wiele do życzenia.
Dlaczego pomiary prędkości statku są tak ważne?
Węzeł, km/h i mm/h to jednostki, za pomocą których określa się prędkość statku na morzu. Próbowano ją mierzyć już od stuleci, jednak dopiero rozwój technologii umożliwił precyzyjne określenie tej wartości.
Dawniej na morzu liczyła się pomysłowość i proste metody, natomiast dziś do pomiarów prędkości używa się zaawansowanych sprzętów, w tym systemów dopplerowskich i GPS. Jej dokładne ustalenie od zawsze miało dla ogromne znaczenie. Dziś prędkość należy obowiązkowo mierzyć z różnych względów, które omawiamy poniżej.
Nawigacja i bezpieczeństwo
Znając prędkość statku czy jachtu, można precyzyjnie oszacować czas potrzebny na dotarcie do potencjalnie niebezpiecznych miejsc (dla jednostek pływających są nimi m.in. mielizny i rafy). Dzięki temu można też bardzo dokładnie obliczyć moment dopłynięcia do kolejnego punktu na trasie (np. do przystani). Znajomość aktualnej prędkości pomaga również w podejmowaniu odpowiednich decyzji manewrowych (np. przy podejściu do portu, kotwiczeniu, cumowaniu).
Komfort załogi
Utrzymywanie odpowiedniej prędkości może wpłynąć na stabilność jednostki, co przekłada się na mniejsze kołysanie i bardziej komfortowe warunki rejsu. Natomiast w sytuacji pogarszających się warunków pogodowych istotne jest jej zredukowanie, by nie narażać statku czy jachtu na gwałtowne przechyły i niebezpieczne fale.
Przestrzeganie przepisów
Często przepisy określają maksymalną dozwoloną prędkość w akwenach portowych, w pobliżu kąpielisk czy na określonych szlakach śródlądowych. Ich przestrzeganie jest możliwe tylko dzięki bieżącemu pomiarowi.
Postęp w mierzeniu prędkości statków
Od prostych metod, wykorzystujących liny i klepsydry po współczesne zaawansowane urządzenia nawigacyjne – sposób mierzenia prędkości ewoluował na przestrzeni wieków. Używanie nazwy „węzły morskie” to hołd dla dawnych metod i praktyk, jednak nowoczesne sposoby określania prędkości bazują na wykorzystaniu nowoczesnych, zaawansowanych technologicznie sprzętów.
