в чем измеряется морская скорость
Морские единицы длины и скорости
Для измерения на море расстояний между различными пунктами и пути, проходимого кораблем, принята величина, называемая морской милей.
Почему именно 1852? Если принять форму Земли за шар, то длина окружности по меридиану равна будет 40 000 000 метров.
Отсюда 40 000 000 м : 360° = 40 000 000 : 360*60′ = 40 000 000 : 21 600′ = 1851, 85 метров в 1′.
Пример: расстояние до порта 48 миль.
Или: 43 мили 8 кабельтов. Или: 43,8 мили.
Пример: расстояние до судна 14 кабельтов.
Пример: скорость корабля 23 узла.
Расстояния, пройденные кораблем, и его скорость определяют по лагу.
Пример: лаг отсчитывает мили; скорость по лагу 18 узлов; пройдено 120 миль по лагу.
Англо-американская система мер:
1 миля сухопутная=1,6093 км
1 миля английская=1,5240 км
1 миля морская=1,8532 км
1 пол(лесхоз)=5,4863 м
1 пол,род,перч=5,0292 м
1 фатом (морская сажень)=182,88 см
1 (США) звено=20,1168 см
1 (США) дюйм=25,400 мм
1 (США) галлон=3,7853 л
1 (США) кварта жидкая=0,944 л
1 (США) кварта сухая=1,1012 л
1 (США) пинта жидкая=0,4731 л
1 (США) пинта сухая=0,5505 л
1 (США) баррель=115,625 л
1 (США) баррель нефтепродуктов=158,75-158,98 л
Почему скорость движения судна измеряют в узлах
Что это за узел такой, откуда он взялся и где его завязывают?
Стоит отметить, что узел является единственной широко распространённой единицей скорости, имеющей собственное название. Десятичные приставки, служащие для образования кратных и дольных единиц, с узлом не используются. Узел — это самостоятельная единица измерения, которая применяется без добавок вроде «в час» или «в секунду». Один узел равен скорости равномерного движения, при которой тело за один час проходит расстояние в одну морскую милю.
По международному определению, один узел таким образом равен 1852 м/ч или 0,51444 м/с. Эта единица измерения, хотя и является внесистемной, допускается для использования наряду с единицами Международной системы единиц. В России узел допущен к использованию в качестве внесистемной единицы без ограничения срока действия с областью применения «морская навигация». Узел входит в Общероссийский классификатор единиц измерения.
Распространённость узла как единицы измерения связана со значительным удобством его применения в навигационных расчётах: судно, идущее на скорости в 1 узел вдоль меридиана, за один час проходит одну угловую минуту географической широты. Происхождение названия этой единицы связано с использованием ручного лага – прибора для измерения скорости судна, в простейшем варианте представлявшем собой доску, привязанную к длинному тросу (линю) таким образом, чтобы при выбрасывании за борт движущегося судна она тормозилась о воду.
На лине были завязаны узелки на одинаковом друг от друга расстоянии – оно заранее подбиралось таким образом, чтобы количество узлов на выброшенном за борт лаге, прошедших через руку измеряющего за определённое время, численно равнялось скорости судна, выраженной в морских милях в час. Измерения скорости всегда выполняли с подветренной стороны, чтобы вывести лаг в кильватер, поскольку при плавании под парусами он всегда отклонялся к наветренной стороне.
В чем измеряется морская скорость
Международная система единиц измерения в судоходстве отличается от единиц измерения, принятых в нашей повседневной жизни и соседствует с англосаксонскими основными единицами. Это связано с сохранившейся до нашего времени важной ролью англоязычных стран в судостроении и судоходстве.
Безусловно, в эпоху интернета не представляет особого труда перевести одни единицы в другие, воспользовавшись одним из множества приложений. Но как быть в открытом море, где по различным причинам интернет может отсутствовать?
Знать морские единицы измерения и свободно переводить их в общепринятые величины должен уметь каждый яхтсмен!
Единицы длинны
Морская миля — единица длины при измерении расстояний на море. Она равна длине одной минуты дуги меридиана (или 1/60 градуса, так как в градусе 60 минут).
Таким образом, передвижение на одну морскую милю вдоль меридиана примерно соответствует изменению географических координат на одну минуту широты.
Сокращенное обозначение морской мили, которое можно встретить на навигационных приборах nm
1 морская миля = 1852,3 м = 1,852 км
1 км = 0,54 морские мили
Кроме морской мили, для измерения расстояния на море приняты также следующие единицы длины:
1 Кабельтов = 0,1 морская миля = 185,2 м
Длина лодок обычно измеряется в футах. Как правило, в названии модели яхты содержится число соответствующее ее длине в футах, что позволяет сразу иметь представление о размерах судна.
Фут (от англ. foot — ступня) — единица измерения длины в английской системе мер.
Первоначальный британский фут — это не что иное, как сандалия древнеримского легионера.
Для Англии этот «сандальный» фут стал античным наследием Рима. Фут продолжал использоваться по всей Европе в течение большей части последних двух тысяч лет, хотя национальные и региональные различия были обычным явлением. В зависимости от того, где (и когда) термин фут был использован, он может означать длину от 273 мм до 357 мм.
Таблица конвертации футов в метры
В 1959 году международное соглашение о ярдах и фунтах (между Соединенными Штатами и странами Содружества Наций), определило фут как 0,3048 метра (304,8 мм).
1 фут = 0.3048 м
1 метр = 3,28 фута
Сокращенное обозначение фута – ft
1 дюйм = 1/12 фута =2,54 см
Скорость судна
1 узел = 1 морская миля/час = 1,852 км/ч
Международное обозначение узла, которое можно встретить на навигационных приборах kts
Таблица конвертации узлов в м/с и км/ч для типичных скоростей парусной яхты
Формулы для перевода узлов в км/ч и м/с:
V км/ч = 1,852 * V узлов
V м/сек = 0,5145 * V узлов
V узлов = 0,5400 * V км/ч
V узлов = 1,943 * V м/сек
Грубо говоря, значение скорости судна в узлах в 2 раза меньше значения скорости судна в м/с
Скорость и сила ветра
Так же как и скорость судна, скорость ветра измеряется в узлах. Кроме того силу ветра измеряют в баллах по шкале Бофорта.
Шкала Бофорта — двенадцатибалльная шкала, принятая Всемирной метеорологической организацией для приближённой оценки скорости ветра по его воздействию на наземные предметы или по волнению в открытом море. Средняя скорость ветра указывается на стандартной высоте 10 метров над открытой ровной поверхностью.
Шкала разработана ирландским гидрографом Фрэнсисом Бофортом в 1805 году.
Более подробную таблицу с детальным описанием состояния моря и суши при различной силе ветра можно найти тут.
Направления и географические координаты
Все мы знаем, что положение точки на земной поверхности определяют географические координаты.
Координаты (широта от −90° до +90°, долгота от −180° до +180°) могут записываться:
— в ° градусах в виде десятичной дроби (десятичные градусы, современный вариант) – например, N55,755831°, E37,617673°
— в ° градусах и ′ минутах с десятичной дробью – например, 55°45.35′N, 37°37.06′E
— в ° градусах, ′ минутах и ″ секундах с десятичной дробью (исторически сложившаяся форма записи) – например, 55°45′20.9916″N, 37°37′3.6228″E
На картах поисковых систем по умолчанию показываются координаты в градусах с десятичной дробью со знаком «−» для отрицательной долготы.
В то же время часто используется и исконный способ записи с градусами, минутами и секундами. Например, при прокладке маршрута на навигационной карте обычно координаты записывают в формате «градусы, минуты, секунды»
При необходимости пересчитать форматы можно, конечно, использовать специализированные сервисы.
Но иногда бывает, что необходимо пересчитать форматы самостоятельно.
Напомним, что 1° (градус) = 60′ (минут), 1′ (минута) = 60″ (секунд)
Чтобы перейти из формата «градусы, минуты, секунды и доли секунд» в «десятичные градусы», нужно воспользоваться формулой:
Десятичные градусы = Град + Мин/60 + Сек/3600
Например, переведем 55°45′20.9916″N в десятичные градусы
55°45.35′N = 55 + 45/60 + 20,9916/60 = 55 + 0,75 + 0,005831 = 55.755831 °N
Чтобы перейти из формата «десятичные градусы» dd.ddddd в «градусы, минуты, секунды и доли секунд» dd mm ss, нужно воспользоваться формулой:
DD = TRUNC(DDD)
MM = TRUNC((DDD − DD) * 60)
SS = ((DDD − DD) * 60 − MM) * 60
где DDD — координаты в формате DD.DDDD, DD — градусы, MM (MM.MMMM) — минуты, SS — секунды
Функция TRUNC в данном случае возвращает целое число
Например, переведем 55,755831°N в формат «градусы, минуты, секунды и доли секунд»
1) определим градусы: DD = целое число от 55,755831 = 55°
2) определим минуты: MM = целое число от (55,755831 – 55) * 60 = целое число от 45,34986 = 45′
3) определим секунды и доли секунд: SS = ((55,7558 – 55) * 60 – 45) * 60 = 20,9916″
Получается 55,755831°N = 55°45′20.9916″N
В тех случаях, когда не требуется особая точность в обозначении направления, применяют румбы.
Например, для обозначения направления ветра – «…NE 7 баллов…», течения «…W течение…» или приблизительного направления на какой-то географический район – «…к SW-ту от мыса Лизард…» и т.д.
Существуют четыре основных румба:
• North — Север
• East — Восток
• South — Юг
• West — Запад
Четыре румба, производных от основных:
• North-West — Северо-запад
• North-East — Северо-восток
• South-East — Юго-восток
• South-West — Юго-запад
Обозначения румбов, отстоящих от основных на 11,25 градусов (1/32 полной окружности), получаются из обозначений одного из восьми выше перечисленных румбов, с добавлением после них слова «тень» или буквы «b» и названия основного направления, к которому отклоняется румб (например, NbE – румб, отклоненный от севера на 11,25 градусов к востоку).
Обозначения румбов, отстоящих от основных на 22,5 градуса (1/16 полной окружности), получаются из обозначений производных от основных румбов, с добавлением перед ними названия основного направления, к которому отклоняется румб (например, NNE – румб, отклоненный от севера на 22,5 градусов к востоку).
Морской узел. Скорость движения судов
Морская миля
Кроме мили, расстояние в море измеряется с помощью таких единиц, как фут, дюйм, ярд, морская сажень и морской кабельтов.
Морской узел: скорость судна
Пример вычисления скорости судна
Корабль движется со скоростью 20 морских узлов. Ему нужно пройти расстояние 100 км до места назначения. Какова его скорость в километрах, и сколько времени ему понадобится на прохождение данного расстояния?
Для начала необходимо перевести скорость из узлов в километры, для этого 20 нужно умножить на 1,852. Получается, что скорость корабля в километрах равняется 37 км в час.
Затем следует разделить расстояние 100 км на скорость корабля 37 км/ч. Получится, что кораблю потребуется примерно 2,7 часа, чтобы достигнуть места назначения, идя со скоростью 20 морских узлов.
Происхождение термина «морской узел»
Для определения пройденного расстояния применялось особое изобретение. Оно называлось лаг и представляло собой бревно с привязанной к нему веревкой. На веревке на равном расстоянии друг от друга были завязаны узлы. Лаг выбрасывался с кормы судна. Когда веревка натягивалась, моряк считал количество узелков, пройденных за время движения корабля через его руки.
Так и закрепились традиция измерения скорости морскими узлами, хотя современный узел имеет иную величину, чем в древние времена. В современном мореходстве лаг по прежнему используется для замера скорости корабля. Выглядит он, разумеется, иначе, чем в прошлом, и представляет собой специальный прибор.
Итак, на море вычисление скорости в морских узлах осуществляется с давних времен. Узел соответствует скорости, с которой корабль пройдет одну морскую милю за час. Для перевода скорости в узлах в скорость в километрах нужно умножить узлы на 1,852 (длина одной морской мили).
Определение скорости судов в узлах и перевод в километры в час
В нашей жизни скорость передвижения транспортных средств измеряется в километрах в час (км/час). Так характеризуется движение автомобиля, поезда, самолета. Но из этого правила есть одно исключение. В морской навигации скорость движения судна обозначается в узлах. Эта единица измерения не входит в Международную систему СИ, но традиционно допускается для использования в мореходстве.
Измерение быстроходности судов
Такой порядок сложился исторически. Когда-то быстрота движения судна определялась при помощи специального прибора, который назывался секторный лаг. Он представлял собой доску, на конце которой был закреплен линь — тонкий корабельный трос. На всем его протяжении через равные промежутки были завязаны узлы. Моряк, касаясь троса рукой, подсчитывал количество узлов, прошедших через его руку за определенное время, определяя таким способом скорость сразу в узлах. Важно, что при этом способе не требовалось производить никаких дополнительных расчетов.
Лагами подобной конструкции уже давно никто не пользуется. Сейчас для измерения скорости морских судов применяют приборы на основе последних научных и технических достижений в области гидроакустики и гидродинамики. Популярностью пользуются измерители на основе эффекта Доплера. Существуют и более простые способы — при помощи специальных металлических вертушек, помещенных в воду. В этом случае скорость определяется исходя из количества их оборотов в единицу времени.
Морская миля
В переводе на обычный язык один узел означает скорость, с которой корабль проходит за час одну морскую милю. Поначалу ее величина равнялась 1853,184 метра. Именно такова длина поверхности Земли по меридиану в одну угловую минуту. И только в 1929 году Международная конференция в Монако установила длину морской мили в 1852 метра.
Необходимо помнить, что, кроме морской мили, существуют и другие. В прошлом в разных государствах в качестве единиц измерения длины существовало несколько десятков различных миль. После введения метрической системы мер мили в качестве единицы измерения расстояний стали стремительно терять популярность. Сегодня из всего многообразия сухопутных миль осталось лишь около десяти. Самой распространенной из них является американская миля. Ее длина составляет 1609,34 метра.
К длине земного меридиана привязана не только морская миля. Старинная французская мера длины морское лье равняется 5555,6 метрам, что соответствует трем морским милям. Интересно, что, кроме морского лье, во Франции существовало еще сухопутное, также привязанное к длине меридиана, и почтовое лье.
Правила перерасчета скорости
Сегодня быстроходность морских судов все так же измеряется в узлах. Для того чтобы представлять эту характеристику в привычной для нас форме, необходимо переводить их в километры в час. Это можно сделать несколькими способами:
Сделав подобный перерасчет, легко сравнить между собой скорости движения морских судов и других транспортных средств.
Рекордсмены среди судов
Быстроходность морских пассажирских судов обычно выше, чем торговых. Последний официальный рекорд («Голубая лента Атлантики») принадлежит американскому скоростному трансатлантическому лайнеру «Юнайтед Стейтс». Он был установлен в 1952 году. Тогда лайнер пересек Атлантику со средней скоростью 35 узлов (64,7 км/час).
Печально знаменитый «Титаник» в своем единственном рейсе в момент столкновения с айсбергом в ночь с 14 на 15 апреля 1912 года шел практически на пределе своих технических возможностей со скоростью 22 узла. Наивысшая тогда скорость пассажирских лайнеров («Мавритании» и «Лузитании») равнялась 25 узлам (46,3 км/час).
Вот некоторые из морских судов, бывшие когда-то обладателями «Голубой ленты Атлантики»:
Существует отдельная категория судов — на подводных крыльях, которые используются для пассажирских перевозок и береговой охраны. Они могут развивать скорость свыше 100 км/час (60 узлов), но их область применения в море сильно ограничена исключительно прибрежной зоной и низкими экономическими характеристиками.
Смена приоритетов
С развитием авиации подобное активное соперничество среди океанских пассажирских судов потеряло свою актуальность. Пассажиры для пересечения Атлантики стали отдавать предпочтение самолетам, а судовладельческим компаниям пришлось переориентироваться на обслуживание туристов. Для круизных лайнеров важнейшими показателями стали надежность, комфортабельность и экономическая эффективность.
Оптимальная скорость современных океанских круизных теплоходов составляет обычно от 20 до 30 узлов, а для грузовых судов — примерно 15 узлов. Рекордное для того времени достижение «Юнайтед Стейтс» так и осталось наивысшим в истории. Для торговых судов приоритетными показателями сегодня являются прежде всего экономические. Погоня за рекордами окончательно ушла в прошлое.
Видео
В этой видеоподборке вы найдете много интересной информации по поводу измерения скорости морского транспорта.