Podstawowe jednostki miar w nawigacji

Jednostki miary stosowane w nawigacji w znacznym stopniu różnią się od tych stosowanych przez nas na codziennie.

Rozróżniamy wśród nich:
–    długość – to jest: odległość, wysokość oraz głębokość
–    prędkość
–    kąt (tylko częściowo, określany mianem kierunku)

Najbardziej popularną, a zarazem najczęściej stosowaną jednostką jest mila morska. To właśnie ona pozwala określić odległość.

Mila morska wynosi 1852 m i równa się długości jednej minucie wielkiego koła.

Ta wartość opiera się na odniesieniu do kształtu Ziemi, w szczególności na idei, że mila morska jest równa długości łuku jednego stopnia kątowego (1/60 stopnia) na powierzchni Ziemi wzdłuż południka.

mila morska

Historia i różnice w długości mili morskiej

Przed ujednoliceniem wartości mili morskiej w XX wieku, różne kraje używały nieco odmiennych wartości tej jednostki, które wynikały z różnych metod pomiaru lub tradycji nawigacyjnych:

Wielka Brytania używała mili o długości 1853,18 metra. Ta nieco dłuższa mila wynikała z wcześniejszych prób precyzyjnego mierzenia Ziemi i kształtu jej powierzchni.

Holandia przyjmowała długość mili jako 1851,85 metra, co było bliskie międzynarodowej normie, ale nieznacznie różniło się ze względu na używaną wówczas technikę pomiarową.

Portugalia stosowała wartość 1850 metrów – była to jedna z najkrótszych długości mili morskiej, ale także blisko wartości standardowej.

Dlaczego mila morska wynosi dokładnie 1852 metry?

Obwód Ziemi wzdłuż południków wynosi w przybliżeniu 40 000 km. Ziemia jest podzielona na 360 stopni długości geograficznej, a każdy stopień na 60 minut kątowych. Jedna minuta kątowa (czyli jedna mila morska) to w przybliżeniu 1852 metry. To ujednolicenie nastąpiło w XX wieku, kiedy kraje morskie dążyły do standaryzacji jednostek używanych w nawigacji.

Standaryzacja mili morskiej

W 1929 roku na międzynarodowej konferencji ustalono, że mila morska będzie miała oficjalnie wartość 1852 metry, co miało na celu zjednoczenie różnych wcześniejszych systemów używanych przez różne państwa. To uprościło zarówno nawigację, jak i komunikację międzynarodową, a dziś ta wartość jest używana na całym świecie.

Warto również wspomnieć, że mila morska różni się od mili lądowej, która w systemie anglosaskim ma długość 1609,34 metra.

Kabel (kbl) natomiast stanowi 1/10 część mili morskiej i równy jest 185,2 m.

Kabel (kbl) to jednostka miary stosowana w nawigacji morskiej, która jest równoważna 1/10 mili morskiej, co oznacza, że długość kabla wynosi 185,2 metra. Kabel jest często używany w praktycznych zastosowaniach nawigacyjnych do określania krótkich odległości na morzu, zwłaszcza podczas manewrowania w portach, blisko brzegu lub przy nawigacji wąskimi kanałami.

Z historycznego punktu widzenia, kabel wywodzi się z tradycji marynarki brytyjskiej, gdzie pierwotnie oznaczał długość rzeczywistego kabla używanego do kotwiczenia statków. Długość ta mogła się nieznacznie różnić w zależności od lokalnych tradycji, ale standaryzacja na poziomie międzynarodowym ustaliła precyzyjnie tę wartość.

Kabel, chociaż mniej używany niż mila morska, pozostaje ważnym elementem morskiej nawigacji, zwłaszcza tam, gdzie potrzebna jest szybka i precyzyjna komunikacja dotycząca odległości.

Mila morska

Rzadziej znajdują zastosowanie angielskie miary długości, a mianowicie sążeń =  18288m którego 1/6 część stanowi popularna niegdyś stopa =  0,3048m (1 ft = 12 cali = 30,48 cm = 1/3 jarda).

Zarówno sążeń jak i stopa służą do określania głębokości, sama zaś stopa jest wyznacznikiem wysokości. Należy dodać, że niezależnie od miar brytyjskich występują również miary metryczne. Jednostką służącą do pomiaru prędkości są węzły, które wskazują prędkość jednostki pływającej przebywającej odległość jednej mili morskiej w przeciągu godziny zegarowej: 1węzeł = 1Mm/h

 jednostki morskie sążeń i stopa

Węzeł to jednostka prędkości stosowana w żegludze oznaczająca jedną milę morską na godzinę (nm/h).

Jest to wygodna jednostka, szczególnie w nawigacji morskiej i lotniczej, ponieważ odnosi się bezpośrednio do szerokości geograficznej, co ułatwia precyzyjne kalkulacje na morzu i w powietrzu.

Historia Węzła

Historia węzła jako jednostki prędkości sięga czasów żaglowców. Wówczas, marynarze wykorzystywali prostą metodę do pomiaru prędkości statku, zwaną logiem liniowym. Była to drewniana deska lub kłoda, którą wyrzucano za burtę. Do deski przymocowana była długa lina, na której co 14,4 metra (48 stóp) zawiązywano węzły. Statek ciągnął za sobą deskę, a marynarze liczyli, ile węzłów przeszło przez ich ręce w ciągu określonego czasu – zwykle 30 sekund. Wynik ten pozwalał oszacować prędkość statku. Stąd właśnie wzięło się określenie „węzeł” jako jednostka prędkości.

węzeł morski

Rozwój i Standaryzacja – log liniowy i log patentowy

Wraz z rozwojem technologii, metoda logu liniowego została zastąpiona bardziej zaawansowanymi urządzeniami, takimi jak log patentowy, który mierzył prędkość mechanicznie. Jednak termin „węzeł” przetrwał i został oficjalnie przyjęty jako standardowa jednostka prędkości w żegludze i lotnictwie w XIX wieku. Dzięki swojej korelacji z milą morską (która wynosi 1852 metry), węzeł pozostał niezmiennym narzędziem w nawigacji morskiej i powietrznej, ułatwiając obliczenia prędkości oraz dystansu.

1 mila morska odpowiada 1,15 mili statutowej, dlatego 1 węzeł to około 1,15 mil lądowych na godzinę. Dziś węzeł jest używany globalnie i jest fundamentalną jednostką w nawigacji na morzu i w powietrzu.

Praktyczne Zastosowanie

Węzeł jest szeroko stosowany w nawigacji morskiej, gdzie odnosi się do prędkości względem wody. Jego precyzyjne zastosowanie pozwala na dokładne obliczenia kursu oraz dystansu, co czyni go niezwykle praktycznym narzędziem dla marynarzy i pilotów.

Różnice między milą morską a węzłem:

Pomiar

  • Mila morska to jednostka odległości. Jest zdefiniowana jako 1852 metry, co odpowiada długości jednej minuty szerokości geograficznej na powierzchni Ziemi.
  • Węzeł natomiast mierzy prędkość. 1 węzeł to prędkość odpowiadająca jednej mili morskiej na godzinę (nm/h).

Zastosowanie

  • Mile morskie używane są głównie do określania odległości na wodzie lub w powietrzu, np. długości rejsu, przelotu lub odległości między punktami na mapie nawigacyjnej.
  • Węzły służą do wyrażania prędkości samolotu lub statku. Informują, jak szybko jednostka pokonuje mile morskie w określonym czasie.

Przykład

Jeśli statek pokonuje 10 węzłów, oznacza to, że przemieszcza się z prędkością 10 mil morskich na godzinę. Jeśli chcesz określić odległość, na przykład trasę między dwoma portami, będziesz korzystał z mil morskich.

Te dwa pojęcia są ze sobą ściśle powiązane, ale służą różnym celom — jeden dotyczy odległości, a drugi prędkości.

Kierunek określamy dzięki kątowi jaki dzieli go od innego kierunku, będącego naszym punktem odniesienia.

Kierunek, to inaczej ujmując linia prosta przebiegająca przez miejsce obserwacji, w którym przebywa obserwator, i punkt obserwowany, lub miejsce do którego zmierza statek.

Zazwyczaj jest to północna część stycznej do południka w miejscu obserwacji. W nawigacji kierunek jest zwykle określany za pomocą stopni lub rumbów. Stopnie mierzone są w systemie pełnego kąta, gdzie pełne koło wynosi 360°, a północ to . Rumby natomiast dzielą pełny kąt na 32 części, gdzie każdy rumb wynosi 11,25°. Rumby były szeroko stosowane w nawigacji w dawnych czasach, ale w ostatnich latach ich zastosowanie stało się bardziej specyficzne, głównie do określania kierunków wiatru oraz prądów morskich.

kierunek stopnie rumby

Zastosowanie rumbów

Rumby były pierwotnie używane przez żeglarzy do orientowania się na morzu, gdy precyzyjne przyrządy nawigacyjne były mniej dostępne. Dzisiaj nadal używa się ich w kontekście meteorologicznym oraz do orientacji przybliżonego położenia statków czy prądów. Stosowanie rumbów może być przydatne zwłaszcza w komunikacji morskiej, gdy trzeba szybko określić kierunek bez użycia dokładnych narzędzi.

Przykład podziału rumbów:

  • 0° lub 32 rumb – Północ (N),
  • 90° lub 8 rumb – Wschód (E),
  • 180° lub 16 rumb – Południe (S),
  • 270° lub 24 rumb – Zachód (W).

Chociaż dziś częściej stosuje się system stopniowy, rumby pozostają praktyczną jednostką, szczególnie w odniesieniu do obserwacji przybliżonych zjawisk na morzu.

Charakterystyczne dla określania wiatru jest kierunek, z którego wieje. W przypadku prądu mamy do czynienia z odwrotną zależnością, określa się go według kierunku w którym płynie. Poza rumbami zwykle do wyznaczania kierunku używa się popularne stopnie i tzw. trzy systemy określania kierunków:

–    okrężny (0 – 360°) – mierzony jest od kierunku północnego (000°) poprzez wschodni (090°), południowy (180°) i zachodni (270°) a skończywszy na 360°.
–    połówkowy (0 – 180°) – kierunki liczy się od północy (000°) do 180° przez wschód lub zachód w zależności od położenia punktu będącego wyznacznikiem określonego kierunku.
–    ćwiartkowy (0 – 90°) – mamy do czynienia z liczeniem kierunku od północy (000°N) lub południa (000°S) do 090°, w prawo lub w lewo, w zależności od tego, przez którą ćwiartkę okręgu przechodzi określony kierunek.

Nawigacyjne jednostki miar - mila morska, rumby, węzły, stopy, minuty, kąty, stopnie, kierunek okrężny, kierunek połówkowy, kierunek ćwiartkowy