Wymiary żaglowców i wczesnych okrętów parowych

Okręty Wojenne do 1905 roku

Moderatorzy: crolick, Marmik

Hideo
Posty: 9
Rejestracja: 2016-08-30, 07:51

Wymiary żaglowców i wczesnych okrętów parowych

Post autor: Hideo »

Witam Państwa
Zwracam się z pytaniem związanym z pewnym usystematyzowaniem terminologii dotyczącej wymiarowania późnych jednostek żaglowych (głównie o pomocniczym napędzie parowym) i wczesnych okrętów pancernych. Przeglądając dwa opracowania zbiorcze dotyczące Royal Navy natrafiłem na pewne określenia, które przy mojej niewielkiej wiedzy trudno mi przełożyć w sposób zrozumiały na język polski. Te opracowania to:

1. Dawid Lyon, Rif Winfield (2004). The Sail & Steam Navy List. All the ships of the Royal Navy 1815 - 1889. Chatham Publishing
2. Rif Winfield (2014). British Warship of the Age of Sail 1817 - 1863. Seaforth Publishing

Przykład: Russell Dimensions & tons: 176ft 6in, 145ft 6in x 48ft 3¾in oa (47ft 6¾in for tonnage) x 21ft 0in. 1,751bm. 2,903 disp.

W obu opracowaniach zastosowano podział wymiarów w postaci "length x breadth x depth in hold". Patrząc na przykład pierwsza z podanych wartości dotyczy wg. tłumaczenia długości pokładu działowego (najniższego w przypadku okrętów o kilku pokładach działowych). Natomiast druga z podanych wartości jest tłumaczona jako "length of the keel for tonnage". Tej wartości nie potrafię sobie w sposób prawidłowy przetłumaczyć na język polski, co więcej niezbyt ją rozumiem. Trzecia wartość dotyczy szerokości całkowitej, jednak wartość podana w nawiasie z dopiskiem "for tonnage" również sprawia mi problem, głównie dlatego iż nie wiem czym się różni od całkowitej szerokości. Tłumaczenie "Breadth - The breadth given is that used for calculating the tonnage; actually this is the breadth at the broadest part of the vessel, outside the planking but inside the wales" jest dla mnie nieco niejasne.
Kolejna z wartości dotyczy głębokości. Z tłumaczenia: "Depth - The depth is the perpendicular distance between the floor of the hold and the underside of the lower deck." Ten wymiar również nie jest dla mnie zbyt jasny, domyślam się że jest powiązany z obliczeniami tonażu, jednak spotyka się również często np. we wczesnych okrętach pancernych.
Ostatnia z wartości dotyczy zanurzenia. Z tłumaczenia: "Where known, each vessel’s draught is also given in the form: forwards/aft. This is the light draught as at that ship’s completion; clearly when fully laden each such ship would draw a considerably greater depth of water." Akurat w tym przypadku nie ma podziału na zanurzenie na dziobie i na rufie, ale w innych pozycjach w książce występują takie wartości. Jak można byłoby poprawnie przetłumaczyć te wartości na język polski? Zanurzenie konstrukcyjne na dziobie/rufie?
Pytanie dotyczące tonażu i wyporności jest kolejnym. Wiem, że pytanie może być nieco prostackie ale proszę o wytłumaczenie w przystępny sposób czym różni się tonaż od wyporności i dlaczego w przypadku jednostek żaglowych podawano wartość tonażu (co więcej co oznaczają np wartości typu 1,421 5/94 bm, głównie chodzi o wartość ułamkową 5/94), natomiast w przypadku jednostek pancernych (bojowych) zrezygnowano z tego wymiaru podając jedynie wyporność, ewentualnie kiedy ją zarzucono i dlaczego?

Ostatnie pytanie dotyczy odniesienia wymiarów okrętów żaglowych do wymiarów późniejszych okrętów wojennych. Długość całkowita, pomiędzy pionami, na linii wodnej, szerokości i zanurzenie - jak mają się te wymiary do wymiarów okrętów żaglowych?

Zdecydowałem się zapytać fachowców, gdyż obecnie w ogólnie dostępnych w internecie opracowaniach jak i w wielu książkowych wydaniach zbiorczych panuje spory bałagan. Poza tym dosłowne tłumaczenie pewnych terminów np. z języka angielskiego może być nieco mylące, a słowotwórstwo czy tworzenie nowych terminów wymaga poważnego autorytetu i wiedzy do których mi daleko. Moje pytania mogą się wydawać proste dla osób znających tematykę, jednak gwarantuje Państwu że dla przeciętnego hobbysty (jakim jestem) często stanowią powód do konfuzji.
Krzysztof Gerlach
Posty: 4453
Rejestracja: 2006-05-30, 08:52
Lokalizacja: Gdańsk

Re: Wymiary żaglowców i wczesnych okrętów parowych

Post autor: Krzysztof Gerlach »

Zacznę prawie od końca, czyli dlaczego względem żaglowców określano głównie tonaż konstrukcyjny, a potem przerzucono się na wyporność. Wyporność jest równoznaczna ciężarowi, którego oczywiście nie dało się zmierzyć, w przypadku okrętu, na żadnej wadze, a może być też wyliczona, do czego dla tak skomplikowanej bryły kadłuba jak na żaglowcach potrzebna jest znajomość całkowania. Podstawy rachunku całkowego to chyba XVII w., a całkowanie numeryczne pozwalające na rzeczywiste i dość łatwe wyliczenia wyporności nie było znane przed wiekiem XVIII. Tymczasem problem wyznaczenia wielkości jednostek pływających powstał niemal równocześnie z żeglugą i bezpośrednio nie miał nic wspólnego z konstrukcją, własnościami, zachowaniem na wodzie, bezpieczeństwem czy t.p., tylko wynikał ze względów fiskalnych. Tak jak na lądzie kupcy płacili myta i cła, opłaty za składowanie, za transport, podatki od wielkości ładunków itd., identycznie działo się na morzu. Władcy ściągali podatki i trzeba było wiedzieć, czy właściciel wiezionego ładunku ma zapłacić podatek od 500 beczek wina, czy od 50. Jak ma być różnica w kosztach obciążających armatora czółna, albo armatora żaglowca transoceanicznego. Porty ściągały opłaty za przybijanie do mola, rozładunek, palowe na utrzymanie infrastruktury (np. pogłębianie kanałów). Wszyscy wyciągali rękę po pieniądze, ale sumy zależały w oczywisty sposób od rozmiarów środka transportu. Władcy pożyczali prywatnym członkom społeczeństwa swoje okręty i brali za to stawki proporcjonalne do wielkości, albo czarterowali prywatne do swoich celów i mechanizm był identyczny (co do zasady, nie wartości). Później przepisy rozmaitych korporacji kupieckich wymagały na danych akwenach angażowania określonej liczby marynarzy na każdą jednostkę wielkości żaglowca. Mamy o tym informacje już z XIV w., a wtedy nie tylko nikt jeszcze nie wymyślił pojęć "wyporność" albo "całka", ale na dodatek wartość wyporności była wszystkim DOSKONALE OBOJĘTNA, ponieważ nie dała się w praktyce wykorzystać do niczego - na to nie pozwalał stan ówczesnej wiedzy. Natomiast wszyscy chcieli wiedzieć, jak duży ŁADUNEK może przewozić dany żaglowiec, stąd interesowała ich POJEMNOŚĆ (ważna dla takich towarów jak wino czy zboże) albo NOŚNOŚĆ (często zawężana do nośności ładunkowej, czyli ŁADOWNOŚCI - przewiezienie dwudziestu metrów sześciennych pierzyn stwarzało armatorowi i załodze zupełnie inne problemy niż dwudziestu metrów sześciennych ołowiu). Ponieważ dokładne zmierzenie tych wielkości też było w praktyce bardzo trudne i byłoby niezwykle czasochłonne UMÓWIONO się mierzyć je okrężną drogą, przez wyznaczenie i pomnożenie przez siebie trzech podstawowych i bardzo łatwo mierzalnych wymiarów - długości, szerokości i głębokości kadłuba - a potem podzielenie przez umowny dzielnik. W zależności od tych wymiarów, przyjętych jednostek miar i dzielnika, wyniki otrzymywano w różnych, UMOWNYCH jednostkach. Od początku jasna była umowność uzyskiwanych wielkości i od początku ujawniła się sprzeczność między tymi, którzy musieli płacić, a tymi, którzy z tych opłat żyli. Stąd, w miarę rozwoju okrętownictwa, metod projektowania i metod kantowania, przemianom ulegały też formuły. Nie zamierzam powtarzać pełnej historii tych zagadnień, którą już tu kiedyś przedstawiłem, ale ten wstęp był konieczny dla odpowiedzenia przynajmniej na trzy z Pana pytań. Po setkach lat udoskonaleń tonaż konstrukcyjny miał w teorii dawać wartości pośrednie między pojemnością a nośnością, ale bardziej zbliżone do nośności. Trzeba pamiętać, że w każdym państwie obowiązywały inne formuły, jednak z pytań wnoszę, że Kolegę interesują przede wszystkim zasady brytyjskie, więc do nich się ograniczę. Pierwotnie do wzorów wstawiano długość stępki (kilu, jak kto woli). Póki żaglowce miały prawie pionową dziobnicę i taką tylnicę, pomnożenie tych trzech wymiarów kadłuba dawało z grubsza objętość prostopadłościanu, a dzielnik "załatwiał" zarówno jednostki miar, jak zwężanie się partii dziobowej i rufowej. [W pewnym okresie dziejów (konkretnie w XVII w.) Anglicy upodobali sobie dzielnik 94 i utrzymali go do końca takiego określania wielkości okrętów, stąd owe dziwne zakończenia wartości tonażów - to, co nie podzieliło się bez reszty, dawało końcówkę wynikająca z dzielenia przez 94]. Jednak zaczęto budować jednostki z bardzo pochyłymi stewami, a wtedy rzeczywista pojemność ładowni była znacznie większa niż wynikająca z przyjęcia długości stępki. Armator zyskiwał, ale ściągający opłaty (obliczane wg formuł) tracili. Wprowadzono więc interesujące Pana pojęcie "długości stępki do [pomiaru] tonażu" ("length of the keel for tonnage"). Wymiar ten nie miał nic wspólnego z rzeczywistą długością stępki okrętu, tylko powstawał w wyniku dość żmudnych (co nie znaczy, że trudnych) obliczeń z uwzględnieniem wielkości pochyleń tylnicy i dziobnicy. Z żadnego planu nie da się go zdjąć linijką, ani żadną miarą - nawet laserem - z istniejącego obiektu, ponieważ to wartość obliczeniowa, i tylko dalszym obliczeniom służąca. Wielu autorów książek i wypowiedzi na forach pisze niefrasobliwie o "długości stępki" jakby była rzeczywista, nie mając pojęcia, że bredzą.
Szerokość dla żaglowca to również rzecz wcale nie tak oczywista, jak mogłoby się wydawać. Można ją było mierzyć jako konstrukcyjną, czyli bez poszycia, ale też z poszyciem. Poszycie na żaglowcu miało bardzo zróżnicowaną grubość, na rozmaitych wysokościach. W skład poszycia wchodziły zwykłe deski różnej grubości, ale też - tworzące jakby poziome odbojnice - pasy nadzwyczaj grube, pełniące ważną rolę w systemie sztywności wzdłużnej kadłuba. Przy pomiarze tonażu konstrukcyjnego chciano uniknąć wpływu różnych pomysłowych "sztuczek". Poza tym, chociaż nam mierzenie szerokości maksymalnej może się wydawać naturalne, to wcale tak nie było w epoce kadłubów o wielkich krzywiznach - miejsce pomiaru wyznaczano więc też rozmaicie. W sformułowaniu, o które Kolega pyta, mowa jest o jednej z wielu możliwych szerokości, a mianowicie "szerokości do [pomiaru] tonażu", liczonej w miejscu największej szerokości, lecz z dodaniem do szerokości konstrukcyjnej (czyli głównego wręgu) tylko grubości zwykłego poszycia, bez uwzględnienia grubości tych ultragrubych pasów wzmacniających ("wales"), nawet jeśli się tam akurat znajdowały. Od siebie dodam, czego Pan tam już nie znajdzie, że Anglicy byli w pewnym momencie jeszcze bardziej pomysłowi. Szerokość maksymalną [do pomiaru tonażu] określali w ten sposób, że do szerokości głównego wręgu dodawali dwie grubości klepek poszycia, ale wcale nie tego, które tam właśnie się znajdowało, tylko tego, które mocowano w części dennej, co znowu uniemożliwiało zmierzenie takiej szerokości na żadnym planie i nie zgadza się z żadną szerokością rzeczywistą. No i trzeba pamiętać, że te formuły ciągle zmieniano.
Głębokość ładowni [do pomiaru tonażu], względem której występowało największe zróżnicowanie między systemami pomiarowymi różnych narodów, przez Anglików była mierzona od ściśle określonego miejsca na denniku (mogę podać to miejsce, ale wątpię by rzecz była dla Pana wystarczająco interesująca do zejścia na ten poziom szczegółowości) do dolnej strony klepek dolnego pokładu na śródokręciu. Ponieważ pokładniki miały łukowe wygięcie, przepisy określały też precyzyjnie w którym miejscu należy przyłożyć miarkę. Teoretycznie to po prostu wysokość przestrzeni ładunkowej, czyli trzeci wymiar potrzebny do obliczenia objętości prostopadłościanu. Nie wypowiadam się na temat głębokości kadłuba na okrętach pancernych, uczulam Pana tylko na brednie, jakimi miłośnicy pancerników chętnie się dzielą przy charakteryzowaniu rzekomej głębokości ładowni na żaglowcach, równie nagminnie jak idiotycznie utożsamiając ją z zanurzeniem.
Żaglowce trymowano różnie, lecz pływanie z bardzo silnym zróżnicowaniem zanurzenia między dziobem a rufą było częste. Stąd ci, którzy znają odpowiednie wartości, podają obie, jak nie (albo z innych powodów) - ograniczają się do średniej. Przynajmniej w przypadku żaglowca przymiotnik "konstrukcyjny" jest tutaj ryzykowny. Najczęściej za zanurzenie konstrukcyjne uważano bowiem raczej to przy zanurzeniu do wodnicy konstrukcyjnej, zatem bliższe maksymalnemu. Generalnie można mówić o zanurzeniu do wodnicy bezładunkowej (owo "light draught") - które było większe od zanurzenia bezpośrednio po wodowaniu, ponieważ dochodziła masa masztów, rej, zapasowych drzewc, kotwic, olinowania, osprzętu, żagli, bloków, pomp, łodzi - oraz zanurzenie do wodnicy ładunkowej. W cytowanym tekście "zanurzenie w pełni załadowanego okrętu".
Kiedy konstruktorzy nauczyli się mierzyć wyporność, zaczęli ją wykorzystywać do ważnych zagadnień projektowych (obliczanie zanurzenia, położenia środka ciężkości, wysokości metacentrycznej itd.), ale nadal nie podawali w oficjalnej charakterystyce żaglowców, ponieważ jej wyliczenie pozostawało poza zasięgiem przeciętnego urzędnika, użytkownika, kupca czy armatora (ciekaw jestem ilu współczesnych czytelników tego forum potrafiłoby policzyć wyporność metodą całkowanie numerycznego) i poza zasięgiem jego zainteresowań. Dla jednostek cywilnych, zarówno żaglowych, jak żaglowo-parowych, znajomość wyporności nie stała się zresztą NIGDY priorytetem, ponieważ nie ona decydowała o opłatach i zyskach. Natomiast rozwój nauki budowania okrętów i rozwój techniki doprowadziły do sytuacji (pancerze, działa o ważności mierzonej w masie, nie liczebności, maszynownie o określonej mocy względem jednostki ciężaru), w której wartość wyporności nie tylko pojawiła się w obliczeniach (to było wcześniej), lecz w najlepszy - najbardziej prawidłowy i obiektywny - sposób określała jego potencjał. Stąd masowe już potem odejście od tonażu konstrukcyjnego na rzecz wyporności. Na temat dalszego rozwoju się nie wypowiadam.
Długość całkowita, długość między pionami i szerokość nigdy nie były tak jednoznaczne, jak wydaje się laikom (wielu autorów książek do tego zaliczając). W różnych krajach i różnych czasach przyjmowano rozmaite konwencje, co wliczać do tej wartości "całkowitej", a czego jednak nie wliczać. W rozmaitych miejscach wyznaczano owe piony! Długość na linii wodnej czasem obejmowała stewy, czasem nawet ster, a niekiedy ani jednego, ani drugiego, bywała też wyznaczana przy różnym zanurzeniu. Oczywiście - wbrew intencji pytania Kolegi - ja odnoszę się do tych samych określeń używanych w epoce żaglowców, bowiem wcale nie czekały one z pojawieniem się na "późniejsze" okręty. Tym niemniej obrazuje to trudność precyzyjnej odpowiedzi w tym zakresie nawet jeśli potem przyjęto wyznaczać omawiane wartości całkiem jednoznacznie (w co i tak nieco wątpię).
Hideo
Posty: 9
Rejestracja: 2016-08-30, 07:51

Re: Wymiary żaglowców i wczesnych okrętów parowych

Post autor: Hideo »

Bardzo dziękuję Panie Krzysztofie za wyjątkowo wyczerpującą odpowiedź. Zdecydowanie jestem teraz bardziej zorientowany w ww. temacie. Pozwoli mi to ustrzec się błędów przy podawaniu danych taktyczno - technicznych przy systematyzowaniu danych źródłowych. Faktycznie skupiam się obecnie na Royal Navy w okresie wczesnych okrętów parowo - żaglowych i galimatias jaki panuje nawet w dokumentach z epoki dotyczących tego okresu jest doprawdy denerwujący. A że moją taktyką pozwalającą na ograniczenie "znużenia" tematem jest skakanie pomiędzy np. drewnianokadłubowymi kanonierkami "krymskimi" (1855), a wczesnymi niszczycielami czy torpedowcami (1895) bardzo często stawiało mnie do tej pory w obliczu dylematów o których napisałem w zapytaniu. Jeszcze raz dziękuję.
ODPOWIEDZ