Tonaż, wyporność i s-ka

Okręty Wojenne do 1905 roku

Moderatorzy: crolick, Marmik

Krzysztof Gerlach
Posty: 4455
Rejestracja: 2006-05-30, 08:52
Lokalizacja: Gdańsk

Post autor: Krzysztof Gerlach »

SYSTEM MOORSOMA w swej idei zakładał mierzenie prawdziwej wewnętrznej pojemności statku tak dokładnie, jak to tylko było praktycznie możliwe (w stopach sześciennych, przeliczanych na końcu na umowne tony rejestrowe przez użycie dzielnika 100), a w realizacji polegał na szerokim zastosowaniu całkowania numerycznego metodą Simpsona. W ten sposób powracał do koncepcji, którą mógł już zaproponować bez mała sto lat wcześniej Chapman, ale z czego zrezygnował, najprawdopodobniej uznając to za zbyt trudne dla ówczesnych przeciętnych inżynierów, armatorów i urzędników sfery cywilnej. Poza tym odpowiednie „papiery okrętowe”, niezbędne dla ubezpieczycieli i władz, były już w połowie XIX w. prawie standardem, więc kwestia pomiarów przedstawiała się zupełnie inaczej niż w latach 1760-tych.
Moorsom zalecał mierzenie całkowitej pojemności pod górnym pokładem, a z zamkniętych pomieszczeń powyżej górnego pokładu chciał włączać objętości tylko tych, które nadawały się dla pasażerów, ładunku, zapasów itd.

PIERWOTNA wersja systemu Moorsoma wyglądała z grubsza następująco:
Na początku mierzy się tonaż podpokładowy, tj. objętość pod drugim pokładem od dołu, albo – w przypadku statków jedno- i dwupokładowych – pod najwyższym z zamkniętych, ciągłych pokładów. Długość pokładu pomiędzy dziobnicą a tylnicą dzielona jest na szereg równych odcinków, których liczba (4-12) zależy od długości jednostki. W punktach podziału określa się głębokość ładowni, odejmując jedną trzecią wypukłości pokładnika jako poprawkę. Każda głębokość dzielona jest na 4 równe części, a w ograniczających je punktach mierzy się szerokości między potnicami. Szerokości te dodawane są zgodnie z regułą Simpsona, czyli z odpowiednimi współczynnikami przy każdym kolejnym wyrazie. Na przykład jeśli statek podzielono pięcioma przekrojami poprzecznymi, głębokość w miejscu przekroju środkowego wynosiła „h”, a po podzieleniu tego przekroju na cztery części liniami poziomymi odmierzono na nich szerokości (idąc od góry) „a”, „b”, „c”, „d”, „e”, to powierzchnia tego przekroju, przybliżona całkowaniem numerycznym, wynosiła (1:3)(a +4b +2c +4d +e)(h:4). Głębokość mierzono między dolną powierzchnią pokładu a górną powierzchnią dennika przy wewnętrznej krawędzi pasa poszycia najbliższego zęzie.

Jeśli głębokość przekraczała 16 stóp, dzielono ją na 6 równych części, a powierzchnię przekroju wyliczano wg tej samej reguły. Co nie znaczy, że według tego samego wzoru! Zgodnie z regułą Simpsona, jeśli szerokości w poszczególnych punktach podziału będą wynosić a, b, c, d, e, f, g, to wzór na pole powierzchni wyniesie teraz (1:3)(a + 4b +2c + 4d + 2e + 4f + g)(h:6).
[Nieco słabszym z matematyki, którym może się wydawać, że to tylko żonglerka paru wymiarami, niewiele przybliżająca rzeczywistą powierzchnię skomplikowanego przekroju bryły kadłuba, wyjaśniam, iż zastosowanie wzoru Simpsona już przy bardzo zgrubnym podziale (zaledwie na pięć części) pozwala wyliczyć liczbę „pi” z dokładnością do pięciu miejsc].

Następnie dodaje się do siebie powierzchnie wszystkich pionowych przekrojów także z zastosowaniem reguły Simpsona, otrzymując w ten sposób prawdziwą wartość pojemności kadłuba z wystarczającą dokładnością.
Jeśli statek wyposażony jest w trzeci pokład, w tamtych czasach z reguły zwany spardekiem, tonaż przestrzeni zawartej między najwyższym pokładem, a pokładem tonażowym (tj. drugim pokładem od dołu) określana była w następujący sposób. Wewnętrzna długość przestrzeni międzypokładowej mierzona jest w połowie jej wysokości, a ta długość dzielona jest na taką samą liczbę równych odcinków, na jaką podzielono dolną część statku przy wyznaczaniu tonażu podpokładowego. W każdym punkcie podziału i w punktach końcowych mierzy się wewnętrzne szerokości w połowie wysokości, a te szerokości znowu dodawane są zgodnie z regułą Simpsona, dla wyliczenia średniej wartości pola powierzchni poziomego przekroju przestrzeni międzypokładowej. Mnożąc tę powierzchnię przez średnią wysokość otrzymuje się tonaż przestrzeni międzypokładowej. Jeśli w konstrukcji jest więcej obszarów międzypokładowych, np. na czteropokładowcach lub większych statkach, stosuje się analogiczną metodę postępowania.
Całkowicie zamknięte nadbudówki, jak rufówka itp., mierzone są przez dzielenie ich długości na dwie części, a następnie mierzenie szerokości w połowie wysokości na końcach i w środku. Za pomocą reguły Simpsona dla trzech rzędnych, liczona jest średnia powierzchnia [(1:3)(a + 4b + c)(L:2)], która po pomnożeniu przez wysokość daje objętość. Pomieszczenia załogowe, zakładając usytuowanie ich powyżej pokładu tonażowego i zajmowanie przez nie mniej niż 5 procent pozostałego tonażu brutto, były odejmowane od tonażu. Poza tym nie uwzględniano osłon dla pasażerów pokładowych.
Każda nadbudówka czy pokładówka, nie nadająca się do przewożenia ładunku czy ludzi, jak osłony maszynowni, kotłowni, sterówki, kambuza, a także przestrzeń zajmowana na pokładzie przez destylator, WC i inne ściśle specjalistyczne przedziały, także były wyłączane z pomiaru. Na tej samej zasadzie odejmowano przestrzeń zajmowaną przez włazy, schody, zejściówki itp. powyżej górnego pokładu.
Jeśli w konstrukcji był trzeci pokład, przestrzeń międzypokładowa pod nim musiała być mierzona jak nadbudowa, przy czym długość dzielono na tyle samo części, co ładownię. W przypadku jeszcze większej liczby pokładów postępowano analogicznie.

Na powyższych zasadach opierała się tzw. pierwsza reguła systemu Moorsoma, najważniejsza. Autor stworzył jeszcze regułę drugą, dotyczącą pomiaru jednostek z ładunkiem, czyli nie dających się wymierzyć przy pomocy reguły pierwszej, ale tę już pominę.

Metoda pomiarowa Moorsoma była ogromnym osiągnięciem w rozwoju żeglugi i z czasem zyskała bardzo szeroką akceptację. Co prawda zawierała kilka niedoróbek i równocześnie zarodków przyszłych nieporozumień, a nawet oszustw, więc niemal od początku ją w pewnych szczegółach krytykowano i korygowano. Tym niemniej podstawowe zasady systemu Moorsoma przyjęto i nie odstępowano od nich niezwykle długo, zaś kolejne propozycje regulacji i konkretne zmiany miały na celu tylko jego doskonalenie, a nie zastąpienie.

Oczywiście, jak każdy system pomiaru wysokości opłat – np. w postaci podatków – także system Moorsoma stał się bodźcem dla poszukiwania rozwiązań, które respektując literę prawa pozwalałyby na podrwiwanie z jego ducha i zwiększanie zysków, w tym wypadku armatorskich. Historia nieustannych zmagań między owymi „wynalazcami” a ustawodawcami, którzy kolejnymi korektami starali się zniweczyć chwilowo osiąganą przewagę tych pierwszych, jest fascynująca, lecz należy w zasadzie do następnej epoki żeglugi. W kolejnym „odcinku” opowiem więc tylko o samych prapoczątkach poprawek i uzupełnień do metody Moorsoma.
Krzysztof Gerlach
Krzysztof Gerlach
Posty: 4455
Rejestracja: 2006-05-30, 08:52
Lokalizacja: Gdańsk

Post autor: Krzysztof Gerlach »

Metoda pomiarowa Moorsoma w wersji pierwotnej dawała początkowo bardzo dobre rezultaty w przypadku drewnianych statków żaglowych. Była to miara dostępnej przestrzeni ładunkowej, która dobrze odpowiadała pojemności ładowni. Jednak w przypadku parowców od samego początku nie spełniała wszystkich oczekiwań, więc wymagała korekt. Już w BOM (o czym pisałem) przewidywano odejmowanie przestrzeni maszynowej od tonażu, Ustawa z 1835 też to uwzględniała, chociaż w inny sposób, do tej opinii przychylił się potem Moorsom, który chciał odejmować przestrzeń maszynowni z bocznymi bunkrami, ale bez bunkrów poprzecznych. Chodziło o wyeliminowanie cwaniactwa niektórych armatorów, ustawiających grodzie bunkrów paliwowych bardzo daleko w przód i w tył, a potem ładujących do tych przestrzeni (odjętych od tonażu) nie tylko węgiel, ale i towary.

Ostatecznie w Akcie z 1854 sprawę uregulowano w sposób zgodny z przyzwyczajeniami i życzeniami armatorów, ale nie pasujący do kierunków rozwoju budownictwa statków w przyszłości. Objętość powierzchni zajmowanych przez maszynownię (proszę mnie nie korygować w oparciu o znajomość współczesnych definicji siłowni, maszynowni, kotłowni, itd., ponieważ wtedy tych definicji nie stosowano, a przynajmniej zdecydowanie nie konsekwentnie) odejmowano po prostu procentowo od objętości brutto, aczkolwiek wg bynajmniej nie prostego schematu:
a)W przypadku statków napędzanych przez boczne koła, w których tonaż przestrzeni zajmowanej przez maszynownię przekracza 20 % tonażu brutto, a jest poniżej 30 %, należy odejmować 37 % tonażu brutto, natomiast dla śrubowców, na których tonaż tej przestrzeni przekracza 13 %, ale jest poniżej 20 % tonażu brutto, należy odejmować 32 %.
b)W przypadku wszystkich innych statków poprawka winna być ustalana przez oficerów celnych w ten sam sposób, w porozumieniu z armatorem, przy założeniu, że przestrzeń maszynowni powinna być wymierzona, a dla uwzględnienia pomieszczeń na paliwo, należy ją zwiększać o 50 procent dla bocznokołowców i o 75 procent dla śrubowców.

Początkowo granica 13 procent została zastosowana dla zapobiegania oszustwom – obawiano się, że właściciele żaglowców będą instalować na swoich statkach silniki małej mocy wyłącznie po to, by móc odliczać sobie od tonażu sporą przestrzeń maszynową, w rzeczywistości wykorzystywaną w większości na ładunek. Tym niemniej żaglowce towarowe w końcu zniknęły, a postęp w rozwoju napędów okrętowych był niezwykle szybki, więc procenty ustalone dla czasów bocznokołowców oraz pierwszych śrubowców z niskociśnieniowymi silnikami pojedynczego rozprężania szybko stały się absurdalne i dawały możliwość nadużyć przekraczających nawet 40 procent!

Kolejny problem wywołało odliczanie od tonażu przestrzeni znajdującej się bezpośrednio nad maszynownią, pozostawianej bez ładunku, by zapewnić przedziałom silnikowym dostęp światła i powietrza. Ustawodawcy myśleli tu o fragmencie zawartym między pokładem tworzącym strop maszynowni a pokładem najwyższym, nad którym istniał już swobodny przepływ powietrza wokół statku. Tak też rozumieli to wszyscy aż do 1879 r.
Wtedy armatorzy parowca Isabella, czyli London and North-Western Company, pokazali, że po podniesieniu najwyższego pokładu lokalnie w tym miejscu, można sobie odliczać dużo większą objętość i zmniejszać sztucznie tonaż, absolutnie nie zmieniając przestrzeni ładunkowej. Pomimo oczywistego nagięcia sensu ustawy, zapis był po ich stronie i taka interpretacja stała się odtąd obowiązująca.
Wykrywszy słabe punkty systemu, niektórzy sprytni armatorzy walczyli teraz na gruncie prawnym, by nie pozwolić na wprowadzanie poprawek! Kiedy w 1860 brytyjski Urząd Celny próbował zmodyfikować Ustawę z 1854 w celu położenia kresu nie sprawdzającego się systemu odejmowania procentów tonażu na bunkry paliwowe (zresztą za radą komisji Brytyjskiego Stowarzyszenia Postępów w Nauce, składającej się z wielu najlepszych konstruktorów okrętowych, inżynierów, matematyków itp., oraz z poparciem Moorsoma i słynnego Scotta Russella), to w 1866 City of Dublin Steam Packet Company uzyskała wyrok sądowy, na mocy którego poprawki do Ustawy wprowadzone przez Departament Ceł uznano za nielegalne.
Fiaskiem zakończyła się też podobna próba (z 1869) Ministerstwa Handlu. Co ciekawe, pomysły jego urzędników zyskały potem uznanie za granicą, u Komisarzy Żeglugi Dunajskiej, i nosiły odtąd nazwę „reguły dunajskiej”.
Kiedy w 1872 w Parlamencie brytyjskim przedstawiono projekt ustawy o odejmowaniu przestrzeni na maszynownię, historia się powtórzyła. Projekt został odrzucony w Wielkiej Brytanii, ale przyjęty później w Niemczech na wiele lat, zyskując w efekcie nazwę „reguły niemieckiej”.

Niekiedy zdarzały się typowe wpadki legislacyjne, których Moorsom nie mógł przewidzieć. Merchant Shipping Act z 1867 miał zagwarantować pewne ulepszenia pomieszczeń załogowych (pod względem wielkości, wentylacji, oświetlenia), ale zapomniano odwołać odpowiednie fragmenty ustawy z 1854, więc sprytni armatorzy (znowu prym wiedli właściciele owego statku Isabella!) mogli sobie DWA RAZY odliczać objętość przestrzeni zajmowanej przez załogę od tonażu i to – żeby było śmieszniej – pierwszy raz od tonażu brutto, a potem od tonażu netto.

Oprócz problemów z odejmowaniem przestrzeni maszynowni i kwater załogi, wielkie skutki przyniosło rozpatrywanie kwestii, co należy rozumieć pod pojęciem „najwyższego ciągłego pokładu”, gdyż rozmaitych osłon (np. brezentowych) chroniących ładunek przed wpływami atmosferycznymi nie można było uznać za pokład, więc powierzchni pod nimi nie traktowano jako ładunkowej, nawet jeśli leżały na niej towary. Inżynierowie i legislatorzy tamtej epoki zdębieliby widząc nasze kontenerowce, ale nie mogli mieć aż takiej wyobraźni.
Właściciele małego parowca Bear wpadli w 1872 na pomysł wykonania w najwyższym pokładzie dwóch otworów na całej szerokości jednostki, jednego – o długości około 4 metrów przed kominem, a drugiego – długiego na około 2,5 m – za kominem. W rezultacie stracił on „ciągły” charakter i przestrzeń ładunkową pod nim przestano doliczać do tonażu. Izba Lordów wydała werdykt potwierdzający roszczenia armatora w 1875, zapoczątkowując lawinę cwaniactwa i deprecjacji idei systemu Moorsoma. Powstała cała nowa kategoria statków – tzw. OCHRONNOPOKŁADOWCE. Ich spardek miał jeden z luków usytuowany nad przestrzenią zwaną „studnią”. Przy zachowaniu pewnych warunków dotyczących wymiarów i położenia (daruję szczegóły :-) ) oraz kilku dodatkowych drobiazgów, można było budować jednostki z wielkimi ładowniami pod tym „ochronnym” pokładem (całkowicie poza tym normalnym, mocnym i ciągłym), nie zaliczanymi wcale do pojemności jednostki! Poza tym nagminne stało się „otwieranie” forkasztelów, mostków i rufówek przez wycinanie w ich grodziach końcowych dwóch niewielkich otworów, które teoretycznie nie powinny były dawać się szczelnie zamknąć. Wszystkie te pomysły pogarszały bezpieczeństwo statków.

Mimo wad wrodzonych systemu Moorsoma i nieustannego łamania jego idei przez zachłannych armatorów, regulacja miała tak wiele zalet, że stopniowo rozprzestrzeniała się na cały świat. Inne kraje i organizacje międzynarodowe miały też ten luksus, że przejmując system z pewnym opóźnieniem mogły od razu kontrować niedociągnięcia, które pojawiały się u Brytyjczyków „w praniu”. Zasygnalizuje to następny „odcinek”.
Krzysztof Gerlach
Ostatnio zmieniony 2009-08-17, 21:52 przez Krzysztof Gerlach, łącznie zmieniany 1 raz.
Awatar użytkownika
Grzechu
Posty: 1630
Rejestracja: 2004-06-29, 16:05
Lokalizacja: Kwidzyn (Powiśle)

Post autor: Grzechu »

Krzysztof Gerlach pisze:Na powyższych zasadach opierała się tzw. pierwsza reguła systemu Moorsoma, najważniejsza. Autor stworzył jeszcze regułę drugą, dotyczącą pomiaru jednostek z ładunkiem, czyli nie dających się wymierzyć przy pomocy reguły pierwszej, ale tę już pominę.
Panie Krzysztofie, czy nie zechciałby Pan może jednak poświęcić paru słów, choćby w dużym skrócie, tej drugiej regule?
Nie wiem jak inni koledzy, ale ja jestem jej po prostu ciekawy.
Podejrzewam, że musiała być ona równie często używana w praktyce jak pierwsza - choćby do pomierzenia statków bander innych niż brytyjska zawijających do brytyjskich portów.
Myślę też tak sobie, że musiała być ona dość - że tak powiem - liberalna, tak, aby nie 'odstraszać' obcych armatorów i kupców handlujących z Brytyjczykami zawyżaniem wyników (=wysokością opłat), oraz by nie angażowała nadmiernie urzędników, załóg oraz nie zabierała niepotrzebnie czasu.
Krzysztof Gerlach
Posty: 4455
Rejestracja: 2006-05-30, 08:52
Lokalizacja: Gdańsk

Post autor: Krzysztof Gerlach »

Tu nawet nie chodzi o rozwlekłość drugiej reguły Moorsoma, tylko o moją obawę, by nie przekroczyć granicy cierpliwości zaglądających do tego tematu kolegów, z których większość ma z pewnością w nosie owe szczegóły. Ale dobrze, nich będzie specjalnie dla Pana :lol: ! Tylko proszę nie mówić, że nie ostrzegałem.
Pana uwagi są słuszne, poza dwiema pierwszymi. Druga połowa XIX w. to czasy, kiedy bardzo wiele statków pływało już z gotowymi i potwierdzonymi dokumentami – rejestracją (w której był tonaż określony metodą właściwą dla kraju armatora), ubezpieczeniem (też uzależnionym od wielkości), certyfikatami tonażowymi rozmaitych międzynarodowych ciał (Komisji Dunajskiej, Komisji Kanału Sueskiego – będę o nich pisał w najbliższym czasie), więc mimo wszystko ta druga formuła nie była chyba używana równie często jak pierwsza. Poza tym dawała tonaż nieco wyższy niż podstawowa, więc raczej nie była hojna dla zagranicznych armatorów, chociaż starano się to potem korygować. Proszę pamiętać, że ówczesna marynarka handlowa Wielkiej Brytanii nie miała sobie równych, a zaczynała się już borykać z rosnącą gwałtownie konkurencją marynarki amerykańskiej, zatem Brytyjczycy nie musieli zachęcać obcych armatorów do odwiedzania ich portów i zabierania sobie frachtu.

Reguła II Moorsoma była rzeczywiście bardzo zgrubna, nie mogła więc służyć np. do celów rejestracji. Ogólnie otrzymywano wg niej nieco większy tonaż niż wyliczany zgodnie z regułą I, (chociaż dla statków budowanych po pierwszej wojnie światowej się to odwróciło).
Zgodnie z regułą II długość (L) mierzono od zewnętrznej powierzchni klepek poszycia przy dziobnicy do tylnej strony tylnicy, odejmując od tego odległość pomiędzy tylną powierzchnią tylnicy a rowkiem tylnicy w punkcie, gdzie przecina go klepka kosza rufowego. Następnie brano maksymalną szerokość (B) pomiędzy zewnętrznymi powierzchniami klepek poszycia, w końcu długość wrężnicy jednostki [czyli obwód przekroju poprzecznego kadłuba na głównym wręgu] (G) pod górną powierzchnią górnego pokładu.
W końcu liczono tonaż podpokładowy (UDT) jako: UDT = [(0,5 G + 0,5 B) do kwadratu] x L x f,
gdzie „f” był specjalnym współczynnikiem korekcyjnym. Wynosił on 0,18 dla statków drewnianych oraz 0,21 dla żelaznych. Aby bardziej zbliżyć wyniki do otrzymywanych wg reguły I, w roku 1858 wartości współczynników „f” zmieniono odpowiednio na 0,17 oraz 0,18.
Krzysztof Gerlach
Krzysztof Gerlach
Posty: 4455
Rejestracja: 2006-05-30, 08:52
Lokalizacja: Gdańsk

Post autor: Krzysztof Gerlach »

Pomimo intensywnego rozwoju handlu morskiego od starożytności, przez tysiące lat nie odczuwano specjalnej potrzeby ujednolicania na skalę międzynarodową systemów mierzenia wielkości statków towarowych, a tym bardziej jednostek rybackich czy okrętów wojennych,. Wszystkie nieporozumienia rozwiązywano na ogół poprzez zawieranie umów dwustronnych, poza tym decydowało prawo silniejszego. Prace nad zmieniającymi się formułami tonażowymi realizowano w ramach ustawodawstwa krajowego. Miało się to jednak zmienić wkrótce po wojnie krymskiej.
Zgodnie z postanowieniami traktatu paryskiego (1856), który zakończył tę wojnę, zagwarantowano wolną dla wszystkich narodów świata żeglugę na Dunaju. Powołano międzynarodową Komisję, która bardzo prędko usprawniła ujście w Sulinie. Zgodnie z traktatem, koszty przeprowadzonych prac miały być pokryte z opłat kanałowych nakładanych na statki przechodzące rzeką do tego miejsca. Ponieważ jednostki pływały pod wieloma banderami, a Komisja nie była ciałem żadnego konkretnego państwa, trzeba się było zdecydować na rozwiązania, które zadowoliłby możliwie dużo zainteresowanych. Uznano, że docelowo opłaty będą pobierane na podstawie tonażu MIERZONEGO WG SYSTEMU MOORSOMA, jako nie tylko najlepszego, ale i używanego przez najliczniejszą na świecie marynarkę handlową. W tym celu w 1860 sięgnięto do brytyjskiego Aktu z 1854.
W konsekwencji statki brytyjskie płaciły zgodnie ze swym prawdziwym tonażem. Inne jednostki miały płacić tymczasowo wg swoich tonaży narodowych. Prowadziło to jednak do wielkiego zróżnicowania. Dlatego Komisja próbowała wprowadzić współczynnik tonażowy w stosunku do metod odbiegających od brytyjskich. Ów współczynnik, przemnożony przez tonaż krajowy, miał dawać tonaż angielski. Uczyniono to w trosce o równe traktowanie wszystkich, ale znaczące różnice pozostały. Oprócz tego Komisja wprowadziła w 1860 wspomnianą w poprzedniej części „regułę dunajską” dla odliczania przestrzeni zajmowanej przez maszynownię.

Kolejnym bodźcem do rozwoju międzynarodowych ustaleń w sprawie mierzenia tonażu konstrukcyjnego stało się otwarcie Kanału Sueskiego w listopadzie 1869. Wysokie opłaty nakładane na statki przez niego przechodzące, wymagały sprawiedliwego i jednolitego traktowania wszystkich. Przy takich kosztach, różnice między krajowymi systemami pomiaru tonażu dawały rozpiętość stawek, która była w dłuższym okresie czasu nie do zaakceptowania.
Spowodowało to zwołanie międzynarodowej konferencji w Konstantynopolu w 1873. Na konferencji zdecydowano się przyjąć brytyjski system pomiaru tonażu (czyli Moorsoma), z pominięciem wszystkich jego nielogicznych aspektów. W rezultacie statki używające Kanału Sueskiego musiały mieć specjalny certyfikat pomiarowy tegoż kanału. Z uwagi na te poprawki, zarówno pod względem tonażu netto jak brutto występowały poważne różnice w stosunku do Ustawy brytyjskiej.
W 1876 system wprowadzony na Kanale Sueskim został adaptowany także przez Komisarzy Dunaju.
Ze względu na datę [od 1879 zaczęła się w Wielkiej Brytanii epoka, w której już na zawsze (poza króciutkim epizodem około 1885) tonaż statków z napędem mechanicznym zdecydowanie przekroczył tonaż żaglowców], pominę szczegóły tego systemu. Główna idea polegała na tym, by tonaż podpokładowy był dokładnie równy temu wyliczanemu z reguły Moorsoma (aby nie trzeba go było liczyć ponownie dla jednostek płynących z ładunkiem). Wszystkie odchyłki od systemu brytyjskiego skoncentrowano w obliczeniach górnych partii kadłuba, by wyeliminować wszystkie cwaniactwa związane z pomieszczeniami załogowymi, „ochronnymi” pokładami, „otwartymi” nadbudówkami itd. Co prawda włączono osobliwe „pokłady namiotowe”, całkiem otwarte po bokach i nie wliczano do tonażu ładunków przewożonych na najwyższym pokładzie, pod gołym niebem, które tymczasem (w 1876) zdążyły wejść do formuły angielskiej – Ustawa o dzielności morskiej statków pełnomorskich miała zapobiec niebezpiecznym rejsom z towarami składowanymi wysoko na pokładzie zamiast w ładowniach.

Tym niemniej ustawodawstwo międzynarodowe oparte na systemie Moorsoma było na ogół lepsze niż oryginał, ponieważ armatorzy w Wielkiej Brytanii protestowali przeciwko wprowadzaniu korekt – np. w 1874 odrzucono pomysł przyjęcia ustaleń konferencji w Konstantynopolu.

O kolejnych etapach modyfikowania systemu Moorsoma, wymuszanych przez rozwój konstrukcji (inne złady statków żelaznych i stalowych niż drewnianych, podwójne dna, maszynki sterowe itd.) mogą już – jeśli zechcą – opowiadać entuzjaści bardziej współczesnych dziejów żeglugi.

Ja – dla porządku – cofnę się nieco i zacznę przedstawiać maksymalnie skrócony przegląd zmian w XIX-wiecznych regułach tonażowych innych krajów niż Wielka Brytania.

Francuzi opierali się w okresie napoleońskim i bezpośrednio po nim głównie na formule zaproponowanej przez Legendre’a lub jej modyfikacjach, łączących „stare” stopy z nowym wynikiem w tonach metrycznych. Jednak ostateczne przejście na system metryczny we wszystkich innych dziedzinach życia zmusiło do reakcji także w tym zakresie. W 1837 r., na podstawie raportu Martina du Nord, wprowadzono ustawę nakazującą mierzenie odtąd gabarytów jednostek w metrach, a nie stopach. W związku z tym wzór przybrał następującą postać: tonaż konstrukcyjny = (długość x szerokość x głębokość) : 3,8. Armatorzy byli zadowoleni, ponieważ nowa formuła obniżała tonaż istniejących jednostek o około 15 procent. Jednak postęp w budownictwie okrętowym i tak zmuszał do wprowadzania poprawek (np. w 1839 zarządzono odejmowanie przestrzeni maszynowni w postaci obligatoryjnych 40 procent), aż w roku 1873 prezydent Republiki Francuskiej zadekretował wprowadzenie w tym kraju SYSTEMU MOORSOMA.

XIX-wieczne metody obliczania tonażu w kolejnych krajach będą przedmiotem następnego postu.
Krzysztof Gerlach
Awatar użytkownika
Grzechu
Posty: 1630
Rejestracja: 2004-06-29, 16:05
Lokalizacja: Kwidzyn (Powiśle)

Post autor: Grzechu »

Jakoś tak się składa, że zawsze jestem spóźniony o jeden post...
Dziękuję Panu za rozjaśnienie kwestii II reguły.
Krzysztof Gerlach
Posty: 4455
Rejestracja: 2006-05-30, 08:52
Lokalizacja: Gdańsk

Post autor: Krzysztof Gerlach »

W Holandii, będącej pod okupacją Francji – w bardziej czy mniej bezpośredniej formie – od 1795 do 1814 r., czyli przez blisko 20 lat, jeszcze pewien czas po obaleniu Napoleona obowiązywało ustawodawstwo francuskie. W 1819 zastąpiono je nowymi regulacjami, zawartymi w Instrukcjach dla Inspektorów Tonażowych, wydanych 20 października 1819 r. Różnicowanie się konstrukcji okrętowych uwzględniały (podobnie jak szwedzkie rozporządzenie z 1778 r.) poprzez mnożenie szczegółowych wariantów. Tutaj przybrało ono postać podziału wszystkich statków na klasy (7), grupy (5) i typy (w samej żegludze śródlądowej 32!). Miary należało zdejmować w nowych łokciach niderlandzkich, czyli naprawdę w metrach. Długość mierzono od dziobnicy do tylnicy w prostej linii nad pokładem. Szerokość mierzono wewnątrz ładowni w trzech różnych przekrojach poprzecznych, a w każdym przekroju określano dwie szerokości (nad nadstępką oraz w najszerszym miejscu). Długość (L) dzielono na 4 części. Głębokość była mierzona w tych samych przekrojach, od górnej strony nadstępki do dolnej powierzchni klepek pokładu, poza przypadkiem przestrzeni międzypokładowej, gdzie głębokość mierzono do górnego pokładu. Średnią szerokość (B) oraz średnią głębokość (H) obliczano jako zwykłe średnie arytmetyczne. Dla statków pełnomorskich tonaż wynosił teraz dwie trzecie z iloczynu L x B x H, zaś zróżnicowanie typów uwzględniano przez rozmaite korekty wymiaru H. Metoda ta była w użyciu aż do 1875, ale od połowy XIX w. budziła stopniowo coraz więcej krytyk – raport Stanów Generalnych stwierdzał, że jest niezadowalająca, ma zły wpływ na konstrukcję statków i „jako że daje w wyniku większy tonaż niż w systemach stosowanych w innych krajach, w państwach gdzie powinności wylicza się na podstawie niderlandzkiego certyfikatu tonażowego powoduje obciążanie niderlandzkich jednostek większymi opłatami niż zagranicznych statków dokładnie tego samego typu”. Ostatecznie, ustawą z 3 lipca 1875 r. także w Holandii przyjęto SYSTEM MOORSOMA.
W Stanach Zjednoczonych od 1789 r. do 1865 r. stosowano formułę tonażową bardzo zbliżoną do brytyjskiej BOM - w liczniku (L-0,6B) x B x 0,5B, tylko dzielnik 95 zamiast 94. W rzeczywistości wzór ten różnił się jednak nieco silniej od używanego w Wielkiej Brytanii, niż wynikałoby to z samego dzielnika. Otóż „L” było dla Amerykanów długością od przedniej strony dziobnicy pod bukszprytem do tylnej strony tylnicy mierzoną wzdłuż otwartego, najwyższego pokładu ciągłego. Na statkach jednopokładowych zamiast wielkości 0,5B (gdzie B = szerokość z poszyciem), symbolizującej głębokość, wstawiano rzeczywistą wartość tego parametru. Oprócz tej reguły ogólnoamerykańskiej wagę prawną miała także reguła filadelfijska, w której zamiast wielkości (L-0,6B), symbolizującej długość stępki, wstawiano pełną wartość „L”. W 1865 Kongres amerykański uchwalił ustawę, na mocy której także w USA wprowadzono SYSTEM MOORSOMA. Jego zastosowanie nie oznaczało co prawda – z uwagi na szereg przepisów szczegółowych i późniejsze korekty, automatycznej równoważności tonażu amerykańskiego i brytyjskiego. Dopiero dwa lata później wypracowano porozumienie o wzajemnym uznawaniu tonaży konstrukcyjnych. Amerykanie kładli w swojej wersji systemu Moorsoma większy nacisk na ścisłość pomiarów, np. przez zwiększenie liczby przekrojów i odcinków pomiarowych. Potem wprowadzono pewne odrębne regulacje dla statków rzecznych i przybrzeżnych, czasami bardzo wielkich, o konstrukcji nie spotykanej na wodach europejskich. W późniejszych czasach, w miarę postępu w budownictwie okrętowym, także w USA wprowadzano rozmaite poprawki, np. w 1882, 1895, 1909.
Duńczycy „zafundowali sobie” niezwykle skomplikowany system tonażowy w 1830 r.
Jednostką był „łaszt komercyjny” liczący 5200 funtów. Odpowiadał on 82,5 duńskim stopom sześciennym wody morskiej. Rozporządzenie to przewidywało mierzenie objętości między wodnicą ładunkową i bezładunkową. Dzielnikiem była niezmiennie liczba 150. Dla dostosowania się do silnego w rzeczywistości zróżnicowania statków, należało dokonywać korekt uwzględniających kabiny, pomieszczenia załogi, komory liny kotwicznej itp. oraz brać pod uwagę redukcję objętości wewnętrznej w ładowniach z rzędem pokładników lub z międzypokładem. Owe poprawki ujmowano poprzez przez specyficzną redukcję długości, regulowaną za pomocą tabeli uwzględniającej aż 24 różne odmiany. Nie będę tej metody opisywał szczegółowo, ale warto zwrócić uwagę, że częściowo opierała się na całkowaniu numerycznym metodą Simpsona, a także, iż miała – tak jak późniejszy o prawie ćwierć wieku system Moorsoma – drugą wersją (z zupełnie innymi i zmiennymi podzielnikami) do mierzenia statków zapchanych ładunkiem. Duńskie prawo obowiązywało wtedy także na terenie księstwa Szlezwik-Holsztyn.
Większa część XIX w. oznaczała dla Niemców okres rozbicia na szereg państewek, każde z własnym ustawodawstwem. W 1819 r. pojawił się na tym terenie (konkretnie w Hamburgu) pierwszy dekret o mierzeniu tonażu statków w tonach, a nie w łasztach. Próbowano uzyskać jakąś jednolitość w tym względzie, powołując w 1849 r. specjalną Komisję. Zalecała ona zmodyfikowany system duński, wyliczanie tonażu w taki sposób, by obrazował raczej ładowność niż pojemność, zmianę dzielnika na 58 zamiast 150 (dla uzyskiwania wyniku w tonach po 1000 kg). Z uwagi na ogromne zróżnicowanie jednostek pomiarowych w różnych państwach niemieckich nawet aprobata, po paru latach, zaleceń tej Komisji, nie przyniosła pożądanej standaryzacji. Dopiero w 1873 r., już w zjednoczonym Cesarstwie Niemieckim, uzyskano jednolitość dzięki adaptowaniu brytyjskiego SYSTEMU MOORSOMA. Początkowo niemiecki pomiar tonażu i tak różnił się od brytyjskiego, występując w postaci wspomnianej wcześniej „reguły niemieckiej”.
W 1873 r. także Włochy przyjęły SYSTEM MOORSOMA.
W Hiszpanii ustawa z 1830 r. postanawiała, że zdolność ładunkowa powinna być wyznaczana przez zmierzenie przestrzeni między wodnicami statku nie załadowanego i załadowanego do pełnego zanurzenia. Jednak w praktyce stwarzało to tyle trudności, że w 1844 r. przywrócono ważność starej ustawy, zanim w 1874 r. nie została ona zastąpiona przez SYSTEM MOORSOMA. W tym samym czasie dotychczasową hiszpańską tonę (tonelada) pojemnościową, mierząca 8 łokci sześciennych, czyli około 1,53 metra sześciennego (kiedy „tonelada” masowa ważyła 2000 funtów, czyli około 920 kg) zastąpiono przez nową „tonelada de arqueo”, mierzącą 100 stóp sześciennych oraz 2,83 metra sześciennego. W styczniu 1879 Hiszpanie próbowali po nazwą „tonelada de arqueo” wprowadzić całkowicie metryczną tonę objętościową (=1 metr sześcienny), ale wycofali się z tego we wrześniu 1900.

W ten sposób dojechaliśmy do końca interesującej mnie epoki i w następnym „odcinku” powrócę do współzależności między tonażem konstrukcyjnym, pojemnością, nośnością, ładownością, wypornością kadłuba, wypornością bezładunkową i wypornością pełną w okresie rozkwitu żaglowców wojennych, ale już na konkretnych przykładach.
Krzysztof Gerlach
Krzysztof Gerlach
Posty: 4455
Rejestracja: 2006-05-30, 08:52
Lokalizacja: Gdańsk

Post autor: Krzysztof Gerlach »

Autorzy (nie tylko polscy!) ZUPEŁNIE nie znający fizycznego obrazu parametrów opisujących wielkość statków i okrętów w epoce żagla, mieszają je bez żenady, ponieważ przepisywane ze źródeł wartości liczbowe nic im nie mówią. W stosunku do okrętów wojennych ulubiona jest oczywiście wyporność, jako że dobrze im się kojarzy ze współczesnymi flotami bojowymi. Jest jednak drobna grupa publicystów, którzy – po uświadomieniu sobie, że dla dużych żaglowców wartość tonażu konstrukcyjnego mogła być prawie o 1500 ton (!!!) mniejsza od rzeczywistej wyporności pełnej – próbują „ratować” sytuację opisując dane tonażowe jako rzekomą „wyporność kadłuba”. Pomijając kompletną niespójność wielkości objętościowej liczonej bez uwzględniania zanurzenia, z wielkością masową (na ogół, chociaż np. Chapman poprzestawał na wyliczeniu stóp sześciennych), dla której zanurzenie jest parametrem w ogóle kluczowym, taka równoważność nie jest prawdziwa nawet liczbowo, co wykażę na kilku przykładach.

Brytyjski 80-działowiec z przełomu XVIII i XIX w. miał tonaż konstrukcyjny, wyliczony zgodnie z oficjalną regułą, 1955 ton. Jego wyporność pełna (wg przyjętej wtedy definicji z zapasami na 6 miesięcy i wodą na trzy) wynosiła 3195 ton, a więc o 1240 ton więcej (ponad 63 procent różnicy!!!). Czy zatem tonaż mógł odpowiadać liczbowo wyporności kadłuba, jak chcą niektórzy? Ależ skąd, ta wartość równała się zaledwie 1385 tonom. Nawet wyporność przy zanurzeniu do wodnicy bezładunkowej, kiedy dodawano jeszcze wyposażenie stałe (tam i wtedy obejmujące maszty, reje, zapasowe drzewca, kotwice z całym osprzętem, olinowanie, żagle łącznie z zapasowymi, pompy oraz łodzie) sięgała tylko 1580 ton. Czy więc chociaż tonaż oddawał jakoś nośność, jak chcieli tego ustawodawcy z końca XVIII w.? I to nie, ponieważ rzeczywista nośność całkowita (w ówczesnym rozumieniu tego terminu) wynosiła 1615 ton.
Widzimy jak na dłoni, że na prawdziwym żaglowym okręcie wojennym Royal Navy z początku XIX w. tonaż konstrukcyjny nawet liczbowo odbiegał silnie od wyporności (tu ponad 63 %), od wyporności kadłuba (tu ponad 29 %), od wyporności bezładunkowej (tu ponad 19 %) i od nośności (tu ponad 17 %). Był także zdecydowanie różny od pojemności.

Brytyjski 74-działowiec z 1785, o tonażu konstrukcyjnym 1604 tony, ważył bezpośrednio po zwodowaniu 1509 ton, masa jego wyposażenia stałego wynosiła 121 ton (czyli masa przy zanurzeniu do wodnicy bezładunkowej – 1630 ton). Rzeczywista nośność użyteczna (działa, amunicja, wyposażenie artyleryjskie, zapasy cieśli, bosmana, chirurga i innych specjalistów okrętowych, żywność dla 700 ludzi na 6 miesięcy, załoga z osobistym dobytkiem) plus balast dawała 1146 ton nośności całkowitej w rozumieniu angielskim. Wyporność pełna wynosiła 2776 ton. Zauważmy tylko, że 1604 nie równa się ani 1509, ani 1630, ani 1146, ani tym bardziej 2776.

Na brytyjskim statku wschodnioindyjskim z przełomu XVIII i XIX w., o oficjalnym tonażu 806 ton, bezpośrednio po zwodowaniu ważącym 603 tony, zainstalowano elementy wyposażenia stałego o masie 50 ton. Zatem masa przy zanurzeniu do wodnicy bezładunkowej wynosiła 653 tony. Przy pełnym zanurzeniu żaglowiec ten wypierał 1638 ton i miał rzeczywistą nośność całkowitą (w tym wypadku bliską nośności ładunkowej, czyli ładowności) równą 985 ton. Oczywiście żadna z powyższych wartości nie jest nawet w przybliżeniu równa innej, co już nie powinno być niespodzianką dla nikogo z czytających ten wątek od początku. Warto jednak zwrócić uwagę na znaczną NADWYŻKĘ rzeczywistej nośności nad oficjalnym tonażem (985 do 806) na tym pękatym statku handlowym.

Kuter z tego samego okresu, o oficjalnym tonażu 259 ton, w momencie wodowania ważył 147 ton, masa jego wyposażenia stałego wynosiła 9 ton, a wyporność pełna - 267 ton. Nośność całkowita tego okręciku o bardzo ostrych liniach kadłuba była zatem równa 111 ton. Proszę zauważyć, że prawdziwa wartość nośności jest tym razem przeszło dwukrotnie NIŻSZA od tonażu konstrukcyjnego (111 do 259)!
Porównanie powyższego kutra ze scharakteryzowanym na początku 80-działowcem wskazuje na jeszcze jedną ciekawą prawidłowość. O ile dla dużego okrętu liniowego tonaż mógł odpowiadać liczbowo zaledwie 61 procentom rzeczywistej wyporności pełnej, to na małym jednomasztowcu niemal się z nią zrównywał!

Cztery francuskie statki wschodnioindyjskie zbudowane w okresie 1753-1765, wszystkie o oficjalnym tonażu 900 ton i wszystkie o wyporności pełnej około 1600 ton, miały pojemności ładunkowe (w tonach objętościowych po 42 stopy sześcienne) odpowiednio 582, 709, 709, 709 ton, a pojemności całkowite ładowni 804, 875, 930 i 899 ton. Obliczeniowa nośność całkowita jednego z nich wynosiła 950 ton, tonaże konstrukcyjne wyliczane wg różnych narodowych formuł francuskich mogły się wahać od 854 do 1150 ton. Także we Francji tonaż konstrukcyjny, wyporność, nośność i pojemność BYŁY RÓŻNYMI WIELKOŚCIAMI i miały różne rzeczywiste wartości – niezależnie od intencji ustawodawców. Można tylko dostrzec, że w stosunku do brzuchatych handlowców Francuzom udało się dość przyzwoicie przybliżyć wzorem tonażowym rzeczywistą pojemność całkowitą.

Zestawienie ośmiu brytyjskich okrętów wojennych z drugiej połowy XVIII w., reprezentujących kolejno klasy 100-, 98-, 74-, 64-, 50-, 44-, 32-, 20-działową pokazuje następujące stosunki procentowe tonażu konstrukcyjnego do faktycznej nośności użytecznej:
118, 110, 123, 142, 118, 116, 123, 115. Poza jednym przypadkiem odchyłki są do zaakceptowania, a poza dwoma dalszymi – nawet dość przyzwoite (10-18 %). Nie ujawnia się tu jednak żadna tendencja wiążąca te stosunki z wielkością jednostki, jak to było w przypadku wyporności.

Ponieważ najbardziej drastycznym błędem autorów piszących o epoce żagla i pary jest opisywanie tonażu konstrukcyjnego jako rzekomej wyporności (kiedy nie tylko taka tożsamość jest sprzeczna z prawami fizyki, ale i wartości liczbowe są skrajnie odmienne dla dużych okrętów), dwa dodatkowe przykłady z tej grupy:
dla zastraszająco wielu ludzi „wyporność” trójpokładowca Victory spod Trafalgaru wynosiła 2162 tony (nawet niektórzy brytyjscy badacze z tytułami nie czują wstydu przy wstawianiu przy tym tonażu konstrukcyjnym słowa „displacement”), chociaż naprawdę miała wartość około 3500 ton (różnica 62 %);
jeden z ostatnich liniowców śrubowo-żaglowych na świecie, Victoria, miał tonaż 4116 ton, a wyporność 6959 ton (różnica 69 %).
Dla okrętów wojennych Francji z drugiej połowy XVIII i pierwszej połowy XIX stulecia nie da się dokonywać porównań między wypornością a tonażem konstrukcyjnym, ponieważ tej ostatniej wielkości już nie liczono, lecz można przyjrzeć się wyporności na tle innych parametrów. 90-działowiec z 1829 miał wyporność pełną 4058 ton. Ciężar jego kadłuba wynosił 2052 tony (czyli z grubsza 50 procent wyporności pełnej, podobnie jak dla typowych francuskich 74-działowców z końca XVIII w.). Ciężar wyposażenia stałego i ruchomego, wszystkich zapasów na pół roku, artylerii, amunicji, wody na trzy miesiące, załogi (800 ludzi) itd. równał się 1726 tonom, co po dodaniu 280 ton balastu oznaczało 2006 ton nośności całkowitej (obejmującej – w przeciwieństwie do zestawień brytyjskich – także wyposażenie stałe żaglowca).

Tyle negacji obiegowych poglądów. Następnym razem przyjrzymy się, czy znajomość niektórych z tych parametrów może jednak jakoś pomóc w określeniu innych.
Krzysztof Gerlach
Krzysztof Gerlach
Posty: 4455
Rejestracja: 2006-05-30, 08:52
Lokalizacja: Gdańsk

Post autor: Krzysztof Gerlach »

Dla tych, którzy zdołali jakimś cudem przebrnąć przez wszystkie poprzednie „odcinki” powinno być jasne (jeśli nie było oczywiste już dużo wcześniej), że nie może być mowy o żadnych współczynnikach przeliczeniowych przekształcających tonaż konstrukcyjny, niezmienny przez całą karierę okrętu (pomijając przebudowy) w wyporność - zmieniającą się nawet o 100 procent ze zmianą zanurzenia. Nie może być mowy o żadnych stałych współczynnikach przeliczeniowych, jeśli dla liniowca tonaż konstrukcyjny ledwo przekraczał 60 procent pełnej wyporności, a dla brygu, szkunera czy kutra mógł być jej równy lub większy! Jeśli dla statku o bardzo pełnym kadłubie nośność była znacznie wyższa od tonażu, a dla nadzwyczaj smukłej jednostki korsarskiej mogła być od niego wielokrotnie niższa!

Jednak logika podpowiada, że pewne zależności istniały. 120-działowy okręt liniowy o wyporności 4609 ton miał bez wątpienia większą nośność, ładowność, pojemność i tonaż konstrukcyjny niż 46-działowa fregata o wyporności 2492 ton, a ta z kolei charakteryzowała się wyższymi wartościami wszystkich tych parametrów niż 6-działowy szkuner o wyporności 204 ton. Inaczej po prostu być nie mogło.
To z kolei nasuwa wniosek, że być może da się znaleźć jakieś związki liczbowe, pod warunkiem bardzo wąskich podziałów na grupy okrętów o niemal identycznej konstrukcji. To grupowanie musi mieć charakter chronologiczny (nic nie było stałe w czasie), państwowy (różne narody preferowały własne rozwiązania), związany z wielkością jednostek, a przede wszystkim z ich typem.
Trudności wynikające ze zmiennej wartości wyporności można ominąć przyjmując stałą (obowiązującą w XVIII i XIX w.) definicję wyporności pełnej. Natomiast zakłóceń spowodowanych niuansami w formułach tonażowych, różnymi definicjami wyporności kadłuba, przesuwaniem niektórych elementów wyposażenia (kotwice z osprzętem, łodzie) raz do wyposażenia stałego, raz do zmiennego – nie da się skorygować, ponieważ dysponujemy zbyt ubogą bazą danych.
Trzeba też pamiętać, że otrzymane wyniki mają charakter statystyczny, przybliżony i oparty na pomiarach części jednostek pływających, a nie wszystkich. Traktowanie ich jako związków uniwersalnie prawdziwych będzie BŁĘDEM. Dla wygody podaję takie liczby, jakie wychodzą z dzielenia, chociaż w żadnym przypadku nie można traktować cyfr na drugim miejscu po przecinku jako znaczących - rzeczywiste odchyłki pojawiają się już na pierwszym.

Dla wczesnych francuskich 74-działowców (z okresu pierwszej połowy XVIII w.) można przyjmować stosunek nośności całkowitej „francuskiej” (czyli z wyposażeniem stałym; w praktyce jednak raczej tonażu francuskiego – źródła są tu niekonsekwentne i mało wiarygodne) do wyporności pełnej A = 0,49-0,6. Stosunek tonażu konstrukcyjnego angielskiego do wyporności pełnej B = 0,59–0,7. Stosunek tonażu konstrukcyjnego angielskiego do nośności całkowitej „francuskiej” (w praktyce raczej do tonażu francuskiego) C = 1,1–1,35.

Takie same francuskie 74-działowce z drugiej połowy XVIII w., ale jeszcze przed okresem standaryzacji w systemie Sané-Borda, miały A = 0,48-0,53; B = 0,59–0,64; C = 1,17–1,24. Różnice w stosunku do poprzedniego okresu mieszczą się raczej w granicach błędów wynikłych z niekompletności danych. Poza tym wszędzie chodzi już o nośność całkowitą, nie o francuski tonaż.

Dla porównania, średnio na brytyjskich liniowcach 74-działowych z lat 1760-1785 stosunek masy kadłuba do wyporności pełnej = 0,54. Stosunek masy kadłuba i wyposażenia stałego do wyporności pełnej = 0,59. A = 0,47. Stosunek nośności całkowitej „angielskiej” do wyporności pełnej = 0,41. Stosunek nośności użytecznej do nośności całkowitej „angielskiej” = 0,77. B = 0,57-0,6. C = 1,25-1,29. Uwaga: proporcje wyliczone na podstawie dość małej próby, więc na pewno obarczone sporymi błędami.

Typowe francuskie 74-działowce z okresu wojen napoleońskich, czyli systemu Sané-Borda, miały stosunek masy kadłuba do wyporności pełnej = 0,5. A = 0,5. Stosunek nośności całkowitej „angielskiej” do wyporności pełnej = 0,43-0,44. Stosunek nośności całkowitej „angielskiej” do nośności całkowitej „francuskiej” = 0,87. Stosunek nośności użytecznej do wyporności pełnej = 0,35-0,38. B = 0,61-0,64. C = 1,21-1,28. Stosunek tonażu konstrukcyjnego angielskiego do nośności użytecznej = 1,62-1,8.
Okręty tego systemu (Sané-Borda), ale nietypowo ciężko uzbrojone (w 24-funtówki zamiast 18-funtówek na górnym pokładzie) charakteryzowały się stosunkiem masy kadłuba do wyporności pełnej = 0,49. B = 0,5-0,51. Stosunek nośności całkowitej „angielskiej” do wyporności pełnej = 0,42. Stosunek nośności całkowitej „angielskiej” do nośności całkowitej „francuskiej” = 0,82. Stosunek nośności użytecznej do wyporności pełnej = 0,36.
Francuskie 74-działowce tegoż konstruktora (Sané), jednak tzw. małego modelu, miały stosunek masy kadłuba do wyporności pełnej = 0,5-0,56. A = 0,49-0,55. B = 0,65-0,74. C = 1,3-1,35.

Pod koniec wojen napoleońskich i bezpośrednio po nich podstawowa dotąd klasa liniowców, czyli okręty 74-działowe, została wyparta w tej roli przez 80-działowce. Dla porównania parę proporcji z tej grupy.
Na francuskich okrętach z lat 1779-1813 stosunek masy kadłuba do wyporności pełnej = 0,47. A = 0,47-0,53.
Stosunek nośności użytecznej do wyporności pełnej = 0,36. B = 0,58-0,59. C = 1,1-1,14.

Po 1822 r., kiedy te 80-działowce przeklasyfikowano we Francji na jednostki 86-działowe, JEDEN z nich charakteryzował się następującymi proporcjami. Stosunek masy kadłuba do wyporności pełnej = 0,45. A = 0,55. Stosunek nośności użytecznej do wyporności pełnej = 0,37.

Brytyjski liniowiec 80-działowy z początku XIX w, został już wcześniej bardzo dokładnie przeze mnie opisany, natomiast jego kolega z 1831 r. miał stosunek masy kadłuba do wyporności pełnej = 0,52. A = 0,45. Stosunek nośności całkowitej „angielskiej” do wyporności pełnej = 0,4. Stosunek nośności użytecznej do wyporności pełnej = 0,33. Stosunek tonażu konstrukcyjnego angielskiego do wyporności pełnej = 0,63. C = 1,4.

Bliższe przyjrzenie się wszystkim tym wynikom pozwala zauważyć, że przy bardzo dużych odchyłkach indywidualnych nie było w zasadzie drastycznych różnic w proporcjach głównej klasy liniowców we Francji i Wielkiej Brytanii od 1722 do 1831 r., poza oczywistą wyższą wartością tonażu konstrukcyjnego względem wyporności w podgrupie okrętów skonstruowanych z naciskiem na minimalizację zanurzenia. Czyżbyśmy zatem znaleźli jakieś uniwersalne przeliczniki rzeczy nieprzeliczalnych? NIC Z TYCH RZECZY!

Następnym razem przekonamy się, jak wyglądały analogiczne zależności wśród fregat, korwet i żaglowców handlowych.
Krzysztof Gerlach
Krzysztof Gerlach
Posty: 4455
Rejestracja: 2006-05-30, 08:52
Lokalizacja: Gdańsk

Post autor: Krzysztof Gerlach »

Zacznijmy od zależności podobnych do tych wyznaczonych wcześniej dla 74/80-działowców, ale tu dotyczących szerokiej grupy fregat małej i średniej wielkości z XVIII w. oraz pierwszej połowy XIX w.
Dla wczesnych jednostek francuskich stosunek tonażu konstrukcyjnego do wyporności pełnej kształtował się w granicach A = 0,41-0,6. Dla żaglowców późniejszych tonaż został zastąpiony nośnością całkowitą, ale stosunek ten nie uległ wielkiej zmianie, przeciętnie podnosząc się lekko, lecz w podobnych granicach 0,45-0,64. Również dla brytyjskich fregat z lat 1740-1808 ta proporcja wydaje się bardzo zbliżona (0,41-0,6), ale ma niski walor dowodowy, ponieważ dane pochodzą od Francuzów, którym nie chciało się mierzyć zdobycznych jednostek, tylko oceniali, że „tak chyba musi być”. Szwedzkie fregaty z około połowy XVIII w. miały nośność całkowitą wynoszącą więcej, bo 0,62-0,78 wyporności pełnej. Natomiast dla fregat Royal Navy z lat 1820-tych stosunek nośności całkowitej mierzonej na sposób francuski do wyporności pełnej był znacznie niższy (A = 0,24-0,34), co nie jest zaskakujące, gdy chodzi o sam spadek, ale zdumiewa wielkością zmiany. Może to być spowodowane faktem, że do porównywania dysponowałem znacznie większymi fregatami niż z grupy wcześniejszej.
Stosunek tonażu konstrukcyjnego angielskiego do wyporności pełnej wynosił B = 0,63-0,74 dla wczesnych fregat francuskich; 0,73-0,92 dla jednostek francuskich z drugiej połowy XVIII w.; 0,62-0,81 dla fregat brytyjskich z lat 1740-1808 (dla dość dużych żaglowców w znacznie węższym zakresie 0,66-0,72), mniej dla szczególnie wielkich jednostek Royal Navy z lat 1820-tych (0,49-0,58).
Stosunek tonażu konstrukcyjnego angielskiego do nośności całkowitej mierzonej na sposób francuski mieścił się dla badanej grupy w przedziale C = 1,11-1,73 na wczesnych fregatach francuskich, potem 1,27-1,78 na fregatach francuskich z II połowy XVIII w., następnie 1,18-1,78 na fregatach brytyjskich z lat 1740-1808, w końcu 1,47-1,74 na dużych fregatach brytyjskich z lat 1820-tych. Łatwo zauważyć, że przedział 1,5-1,7 pasuje tu dla całego okresu, obu marynarek i wszystkich wielkości okrętów, ale obejmuje wartości ZDECYDOWANIE WIĘKSZE NIŻ DLA JAKIEGOKOLWIEK LINIOWCA.

Z porównania powyższych danych wynika, że stosunek B był dla fregat zawarty w sumie w tak szerokich granicach (0,49-0,92), iż pokrywał całą możliwą rozpiętość wartości tego stosunku dla liniowców. W ten sposób wskaźnik staje się niby dość uniwersalny, lecz cóż z tego, skoro pozwala tylko na bardzo nieprecyzyjną odpowiedź. Wyciągnięcie jakiejś średniej da pewną orientację globalną, ale fałsz w prawie każdym przypadku indywidualnym.
Jest to zresztą zupełnie zrozumiałe – w grupie fregat pływały obok siebie żaglowce o rodowodzie wywodzącym się ze statków handlowych z bardzo pękatym kadłubem oraz takie, które wzorowano na najszybszych okrętach korsarskich, niemal „pozbawionych” części podwodnej.

Jeszcze większe rozbieżności stosunków A, B, C od wartości charakteryzujących 74/80-działowce występowały w przypadku rzeczywiście małych, szybkich jednostek. Biorąc zupełnie wyrywkowo (bez próby określenia dokładniejszych granic przedziałów) francuskie korwety i jednostki korsarskie od drugiej połowy XVII w., poprzez wiek XVIII, oraz brytyjskie slupy 18-działowe z lat 1828-37, otrzymamy A = 0,46-0,92 (dla 74/80-działowych okrętów liniowych nigdy nie przekraczający 0,62, dla fregat nie przekraczający 0,78); B = 0,75-0,88 (zdecydowanie wyżej niż dla liniowców, ale mieszcząc się w szerokim polu odchyłek dla fregat); C = 0,86-2,66 (maksimum dla liniowców było tylko 1,4, dla fregat - 1,78!).

A jak to było dla statków handlowych? Szwedzkie, brytyjskie i francuskie jednostki z XVIII w. miały A = 0,33-0,84: B = 0,37-0,71; C = 0,68-1,29. Uderza dolna granica współczynnika C. Stosunek angielskiego tonażu konstrukcyjnego (mierzonego wg BOM) do tonażu francuskiego lub nośności całkowitej wyliczanej metodą „francuską” był zawsze większy od 1 dla wszystkich liniowców i fregat. Tymczasem niektóre żaglowce handlowe (zwłaszcza węglowce, statki wschodnioindyjskie) miały tak pełne kadłuby, że ich angielski tonaż zdecydowanie zaniżał rzeczywiste możliwości ładunkowe. Jakiż to kontrast z C = 2,66 jednej z francuskich korwet z tego samego okresu! Jej przekrój poprzeczny kadłuba musiał przypominać ostry klin.

Na dodatek myliłby się ktoś sądząc, że w miarę stabilne wartości współczynników A, B, C na okrętach 74-działowych w całym okresie ich używania oznaczają, że można je ekstrapolować na inne czasy i inne kategorie liniowców. Np. dla typowych francuskich liniowców z II połowy XVII w. współczynnik C kształtował się znacznie wyżej.

Jakie wnioski końcowe należałoby wyciągnąć z tego porównywania pewnych proporcji?
Jeśli dysponujemy wystarczającą ilością wiarygodnych i przeliczalnych danych (o co niełatwo), MOŻEMY sobie z niejakim pożytkiem wyznaczać te oraz zbliżone współczynniki dla wąskich grup bardzo podobnie zbudowanych okrętów, konstruowanych na przestrzeni nawet dość długich okresów. Pozwolą one z nienajgorszą precyzją wyliczać inne, potrzebne parametry lub dokonywać porównań. Dadzą też możliwość wychwytywania nagminnych w literaturze błędów, polegających na przypisaniu wartości liczbowej wziętej z dokumentów zupełnie niewłaściwemu parametrowi.
Jednak wyróżnienie grup w postaci „liniowce”, „fregaty”, „korwety”, „statki handlowe” oraz zlekceważenie dat prowadzi do nikąd, ponieważ w ramach tak nazwanych kategorii (zwłaszcza trzech ostatnich) występowało ogromne zróżnicowanie. Fizyki się nie oszuka żadnym „chciejstwem” ani statystyką, natomiast ustalenie PEŁNYCH granic przedziałów zmienności w tak szerokich grupach pozwoli uzyskać klarowny obraz: wybierz sobie dowolny stosunek dowolnych wielkości, ponieważ prawie wszystko jest możliwe, czyli – po wielkim wysiłku już wiesz, że nic nie wiesz.

I to by było na tyle.
Krzysztof Gerlach
Awatar użytkownika
JB
Posty: 3083
Rejestracja: 2004-03-28, 21:48
Lokalizacja: Warszawa

Tonaż, wyporność i s-ka

Post autor: JB »

Kilka moich uwag do tak ciekawego i precyzyjnie opisanego, kilkanaście lat temu, tematu. Ale będą dotyczyć parowców, a nie żaglowców.
Pierwsze parowce na Wisłę sprowadzono z Anglii i Francji. Zakupiony przez Wolickiego parowiec bocznokołowy VICTORY zbudowany był w 1818 roku, jego pomiary dały następujące wyniki: długość całkowita L = 100 stóp 4 całe, szerokość całkowita B = 30 stóp, tonaż 394 tb (tons burthen). Ten ostatni liczono ze wzoru: (L - 0,6 B)xBxB/188. Pomiar z 1826 roku dał mniejszy wynik, 275 tb, choć podana długość była większa (111,5 stopy)! Wytłumaczenie jest proste, w drugim pomiarze uwzględniono tylko szerokość kadłuba, bez tamborów, choć ta liczba nie pojawiła się explicite w prezentacji pomiarów (z tonażu można jednak ją wyznaczyć, wynosi ona 23 stopy). Wydaje się, że zmiana liczenia tonażu bocznokołowców nastąpiła około roku 1822.
LE PRINCE DE VARSOVIE, sprowadzony przez Guiberta z Nantes, nie miał w oryginalnym francuskim certyfikacie żadnej liczby związanej z tonażem (w rubryce, dopuszczalny ładunek w tonneaux, jest kreska). Pomierzono go w listopadzie 1847 roku w Warszawie. Jak podano w jednym z artykułów prasowych wymiarbeczkowy wyniósł 39,13 beczki, co według autora odpowiadało 39 130 kg.
Tu pytanie do pana Krzysztofa, jak policzyć stąd pojemność metryczną, czy mnożyć przez około 40, czy 56,5 stopy sześciennej.

JB
Krzysztof Gerlach
Posty: 4455
Rejestracja: 2006-05-30, 08:52
Lokalizacja: Gdańsk

Tonaż, wyporność i s-ka

Post autor: Krzysztof Gerlach »

Najpierw drobna uwaga (całkiem na marginesie) na temat „tonneaux”. Dla bardzo licznej grupy nieco wcześniejszych jednostek (z okresu napoleońskiego), kiedy te same, konkretne żaglowce pływały raz pod banderą francuską, raz pod brytyjską, a w obu marynarkach były mierzone i miały wyznaczane parametry, brytyjski jednostkowy tonaż konstrukcyjny NIGDY nie dawał tych samych wartości co francuski parametr opisywany w „tonneaux”. Ten pierwszy to sztuczna wartość wyliczana z wymiarów głównych kadłuba i przeliczana przez dzielniki, by dawać coś zbliżonego do pojemności lub nośności (zależy od okresu historycznego), ten drugi miał mówić, choćby z grubsza, o prawdziwej nośności jednostki. Zatem tonaż brytyjski to wielkość objętościowa przeliczona umownie na tony, a tonaż francuski (w tym okresie, nie zawsze w dziejach) to nośność masowa. Przynajmniej tak to miało w teorii wyglądać.
Pytanie natomiast dotyczy pomiaru dokonanego w Warszawie, z wynikiem niby objętościowo-masowym, chociaż idealny przelicznik 1000 wygląda podejrzanie. Niestety, problem w tym, że – jak pisał Glogger w „Księdze rzeczy polskich” wydanej w 1896 r. - „beczka była tak samo jak garniec, inna do ciał sypkich a inna do ciekłych. Garniec zbożowy był 2 razy większy od piwnego. Beczka nasypna miała w sobie cztery korce krakowskie…” itd., itp., wyliczanie ciągnie się bez końca. Na dodatek trzeba pamiętać, że dotyczyło to ciągle wolnej Polski, a nie zaboru rosyjskiego w 1847 r. Beczki rosyjskiej z połowy XIX w. nie znam, chociaż gdzieś ktoś pewnie czymś takim dysponuje. Natomiast rozpatrując rzecz „z francuska” – w XVIII w. ich tona pojemności odpowiadała 42 stopom sześciennym. W XIX w. przeszli na metry i cały dotychczasowy porządek się załamał, bo np. ustawa z 1837 r. nakazywała liczyć tonaż jako iloczyn długości, szerokości i głębokości (w metrach), dzielony przez 3,8. Dawało to nieprzystające wyniki.
Krzysztof Gerlach
ODPOWIEDZ