Wyporność żaglowców

[de Villars]

Najczęściej wielkość dawnych żaglowców opisuje się za pomocą tonażu. Czasami jednak, dla niektórych jednostek podawana jest wyporność. Mam w związku z tym pytanie, czy istnieje jakiś w miarę uniwersalny wzór, który pozwalałby obliczyć (oczywiście w przybliżeniu) wyporność żaglowca na podstawie najczęściej podawanych wymiarów (długość, szerokość, głębokość)?

[pothkan]

Przyłączam się do pytania. Domyślam się, że nie jest możliwym wyliczenie wyporności nawet przyblizonej, ale może dałoby się chociaż obliczyć zakres? Tzn. powiedzmy że mamy okręt o wymiarach (przykład dla wzoru) 50 m (długość całkowita) x 15 m (szerokość) x 6 m (głębokość) - w jakim zakresie liczbowym mogłaby się znajdować jego wyporność?

[Krzysztof Gerlach]

Nie jest to absolutnie możliwe na podstawie najczęściej podawanych wymiarów, ponieważ tzw. głębokość ładowni ma się nijak do zanurzenia, a o wyporności decyduje objętość zanurzonej bryły kadłuba. Gdyby okręt był prostopadłościennym pudełkiem, jego wyporność byłaby prostym iloczynem długości, szerokości, zanurzenia i ciężaru właściwego wody, a „wiszący” sobie gdzieś nad linią wodną (lub – skrajnie rzadko - pod nią) górny pułap głębokości i tak nie miałby z tym nic wspólnego.
Załóżmy jednak, że dysponujemy właśnie długością (A), szerokością (B) i zanurzeniem (C) i że mamy dwa okręty o identycznych wszystkich tych parametrach, przy czym podwodna część jednego z nich jest prostopadłościanem, a drugiego (też niezmienna na długości) ma przekrój trójkąta. Przy ciężarze właściwym wody równym W jest jasne, że wyporność pierwszego będzie wynosiła AxBxCxW, zaś drugiego AxBxCx0,5xW, czyli przy takich samych trzech parametrach, na podstawie których chcielibyście Panowie liczyć wyporność, ten drugi będzie miał dwa razy mniejszą wyporność!!!
Oczywiście można się bawić we współczynniki poprawkowe to na kształt wręgów, to na pochylenie dziobnic i tylnic, to na ich szerokość i grubość, to na zmienność wszystkich wodnic na długości kadłuba, lecz jeśli naprawdę mamy wszystkie te dane, tzn. że posiadany rzeczywiste plany! A posiadacz planów może sam sobie wyliczyć (przynajmniej z grubsza) prawdziwą wyporność bez programów komputerowych, a nawet bez planimetrii i całkowania. Wystarczy tylko trochę cierpliwości.
Natomiast prostych i uniwersalnych wzorów ani nie ma, ani nigdy nie będzie, ponieważ nie uwzględnianie w obliczeniach wyporności kształtu kadłuba (decydującego o objętości) jest sprzeczne z prawami fizyki. Może mniej to widać na dzisiejszych statkach handlowych, prawdziwych pływających pudłach, ale różnice np. między pękatym trójpokładowcem brytyjskim z XIX wieku, obładowanym działami także na dziobie i rufie, a amerykańskim szkunerem korsarskim z ostrym dziobem i smukłą rufą są po prostu szokujące.
Można próbować formułować takie wzory tylko dla bardzo wąskich grup okrętów niezwykle do siebie podobnych, np. osobno brytyjskich 74-działowców pewnego okresu, osobno francuskich 74-działowców z tego samego okresu itd. Osobiście nie będę tego robił, ale życzę powodzenia.
Krzysztof Gerlach

[pothkan]

Mam trochę a propos pytanie:

Ogólnie znany jest wzór Builders (Old) Measurement, czyli przybliżonego tonażu statku/okrętu, wyliczanego na podstawie długości i szerokości, stosowanego w Wielkiej Brytanii w latach (mniej więcej) 1720-1850:

[(długość-0,6 szerokości)x(szerokość)x(0,5 szerokości)] : 94

Oczywiście miary w stopach angielskich = 30,5 cm.

Przetestowałem ten wzór na kilkunastu okrętach brytyjskich z okresu (biorąc podane wymiary), i przeważnie wynik zgadzał się z podanym tonażem, choć nigdy idealnie - ale błąd nie przekraczał 5%.

Zastanawiam się zatem (wiem, idea brzmi dość heretycko), czy nie dałoby się tej metody zastosować do obcych okrętów, i gdzieniegdzie nie podawać tak wyliczonego tonażu (oczywiście z zaznaczeniem, że jest to wyliczone BM, i pewnym zaokręgleniem). Oczywiście wymaga to przeliczania metrów (lub innych stóp) na stopy angielskie... ale to nie jest problem w erze Excela. Co o tym sądzicie? I co generalnie sądzicie o BM?

I przy okazji - czy znane są jakieś inne (w domyśle: nie-brytyjskie) systemy obliczania tonażu tylko na podstawie najprostszych wymiarów, tzn. długości, szerokości i ew. głębokości?

[AvM]

Sprawa nie jest tak prosta.
Zasady BM byly kilkakrotnie zmieniane.

Mam wlasnie pod reka dane dla okretow rosyjskich

45,22t 67 39/94 b.m
50,5t 75 51/94
48,3t 120 78/94
115.83 159 54/94
267,34 191 60/94
409,9 431 14/94
749,92 612 91/94
1016,8 789 61/94

Tak ze rozbieznosc jest duza.

AvM

[pothkan]

Rozumiem, że pierwsza liczba to tonaż "rodzimy", a druga BM?

Chodzi mi o coś takiego: przy "sprawdzaniu" okrętów brytyjskich zawsze wyliczone BOM pasuje do podanego w 95-99% (zaznaczam, wg poczynionej próby - ok. 25 różnych jednostek RN z lat 1780-1840). Więc czemu nie wyliczać go dla obcych flot, obok lub przy braku tonażu "rodzimego"? Pozwoliłoby to na jakieś usystematyzowanie jednostek na liście, a przede wszystkim - porównanie między jednostkami różnych flot.

Co do zmian: z tego co wyczytałem, ww. wzór obowiązywał od pierwszej połowy XVIII w. do połowy XIX w. (ponoć do 1849 r.). I mnie chodzi o zastosowanie go tylko do okrętów z tego okresu.

[Krzysztof Gerlach]

Panie Pothkanie. Do wzoru na tonaż BM, którego różne odmiany uczestnicy tego forum tak ochoczo przedstawiają, wstawiało się fikcyjną wartość tzw. „długości stępki do tonażu” obliczaną w dość złożony sposób, wychodzący naprawdę od długości dolnego pokładu działowego i uwzględniający wielkość nawisów przy dziobnicy i tylnicy. Szerokość, która – jak wiadomo – występuje w tym wzorze w kwadracie, więc ma znaczny wpływ na wynik, jest szerokością maksymalną z poszyciem.
Tymczasem Francuzi podają z reguły zupełnie inną długość, a szerokość to u nich w 90 czy więcej procentach przypadków wielkość na głównym wręgu, zatem bez poszycia. Jeśli wstawi Pan te wartości do wzoru na tonaż BM, otrzyma fałszywy wynik. Aby nie być gołosłownym:
francuski liniowiec 74-działowy Puissant, miał podawane przez Francuzów wymiary (dla przyspieszenia przeliczone od razu na stopy angielskie) 181’3” x 46’11” x 23’2,25”. Jeżeli wstawić je bezpośrednio do wzoru, wyjdzie 2122 tony. Lecz Anglicy po zdobyciu go obliczyli tę „długości stępki do tonażu” na 146’5,5”, szerokość zmierzyli z poszyciem, co dało 48’0,75”. W rezultacie prawdziwy wynik tonażu BM to 1799 i 57/94 tony.
Oczywiście, jeśli różnica 18 procent komuś nie przeszkadza, to „jest w domu”. Gdyby jednak ktoś chciał na tej podstawie porównywać wielkość okrętów budowanych we Francji i w Wielkiej Brytanii i snuć na ten temat różne teorie, będzie bredził jak Piekarski na mękach.
Krzysztof Gerlach

[pothkan]

No, niestety, po kilku eksperymentach (wprawdzie z okrętami nie francuskimi, lecz austriackimi i rosyjskimi), widać że taka wyliczanka jest niezbyt przydatna - choć generalnie liczby były tym bardziej podobne, im jednostka była mniejsza (mniej więcej od brygów w dół), a czasem nawet zgadzała się z rodzimym tonażem (choć w innych wypadkach różnica wynosiła kilkadziesiąt %, a raz nawet 150% - choć to była ewidentna głupota z mojej strony, bo z rozpędu chciałem wyliczyć BM dla... weneckiej galery ).

W każdym razie, wydaje mi* się że powyższy wzór pozostaje przydatny dla wyliczania przybliżonego tonażu (z dokładnością do rzędu setek ton) żaglowców jednopokładowych, przy braku tonażu "rodzimego", w miarę możliwości - korzystaniu z długości i szerokości maksymalnej. Z zaznaczeniem, że wynik jest niepewny.

Przy okazji: czy można zachęcić pana, panie Krzysztofie, do rozwinięcia szeroko rozumianego tematu miar*, tonażów, czy nawet rang okrętów w różnych flotach (tzn. tych kilku najważniejszych)? Oczywiście raczej nie na forum, ale w postaci jakiegoś edukacyjnego artykuliku (bądź dwóch), np. w MSiO? Jak dotąd przebrnąłem głównie przez podrozdzialik "Measurement" u Gletego, ale odczuwam pewien niedosyt.

* oczywiście nie miar jako takich, tylko mierzenia okrętów. choć pewnie nie zaszkodzi przypomnieć czytelnikom, iż "stopa stopie nierówna".

[Krzysztof Gerlach]

Obawiam się panie Oskarze, że to byłoby bardzo trudne. Nie merytorycznie dla mnie, lecz maksymalnie trudne do przełknięcia przez redakcję. Proszę zwrócić uwagę, że MSiO ewoluuje w stronę magazynu z wielką liczbą kolorowych zdjęć. A jak tu u licha zrobić kolorową fotografię tonażowi czy wyporności?! Tekstowo też postuluje się powrót do lżejszej formy, strawniejszej dla szerokiego czytelnika. Czyli raczej baraszkujące delfiny niż rozważania na temat różnych sposobów pomiarów okrętów, i to w minionych czasach. O ile pamiętam, pojawiła się niedawno na łamach MSiO krótka, maksymalnie popularnie sformułowana notka Napoleona o różnicy między dawnym tonażem a wypornością i błędnym utożsamianiu tych wielkości (bardzo częstym u wielu współczesnych autorów, których przed podobną głupotą nie powstrzymują nawet własne, skądinąd szanowane nazwiska). To chyba maksimum tego, co da się w rzeczonej kwestii opublikować. Tematykę artykułów dyktuje rynek, a na nim jest coraz więcej osób podzielających pogląd Ksenofonta, że najlepsze są takie teksty, w których nie ma ani jednej liczby. O różnych metodach pomiaru wielkości okrętów nie da się pisać bez używania liczb.
Krzysztof Gerlach

[Realchief]

Wylicznie resztą tonażu dla jednostek inncyh flot nie ma sensu.
W XVIII wieku właściwie tylko Brytyjczycy i Amerykanie posługiwali się tonażem. Amerykanie zresztą wyliczali też wyporność, Brytyjczycy tylko nieoficjalnie by określić linię wodną. Holendrzy i Skandynawowie posługiwali się wyłącznie wypornością od lat 1640. Francuzi przejęli te metodę za rządów Ludwika XIV, a na pewno używali jej od 1715 roku jako podstawowej, choć do połowy wieku wyliczali też tonaż. Hiszpanie używali tonażu do drugiej połowy XVIII wieku. Pewne jest że po roku 1800 jedynie Brytyjczycy i Amerykanie używali tonażu a nie wyporności.
Sensowniejsze było by więc jeśli już wyliczanie wyporności z tonażu. Jak już Pan Krzystof zauważył jest to właściwie niemożliwe. Glete co prawda podaje prymitywną metodę, przydatną przy porównywaniu wielkości jednostek, zdaje się tonaż x 1,5 = wyporność (nie mam teraz książki pod ręką).

[pothkan]

O ile pamiętam, pojawiła się niedawno na łamach MSiO krótka, maksymalnie popularnie sformułowana notka Napoleona o różnicy między dawnym tonażem a wypornością i błędnym utożsamianiu tych wielkości (bardzo częstym u wielu współczesnych autorów, których przed podobną głupotą nie powstrzymują nawet własne, skądinąd szanowane nazwiska). To chyba maksimum tego, co da się w rzeczonej kwestii opublikować.

To "niedawno" było chyba ładne 2-3 lata temu. I artykuł ów zajmował słownie jedną stronę...

[Krzysztof Gerlach]

No cóż. W skali mojego wieku "2-3 lata temu" to mało że niedawno - to wręcz wczoraj!
Natomiast "metodę Gletego" do przeliczania tonażu na wyporność (proszę zresztą zwrócić uwagę, że działa także w drugą stronę!) można odnieść tylko do bardzo wąskiej grupy okrętów, o których się wszystko wie. Po powrocie do domu "podrzucę Panom" parę konkretnych przykładów, jakie daje ona idiotyzmy, jeśli próbujemy jej użyć w szerszym zakresie.
Krzysztof Gerlach

[AvM]

"metodę Gletego"

Wlasnie mialem o tym napiac.

Profesor Jan Glete w 2 tomie swojej fundamentalnej pracy
"Navies and Nations ... 1500-1860"
na stronach 527-530 zajmuje sie porownaniem danych wypornosci
sla roznych flot i roznych okresow czasu.

AvM

[Krzysztof Gerlach]

Przeliczanie tonażu na wyporność, czy odwrotnie – jak kto woli.
1. Francuski trójpokładowiec Commerce de Marseille z 1788 miał rzeczywistą wyporność całkowitą 5098 ton. Brytyjczycy po zdobyciu go wyliczyli tonaż bm (ściśle bom = builders old measurement, ponieważ były i inne) na 2747 ton. Przeliczniki to 1,86 oraz 0,54.
2. Brytyjski trójpokładowiec Victory z 1765 miał tonaż 2162 tony, a wyporność ok. 3500 ton. Przeliczniki to 1,62 raz 0,62.
3. Francuski „duży” 74-działowiec Northumberland z 1780 miał wyporność 2967 ton, zaś angielski tonaż bm dla tego okrętu to 1811 lub 1828 ton (dwa różne pomiary). Przeliczniki średnie to 1,63 oraz 0,61.
4. Francuski „mały” 74-działowiec Rivoli z 1810 miał wyporność 2560 ton, a Anglicy wyliczyli mu tonaż na 1804 ton. Przeliczniki to 1,42 oraz 0,70.
5. Brytyjski 74-działowiec Audacious z 1785 miał wyporność całkowitą 2776 ton, a tonaż bm 1624 tony. Przeliczniki to 1,71 oraz 0,59.
6. Francuska fregata Embuscade z 1789 miała wyporność całkowitą 1096 ton, a angielski tonaż bm 906 ton. Przeliczniki to 1,21 oraz 0,83.
7. Francuska korweta Tourterelle z 1794 miała wyporność 656 ton, a angielski tonaż bm 581 ton. Przeliczniki to 1,13 oraz 0,89.
Zatem, tylko w tych kilku wyrywkowych przykładach, przelicznik „w górę” waha się od 1,13 do 1,86, a „w dół” od 0,54 do 0,89. Mam nadzieję, że teraz jasno widać, iż wszelkie uogólnienia, typu umownego „wzoru Gletego”, nie mają najmniejszego sensu. Pomijam już brak sensu fizycznego, ponieważ o tym pisałem wcześniej.
Krzysztof Gerlach

[pothkan]

Ufff... dziękuję i poddaję się

[Napoleon]

Przy okazji tego nieszczęsnego tonażu - wyporności.
Złożyłem ostatnio (a właściwie to już jakiś rok temu!) artykuł do MSiO o bitwie pod Chesapeake (jakoś nie kwapią się z publikacją ) gdzie jako aneks zamieściłem wykaz okrętów jednej i drugiej strony i pozwoliłem sobie w ramach eksperymentu przeliczyć tonaż "francuski" (przybliżony) na "angielski" (oczywiście wg. wymiarów jednostek). W przypadku jednostek, które później dostały się w ręce angielskie i ich tonaż angielski został obliczony oficjalnie, różnice nie były duże i raczej nie przekraczały 150-200 ton (maksymalnie). W zasadzie można zaryzykować, że błąd wziął się, przynajmniej w dużej mierze, z przybliżonych danych (szczegółowe wymiary poszczególnych okrętów, w spisach identyczne, na ogół takie nie były, tym bardziej po kilku przebudowach). Oczywiście wymiary musiałem przeliczyć na stopy angielskie i obliczyć długość stępki wg. wzoru angielskiego (tu pewno też jakieś niedokładności powstały - cudów nie ma). Wszystko to miało tylko w przybliżeniu ujednolicić porównanie wielkości (stosowanie "narodowych", oryginalnych, tonaży nie daje o tym pojęcia - a w każdym razie daje znacznie mniejsze niż przy próbie ujednolicenia). Wyniki były, moim zdaniem, ciekawe, acz podchodzić do całej sprawy należy z pewną rezerwą.

Co do systemu obliczania tonażu... Z tego co pamiętam, to Anglicy przy niektórych mniejszych jednostkach jako dzielnik zamiast cyfry 94 używali też 100 (ale musiałbym sprawdzić).