بماذا تقاس سرعة السفن

وحدة قياس سرعة السفن

يُستخدم مصطلح الميل البحري لقياس المسافة التي تقطعها السفن، بينما تستخدم وحدة العقدة لقياس سرعة السفن، إذ يعتمد الميل البحري على محيط الأرض، وهو يساوي دقيقة واحدة من خط العرض، كما يعد أكبر قليلًا من الميل الأرضي، إذ إن الميل البحري الواحد يساوي حوالي 1.1508 ميل أرضي، وتستخدم الأميال البحرية في التخطيط والتنقل عبر البحر، أما العقدة فهي تعادل ميل بحري واحد في الساعة، أي ما يُعادل 1.15 ميل أرضي في الساعة، ويعود مصطلح العقدة إلى القرن السابع عشر الميلادي، عندما قاس البحارة سرعة سفنهم باستخدام جهاز يُدعى بالسجل المشترك، وقد كان هذا الجهاز عبارة عن لفائف من الحبال مكونة من عقد متباعدة على مسافات موحدة، ومتصلة بقطعة من الخشب على شريحة دائرية الشكل، إذ تُلقى قطعة الخشب من ظهر السفنية ويُسمح لها بالطفو خلفها، وبعد فترة زمنية محددة يُسحب الخيط وتُحسب عدد العقد على الحبل بين السفنية وقطعة الخشب، وبالتالي يحددون سرعة السفينة بناءً على عدد العقد المحسوبة.^[١]

أجهزة قياس سرعة السفن

يستخدم الملاحون في الوقت الحاضر العديد من الأجهزة لقياس سرعة السفن، ومن أبرزها ما يأتي:^[٢]

أجهزة نظام تحديد المواقع العالمي

تستخدم اليوم أجهزة نظام تحديد المواقع العالمي المعروفة باسم (GPS)، وهي عبارة عن أقمار صناعية تُطلق في الفضاء، والتي تستخدم حاليًا أكثر من 24 قمر صناعي، وترسل تلك الأقمار الصناعية إشارات الراديو إلى سطح الأرض، إذ تحتوي تلك الإشارات على موقع القمر الصناعي والوقت المحدد، كما يحتوي كل قمر صناعي على ساعة ذرية، وتتزامن جميع الإشارات المرسلة من قِبل الأقمار الصناعية مع الساعة الذرية للبحرية الأمريكية؛ إذ تصل تلك الإشارات التي تسير كل منها بسرعة الضوء إلى جهاز الاستقبال الخاص بنظام تحديد المواقع العالمي، إلى أنها تصل في أوقات مختلفة قليلًا نظرًا للاختلاف في المسافة بين الأقمار الصناعية.^[٢]

يتلقى نظام تحديد المواقع العالمي الإشارات من أربعة أقمار مختلفة على الأقل، ومن ثم يحسب جهاز الاستقبال الخاص به موقعه بناءً على التأخير الزمني بين الإشارات المرسلة، وبمجرد أن يحدد جهاز الاستقبال الموقع والزمن بدقة، فإن الإلكترونيات الداخلية فيه تتعقب ذلك الموقع في الوقت المناسب، ونحسب سرعة السفنية بناءً عليه، وتبلغ دقة أنظمة تحديد المواقع العالمية حوالي 10 إلى 20 مترًا في معظم أجهزة الاستقبال المستخدمة، كما يمكن أن تصل إلى متر واحد أو أقل مع أجهزة الإرسال الخاصة الموجودة على الأرض.^[٢]

جهاز البيتوميتر

يعد جهاز البيتومتر أحد معدات الملاحة المستخدمة لقياس سرعة السفن، إذ تستخدم كأداة كهرومغناطيسية تحت الماء لقياس سرعة السفن والغواصات، وقد استخدم هذا الجهاز على نطاق واسع خلال الحرب العالمية، خاصة في السفن الحربية، إذ دُمج مع أنظمة الملاحة الخاصة بالسفن، والذي ساعد في نظام أسلحة السفينة لتتبع الأهداف تلقائيًا، ويتكون هذا الجهاز من رودميتر؛ وهو عداد لقياس القوة والذي يظهر من جسم السفينة، كما يتكون من صمام يستخدم لمنع دخول الماء إلى الفينة من خلال المقياس، بالإضافة إلى مؤشر للإرسال؛ والذي يبين المعلومات المقاسة لسرعة السفينة، ويعتمد مبدأ عمل هذا الجهاز على قياس ضغط المياه الديناميكي في البحر باستخدام الوجه العمودي للرودميتر، إذ يكون أحد أوجهه موازي لتدفق المياه والآخر عمودي عليه، وبالتالي يستخدم الاختلاف بين الضغوط لقياس سرعة السفينة، وبالاعتماد على مبدأ برنولي أيضًا.^[٣]

التحويل بين العقدة والميل في الساعة

يمكن التحويل بين العقدة والميل بالساعة من خلال الصيغ الآتية:^[٤]

• التحويل من عقدة إلى ميل في الساعة: الميل في الساعة = 1.15 × العقدة.
• التحويل من ميل في الساعة إلى عقدة: العقدة = 0.87 × الميل في الساعة.

يعد من المفيد معرفة صيغة تحويل السرعات إلى وحدات النظام الدولي للوحدات، إذ يمكن تحويل العقدة والميل في الساعة إلى وحدة المتر في الثانية من خلال الصيغ الآتية:^[٤]

• تحويل العقدة إلى المتر لكل ثانية: المتر لكل ثانية = 0.51 × العقدة.
• تحويل الميل لكل ساعة إلى المتر لكل ثانية: المتر لكل ثانية = 0.45 × الميل لكل ساعة.

تاريخ استخدام الميل البحري

كان الميل البحري حتى عام 1929م مسافة غير متفق عليها دوليًا، إلى أن عقد المؤتمر الهيدروغرافي الدولي في تلك السنة في موناكو، وتقرر فيه أن يبلغ الميل البحري الدولي حوالي 1,852 مترًا، أي ما يُعادل حوالي 6,076 قدم، وقد استخدم هذا التعريف للميل البحري على نطاق واسع، وهو التعريف الذي قُبل من قِبل المنظمة الهيدروغرافية الدولية والمكتب الدولي للأوزان والمقاييس، إذ إنه قبل عام 1929م، كان للميل البحري تعاريف مختلفة لدى العديد من البلدان، فعلى سبيل المثال؛ كان الميل البحري وفق قياسات الولايات المتحدة الأمريكية يُعادل حوالي 1853 مترًا، أي ما يُقارب حوالي 6080.2 قدم، إلا أن الولايات المتحدة تخلت عن هذا التعريف للميل البحري وقبلت ما اعتمدته التعريف الدولي الخاص بالميل البحري في عام 1954م.^[٥]

اعتمد قياس الميل البحري في المملكة المتحدة على وحدة العقدة، وهي وحدة السرعة المستمدة من الخيوط المعقدة التي كانت تُلقى في البحر من السفن الشراعية، إذ يحدد عدد العقد التي تسقط في الماء خلال فترة زمنية محددة سرعة تلك السفن بوحدة العقدة في الساعة، وبالتالي قررت المملكة المتحدة باستخدام العقدة تحديد بأن العقدة الواحدة تمثل ميلًا بحريًا واحدًا، والذي كان يمثل حوالي 1853.18 مترًا أي ما يُعادل حوالي 6080 قدمًا، وفي عام 1970م تخلت المملكة المتحدة عن هذا التعريف للميل البحري، واستخدمت مقياس أن الميل البحري الواحد يمثل حوالي 1853 مترًا بالضبط.^[٥]

المراجع

1. ↑ NOAA (25-6-2018), "What is the difference between a nautical mile and a knot?"، oceanservice.noaa, Retrieved 23-7-2019. Edited.
2. ^ ^{أ ب ت} " How do sea navigators measure their ships speed?", physlink, Retrieved 23-7-2019. Edited.
3. ↑ "ent Measuring Ship’s Speed Using Pitometer Log", brighthubengineering, Retrieved 23-7-2019. Edited.
4. ^ ^{أ ب} Rachelle Oblack (22-3-2018), "Measuring Wind Speed in Knots"، thoughtco, Retrieved 23-7-2019. Edited.
5. ^ ^{أ ب} Amanda Briney (10-4-2019), "How Are Nautical Miles Measured?"، thoughtco, Retrieved 23-7-2019. Edited.