ما هي حاسبة سرعة القارب؟
تقدّر هذه الحاسبة أقصى سرعة لبدن القارب ذي البدن الإزاحي، وهي الحد العملي للسرعة الذي تفرضه الموجة التي يولّدها القارب أثناء شقّه للماء. فمع ازدياد السرعة، يخلق القارب موجة عند المقدمة يزداد طولها الموجي كلما زادت السرعة. وعندما يتساوى طول هذه الموجة مع طول خط ماء القارب، يستقر البدن عمليًا في قاعٍ موجي لا يستطيع تجاوزه إلا بقدرة إضافية هائلة، وهو ما يحدد سرعة البدن القصوى.
كيفية الاستخدام
قِس طول خط الماء (LWL) لقاربك بالقدم، وهو طول الجزء من البدن الملامس فعليًا للماء عند التحميل، وليس الطول الإجمالي لسطح القارب. أدخل القيمة فتعرض لك الحاسبة أقصى سرعة نظرية للبدن بالعقدة، إلى جانب ما يعادلها بالميل في الساعة والكيلومتر في الساعة.
شرح المعادلة
القاعدة الكلاسيكية في هندسة بناء السفن هي:
$$\text{Hull Speed (knots)} = 1.34 \times \sqrt{\text{Waterline Length (ft)}}$$
حيث LWL هو طول خط الماء بالقدم.
الثابت \(1.34\) مستمدّ من فيزياء أمواج الجاذبية في المياه العميقة. وهو ينطبق على الأبدان الإزاحية التقليدية؛ أما الأبدان الانزلاقية (planing) والأبدان المتعددة (multihulls) فيمكنها تجاوز هذا الحد لأنها ترتفع فوق سطح الماء بدلًا من شقّه.
مثال محلول
لنأخذ قاربًا شراعيًا طول خط مائه 25 قدمًا. الجذر التربيعي للعدد 25 هو 5، إذن سرعة البدن:
$$1.34 \times 5 = 6.7 \text{ عقدة}$$
وهذا يعادل نحو 7.71 ميل/س أو 12.41 كم/س.
سرعة الهيكل حسب طول خط الماء
تستخدم صيغة سرعة الهيكل الإزاحة الكلاسيكية طول خط الماء (LWL)، وليس الطول الإجمالي للقارب:
$$\text{سرعة الهيكل (عقدة)} = 1.34 \times \sqrt{\text{LWL (قدم)}}$$
يطبق الجدول أدناه هذه الصيغة على أطوال خطوط مائية شائعة. يتم تحويل العقد إلى وحدات أخرى باستخدام 1 عقدة = 1.15078 ميل في الساعة = 1.852 كم/س.
| طول خط الماء (قدم) | سرعة الهيكل (عقدة) | سرعة الهيكل (ميل/ساعة) | سرعة الهيكل (كم/ساعة) |
|---|---|---|---|
| 10 | 4.24 | 4.88 | 7.85 |
| 15 | 5.19 | 5.97 | 9.61 |
| 20 | 5.99 | 6.90 | 11.10 |
| 25 | 6.70 | 7.71 | 12.41 |
| 30 | 7.34 | 8.45 | 13.59 |
| 35 | 7.93 | 9.12 | 14.68 |
| 40 | 8.47 | 9.75 | 15.69 |
| 50 | 9.47 | 10.90 | 17.54 |
مثال محسوب لخط ماء بطول 30 قدم: \(1.34 \times \sqrt{30} = 1.34 \times 5.477 = 7.34\) عقدة. بتحويل هذه النتيجة، \(7.34 \times 1.15078 \approx 8.45\) ميل/ساعة.
معاملات نسبة السرعة إلى الطول حسب نوع الهيكل
الرقم 1.34 في الصيغة هو نسبة السرعة إلى الطول (SLR) لهيكل إزاحة ثقيل كلاسيكي. الصيغة الأكمل هي \(V = C \times \sqrt{\text{LWL}}\)، حيث يتغير المعامل \(C\) حسب شكل الهيكل. يمكن للهياكل الخفيفة والرقيقة أن تتجاوز الحد التقليدي قبل أن تحبسها موجتها الخاصة.
| نوع الهيكل | المعامل النموذجي (C) | ملاحظات |
|---|---|---|
| إزاحة ثقيلة | ~1.34 | اليخوت الكلاسيكية ذات الجنوح الكامل والقوارب الشراعية التقليدية. يكون الهيكل محاصراً في موجة القوس والمؤخرة الخاصة به بالقرب من هذه السرعة. |
| شبه إزاحة | ~1.5 | الهياكل المتوسطة سهلة الدفع وبعض سفن الجر التي يمكنها تجاوز الحد الكلاسيكي قليلاً بقوة إضافية. |
| خفيفة / جنوح زعنفة | ~1.5–2.0 | يخوت شراعية حديثة ذات إزاحة خفيفة وأقسام خلفية مسطحة؛ قادرة على الرفع جزئياً وتمديد موجتها. |
| هيكل متحرك / متعدد الهياكل | يتجاوز القاعدة | قوارب الطاقة المتحركة والهياكل متعددة الهياكل تتسلق أو تتجاوز موجة القوس الخاصة بها؛ سرعة الهيكل لا تحدها بعد الآن والصيغة لا تنطبق. |
استخدم المعاملات الأعلى فقط كإرشادات تقريبية — تعتمد سرعة القمة الفعلية للهياكل غير الإزاحة على القوة والوزن وتصميم الهيكل بدلاً من طول خط الماء وحده.
ماذا تعني نتيجة سرعة الهيكل الخاصة بك
يُفهم أفضل سرعة الهيكل على أنها عتبة كفاءة ناعمة وليس حداً سرعة مطلقاً. عندما يتحرك قارب الإزاحة، فإنه ينتج موجة قوس وموجة مؤخرة. يزداد طول الموجة مع السرعة، وعندما يطابق طول الموجة طول خط الماء للقارب يستقر الهيكل في الحوض بين قمم الموجة الخاصة به — تقريباً عند سرعة الهيكل المحسوبة.
تحت هذه النقطة، تزداد القوة المطلوبة بلطف مع السرعة. عندما يقترب القارب من سرعة الهيكل، تنخفض المؤخرة في الحوض ويجب على القارب أساساً تسلق موجة القوس الخاصة به، لذا ترتفع متطلبات القوة بشكل حاد جداً. دفع هيكل إزاحة ثقيل بأجزاء من عقدة بعد سرعة الهيكل الخاصة به يمكن أن يتطلب زيادة كبيرة في قوة المحرك أو قوة الشراع مقابل مكسب ضئيل جداً، وهذا هو السبب في كون هذا الرقم مفيد جداً لتحديم حجم المحركات وتقدير سرعات الإبحار الفعالة.
الحد ليس مطلقاً. تتجاوزه الهياكل المتحركة: بقوة كافية تتحرر من حوض الموجة وترتفع على سطح الماء وتركب على قمة موجة القوس، وبعد ذلك لا تحكمها العلاقة بين السرعة والطول بعد الآن. يمكن حتى للهيكل الإزاحة أن يتجاوز الركوب على وجه الموجة مؤقتاً سرعة الهيكل لأن الجاذبية توفر القوة الدافعة الإضافية. تصاميم الإزاحة الخفيفة والرقيقة والهياكل متعددة الهياكل يمكنها أيضاً الحفاظ على سرعات أعلى بكثير من \(1.34 \times \sqrt{\text{LWL}}\) لأن هياكلها الرقيقة تنتج موجة أصغر وأسهل في التغلب عليها.
للإبحار العملي، يخطط العديد من المالكين لسرعة مرور مريحة أقل قليلاً من سرعة الهيكل المحسوبة، حيث يكون استهلاك الوقود والحركة أسهل بكثير مما هو عليه في النهاية الحادة من منحنى القوة. لتقدير وقت المرور، اقسم مسافتك على سرعة الإبحار تلك بنفس الوحدات.
الأسئلة الشائعة
هل يمكن للقارب أن يتجاوز سرعة بدنه القصوى؟ نعم، فالأبدان الانزلاقية، أو ركوب الأمواج هبوطًا، أو القدرة العالية جدًا، كلها قادرة على تجاوزها، لكنها بالنسبة لبدن إزاحي اعتيادي تمثّل حاجز كفاءة قويًا.
هل أستخدم الطول الإجمالي أم طول خط الماء؟ دائمًا طول خط الماء (LWL). فالأجزاء البارزة عند المقدمة والمؤخرة لا تسهم في سرعة البدن.
لماذا تظهر النتيجة بالعقدة؟ العقدة (الميل البحري في الساعة) هي وحدة السرعة البحرية القياسية؛ ونعرض أيضًا الميل/س وكم/س لمزيد من الراحة.
