Як виміряти глибину морського дна.

Налетіти на підводні скелі або застрягти на мулистій мілині нічим не краще, ніж пристойна пожежа на борту або ураган, що ламає щогли як сірники.





Сім футів під кілем заміряти легко. А якщо їхня тисяча?

Так що здавна було прийнято, особливо в незнайомих водах, точно знати, що під кілем ті самі легендарні сім футів. Коли плавзасоби були досить невеликі, а район плавання впритул прилягав до узбережжя, достатньо було жердини з позначками, яким глибина і замірялася. Та й зараз їм є застосування

Називається футшток, на згадку про той час, коли глибина вимірювалася футами. Входить у штатне обладнання, кріпився збоку штормового коридору, тільки розмальовка була чорно-біла.



Футшток на борту мрк

Невелика висота борту та осаду цілком дозволяли використовувати футшток для промірів. Однак на більших кораблях з високим бортом ніяким футштоком до дна не дотягнешся, а тому здавна застосовувалися лоти, що складалися зазвичай з конічного вантажу, в основному свинцевого, прив'язаного до довгої мотузки, званої лотлин (за мотузку прошу вибачення у сугубих людей).

На лотліні через певні проміжки закріплені мітки (по-морському марки), а оскільки виміри буває треба робити і в темряві, то вони раніше вирізалися зі шкіри і мали різноманітну форму, щоб відрізнятися навпомацки.





Ручний лот із лотлінем

Якщо судно стоїть, то виміряти глибину нескладно, а якщо на ходу, то треба було мати певну підготовку. Лот закидався вперед по ходу судна. Коли вантаж досягав дна, що відчувалося по натягу лотлина, лотовий матрос потихеньку підбирав лин, що провисає, поки він не вставав вертикально. У цей момент марка на ньому показувала глибину у цьому місці.

Операція ця була не для слабкодухих

Сам лот міг важити до 5 кг, на лінійному кораблі "Архангел Рафаїл" він важив близько 8 кг, але чим більша передбачалася глибина, тим більш важкий застосовувався лот, щоб зменшувати вигин лотлиня під впливом потоку води, що набігає. Такі лоти називалися диплом. Тут вже одній людині впоратися нелегко і в замірі брали участь кілька матросів.





Але найчастіше треба знати не тільки глибину в даному місці, а й фактуру дна - якщо, наприклад, там ґрунт скелястий, то якір тримати не буде, краще пошукати інше місце. Тому в нижній частині лота робилося виїмка, що заповнювалася густим салом. Лот після вибірки приносив приліплі зразки ґрунту.

Як дізнатися, що лот досяг дна? Якщо глибини невеликі, то лотовий міг відчути рукою ослаблення натягу лотлина або поштовх від удару лота на дно. Якщо глибина була більшою, то уважно стежили за швидкістю змотування лотлина з котушки. При досягненні дна ця швидкість різко зменшувалася.

Однак згодом виникла необхідність вимірювати глибини в тисячі футів, наприклад, вимірюючи трасу підводного кабелю або взагалі при створенні карт дна на великих просторах.

Але удар лота об дно при глибині 3000-4000 м зовсім не передається по линю нагору, а вага великої довжини витравленого лотлина так значний, що і після досягнення лотом дна лотлин продовжує змотуватися за борт, на погляд з такою ж швидкістю, як і раніше. Недостатня фортеця лотлінів на той час не дозволяла піднімати лот, лотлин зазвичай при спробах вибирати його обривався, і тому остання ознака досягнення лотом дна — зразок ґрунту — також була відсутня.

Джемсу Кларку Россу, начальнику англійської антарктичної експедиції (1839—1841 рр.), вдалося знайти перший спосіб виміру океанських глибин, який дозволяв помічати момент досягнення лотом дна.

Він звернув увагу на те, що спочатку лотлин змотується з прискоренням, потім з наростаючим уповільненням, а з певного моменту абсолютно рівномірно. Подумавши, він дійшов висновку, що в міру збільшення довжини витравленого лотлина, тертя його про товщу воду і власна плавучість починають уповільнювати обертання котушки, а по досягненню лотом дна довжина лотлина вже не змінюється, а значить вага висить частини його теж не змінюється, просто він укладається. Якщо помітити момент початку такого рівномірного обертання, це означатиме, що лот досяг дна.



Мічман флоту Сполучених Штатів Джон Мерсер Брук

У 1854 р. мічман флоту Сполучених Штатів Джон Мерсер Брук вигадав, як позбавлятися вантажу при досягненні дна, що гарантувало від обриву лотлиня при вибірці і в той же час доставляти вгору зразок ґрунту як доказ цього досягнення.

Нижче схематичне зображення пристрою і як воно спрацьовувало



При досягненні дна трубка упирається в нього, а куля продовжує опускатися, розгортаючи важелі, на яких він підвішений. Вони повертаються вниз, кріплення кулі зісковзує з них і вона залишається на дні. Легка трубка із зразком донного ґрунту гарантовано піднімалася на верх. Такий пристрій дозволяв використовувати тонший лотлин, який обов'язково б порвався при підйомі всього вантажу, а значить, з більшою впевненістю помічати момент торкання ґрунту методом Росса.

Вже незабаром лот Брука був застосований при промері лінії від Ірландії до Ньюфаундленду з метою з'ясувати рельєф дна для прокладання першого підводного кабелю телеграфного (американець лейтенант Берріман на пароплаві Arctic в 1856 р.)

А потім як із рогу достатку посипалися різні варіанти цього пристрою



Приклав руку до вимірювання глибин і відомий англійський фізик Вільям Томсон (згодом лорд Кельвін). Подобається мені одна байка про нього:

"Вільям Томсон (лорд Кельвін) одного разу скасував свою лекцію і написав на дошці:

"Professor Tomson не буде скористатися його classes today". ("Професор Томсон не зможе сьогодні зустрітися зі своїми учнями".)

Студенти вирішили пожартувати над своїм професором і стерли першу букву в слові classes (вийшло lasses – дівчата).

Наступного дня Томсон побачив це виправлення, але не розгубився, а стер ще одну літеру в цьому ж слові й мовчки пішов. (Вийшло asses - осли. Або дупи, кому як)

Придумав він ось що. Раніше лотлин вільно труївся з юшки, щоб не порушувати правильності зміни проміжків збігання однакових довжин лотлиня (що становило сутність способу Росса), Томсон же став гальмувати хуртовину і при тому в будь-який момент вимірювання з таким зусиллям, яке дорівнювало вазі у воді тієї частини лотліня; тобто гальмуючий зусилля в міру збільшення довжини лотлина за бортом теж все збільшувалося і збільшувалося. Отже, обертання юшки обумовлювалося тільки вагою лота, і коли останній досягав дна, то юшка сама собою зупинялася, тим самим вказуючи момент кінця вимірювання глибини. Таким чином, необхідність зауваження проміжків збігання лотлина відпадала.



Томсон замінив рослинний лотінь дротяним, застосував спочатку фортепіанні струни, а потім стали навмисне для лотлина виготовляти оцинкований дріт діаметром 0,7-0,9 мм, що витримував на розрив 105-300 кг. Дротовий лотлин має багато переваг; він займає дуже мало місця, на невелике хуртовина його можна навити хоч 10 000 м, він не намокає і його не треба просушувати; він швидше йде на дно, мала вага його дозволяє швидко витягувати назад, тим більше, що при цьому не доводиться піднімати воду, що просочила рослинний лотлин. Його менше вигинає при неминучому дрейфі корабля під час виміру глибини.

На цьому він не зупинився, з'явилися різні варіанти, з ручним приводом вибірки лота

Ним же було застосовано інший принцип виміру. На дно разом із вантажем опускалася скляна трубка із запаяним верхом. Зсередини вона покривалася складом, що змінював колір при зіткненні з водою. У міру опускання повітря в трубці стискалося тиском води, що надходить знизу. Після досягнення дна прилад піднімався, вимірювалася довжина змоченої поверхні трубки і за спеціальними формулами обчислювався тиск води, а відтак і глибина, яку досягла прилад.

А загалом запатентовано більше сотні різних пристроїв для вимірювання глибини, проте зараз превалюючим стало використання ехолотів - приладів, що заміряють час проходження звукової хвилі до дна і назад, а знаючи швидкість поширення звуку у воді, вирахувати глибину нескладно.

Втім, судноводіям нічого вираховувати не доводиться. Прилад показує кінцевий результат.

Чи означає це, що традиційні лоти, що складаються з вантажу, прив'язаного до линя з марками, пішли у минуле? Не. І на кожному судні та кораблі такий обов'язково є :)

Ну от якось так.

Від себе додам. Бачив такі лише у навчанні. Але на жаль після кмб та трьох місяців навчання за станом здоров'я залишився дослужувати термін на березі.