جذوع الأشجار

يُعدّ جهاز قياس سرعة السفن ، أو ما يُعرف أيضًا بالسجل الشائع ، ^{[ 1 ]} أو سجل السفينة ، أو ببساطة السجل ، أداة ملاحية يستخدمها البحارة لتقدير سرعة السفينة في الماء. وكلمة " عقدة" التي تعني الميل البحري في الساعة ، مشتقة من طريقة القياس هذه.

تُعرف جميع الأدوات الملاحية التي تقيس سرعة السفينة في الماء باسم "السجلات". ^{[ 2 ]} يعود هذا المصطلح إلى أيام السفن الشراعية، عندما كان البحارة يربطون قطعة من الخشب (تُسمى "جذعًا") بحبل معقود على فترات منتظمة من مؤخرة السفينة. وكان البحارة يعدّون عدد العقد التي تمر بين أيديهم في فترة زمنية محددة لتحديد سرعة السفينة. ولا يزال البحارة وطيارو الطائرات المعاصرون يعبرون عن السرعة بالعقد. ^{[ 3 ]}

يتكون جذع الخشب من لوح خشبي متصل بحبل ( حبل الجذع ). يحتوي حبل الجذع على عدد من العقد على مسافات منتظمة. يُلف حبل الجذع على بكرة ليسهل على المستخدم سحبه .

بمرور الوقت، أصبح تصميم جهاز قياس المسافة باللوح موحدًا. شكله ربع دائرة ، أو ما يُعرف بالربع الدائري ، بنصف قطر 130 مم (5 بوصات ) أو 150 مم (6 بوصات) ، ^{[ 1 ]} وسماكة 13 مم (0.5 بوصة ) . ^{[ 1 ]} يُثبّت حبل القياس باللوح بواسطة حبل ثلاثي الخيوط يصل بين رأس الربع الدائري ونهايتي قوسه. ولضمان غمر جهاز القياس وتوجيهه بشكل صحيح في الماء، يُثقّل الجزء السفلي منه بالرصاص . [ ^{1 ] يوفر} هذا مقاومة أكبر في الماء، وقراءة أكثر دقة وقابلية للتكرار. يُثبّت الحبل بطريقة تسمح بفك أحد خيوطه أو كليهما عند سحبه بقوة، مما يُمكّن البحار من استعادة جهاز القياس.   

كان الملاح الذي يحتاج إلى معرفة سرعة السفينة يطلب من أحد البحارة أن يُسقط جذع الشجرة فوق مؤخرة السفينة. يعمل الجذع كعلامة كبح ، فيبقى ثابتًا تقريبًا في مكانه بينما تبتعد السفينة. يترك البحار حبل الجذع يمتد لفترة زمنية محددة بينما يحسب عدد العقد التي تمر فوقه. طول حبل الجذع المار (عدد العقد) هو ما يحدد القراءة.

يُزعم غالبًا أن أول جهاز معروف لقياس السرعة هو سجل الهولندي. يُنسب هذا الاختراع إلى البرتغالي بارتولوميو كريسينسيو ، الذي صممه في أواخر القرن الخامس عشر أو أوائل القرن السادس عشر. ^{[ 4 ]} كان البحار يلقي بجسم طافٍ في البحر ويستخدم ساعة رملية لقياس الوقت الذي يستغرقه للمرور بين نقطتين على سطح السفينة. أول إشارة إلى سجل الهولندي تعود إلى عام 1623، أي بعد سجل السفينة. ^{[ 5 ]} كان من الممكن استخدام سجل الهولندي مع علبة تبغ نحاسية مستطيلة الشكل ذات أطراف مستديرة. احتوت هذه العلبة على جداول لتحويل توقيت السجل إلى سرعة. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

استخدم البحارة جهاز قياس المسافة منذ زمن طويل. أول وصف معروف لهذا الجهاز في كتاب مطبوع ورد في كتاب "فوج للبحر" لويليام بورن ، عام 1574. ابتكر بورن ساعة رملية مدتها نصف دقيقة لقياس الوقت. ^{[ 8 ]} في ذلك الوقت، كان الميل يُحسب على أنه 5000 قدم، لذا في 30 ثانية بسرعة ميل واحد في الساعة، كانت السفينة تقطع حوالي 42 قدمًا.

$${\displaystyle {\text{مسافة الدفع بالأقدام}}={\text{1 ميل في الساعة}}\times {\text{5000 قدم/ميل}}\times {\text{30 ثانية}}\times {\frac {\text{ساعة واحدة}}{\text{3600 ثانية}}}}$$

في البداية، لم يكن حبل قياس المسافة معقودًا، وكان البحارة يقيسون طوله مباشرةً عليه. مع اعتماد الميل البحري كوحدة قياس قياسية في البحر في القرن الخامس عشر، بدأوا بوضع علامات على الحبل على فترات متساوية تتناسب مع الميل البحري والفترة الزمنية المستخدمة للقياس. في البداية، كانت العلامات عبارة عن عقد بسيطة في الحبل. لاحقًا، أضاف البحارة حبالًا معقودة إلى حبل قياس المسافة. استخدمت العديد من السفن عقدًا متباعدة بمسافة 8 قامات (48 قدمًا أو 14.6 مترًا )، بينما استخدمت سفن أخرى مسافة 7 قامات. ^{[ 9 ]} يجب تعديل الفترة الزمنية وفقًا للمسافة بين العقد. باستبدال 6000 قدم بالميل الواحد، تعطي الصيغة المذكورة أعلاه 28.8 ثانية لمسافة 8 قامات. في الواقع، كانت الساعات ذات 28 ثانية و14 ثانية شائعة الاستخدام في معدات الملاحة. ^{[ 10 ]}

لم يُعطِ استخدام سجل السرعة قياسًا دقيقًا للسرعة. كان على البحار أن يأخذ في الاعتبار عددًا من العوامل:

• كمية الأمواج المتتابعة
• تأثير التيارات
• امتداد الخط
• عدم دقة قياس الوقت - لأن درجة الحرارة المحيطة والرطوبة وحالة البحر تؤثر على الساعة الرملية

ساعدت القياسات المتكررة في التخفيف من بعض هذه الأخطاء عن طريق حساب متوسط ​​الأخطاء الفردية، وتمكن الملاحون ذوو الخبرة من تحديد سرعتهم في الماء بدقة معقولة. ولأن جهاز قياس السرعة يقيس السرعة في الماء، فإن بعض الأخطاء - وخاصة تأثير التيارات وحركة الماء نفسها - لا يمكن تصحيحها. ولذلك، اعتمد الملاحون على تحديد المواقع لتصحيح هذه الأخطاء. أما أدوات الملاحة الحديثة، مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، فتُبلغ عن السرعة فوق سطح الأرض، ولا تُعطي عمومًا نفس نتيجة جهاز قياس السرعة عند وجود تيارات.

• 

  

  طُوِّرت أجهزة قياس السرعة الميكانيكية، المعروفة باسم أجهزة قياس السرعة الحاصلة على براءة اختراع ^{[ 1 ]} أو أجهزة قياس السرعة الخلفية ، والتي تعمل وفق مبادئ فيزيائية مشابهة لعداد المسافة في السيارة، عن طريق سحب ريشة أو دوار من مؤخرة السفينة (أو من الخلف ) بواسطة حبل طويل، في القرن الثامن عشر (أو قبل ذلك)، لكنها أصبحت عملية في القرن التاسع عشر وحلت محل جهاز قياس السرعة التقليدي المصنوع من رقائق الخشب. ^{[ 11 ]} ومن أمثلة أجهزة قياس السرعة الخلفية تلك التي صنعتها شركة توماس ووكر وأبناؤه . ومنذ النصف الثاني من القرن العشرين، لا يزال البحارة يستخدمون نسخًا ميكانيكية وكهروميكانيكية أكثر حداثة تعتمد على دافع صغير أو عجلة مجداف مثبتة في (أو من خلال) قاع الهيكل، وخاصة على اليخوت الصغيرة.

• لكن الأكثر استخدامًا (خاصة على السفن التجارية) هو جهاز التسجيل الكهرومغناطيسي ، وهو أكثر موثوقية لأنه لا توجد آلية معرضة للعطل.

• في السنوات الأخيرة، أصبحت أجهزة استشعار السرعة بالموجات فوق الصوتية متاحة. تستخدم هذه الأجهزة محولين للموجات فوق الصوتية - أحدهما في المقدمة والآخر في المؤخرة - يرسلان نبضات فوق صوتية عبر الماء المتدفق حول هيكل السفينة. ومن خلال حساب الفرق الزمني في انتشار النبضات من أحد المستشعرين إلى الآخر، يحسب الجهاز سرعة هيكل السفينة في الماء.

• سجل دوبلر : اليوم، تُستمد قياسات سرعة السفن البحرية بدقة عالية من قياسات دوبلر ، إما صوتيًا باستخدام سونار دوبلر، أو لاسلكيًا عبر قياس إشارات الأقمار الصناعية، مثل تلك الصادرة عن نظام تحديد المواقع العالمي ( GPS ). مع ذلك، فإن معظم أنظمة GPS التجارية غير مهيأة للعمل بهذا النمط.

• سجل قياس الضغط (سجل البئر) – شكل حديث من أشكال السجلات التي تعمل على مبدأ الضغط التفاضلي
• الملاحة التقديرية – شكل من أشكال الملاحة يعتمد على قياس السرعة
• لوحة القياس - أداة تقليدية تستخدم على متن السفينة لتتبع السرعة والاتجاه

• موسوعة أكسفورد للسفن والبحر ، تحرير بيتر كيمب، 1976، الصفحات 192-193. ISBN 0-586-08308-1

• الوسائط المتعلقة بتصنيف: سجلات (سفينة) على ويكيميديا ​​كومنز
• نمط Chip Log على صفحة الويب الخاصة بجمعية التاريخ الحي للبحرية والمشاة البحرية. ملاحظة: المسافة المذكورة في قائمة المواد لهذا النمط هي 33 + 1 ⁄3 قدم ، لكن الجزء C من "البناء" يستخدم المسافة الحديثة البالغة 47 + 1 ⁄4 قدم .