Коли навігатор у смартфоні показує кілометри на годину, капітан порома може сказати: «йдемо 10 вузлів» — це приблизно 18,5 км/год. Вузол у цьому випадку — не образний вислів, а історична одиниця, що походить від справжніх вузликів на мотузці спеціального приладу — лага.
У відкритому морі штурман орієнтувався за курсом, швидкістю та часом. Без оцінки швидкості неможливо було зрозуміти, де саме перебуває корабель. Тому на військових суднах лаг кидали за борт регулярно, зокрема й щогодини.
Як був улаштований ручний лаг
Основою приладу слугувала дерев’яна дощечка у формі чверті кола з радіусом близько 13–15 см. Уздовж дуги до неї кріпили тонку свинцеву смужку, щоб дощечка ставала у воді майже вертикально, поперек руху судна.
Вода тиснула на дощечку, і вона поводилася як маленький плавучий якір — залишалася майже на місці, тоді як корабель ішов уперед. До дощечки двома-трьома короткими відрізками прив’язували довгу тонку мотузку — лаглінь завдовжки приблизно 180–270 м.
Коли корабель рухався, лаглінь сходив за корму. Перші кілька десятків метрів мотузки залишали без позначок, а в кінці цієї «чистої» ділянки чіпляли червоний клаптик. Цей запас був потрібен, щоб дощечка вийшла з бурхливої води позаду судна і стала рівно.
Далі на лагліні через однакові проміжки вплітали шнурки з вузликами: один, два, три тощо. Так було легше зчитувати покази — кількість вузликів одразу показувала номер позначки, не потрібно було рахувати їх по одній.
Як вимірювали швидкість вузлами
Процедура вимірювання зазвичай вимагала трьох людей. Офіцер кидав лаг за корму, один матрос тримав котушку з лаглінем, інший стежив за пісковим годинником.
- Коли за борт проходив червоний клаптик, офіцер подавав команду «Turn!» — годинник перевертали.
- Коли пісок висипався, лунало «Stop!» — мотузку стопорили.
- Швидкість визначали за останньою позначкою, що встигла піти за борт, а відстань від неї до борту оцінювали як частку вузла.
Увесь час лаглінь віддавали руками настільки швидко, як його тягнула дощечка. Якщо мотузку хоч трохи притримати, дощечку починало тягнути за судном, і вимірювання спотворювалися.
Щоб потім легко витягнути дощечку, один із коротких кінців кріпили до неї через кілочок. Коли котушку зупиняли, тиск води висмикував кілочок, дощечка лягала плазом і без зусиль підтягувалася до борту.
Чому саме така відстань між вузлами
Сенс лага в тому, що проміжок між вузлами відповідає тій самій частці морської милі, що й час на годиннику — частці години. Тоді на палубі не потрібно нічого перераховувати: якщо за відведений час у воду пішло 6 позначок, значить, судно йде зі швидкістю 6 вузлів, тобто 6 морських миль на годину.
Розрахунки спиралися на вимірювання англійця Річарда Норвуда, який у 1630-х роках проміряв шлях між Лондоном і Йорком і визначив довжину одного градуса. Морська миля приблизно дорівнює одній шістдесятій градуса широти.
За цими даними виходило, що вузли на лагліні слід розміщувати через 51 фут. Однак у навігаційних посібниках радили брати 50 футів. Ручний лаг зазвичай і так занижував реальну швидкість, а трохи менша відстань між вузлами давала розрахунок, який радше «поспішав» порівняно з кораблем, ніж відставав.
Помилка «уперед» вважалася безпечнішою: судно очікували біля берега раніше, ніж воно фактично підходило до суші, а не навпаки.
Як волога впливала на мотузку і годинник
Нова мотузка, потрапляючи у воду, «сідала» — ставала коротшою, і відстань між вузлами зменшувалася. У такому разі лаг показував би більшу швидкість, ніж була насправді. Щоб уникнути цього, лаглінь кілька днів спеціально вимочували, а потім розмічали вже у вологому стані — таким, яким він буде під час роботи.
Згодом мотузка, навпаки, розтягувалася, проміжки між вузлами збільшувалися, і прилад починав занижувати швидкість. Формально лаглінь слід було регулярно перемірювати, але на практиці це робили раз на тиждень або навіть лише один-два рази за весь рейс.
Пісковий годинник теж залежав від погоди: у вологому повітрі він ішов повільніше. Його звіряли з маятником завдовжки близько 99 см, у якого один змах триває секунду. Пісок досипали чи відсипали, а відвологлий сушили біля камбуза — корабельної кухні.
Як обходилися без лага
Бувало, що лагом не користувалися взагалі. Англійський капітан Вільям Блай, командир «Баунті», у 1789 році повертався додому на голландському торговельному судні, де власники забороняли кидати лаг.
Тоді вздовж борту відміряли 40 футів (приблизно 12 м), стежили за плямою піни біля передньої позначки і рахували півсекундні інтервали, поки вона не доходила до задньої. З отриманого числа простим діленням виводили швидкість у милях на годину.
Схожий прийом застосовували й пізніше: замість піни використовували тріску, яку кидали біля носа судна і спостерігали, коли вона дійде до корми. Такі методи ще траплялися на кораблях у XIX столітті.
Чому лаг «не бачить» течії
Дощечка лага стоїть у воді, тому прилад показує швидкість судна відносно води. Якщо течія несе і воду, і корабель, лаг цього не фіксує.
За рік до згаданого плавання додому, на шляху до Таїті, Блай виявив, що опинився на 3°22? східніше, ніж виходило з розрахунків за лагом. Точний хронометр, за яким визначали довготу, показав, що судно віднесла течія.
Ручний лаг із мотузкою та вузлами ще описували в американському морському підручнику 1891 року — вже поруч із механічним варіантом, де замість дощечки за кормою оберталася вертушка з лічильником.
Сьогодні на суднах використовують електромагнітні та доплерівські лаги, а супутникові системи (GPS) дають швидкість відносно дна. За наявності течії покази лага і GPS різняться — ситуація, подібна до тієї, що сталася у Блая.
Чому й досі користуються вузлами
Морська миля приблизно дорівнює одній мінуті широти. Це зручно для штурмана: відстань у милях можна відкладати циркулем прямо по шкалі широти на краю морської карти. Вузол — це просто морська миля за годину.
У 1929 році домовилися вважати, що морська миля дорівнює рівно 1852 м. Відтоді вузли залишаються стандартною одиницею для швидкості суден і літаків, а також течій і вітру в морських прогнозах.
Перевести вузли в кілометри на годину можна так: помножити значення на 2 і відняти приблизно 7%. Наприклад, 10 вузлів — це близько 18,5 км/год, 20 вузлів — приблизно 37 км/год.
Щоб отримати метри за секунду, достатньо поділити кількість вузлів навпіл: вітер 10 вузлів — це приблизно 5 м/с. А кілометри на годину у вузли переводять, ділячи на 1,85.
І важливий мовний нюанс: вислів «вузлів на годину» некоректний, адже «на годину» вже закладено в самій одиниці «вузол».
