Výpočty pro historické lodi 16. a 17. st
DŘEVĚNÉ ČÁSTI
Hodně modelářů i kutilů se obdivuje kráse historických lodí, která na ně dýchá romantikou objevných plaveb, a pouštějí se do jejich stavby. Nedostatek plánků a podkladů je často nutí k improvizacím, jejichž zdařilost je přímo úměrná možnostem a znalostem toho, komu nezbývá než se k nim uchýlit. Lodi 16. a 17. století, které jsou svojí členitou architekturou pro mnoho modelářů tak přitažlivé, se už stavěly podle určitých zásad utvářených zkušenostmi; tyto zásady umožňují dosti přesnou rekonstrukci tehdejších lodí. S některými zásadami seznamuje následující článek.
Sestavení stěžňů a čelenu Stěžně nebyly zhotoveny z jednoho kusu dřeva, nýbrž skládaly se z několika dílců. Základním dílcem byl stožár, který byl pevně ukotven v trupu lodi. Nahoru pak pokračoval čnělkami - nejprve košovou, pak bramovou - a zakončen byl vlajkovou žerdí. Košová čnělka byla se stožárem spojena pomocí stěžňové ohlávky a krakorcového můstku; obdobně - stěžňovými ohlávkami a čnělkovými můstky byla ke košové čnělce připevněna čnělka bramová a k ní pak vlajková žerď. Čelen byl s čelenovou čnělkou spojen pomocí čelenového kolena, stěžňové ohlávky a krakorcového můstku. (Obr. 1) znázorňuje sestavení předního stěžně a čelenu; hlavní a křížový stěžeň byly sestaveny obdobně jako přední stěžeň.
Poloha stožárů Poloha hlavního stožáru je v různých pramenech udávána různě. Některé prameny ji vztahují k poloze kýlu a uvádějí, že by hlavní stožár měl stát uprostřed kýlu, jiné zase ji vztahují k hlavní palubě a staví stožár také do jejího středu. Z obou názorů však vychází, že hlavní stožár modelu by měl být ve vzdálenosti 0,54 až 0,55 délky lodi (od přídě), měřené mezi vnějšími hranami předního a zadního vazu (obr. 2).
V 17. století měnil přední stožár značně svoji polohu. Zatímco v roce 1630 stál na předním vazu ve 2/3 vzdálenosti od konce kýlu k hlavě předního vazu, posunul se v roce 1660 do poloviny a v roce 1700 na jednu třetinu této vzdálenosti směrem dozadu. Začátkem 17. století měly velké lodi čtyři stožáry, přičemž čtvrtý, zvaný Bonaventura (stožár pro krásné počasí), byl za křížovým stožárem. Mezi rokem 1620 a 1630 tento stožár zase zmizel. Podle dobového vyobrazení můžeme usuzovat, že čtvrtý stožár stál přímo nad zadním vazem a křížový stožár mezi ním a hlavním stožárem. U lodí se třemi stožáry byl křížový stožár ve vzdálenosti jedné třetiny až poloviny vzdálenosti mezi záďovým zrcadlem a hlavním stožárem (obr. 2).
Čelen byl do let 1650 až 1670 umístěn stranou k přednímu stožáru směrem k pravoboku (obr. 3). Nebyl upevněn rovnoběžně s rovinou souměrnosti trupu, nýbrž poněkud šikmo tak, aby rahýl (vnější konec) čelenu byl v ose lodi. Později byla pata čelenu posunuta před přední stožár a podepřena pomocí hlavy předního vazu, takže čelen byl v rovině souměrnosti lodi (obr. 4). Jedny nebo dvě (skrze galion procházející) čelenové výztuhy přitahovaly čelen směrem dolů k přednímu vazu.
Sklon stožárů Přední stožár stál většinou svisle. Hlavní stožár byl skloněn směrem vzad v poměru 1:25, křížový stožár ještě více, asi 1 : 20. Přesto však byl sklon stožárů velmi rozdílný a závisel na lodních stavitelích nebo na požadavcích objednatele. Úhel, který svíral čelen s vodorovnou rovinou, značně kolísal: v roce 1630 byl asi 200, v roce 1650 asi 300 a v roce 1665 až 400. Později se ustálil na 350 a tento sklon si uchoval až do konce 17. století. Čelenová čnělka byla svisle nebo dokonce nakloněná mírně vpřed.
Délky stožárů Délka hlavního stožáru je velice důležitý údaj, z něhož se odvozují ostatní rozměry, dokonce i průměry lanoví. Délka hlavního stožáru bez paty stožáru se odvozovala z šířky lodi B. Pohybovala se mezi 2,65 B u velkých a 3 B u malých lodí; 2,5 B je nejtypičtější poměr pro lodi střední velikosti 17. století. Vezmeme-li jako základ pro výpočet hlavního stožáru délku lodi, měřenou mezi předním a zadním vazem, je to 0,6 až 0,63 této délky (obr. 2). Je nutno brát také v úvahu výšku paty stožáru nad horní hranou kýlu: u malých lodí to byly 2 stopy a u velkých lodí až 4 stopy. Je-li stanovena výška hlavního stožáru, můžeme odvodit výšky ostatních stožárů. K tomu je třeba znát délku vrcholku hlavního stožáru (obr. 1) od spodní strany podélného krakorce až k hornímu konci stožáru. Tato délka se postupem let stále zvětšovala: např. v roce 1600 byla 0,07 celkové délky stožáru, v roce 1670 asi 0,11 a v roce 1700 asi 0,13. Přední stožár byl téměř stejně dlouhý jako hlavní stožár: v roce 1625 byla jeho délka asi 0,8, v roce 1655 0,89 a v roce 1685 asi 0,9 délky hlavního stožáru. V roce 1600 dosahoval přední stožár ke spodní straně hlavního krakorcového můstku (celková délka - vrcholek), roku 1670 až do poloviny délky vrcholku hlavního stožáru a v roce 1720 do 2/3 délky uvedeného vrcholku. Délka vrcholku předního stožáru je asi 0,9 délky vrcholku hlavního stožáru. Křížový stožár dosahoval do poloviny délky vrcholku hlavního stožáru a délka vrcholku činila 0,6 až 0,66 délky vrcholku hlavního stožáru. Jako příklad si vezmeme Pinasu z doby kolem roku 1970, která byla 40 stop široká. Hlavní stožár pak vychází dlouhý 100 stop (103,5 stopy od horní strany kýlu). Vrcholek hlavního stožáru měřil 11, předního 10 a křížového 7 stop. Čelen byl počátkem 17. století stejně dlouhý jako přední stožár a 0,75 své délky byl nad palubou. Později se jeho délka zmenšila na 0,6 délky hlavního stožáru. (Tyto údaje se vztahují na anglické lodi, holandské mívaly čelen dlouhý pouze 0,45 délky hlavního stožáru.)
Průměry stožárů Odvozovaly se z jejich délek tak, že se počítal 1 anglický palec (25,4 mm) průměru na 3 stopy (915 mm) délky u velkých lodí a 3/4 palce (19 mm) průměru na 3 stopy délky u menších lodí. Tyto rozměry se vztahovaly k průměru na hlavní palubě. Pod krakorcovým můstkem (v místech, kde byla bedra stožáru) měl stožár pouze 0,75 a pata stožáru 0,66 svého největšího průměru (obr. 5). Průměr předního stožáru byl 0,9 a průměr křížového stožáru 0,6 průměru hlavního stožáru. Čelen měl na předním vazu průměr předního stožáru a na svém předním konci byl poloviční. Vrcholky stožáru anglických lodí se lišily od ostatních tím, že byly čtyřhranné, kdežto u ostatních lodí byly kulaté.
Košové a bramové čnělky (obr. 6).
Délka hlavní košové čnělky byla u anglických lodí do roku 1650 v průměru 0,5 : 1, později 0,6 : 1 délky hlavního stožáru. Toto prodloužení si vyžádalo zavedení gasketů na košových plachtách kolem roku 1655. Na kontinentálních lodích byl tento poměr ještě větší, např.: francouzská Couronne z roku 1638 - 0,63, švédská loď Amaranthe z roku 1654 - 0,66, holandské lodi kolem roku 1671 - 0,64 a kolem roku 1697 dokonce 0,7délky hlavního stožáru. Délka přední košové čnělky byla asi 0,9 délky hlavní košové čnělky. Bramová čnělka měla délku 0,4 až 0,5 délky hlavní košové čnělky. Průměr košové čnělky ve stěžňové ohlávce byl 0,55 až 0,6 průměru spodního stožáru na palubě. Průměr bramové čnělky byl ve stejném poměru ke košové čnělce. Průměry obou čnělek pod jejich čnělkovými můstky byly 3/4 průměru stožáru měřeného ve stěžňové ohlávce. Paty košových a bramových čnělek, stejně jako vlajkových žerdí, měly čtvercový průřez a lehce se zasouvaly mezi podélné krakorce můstků. Délky čtyřhranů byly 4 až 5násobkem největších průměrů čnělek. Dřevěný zámek na patě čnělky, byl ve dvojnásobné vzdálenosti od paty, než byla délka strany čtyřhranu. Vrcholky košových a bramových čnělek byly asi o 0,1 délky kratší, než byla délka vrcholků jejich spodních stožárů (obr. 6).
Křížová čnělka Na počátku 17. století byla čnělka křížového stožáru (křížokošové čnělky) poměrně dlouhá. Kolem roku 1640 dosahovala délky 0,66 hlavní košové čnělky, kolem roku 1670 se zkrátila na 0,6 a dokonce i na 0,5. Do roku 1720 se opět prodloužila a dosahovala až 0,7 délky hlavní košové čnělky. Kontinentální lodi ji mívaly na rozdíl od anglických lodí většinou kratší, 0,5 až 0,55 délky hlavní košové čnělky. Svým tvarem se košové čnělce podobala.
Čelenová čnělka Tvarem se podobala bramové čnělce, avšak její délka byla 0,3 až 0,4 délky hlavní košové čnělky (obr. 7).
Vlajkové žerdi Jejich délka se dosti měnila; u hlavní a přední žerdi to bylo 1,14 délky bramových čnělek, u křížové 0,7 a u žerdi na čelenové čnělce 0,75. Jiné prameny udávají jako délku asi polovinu délek bramových čnělek.
Ráhna a ráhno latinské plachty Délka hlavního ráhna byla u malých lodí dvojnásobkem šířky největšího žebra trupu, u větších lodí 0,85 až 0,95 délky hlavního stožáru. Délka předního ráhna byla na začátku 17. století 0,75 délky hlavního ráhna, do roku 1675 se prodloužila na 0.8 a později dokonce na 0,9. Košová ráhna měla v roce 1600 poloviční délku než jejich spodní ráhna. Po zavedení gasketů na košových plachtách v roce 1655 se prodloužila do roku 1680 na 0,55 a do roku 1710 na 0,6 délky spodních ráhen. Bramová ráhna měla do roku 1620 0,4 délky košových ráhen, v roce 1640 se prodloužila na polovinu jejich délky; tento poměr se dodržoval až do konce století. Ráhno latinské plachty mělo asi stejnou délku jako přední ráhno. Jalové ráhno mělo délku hlavního košového ráhna a křížové ráhno mělo délku hlavního bramového ráhna. Po prodloužení košových ráhen mělo jalové ráhno 0,6 délky hlavního ráhna. Čelenové ráhno bylo stejně dlouhé jako jalové ráhno, přední čelenové ráhno stejně dlouhé jako křížové ráhno (obr. 8).
Průměr ráhna v polovině jeho délky byl 1/4 palce na každou stopu délky, tedy 1/48 délky. Ráhna měla kruhový průřez, průběh jejich průměrů ukazuje (obr. 9). Ráhna latinské plachty a jalové ráhno měla menší průměr, a to 1/4 palce na každou 1,5 stopy délky, tedy 1/72 délky. Na dolním konci bylo ráhno latinské plachty poloviční než uprostřed; průběh průměrů ukazuje (obr. 10).
Bidélec závětrový Sloužil k uchycení závětrových plachet (závětrovek), které se začaly na lodích vyskytovat kolem roku 1625. Bidélec byl s ráhnem spojen pomocí dvou ocelových pásků, které měly tvar osmičky. Jeden pásek byl na osazeném konci ráhna (rahýlu) a druhý v jedné třetině od poloviny délky ráhna. S výjimkou holandských měly všechny lodi bidélce před ráhnem. Délka bidélců činila 0,3 až 0,4 délky příslušného ráhna; jejich průměr na vnitřním konci byl 0,2 průměru ráhna, na vnějším konci byl oproti ráhnu poloviční (obr. 11).
Stěžňové ohlávky Stěžňové ohlávky anglických lodí se od ohlávek holandských a ostatních kontinentálních lodí lišily, neboť Angličané je na rozdíl od ostatních nepoužívali ke zdvihání a spouštění ráhen hlavní a přední plachty. Délka anglické stěžňové ohlávky (obr. 12). L byla 0,5 délky vrcholku příslušného stožáru. Šířka B činila 0,55 délky a výška V byla 0,43 šířky B, rohy byly zaoblené.
Osa čtvercového otvoru, do kterého byl zasunut konec vrcholku stožáru, byla vzdálena od jednoho kraje 0,33 délky L a osa kruhového otvoru, kam byla zasazena čnělka, byla 0,25 délky L od druhého konce.
Délka holandských stěžňových ohlávek (obr. 13) L byla 0,45 délky vrcholku příslušného stožáru, šířka B byla 0,67 délky L a výška V byla 0,67 šířky B. Výška přední části byla 0,5 výšky V. Po stranách na povrchu hlavy měla ohlávka dva žlábky, ústící v přední části do otvorů. Těmito žlábky vedla lana ke zdvihání a spouštění předního a hlavního ráhna (obr. 14). Vzdálenosti otvorů pro vrcholek stožáru a čnělky jsou stejné jako u anglických stěžňových ohlávek.
Krakorcové můstky Krakorcové (košové) můstky (obr. 15), byly na každém stožáru a na čelenu a sloužily k zajištění čnělek pomocí košových upínaček, jejichž spodní část byla na můstku ukotvena. Současně podpíraly stožárové koše - proto se jim také říká košové můstky. Skládaly se z podélných a příčných krakorců (žeber). Mezi podélné krakorce (rovnoběžné s osou lodi), které byly podepřeny bedry, upevněnými ke stožáru, byl zasazen dolní konec košové čnělky (měl čtvercový průřez) a byl zajištěn příčným klínem, tzv. dřevěným zámkem (obr. 6). Délka podélných krakorců se rovnala délce vrcholku příslušného stožáru; výška byla 0,08 délky a šířka 0,9 výšky. Ke konci se jejich výška zmenšovala (zdola) na polovičku. Příčné krakorce byly stejně dlouhé i široké jako podélné krakorce, avšak jejich výška byla poloviční a stejná po celé délce. Délka krakorcového můstku na předním stožáru byla 0,9 délky hlavního krakorcového můstku, na křížovém stožáru a čelenu (obr. 7) pak 0,5 délky hlavního krakorcového můstku.
Čnělkové můstky
Můstky na čnělkách (obr. 16) se podobaly krakorcovým můstkům, ale byly menší a lehčí. Délka podélných krakorců bramových můstků byla 0,4 délky košových můstků, délka můstků vlajkových žerdí 0,5 délky bramových můstků. Můstek čelenové čnělky měl stejnou délku jako můstek přední bramové čnělky a můstek křížové čnělky odpovídal můstku bramové čnělky (někdy však byl o něco delší). Výška podélných krakorců byla 0,1 jejich délky, šířka byla poněkud menší. Příčné krakorce byly stejně dlouhé a široké jako podélné krakorce, avšak jejich výška byla poloviční. K umožnění lepšího ovládání (natáčení) bramového ráhna byly někdy příčné krakorce ohnuté dozadu o jednu šířku.
Kotva Kotva (obr. 17) je jedna z nejdůležitějších částí výstroje. Lodi však neměly pouze jednu kotvu; přesný počet určovala vžitá pravidla. Rozměry a hmotnost kotvy se určovaly podle velikosti lodi. Například anglická plachetnice „Sovereign of the Seas" z roku 1637 měla 8 kotev o celkové hmotnosti 2,75 tun a kotevní lano určovali Holanďané svým osvědčeným způsobem na základě délky a šířky lodi podle vzorce (délka + šířka) x šířka = hmotnost v holandských fundech, přičemž 1 holandský fund = 0,4941 kg = 0.5 kg. Loď o délce 80 amsterodamských stop (1 stopa = 283 mm) a o 22 amsterodamských stopách šířky měla tedy kotvu o hmotnosti 1122 holandských fundů (554 kg). Délka kotvy se určovala z její hmotnosti v tunách: hmotnost se násobila součinitelem 1160 a z tohoto součinu se vypočítala třetí odmocnina. Podle uvedeného příkladu pak byla délka kotvy 0,554 x 1160 = 8,63 amsterodamských stop. Hmotnost prostorové a záďové kotvy byla 0,9 hmotnosti hlavní náhradní kotvy. K dodržení správných rozměrů musela být celková délka obou ramen kotvy stejná jako délka dříku od kotevní koruny až po spodní stranu příčníku. Délka příčníku pak odpovídala délce dříku od spodní strany kotevní koruny až ke spodní straně příčníku. Vnější průměr třmenu kotvy (oka, kde bylo uvázáno kotevní lano) byl 0,14 délky dříku. Pazour (dráp) kotvy měl délku a šířku rovnající se polovině délky jednoho ramene kotvy. Kotevní příčník (podpěra) byl dřevěný, dvoudílný (dělený podél), díly byly spojeny kovovými svorníky nebo pásky. Měl čtvercový průřez, strana čtverce uprostřed příčníku byla 1 palec na 1 stopu délky dříku; na koncích byla poloviční. Kotva o délce dříku 12 stop měla tedy čtyřhran příčníku o straně 12 palců. Příčník byl na dřík nasazen kolmo k rameni kotvy. Průměr kotevního lana v palcích se vypočítal z poloviční šířky lodi ve stopách dělené Ludolfovým číslem. Příklad.: 22 x 0,5 : 3,14 = 3,5.
Kotevnice Je to vlastně nekonečné lano vedené na jedné straně přes vratidlo a na druhé straně přes dvě kladky, upevněné uvnitř trupu lodi u kotevních průvlačnic. Kotevnice sloužila k vytahování kotevních lan o průměru 6 palců (152 mm) a více, kterých bylo na velkých lodích mnoho a byla tuhá a těžko ohebná. Do kotevnic byla v krátkých roztečích vpletena věšadla (krátká lanka), jimiž se kotevní lano uvazovalo na kotevnici. Nad průzorem se od kotevnice opět odvázalo a ukládalo do lanového skladiště v trupu lodi. Funkce kotevnice je zřejmá z (obr. 18).
Kormidlo zhotovené z pevného dřeva se skládalo z kormidelního nosníku (základny) a z kormidelní lopatky neboli ploutve. Spojeny byly nýty a pásky závěsného čepu kormidla. Celková šířka kormidla byla asi 0,13 šířky hlavního žebra. Tloušťka kormidla byla stejná jako tloušťka kormovce, zúžení v zadní části ploutve činilo 0,66 tloušťky. V kormidelním pni byl čtyřhranný otvor, v němž byla zasazena kormidelní páka, spojující kormidlo s řídicí kormidelní pákou. Řídicí páku bylo možno vychýlit o 40 až 50 stupňů, kormidlo pouze o 5 až 10 stupňů. Spojení kormidla s řídicí pákou a způsob kormidlování je patrný z (obr. 19). Ke kormovci bylo kormidlo připojeno závěsným ložiskem (upevněným na kormovci) a závěsným čepem kormidla (upevněným na kormidle).