Kotwica – budowa, rodzaje, sposób działania

Kotwica to element wyposażenia statku, który utrzymuje go w jednym miejscu przez zaczepienie o dno. Wbrew intuicji nie działa jak zwykły ciężarek: statku nie trzyma sama masa kotwicy, lecz jej łapy, które zagłębiają się w gruncie i stawiają opór. Dlatego dobrze dobrana kotwica potrafi utrzymać jednostkę wielokrotnie cięższą od siebie, a źle użyta – popełznie po dnie mimo sporej wagi.

Czym jest kotwica i z czego się składa?

Kotwica to przyrząd służący do unieruchomienia jednostki pływającej przez zaczepienie o dno. Dla każdej jednostki, od małej łodzi po wielki statek handlowy, jest jednym z podstawowych elementów wyposażenia, bez których trudno mówić o bezpiecznej żegludze. Łączy się ją z kadłubem za pomocą łańcucha lub liny kotwicznej, którą wydaje się i wybiera przez otwór w dziobie zwany kluzą. Choć typów kotwic jest wiele, wszystkie mają tę samą logikę budowy: sztywny trzon i chwytające grunt łapy.

Na klasycznej kotwicy admiralicji najłatwiej pokazać wszystkie części. Trzon to główny element, do którego u góry mocuje się szaklę i łańcuch. U dołu trzon przechodzi w ramiona zakończone łapami, a te – w ostre pazury, które ułatwiają wbicie się w dno. Miejsce połączenia ramion z trzonem to pięta, a w górnej części kotwicy admiralicji znajduje się jeszcze poprzeczka, czyli sztok, który obraca kotwicę tak, by łapy skierowały się w grunt. W kotwicach nowszych typów sztok zniknął, a łapy stały się ruchome.

Jak działa kotwica – dlaczego trzyma statek?

Samo opuszczenie kotwicy na dno niczego nie daje – w tym momencie leży ona na gruncie i nie trzyma. Trzymanie zaczyna się dopiero wtedy, gdy statek zaczyna się cofać lub dryfować, a napięty łańcuch wlecze kotwicę po dnie. Wleczona kotwica przechyla się, jej łapy zahaczają o grunt i zaczynają się w nim zagłębiać. Im głębiej wejdą, tym większy stawiają opór, aż jednostka staje.

Kluczową rolę odgrywa tu kąt, pod jakim łańcuch dochodzi do dna. Gdy statek oddala się od miejsca zrzutu, kąt ten się zmniejsza, łańcuch układa się niemal poziomo przy dnie i „kładzie” kotwicę tak, że łapy wbijają się głębiej. Dlatego nie wydaje się łańcucha na długość równą głębokości, lecz jej kilkukrotność – dłuższy łańcuch to płytszy kąt i pewniejsze trzymanie. Ciężki łańcuch działa też jak amortyzator: jego zwis (tzw. krzywa łańcuchowa) wygładza szarpnięcia od fal.

Ta sama zasada tłumaczy, dlaczego zarytą kotwicę podnosi się w konkretny sposób. Statek podchodzi nad kotwicę, wybierając łańcuch, aż ten ustawi się pionowo – marynarze mówią wtedy, że kotwica „patrzy w pion”. Dopiero pionowe szarpnięcie wyrywa łapy z gruntu. Gdyby ciągnąć ukośnie, kotwica trzymałaby tym mocniej.

Raz zaparta kotwica nie trzyma jednak raz na zawsze. Gdy zmienia się kierunek wiatru lub prądu, jednostka obraca się wokół kotwicy, a ta może się wyrwać i zacząć pełznąć po dnie – mówi się wtedy, że kotwica przeorywuje. Dlatego po zakotwiczeniu sprawdza się, czy statek stoi w miejscu: obiera się charakterystyczne punkty na brzegu i pilnuje, czy namiary do nich się nie zmieniają. Jeśli jednostka dryfuje, trzeba wybrać kotwicę i rzucić ją ponownie.

Skuteczność kotwicy określa stosunek jej siły trzymającej do ciężaru. To siła trzymająca, a nie masa, jest najważniejszą cechą kotwicy i zależy przede wszystkim od jej typu oraz od rodzaju dna w miejscu kotwiczenia.

Źródło: Akademia Morska w Szczecinie, leksykon budowy statku

Jakie są rodzaje kotwic?

Kotwice dzieli się przede wszystkim według budowy: te z poprzeczką i te bez niej, o łapach nieruchomych lub ruchomych. W praktyce spotyka się kilka typów, każdy dopasowany do innego rodzaju jednostki i dna.

Najstarszym typem jest kotwica admiralicji, znana od stuleci i rozpoznawalna po charakterystycznej poprzeczce. Na statkach z napędem mechanicznym wyparły ją jednak kotwice patentowe o ruchomych łapach, które łatwiej chowa się w kluzie i które nie wymagają sztoku. Dziś klasyczną kotwicę z poprzeczką spotyka się głównie na małych łodziach, w herbach miast portowych i w muzeach morskich, a w marynarce handlowej króluje kotwica Halla.

Typ kotwicy	Charakterystyka	Typowe zastosowanie
Admiralicji	Klasyczna, z poprzeczką (sztokiem), nieruchome łapy	Dno kamieniste i porośnięte; małe łodzie, jachty, muzea
Patentowa Halla	Bez poprzeczki, ruchome łapy obracające się o około 45 stopni	Statki handlowe – dziś najpowszechniejsza kotwica dziobowa
Pługowe (CQR, Delta, Bruce, Rocna)	Jednolita łapa w kształcie lemiesza, dobrze się zagłębia	Jachty; dno gliniaste, żwirowe i piaszczyste
Danfortha	Płaska i lekka, dwie szerokie łapy, wysoka siła trzymania	Łodzie i jachty; dno piaszczyste i muliste
Czterołapowa (drapak)	Wieloramienna, często składana, bez poprzeczki	Małe łodzie; dno z zaczepami, kamieniami
Grzybkowa	Ciężka, w kształcie grzyba, zapada się w miękkim gruncie	Kotwiczenie stałe: pławy, latarniowce, boje

Od czego zależy siła trzymania?

Siła trzymająca to największe obciążenie, jakie kotwica przeniesie, nie zaczynając pełznąć po dnie. Składają się na nią trzy czynniki. Pierwszy to typ kotwicy – konstrukcje pługowe i Danfortha mają wysoki stosunek siły trzymania do ciężaru, dlatego przy tej samej wadze utrzymają więcej niż stara kotwica admiralicji. Drugi to ciężar: cięższa kotwica mocniej dociska łapy do gruntu i pewniej się zagłębia. Trzeci, często niedoceniany, to rodzaj dna.

Najlepiej trzyma dno piaszczyste i gliniaste, w którym łapy zagłębiają się i zakleszczają. Muł i błoto trzymają słabiej, bo kotwica grzęźnie, ale nie znajduje twardego oporu. Dno kamieniste i porośnięte wodorostami bywa zdradliwe: kotwica albo się zaklinuje, albo ześlizgnie. Dlatego wybór miejsca kotwiczenia to zawsze kompromis między osłoną od wiatru i fali a jakością gruntu, a kapitan bierze pod uwagę jedno i drugie.

Jak zakotwiczyć jacht – krok po kroku?

Na małej jednostce kotwiczenie to rutyna, ale wykonane byle jak kończy się dryfem. Poniższa kolejność sprawdza się na jachtach i motorówkach i dobrze pokazuje, jak w praktyce wykorzystać wszystko, co dzieje się między kotwicą a dnem.

1. Wybierz miejsce. Szukaj osłony od wiatru i fali oraz dobrego dna – piaszczystego lub gliniastego. Sprawdź głębokość i upewnij się, że wokół jest dość przestrzeni, by jacht mógł się swobodnie obracać wokół kotwicy.
2. Podejdź pod wiatr. Ustaw dziób na wiatr lub prąd i zatrzymaj jacht dokładnie nad wybranym punktem. Kotwiczenie zawsze zaczyna się od zatrzymania jednostki, nie w ruchu.
3. Opuść kotwicę na dno. Powoli wydawaj kotwicę, aż dotknie gruntu. Nie zrzucaj jej gwałtownie – spadający łańcuch może ułożyć się na kotwicy i zablokować zagłębianie się łap.
4. Wydaj odpowiednią długość łańcucha. Cofając się z wiatrem, wypuść łańcuch na długość kilkukrotnie większą niż głębokość. Im dłuższy łańcuch, tym płytszy kąt przy dnie i pewniejsze trzymanie.
5. Sprawdź, czy trzyma. Delikatnie obciąż kotwicę, a następnie obserwuj punkty na brzegu. Jeśli namiary do nich się nie zmieniają, kotwica się zaparła i jacht stoi.
6. Kontroluj postój. Co jakiś czas sprawdzaj, czy jacht nie zaczął przeorywać, zwłaszcza gdy wzmaga się wiatr lub zmienia się prąd.

Wyposażenie kotwiczne statku – co mówią przepisy?

Na dużym statku kotwica nie występuje pojedynczo. Zwykle są dwie kotwice główne, umieszczone w kluzach po obu stronach dziobu, oraz kotwica zapasowa na wypadek utraty jednej z nich; bywa też kotwica rufowa do kotwiczenia na ciasnych wodach. Masa pojedynczej kotwicy dużego statku sięga kilkunastu ton.

Ile dokładnie kotwic, o jakiej masie i z jak długim łańcuchem musi mieć dana jednostka, nie zależy od uznania armatora. Określają to towarzystwa klasyfikacyjne, w Polsce Polski Rejestr Statków, na podstawie tak zwanego wskaźnika (liczby) wyposażenia. Wylicza się go ze wzoru uwzględniającego wielkość jednostki, jej szerokość, wysokość nad wodą i pole boczne kadłuba – im większy i bardziej „parusny” statek, tym cięższego wyposażenia kotwicznego wymaga. Do obsługi kotwicy służy winda kotwiczna, zwana też kołowrotem lub żargonowo braszpilem, będąca częścią pokładowej techniki morskiej. Sam łańcuch mierzy się w szaklach (przęsłach), a jedna szakla to około 27,5 metra – to jedna z wielu morskich jednostek miary, które różnią się od lądowych. Kolejne odcinki łańcucha oznacza się kolorami i znacznikami, dzięki czemu wachtowy wie, ile go już wydał za burtę.

Jak oznacza się statek stojący na kotwicy?

Statek na kotwicy nie płynie, ale wciąż uczestniczy w ruchu i musi być widoczny dla innych. Międzynarodowe przepisy o zapobieganiu zderzeniom na morzu nakazują, by w dzień pokazywał on na dziobie czarną kulę, a w nocy – białe światło widoczne dookoła widnokręgu (duże jednostki zapalają dodatkowe światło w części rufowej i oświetlają pokład). Dzięki temu inni od razu wiedzą, że mają przed sobą jednostkę zakotwiczoną, a nie płynącą. To element szerszego zbioru reguł opisanych w tekście o prawie drogi na morzu.

Nie wszędzie też wolno rzucić kotwicę. Kotwiczy się w wyznaczonych miejscach, czyli na kotwicowiskach, z dala od torów wodnych oraz podwodnej infrastruktury, takiej jak kable podmorskie czy rurociągi, którym opadająca kotwica mogłaby wyrządzić poważne szkody.

Kotwice, które nigdy nie płyną

Nie każda kotwica towarzyszy statkowi. Do trwałego mocowania obiektów w jednym miejscu używa się tak zwanych kotwic martwych – ciężkich bloków betonowych lub specjalnych konstrukcji leżących na stałe na dnie. Przytrzymują one pławy, boje nawigacyjne, a coraz częściej także pływające instalacje: platformy pomiarowe czy elementy związane z morską energetyką. Kotwica przestaje tu być narzędziem chwilowego postoju, a staje się fundamentem – choć zasada pozostaje ta sama: chodzi o to, żeby coś utrzymać w miejscu wbrew sile wiatru, fal i prądu.

Podsumowanie

Kotwica wygląda na jeden z najprostszych przyrządów na statku, a kryje w sobie sporo fizyki. Trzyma nie ciężarem, lecz zagłębionymi w dnie łapami, a o jej skuteczności decydują typ, masa, rodzaj gruntu i długość wydanego łańcucha. Od klasycznej kotwicy admiralicji po nowoczesne konstrukcje pługowe zmieniał się kształt, ale nie zasada: statek rzuca kotwicę, wlecze ją po dnie, a ta zaparta w gruncie utrzymuje go w miejscu, dopóki załoga nie zechce ruszyć dalej.

FAQ – kotwica

Jak działa kotwica?

Kotwica trzyma statek dzięki temu, że jej łapy zagłębiają się w dnie. Po opuszczeniu na grunt jest wleczona przez napięty łańcuch, przechyla się i zaczyna wbijać w dno, stawiając rosnący opór. To ten opór, a nie sama masa kotwicy, utrzymuje jednostkę w miejscu.

Jakie są rodzaje kotwic?

Najważniejsze typy to kotwica admiralicji (z poprzeczką), patentowa Halla (dominująca na statkach handlowych), kotwice pługowe (CQR, Delta, Bruce, Rocna) i Danfortha popularne na jachtach, czterołapowy drapak oraz kotwica grzybkowa do kotwiczenia stałego.

Ile waży kotwica dużego statku?

Masa pojedynczej kotwicy głównej dużego statku handlowego sięga kilkunastu ton. Dokładne wymagania co do liczby kotwic, ich masy i długości łańcucha wyznaczają towarzystwa klasyfikacyjne na podstawie wskaźnika wyposażenia jednostki.

Co to jest siła trzymania kotwicy?

To największe obciążenie, jakie kotwica przeniesie, nie zaczynając pełznąć po dnie. Zależy od typu kotwicy, jej ciężaru i rodzaju dna. Miarą jakości konstrukcji jest stosunek siły trzymania do ciężaru – im wyższy, tym lepiej.

Jak oznacza się statek stojący na kotwicy?

W dzień statek na kotwicy pokazuje na dziobie czarną kulę, a w nocy białe światło widoczne dookoła widnokręgu. Duże jednostki zapalają dodatkowe światło na rufie i oświetlają pokład. Dzięki temu inni wiedzą, że jednostka jest zakotwiczona.

Źródła

• Polski Rejestr Statków – przepisy o wyposażeniu kotwicznym i wskaźniku wyposażenia
• Akademia Morska w Szczecinie – leksykon budowy i stateczności statku
• Polski Związek Żeglarski – materiały szkoleniowe o kotwiczeniu
• Międzynarodowe przepisy o zapobieganiu zderzeniom na morzu (MPZZM/COLREG) – oznakowanie jednostki na kotwicy
• Encyklopedia PWN – hasło „kotwica”