NOTE DE CURS

NAVIGAIE Vol. 2

AUTOR: Dr. GEORGESCU TEFAN

CONSTANA 2004

CUPRINS

CAPITOLUL VI

NAVIGAIE ESTIMAT

VI.1. Estima grafic .... 206 VI.1.1. Consideraii asupra navigaiei estimate .............................. 206 VI.1.2. Problema direct i invers a estimei ................................. 209 VI.1.2.1. Problema direct a estimei .. 209 VI.1.2.2. Problema invers a estimei .. 211 VI.1.3. Deriva de curent. Probleme de cureni ............................... 212 VI.1.3.1. Generaliti asupra curenilor marini .............. 212 VI.1.3.2. Deriva de curent .............................................. 213 VI.1.3.2. Probele de cureni ............................................ 215 VI.1.4. Deriva de vnt ........ 222 VI.1.4.1. Generaiti asupra vntului i valurilor .. 222 VI.1.4.2. Aciunea vntului i a valurilor. Deriva de

vnt .. 226 VI.1.4.3. Corecia drumului navei pentru deriva de

vnd . 229

VI.1.5. Trasarea drumului navei innd seama de curba de giraie 232 VI.1.5.1. Giraia navei 233 VI.1.5.2. Trasarea drumului navei innd seama de

curba de giraie 236 VI.1.5.3. Determinarea momentului nceperii giraiei

pentru a lua un anumit drum pe o direcie determinat .. 239

VI.1.6. Precizia estimei grafice .. 240 VI.1.7. Estima grafic n navigaia oceanic .. 246 VI.1.8. Indicaii practice pentru conducerea navei n condiii n

care navigaia se ine la zi pe baza estimei .249

VI.1.8.1. inerea la zi a estimei .. 249 VI.1.8.2. Msuri necesare pentru ridicarea preciziei

estimei . 251 VI.1.8.3. Navigaia estimat n condiii de incertitudine 253

VI.2. Estima prin calcul 256 VI.2.1. Consideraii introductive 256 VI.2.2. Formula diferenei de latitudine . 257 VI.2.3. Formula aproximativ a diferenei de longitudine . 258 VI.2.4. Analiza formulei aproximative a diferenei de longitudine

Reguli practice de aplicare . 261 VI.2.5. Formulele exacte ale diferenei de longitudine 264 VI.2.5.1. Formula exact a diferenei de longitudine n

funcie de diferena de latitudine crescnd ... 264

VI.2.6. Rezolvarea problemei directe . 266 VI.2.6.1. Rezolvarea n funcie de latitudinea medie . 267 VI.2.7. Rezolvarea preoblemei inverse a estimei ........................... 272 VI.2.7.1. Rezolvarea n funcie de latitudinea medie ... 272 VI.2.7.2. Rezolvarea n funie de latitudinea crescnd

274

CAPITOLUL VII NAVIGAIE COSTIER VII.1. Linie de poziie costier ..... 276

VII.1.1. Consideraii introductive .................................................... 276 VII.1.2. Principiul determinrii poziiei navei cu observaii. Linii

de poziie ............................................................................ 277 VII.1.3. Linii de poziie ................................................................... 279 VII.1.3.1. Dreapta de relevment .................................... 281 VII.1.3.2. Arcul de cerc capabil de unghiul orizontal

observat ntre dou obiecte ........................... 281 VII.1.3.3. Cercul de egal distan ................................ 283 VII.1.3.4. Aliniamentul ................................................. 284 VII.1.3.5. Linia de egal adncime a apei ..................... 285 VII.1.4. Precizia liniilor de poziie costier ..................................... 286 VII.1.4.1. Consideraii asupra erorilor de observaie

costiere .......................................................... 286 VII.1.4.2. Erori ale dreptei de relevment ....................... 288 VII.1.4.3. Erori ale arcului de cerc capabil de un unghi

orizontal observat .......................................... 294 VII.1.4.4. Eroarea cercului de egal distan ................. 296 VII.1.4.5. Sensibilitatea aliniamentului ......................... 296 VII.1.5. Transportul liniilor de poziie ............................................. 298 VII.1.5.1. Transportul dreptei de relevment sau al unui

aliniament ......................................................298

VII.1.5.2. Transportul unui arc de cerc capabil de un unghi orizontal sau al unui cerc de egal distan .......................................................... 299

VII.1.5.3. Transportul unei linii batimetrice .................. 301 VII.1.5.4. Precizia liniei de poziie ................................ 301

VII.2. Sextantul ............................................................................................. 302 VII.2.1. Pri componente ................................................................ 302 VII.2.2. Msurarea unghiurilor ce sextantul .................................... 302 VII.2.3. Erori variabile al sextantului. Controlul lor i reglarea

sextantului de ctre observator ........................................... 304 VII.2.3.1. Controlul i reglarea perpendicularitii

oglinzii mari ple planul sextantului ............... 304 VII.2.3.2. Controlul i reglarea perpendicularitii

oglinzii mici pe planul sextantului ................ 305 VII.2.3.3. Paralelismul oglinzilor .................................. 306

VII.2.3.4. Controlul i reglarea paralelismului axului lunetei cu planul sextantului ......................... 310

VII.3. ntreinerea sextantului la bord .................. ........................................ 311VII.4. Practica msurrii unghiurilor cu sextantul ........................................ 311

VII.4.1. Msurarea unghiurilor orizontale ....................................... 311 VII.4.2. Msurarea nlimilor la atrii - deasupra orizontului

vizibil ................................................................................. 312 VII.4.3. Corecia nlimilor msurate la atrii ................................ 313 VII.4.4. Utilizarea tablelor de corecii totale ................................... 315

VII.5. Determinarea poziiei navei cu obiecte la coast ............................... 317VII.6. Indicaii practice pentru conducerea navei ......................................... 339

VII.6.1. Alegerea drumului de navigaie ......................................... 341VII.7. Studiul i trasarea drumului ................................................................ 343

VII.7.1. Selecionarea i studierea materialului de navigaie .......... 343 VII.7.2. Trasarea preliminar a drumului ........................................ 347

CAPITOLUL VIII NAVIGAIA N REGIUNI CU MAREE

VIII.1. Generaliti asupra mareei ...................................................... 351VIII.2. Scurt descriere a mareelor. Terminologie ......... 352VIII.3. Prevederile mareelor. Metode i table de maree ... 373

VIII.3.1 Metoda analizei armonice ............................................... 374 VIII.3.2 Metoda de navigaie ... . 380 VIII.3.3. Metoda diferenelor .. 381 VIII.3.4. Metoda constantelor nearmonice . 381

CAPITOLUL IX PROBLEME DE CONDUCEREA NAVEI N APROPIEREA COASTEI

IX.1. Indicaii generale pentru conducerea navei n apropierea coastei ...... 391IX.2. Studiul i trasarea drumului ........ 393

IX.2.1. Studiul drumului ...... 393 IX.2.2. Trasarea preliminar a drumului n navigaia costier . 394

IX.3. Navigaia n apropierea coastei ... 396 IX.3.1. Recunoaterea coastei i identificarea reperelor de

navigaie ... 396 IX.3.2. Determinarea poziiei navei . 396 IX.3.3. Guvernarea navei . 397 IX.3.4. Executarea schimbrilor de drum 397

IX.4. Navigaia n treceri dificile ..... 399 IX.4.1. Utilizarea unei singure linii de poziie pentru evitarea

pericolelor de navigaie ............................................... .... 400IX.5. Trasarea drumului ............................................................................... 406IX.6. Ancorarea ntr-o poziie determinat .................................................. 408IX.7. Sistemul rutelor de navigaie .............................................................. 410

IX.7.1. Necesitatea sistemului. Reglementri .............................. 410 IX.7.2. Sistemul rutelor de navigaie. Terminologie i simboluri 411

IX.7.3. Metode de separare a traficului maritim ...................... 415 IX.7.4. Conducerea navei n sistemul rutelor de navigaie .......... 419 IX.7.5. Supravegherea sistemului rutelor de navigaie 420

BIBLIOGRAFIE ANEXE

206

CAPITOLUL VI

NAVIGAIE ESTIMAT

VI.1. Estima grafic VI.1.1. Consideraii asupra navigaiei estimate Principiul determinrii poziiei navei pe hart n navigaia estimat este urmtorul: din punctul Z1 de coordonate cunoscute se traseaz drumul adevrat (Da) urmat de nav (fig. 72); pentru a determina poziia navei Z2, la un moment dat, se msoar distana m parcurs de nav de-a lungul drumului urmat, cu originea n Z1; captul Z2 al segmentului, astfel determinat, reprezint poziia navei. Sistemul n care poziia navei este determinat cu ajutorul drumului urmat de nav i a distanei parcurse n intervalul de timp considerat, se numete navigaie estimat. Guvernarea navei ntre dou puncte pe suprafaa Pmntului meninnd acelai drum compas, face ca nava s descrie pe suprafaa sferei terestre n arc loxodromic; de aceea acest sistem de determinare a poziiei navei mai este denumit i navigaie loxodromic.

Fig. 72

207

n parte I, drumul navei a fost definit ca unghiul format ntre axa longitudinal a navei i meridianul locului. n practica navigaiei estimate, noiunea de drumul navei capt i sensul de direcia de deplasare a navei, adic urma pe care o las nava n deplasarea ei pe suprafaa Pmntului. n cazul meninerii unui drum constant ntre dou puncte pe sfera terestr, direcia de deplasare a navei se confund cu arcul loxodromic care leag cele dou puncte; n figura 72, pe harta Mercator, Z1Z2 reprezint direcia i sensul navei, determinat de valoarea unghiular a drumului adevrat Da. Problemele navigaiei estimate se rezolv pe dou ci, denumite:

- estima grafic, care folosete procedee grafice de determinare a poziiei navei pe hart;

- estima prin calcul, care soluioneaz problemele navigaiei estimate prin rezolvarea anumitor formule matematice, stabilite pe cale analitic.

La bordul navelor maritime comerciale, n practica navigaiei estimate, problemele curente sunt rezolvate pe calea estimei grafice. Procedeele estimei prin calcul sunt folosite n cazurile cnd pentru rezolvarea problemelor navigaiei estimate nu se dispune pe hri la scar mic, ce nu ofer o precizie satisfctoare estimei grafice; practic, aceast situaie apare n navigaia oceanic sau la traversade maritime pe distane mari. Pentru a se realiza o navigaie estimat precis se impune cunoaterea temeinic a bazelor ei teoretice, a elementelor care condiioneaz precizia estimei i deprinderi sigure pentru aprecierea influenei lor asupra drumului navei i a distanei parcurse; obinerea unor asemenea deprinderi este rezultatul experienei pe mare, printr-un antrenament metodic i perseverent. Precisia estimei este condiionat de aciunea a o serie de factori, ntre care menionm: curentul, vntul, valurile, acurateea meninerii drumului compas de ctre timonieri, precizia indicaiilor compasurilor i lochurilor folosite la bord etc. Efectele nsumate ale acestor factori determin o anumit deviere a direciei de deplasare a navei fa de drumul adevrat pe care nava trebuie s-l urmeze, precum i o anumit variaie a vitezei navei. Sarcina celor care concur la conducerea navei, a omandantului i a ofierilor de cart, este de a determina i corecta efectul acestor influene deviatoare (curent, vnt etc.) asupra drumului navei i a distanei parcurse astfel ca punctul estimat obinut s fie ct mai

208

apropiat de poziia real a navei; prin punct estimat nelegem poziia navei determinat prin procedee ale navigaiei estimate. Efectul vntului, valurilor i al curentului asupra drumului i vitezei este specific fiecrei nave; mai mult, efectul acestori factori este diferit chiar la aceeai nav funcie de pescaj i asiet (determinate de starea de ncrcare), aliura fa de vnt i val etc. De aceea, comandantul care concur la serviciul de cart trebuie s-i studieze cu atenie nava, s stabileasc efectele diferiilor factori asupra drumului i vitezei navei, pe baz de observaie i calcul, n diferitele condiii de navigaie i la diferite stri de ncrcare. Cnd se navig prin strmtori, n ape cu pericole hidrografice, pe hri la scar mare, pentru a se realiza o navigaie estimat precis se impune a se ine seama de giraia navei la schimbri de drum. De asemenea se impune, ca aparatura folosit pentru determinarea drumului navei i a distanei parcurse, compasurile i lochurile de la bord, s fie meninute ntr-o stare perfect de funcionare i utilizare; corecia compasurilor i a lochurilor trebuie determinat periodic i apoi verificat pe timpul navigaiei. Trebuie observat comportarea acestei aparaturi n diferite condiii de navigaie i stabilit efectul diferiilor factori asupra preciziei indicaiilor lor. Performanele preciziei realizabile n practica navigaiei la bordul unei nave sunt condiionate n msur determinat de eficiena acestor preocupri, care trebuie s conduc la cunoaterea comportrii navei, a compasurilor i a lochurilor de la bord. Concluziile acestor observaii se evideniaz cu grij n Informarea pentru comandant, de valoarea unei documentaii extrem de utile pentru comandanii i ofierii noi venii la bord. Coreciile care se aplic drumului i distanei parcurse de nav pentru efectul curentului i valurilor au menirea de a reduce eroarea punctului estimat. Precizia punctului estimat se verific prin determinarea poziiei navei cu observaii ale sistemelor de navigaie costier, electronic sau astronomic; o poziie a navei astfel determinat se numete punct observat. Eroarea punctului estimat se exprim prin direcia i distana punctului observat fa de cel estimat; direcia se msoar pe hart cu sensul de la punctul estimat la cel observat. ntre punctele observate, att navigaia la larg ct i cea costier, navigaia este inut la zi prin procedee ale navigaiei estimate; prin inerea navigaiei la zi nelegem activitatea de determinare curent a poziiei i

209

drumului pe care nava trebuie s-l urmeze n siguran spre punctul de destinaie. De aceea, navigaia estimat constituie sistemul de navigaie de baz folosit n conducerea navei, att la larg ct i n zona costier. VI.1.2. Problema direct i invers a estimei n navigaia estimat se pun spre rezolvare dou probleme fundamentale, cunoscute sub denumirea de:

- problema direct a estimei, care se ocup de determinarea poziiei navei folosind drumul navei i distana parcurs ntr-un anumit interval de timp;

- problema invers a estimei, aplicat pentru determinarea drumului pe care nava trebuie s-l urmeza la deplasarea dintr-un punct n altul pe suprafaa Pmntului.

VI.1.2.1. Problema direct a estimei Se d: poziia de plecare a navei, prin coordonatele ei geografice, drumul urmat de nav i distana parcurs. Se cere: determinarea punctului estimat al navei dup deplasarea navei n drumul i la distana dat. Pentru explicarea modului de rezolvare pe hart a problemei directe a estimei ne vom folosi de urmtorul exemplu: Exemplul 1 (fig. 73 extras din harta Kelibia to Tripoli). La ora 08.10, cl1 = 32,2 Mm se determin punctul observat al navei Z1, avnd coordonatele 1 = 33001 N; 1 = 13007.5 E. Din acest punct se navig n Dg = 2880.5 (g = -10.5) pn la ora 09.15; cl2 = 48.4 Mm. Factorul de corecie al lochului = 1.03. La ora 09.15 nava ia Da = 2650. S se determine punctul estimat al navei Z2 la ora 09.15. Rezolvare: - se pune punctul observat Z1 (punct de plecare) pe hart cu ajutorul coordonatelor geografice. Alturi de punctul care reprezint poziia navei se

210

noteaz ora i citirea la loch, sub form de fracie; ora - la numrtor i citirea la loch - la numitor; - se calculeaz drumul adevrat al navei corespunztor Dg = 2880.5, n modul cunoscut: 52880 =Dg

028751

0

0

==

Dag

- se traseaz pe hart drumul adevrat al navei (Da = 2870) din punctul de plecare Z1; - se calculeaz distana m parcurs de nav din distana loch ml i factorul de corecie al lochului: Mmclclml 2.162.3244812 === Mmm 8.1603.12.16 ==

Fig. 72

211

- cu o deschiztur de compas egal cu distana parcurs de nav (m=16.8 Mm) ntre orele 08.10 i 09.15 i cu originea n Z1, se intersecteaz drumul navei (direcia de deplasare a navei determinat de Da = 2870), n punctul Z2. Z2 reprezint punctul estimat al navei la ora 09.15; punctul estimat se nseamn pe hart printr-o liniu perpendicular pe drumul navei. n dreptul lui se noteaz ora i citirea la loch, n modul indicat mai sus. Coordonatele punctului estimat Z2 sunt: 21=33005 N; 2=12048.3 E; - prin punctul estimat Z2 se traseaz drumul n care se continu navigaia (Da = 2650). VI.1.2.2. Prooblema invers a estimei Se dau coordonatele punctului de plecare i ale celui de sosire. Se cere: drumul parcurs pe care nava trebuie s-l urmeze ntre cele dou puncte i distana de parcurs. Exemplul 2 O nav se afl n punctul Z3 de coordonate 3 = 33001 N; 3 = 12043E i trebuie s se deplaseze n punctul Z4, de coordonate 4 = 32055 N; 4 = 13005.3 E. Se cere drumul pe care nava trebuie s-l ia pentru a se deplasa din punctul Z3 n Z4 i distana de parcurs. Rezolvare (fig. 73): - se trece pe hart punctul de plecare Z3 i cel de sosire Z4 cu ajutorul coordonatelor lor geografice; - se unesc cele dou puncte i se obine direcia de deplasare a navei. Se citete drumul adevrat al navei Da = 1080), cu sensul de la punctul de plecare Z3 spre punctul de sosire Z4; - cu o deschidere de compas egal cu Z2Z4 se msoar distana dintre cele dou puncte (m = 19.5 Mm), pe scara latitudinilor.

212

VI.1.3 Deriva de curent. Probleme de cureni VI.1.3.1 Generaliti asupra curenilor marini Curenii marini constituie obiectul de studiu al oceanografiei. n cele ce urmeaz se dau doar cteva elemente, necesare nelegerii rezolvrii problemelor de corectare a aciunii curenilor asupra drumului i vitezei navei n navigaia estimat. n practica navigaiei la bordul navelor marine comerciale, problemele de cureni se rezolv exclusiv pe cale grafic, pe hart sau pe hrtie milimetric; acest fapt m-a determinat s renun complet la prezentarea unor soluii analitice de rezolvare a problemelor de ureni. Comparnd procedeele grafice cu cele analitice de rezolvare a problemelor de cureni, se conclude c precizia este aceeai; rezolvarea grafic prezint avantajul unei mari operativiti i surse mai reduse de erori n stabilirea soluiilor. Rezolvarea grafic pe hart ofer i avantajul prezentrii imaginii geografice a situaiei de navigaie, fapt deosebit de important cnd se navig n apropierea coastei sau a unor pericole hidrografice. Un curent marin este definit prin direcie i vitez. Direcia curentului este direcia n care se deplaseaz masa de ap n raport cu fundul mrii; se exprim astfel: curent la (sud) sau curent la direcia (1800) indicnd deci sensul n care se deplaseaz masa de ap. Viteza durentului este viteza cu care se deplaseaz masa de ap deasupra fundului mrii; de exprim n noduri. Curenii marini sunt de mai multe feluri: - cureni permaneni, cum este curentul Golfului (Golf stream), care traverseaz Atlanticul dinspre coasta Floridei spre coastele Europei, cu o vitez pn la 4-5 Nd; curentul la est n Marea Mediteran de pe coasta de nord a Africii, format din curentul Gibraltarului, cu o vitez de 2-3 Nd de-a lungul coastei Marocului i Algeriei; curentul Bosforului, dinspre Marea Neagr spre Marea Marmara, care atinge viteze pn la 5 Nd. Viteza acestor cureni nu este constant, ea fiind influenat ndeosebi de regimul vnturilor din zon;

213

- cureni sezonieri, cum sunt curenii Oceanului Indian, generai sub aciunea musonilor. Astfel, n perioada musonului de SW, n zona de SE a insulei Socotra, viteza curentului a atins valori pn la 6-6 noduri; - cureni occidentali, generai n general de vnturile din zon; - cureni de maree. Studiul curenilor de maree, modul de determinare a elementelor lor i particularitile conducerii navei n apele cu maree sunt prezentate separat. Direcia i viteza curentului se determin prin procedee de navigaie, comparnd poziia estimat cu poziia observat a navei pentru un moment dat. Direcia i viteza curenilor oceanici permaneni i sezonieri sut redate ntr-o serie de documente nautice, ntre care menionm: - Ocean pasages for the world; - crile pilot (Sailing directions); pentru rezolvarea problemelor de cureni n navigaia oceanic, de foarte mare utilitate sunt atlasele de cureni: - Currents of the Indian Ocean (M.O. 392); - South Pacific Ocean currents (M.O. 345); - Quarterly surface current charts of the Atlantic Ocean (M.O.466); - Quarterly surface current charts of the Western North Pacific with mothly charlets of he China Seas (M.O. 485). - Quarterly surface current charts of the Eastern North Pacific (M.O. 655). VI.1.3.2. Deriva de curent Considerm o nav n punctul A (fig. 74), cu axa sa longitudinal pe direcia AL, mergnd n drum adevrat Da unghiul NaAL cu viteza ABVl = . Dac nava s-ar deplasa sub aciunea propulsorului propriu, ntr-o ap lipsit de cureni i n condiiile unei atmosfere calme, fr vnt, dup o or s-ar afla n punctul B, iar dup un interval de timp t n punctul Z. Dac nava este supus aciunii unui curent de direcie i vitez

vBCAE == , ea se deplaseaz pe o direcie i cu o vitez rezultant vVVAC l === .

n triunghiul vitezelor ABC, cei trei vectori care l formeaz sunt:

214

lVAB = = drumul i viteza prin ap, constituind elementele de micare ale navei n raport cu masa de ap prin care se deplaseaz. Ca mrime unghiular, drumul prin ap (Da) este egal cu unghiul format ntre direcia nord adevrat i axa longitudinal a navei. Viteza prin ap este viteza indicat de lochul navei;

vBC = = drumul i direcia curentului; VAC = = drumul i viteza navei deasupra fundului, constituind elementele de micare real a navei n raport cu fundul mrii, deasupra creia se deplaseaz. Cu alte cuvinte, vectorul V reprezint elementele de micare real a navei n raport cu Pmntul. Ca mrime unghiular, drumul deasupra fundului (Df) este unghiul format ntre direcia nord adevrat i direcia de deplasare a navei. Drumul deasupra fundului ntre dou puncte pe suprafaa Pmntului este drumul scos din hart. Unghiul format ntre axa longitudinal a navei i direcia ei de deplasare sub aciunea curentului se numete deriv de curent (). Relaiile dintre drumul navei prin ap (Da) i drumul deasupra fundului (Df), n funcie de deriva de curent (), se deduc din fig. 74: Df = Da + (114) Da = Df - (115) Unde deriva de curent () se consider:

Fig. 74

215

- pozitiv, dac nava este derivat la tribord (curentul din babord); - negativ, dac nava este derivat la babord (curentul din tribord).

Dup intervalul de timp t cnd nava s-ar fi gsit estimat n punctul Z, sub aciunea derivei de curent, poziia real a navei este Z. n triunghiul distanelor AZZ, AZ reprezint distana parcurs de nav deasupra fundului n intervalul de timp t, iar AZ - distana prin ap pe care nava ar fi parcurs-o dac nu s-ar fi aflat sub aciunea curentului v; intervalul de timp t este dat de relaia:

vZZ

VAZ

VAZt

l

'' ===

Direcia i distana ZZ este deriva navei n intervalul de timp t i reprezint eroarea n estim pe care ar fi coninut-o punctul estimat Z, dac nu s-ar fi inut seama de aciunea curentului v. Deriva navei este n funcie de viteza curentului, viteza navei, unghiul pe care l face direcia curentului cu axa longitudinal a navei (fiind maxim cnd acest unghi este de 900) i de intervalul de timp t. n cazul n care curentul acioneaz paralel cu drumul navei prin ap, din prova sau din pupa, nu se provoac nici o abatere lateral, ci numai misorarea respectiv mrirea navei deasupra fundului, cu o cantitate egal cu viteza curentului.

VI.1.3.3. Probele de cureni Aa cum s-a artat mai sus, n navigaia estimat, problemele de cureni se rezolv grafic pe hart - cnd se navig n apropierea coastei i pe hrtie milimetric, n navigaia de larg; elementele de determinat se obin prin rezolvarea grafic a triunghiului vitezelor (ABC) i a triunghiului distanelor (AZZ). Modul de rezolvare a problemelor de cureni, cu valoare aplicativ n navigaia estimat, se aplic cu ajutorul exemplelor date mai jos.

A. Determinarea direciei i vitezei curentului. Se consider c nava pleac dintr-un punct de coordonate cunoscute. Direcia i viteza curentului se stabilesc prin determinarea poziiei navei cu observaii, dup un anumit interval de timp. Direcia derivei navei, indicat de

216

punctul observat n raport cu cel estimat, determin direcia curentului (ZZ, n fig. 74); distana ntre cele dou puncte raportat la intervalul de timp t determin viteza curentului. Exemplul 3 (fig. 75, extras din harta Rio Zambese to Porto de Mozambique). n ziua de 7.04.1973 la ora 10.00 o nav se afl n punctul observat A, de coordonate = 15026S ; = 40053E. Din acest punct se ia Da = 280 ; viteza indicat de loch Vl = 16 Nd. Atmosfera este calm. La ora 11.30 se determin punctul navei Z cu observaii la farul I-a de Goa: Ra = 2660 ; distana d = 11.5 Mm. Se cere s se determine direcia i viteza curentului.

Fig. 75

217

Rezolvare: - prin punctul A, se traseaz Da = 280 ; - se determin punctul estimat al navei B la ora 11.30. Distana parcurs n intervalul de timp t (=1h30m) mergnd cu Vl = 16 Nd este m = 24 Mm. Direcia AB reprezint drumul navei prin ap, distana AB = m = distana parcurs prin ap n intervalul t (=1h30m), mergnd cu viteza prin ap (viteza indicat de loch) Vl = 16 Nd; - se determin punctul observat al navei Z la ora 11.30 cu ajutorul relevmentului adevrat (=2660) i al distanei (= 11.5 Mm), msurate la farul I+a de Goa. Direcia de deplasare a navei AZ reprezint drumul deasupra fundului (Df = 150) deriva de curent = 150 280 = -130, la babord, care apare ca diferen dintre mrimile unghiulare ale drumului deasupra fundului i drumului prin ap; - Latura BZ a triunghiului distanelor ABZ reprezint deriva navei (direcia 3000, distana 5.5 Mm) sau eroarea n estim, cauzat de curentul din zon n intervalul de timp t (=1h30m). Direcia BZ, cu sensul dinspre punctul estimat spre punctul observat al navei, reprezint direcia curentului (=3000). - se stabilete punctul estimat al navei C dup o or (11.00) de la plecarea din punctul A, tiind c viteza prin ap Vl = 16 Nd. Se duce paralela la direcia curentului BZ (=3000) prin C, ca vrf al vectorului reprezentnd viteza prin ap Vl i se obine intersecia E cu drumul deasupra fundului AZ (=150). Triunghiul ACE reprezint triunghiul vitezelor, n care CE = direcia (3000) i viteza curentului (=3.7 Nd); AE = drumul (150) i viteza deasupra fundului (=16.5 Nd) cu care nava s-a deplasat n intervalul de timp dintre orele 10.00-11.30.

B. Se d drumul deasupra fundului pe care nava trebuie s se deplaseze i viteza prin ap. Se cere drumul prin ap i viteza deasupra fundului.

Este problema cea mai frecvent care se pune spre rezolvare n navigaia prin zone cu cureni. Nava trebuie s se deplaseze ntre dou puncte A i B (fig. 76) cu o anumit vitez prin ap DEVl = care reprezint viteza de exploatare a navei, n condiiile existenei unui curent AD.

218

Pentru ca nava s se menin continuu pe direcia determinat de drumul deasupra fundului AB trebuie s fie guvernat ntr-un drum prin ap AL, paralel cu DE, obinut din triunghiul vitezelor ADE, care rezolv relaia

vectorial: vVVl = . Exemplul 4 (fig. 76). O nav pleac din punctul A la ora 17.28 astfel ca s ajung n punctul B, deplasndu-se pe direcia AB; viteza prin ap (viteza loch) = 9 Nd. Direcia curentului = 1800; viteza = 3Nd. S se determine: drumul prin ap n care nava trebuie guvernat astfel ca s se menin continuu pe direcia AB (= drumul deasupra fundului) i viteza deasupra fundului cu care nava se deplaseaz ntre punctele A i B. Rezolvare: - se unesc pe hart punctele A i B, obinndu-se astfel drumul deasupra fundului de-a lungul cruia nava trebuie s se deplaseze (Df = 2150.5) i distana care trebuie parcurs deasupra fundului (m = 21 Mm);

- se traseaz din A vectorul AD, care reprezint direcia (=1800) i viteza curentului (=3 Nd); - cu o deschiztur de compas egal cu viteza navei prin ap ( )NdVDE l 9== i cu originea n D, se intersecteaz drumul deasupra fundului AB, n punctul E. Se obine astfel triunghiul vitezelor ADE, care conine

Fig. 76

219

elementele de determinat: DE , ca direcie, reprezint drumul prin ap

(Da=2260) n care nava trebuie guvernat; AE , ca mrime, este egal cu viteza deasupra fundului (V = 11.2 Nd) cu care nava se deplaseaz ntre A i B.

- ducnd paralela la DE (= Vl = 9 Nd) prin B se obine triunghiul distanelor ABC, n care CB (=16.5 Mm) reprezint distana prin ap, iar AC (=5.4 Mm) exprim deriva navei n punctul de sosire B. - intervalul de timp t necesar pentru ca nava s ajung n punctul B se obine din unul din rapoartele:

DECB

AEABt '==

Deci .51195.16

2.1121 mh

NdMm

NdMmt === ; nava va sosi n punctul B la ora 19.19.

Prin guvernarea navei n drumul prin ap AL, paralel la DE (Da=2260), nava se va menine continuu pe direcia determinat de drumul

deasupra fundului AB (Df = 2150.5) ; sub aciunea curentului AD nava se

deplaseaz deasupra fundului cu viteza AE (Vf = 11.2 Nd) i va sosi n B dup 1h51m. C. Se d drumul i viteza prin ap. Se cere drumul i viteza deasupra fundului.

Exemplul 5 (fig. 77). O nav pleac la ora 10.00 din punctul A, drumul prin ap AB (Da = 900) i viteza prin ap Vl = 9 Nd. Din hart se stabilete existena n zon a urmtorilor cureni de maree:

- ora 10.00 direcia = 1250; viteza = 3 Nd; - ora 11.00 direcia = 1550; viteza = 3 Nd; - ora 12.00 direcia = 1750; viteza = 3 Nd;

S se determine: - drumurile i vitezele navei deasupra fundului, ntre orele 10.00 i

13.00; - drumul mediu i viteza medie a navei ntre orele 10.00 i 13.00,

innd seama de aciunea curenilor indicai;

220

- deriva total a navei n intervalul de timp 10.00-13.00. Rezolvare:

Se traseaz din A vectorul AG reprezentnd drumul navei prin ap

Da = 900 i viteza prin ap Vl = 9 Nd. Prin vrful vectorului AG se traseaz

vectorul GE reprezentnd direcia 1250 i viteza curentului 3 Nd n intervalul de timp dintre orele 10.00 i 11.00.

n triunghiul vitezelor AGE, vectorul rezultant AE reprezint drumul deasupra fundului (Df = 990) i viteza deasupra fundului (V = 11,6 Nd), cu care

nava se deplaseaz ntre orele 10.00 i 11.00 sub aciunea curentului GE. Punctul E reprezint punctul estimat al navei la ora 11.00. Contrucii grafice similare permit obinerea drumului (Df) i vitezei deasupra fundului (V) n urmtoarele intervalle de timp, astfel:

- ntre 11.00 i 12.00 EF = 1050; 10.6 Ng;

- ntre 12.00 i 13.00 FD = 1080; 9.7 Ng. Punctul D reprezint punctul estimat al navei la ora 13.00, sub aciunea curenilor existeni. Unind A cu D se obine drumul mediu 1040 i viteza medie deasupra fundului 10.7 Nd, cu care nava s-a deplasat ntre cele dou puncte; AD reprezint distana de-a lungul drumului mediu egal cu 32.1 Mm. Deriva total a navei ntre orele 10.00 i 13.00 este reprezentat de

suma vectorial a celor trei cureni de maree, AC = BD = 8.5 Mm n direcia 1520.

Fig. 77

221

Punctul estimat al navei se obine i prin urmtoarea construcie grafic: se traseaz drumul prin ap Da = 900 prin A i se determin punctul estimat B pentru ora 13.00, funcie de distana parcurs prin ap

MmoreNdtVAB l 2739 === ; prin B se traseaz segmentul BD, care reprezint deriva total a navei n intervalul 10.00-13.00 obinut prin compunerea vectorilor curenilor de maree; AD reprezint drumul mediu i distana parcurs de nav ntre orele 10.00 i 13.00. Acest gen de problem se pune spre rezolvare n mod frecvent la bordul navelor de pescuit, pentru inerea la zi a estimei n apele cu cureni, pe timpul operaiunilor de pescuit. D. Se d drumul i viteza deasupra fundului. Se cere drumul i viteza prin ap.

Exemplul 6 (fig. 78). La ora 09.14 o nav se afl n punctul A. Direcia curentului 2850; viteza 3 Nd. S se determine drumul i viteza prin ap cu care nava trebuie s se deplaseze, astfel ca la ora 10.00 s se afle n punctul B. Rezolvare: - se unesc punctele A i B, obinndu-se astfel drumul deasupra fundului (Df = 1570) i distana de parcurs deasupra fundului (AB = 13 Mm). Din distana AB i timpul necesar parcurgerii acestei distane (10.00 + 09.14 = 46m) se determin viteza deasupra fundului (V = 17 Nd); - se traseaz din A vectorul

AD reprezentnd direcia 2850 i viteza curentului 3 Nd; - cu o deschiztur de compas egal cu viteza deasupra fundului (V = 17 Nd) i cu originea n A, se intersecteaz direcia determin de drumul deasupra fundului AB, n C. Se obine astfel triunghiul

vitezelor ADC, n care vectorul DC ca direcie, reprezint drumul prin ap (Da = 1500) pe care trebuie s-l ia nava, iar ca mrime, viteza prin ap (Vl = 19 Nd).

Fig. 78

222

Lund drumul prin ap AL (Da = 1500), paralel cu DC i mergnd cu

viteza prin ap DC (Vl = 19 Nd), sub aciunea curentului nava se deplaseaz de-a lungul direciei AB (Df = 1570) cu o vitez deasupra fundului de 17 Nd, elemente de micare care vor asigura sosirea n punctul B la ora 10.00. Problema se pune spre rezolvare cnd se impune sosirea ntr-un punct oarecare la o anumit or. VI.1.4. Deriva de vnt VI.1.4.1. Generaliti asupra vntului i valurilor n perioada de glorie a velierelor, vntul avea un rol determinant n navigaie i n general n conducerea navei. La navele moderne cu propulsie mecanic, vntul continu s aib o aciune important att la manevrarea navei, ct i n navigaie; prin tradiie, din vremea navigaiei cu vele, marinarii din zilele noastre continu s cultive preocuaprea de "a simi vntul" n conducerea navigaiei i a manevrei navei, de a aprecia ct mai corect fora vntului i a aciunii asupra navei. Vntul este definit prin direcie i vitez. Direcia vntului se consider direcia din care bate vntul, deci direcia din care se deplaseaz masele de aer n raport cu direcia nord adevrat. Se exprim n grade, n sistemul circular; astfel, prin "vnt de direcia 800", se nelege c vntul sufl din direcia 800. La bordul navei, direcia vntului se msoar cu ajutorul alidadei, orientnd-o paralel cu direcia "mnecii de vnt", a pavilionului, a fumului de la coul navei etc. Cnd direcia vntului se stabilete pe baz de apreciere, aceasta se exprim n carturi, la precizia carturilor inter-intercardinale; de exemplu "vnt de NNE", nelegndu-se c vntul sufl din direcia NNE. Aciunea vntului asupra direciei de deplasare i a vitezei navei este n funcie de direcia vntului n raport cu axa longitudinal a navei, care se exprim n dou feluri: - n sistem cuadrantal, din prova sau pupa, cte opt carturi spre tribord i babord (fig. 79). Direcia vntului se stabilete prin apreciere la prezicere de cart i se exprim astfel: "vntul la prova (pupa)", dac direcia vntului este cuprins dintr-un sector de dou carturi n prova, respectiv pupa,

223

"vntul de travers (babord)", "vntul carturi din prova prova tribord (babord)" sau "vntul carturi din pupa tribord (babord)"; - ca relevment prova, exprimnd direcia vntului prin unghiul format ntre axa longitudinal a navei i direcia din care bate vntul. Direcia vntului se msoar cu ajutorul alidadei la un cerc azimutal i se exprim de regul la precizie de multiplu de 100 sau cel mult de 50. Viteza vntului se msoar cu anemometrul i se exprim obinuit n metri pe secund. La bordul unei nave aflat n micare se observ vntul aparent, care este rezultanta vntului real i a vntului navei; msurtorile fcute pe comanda unei nave n micare determin elementele vntului aparent. Vntul real este cel determinat de deplasarea real a masei de aer; direcia i viteza vntului real se pot msura n situaia n care nava este staionar. Vntul navei este vntul determinat de rezistena opus de aer, prin care nava se deplaseaz. Direcia vntului navei este de sens opus cu drumul

Fig. 79

224

navei i de vitez egal cu viteza navei; elementele vntului navei pot fi msurate la bord n condiiile n care atmosfera este calm. Direcia i viteza vntului real (VR) se determin printr-o construcie grafic a triunghiului vitezelor, avnd doi vectori cunoscui: vntul aparent (VA), ale crui elemente se msoar n felul artat mai sus i vntul navei (-VN), reprezentat printr-un vector egal i de sens contrar cu vectorul definit de micarea navei. Exemplul 7. Nava merge n Da = 00, viteza 12 Nd. Direcia vntului aparent determinat cu compasul dup "mneca de vnt" este de 2800 ; viteza vntului aparent 10 m/s, msurat cu anemometrul. Se cere direcia i viteza vntului real. Rezolvare: - cu originea ntr-un punct A, considerat n planul diametral al navei se traseaz vectorul VA reprezentnd vntul aparent (direcia 2800 ; viteza 10m/s); - cu aceeai origine, se traseaz vectorul VN, reprezentnd vntul navei. Direcia vntului navei (=1800) este opus drumului navei (=00); viteza n metri pe secund a vntului navei este aproximativ egal cu jumtatea vitezei navei n noduri; - se construiete triunghiul vitezelor ABC respectnd relaia vectorial

NRA VVV += , unind vrful vectorului VN cu vrful vectorului VA. Vectorul BC (=VR) reprezint direcia (=2460) i viteza vntului real (=10.5 m/s). Cnd vntul este suficient de puternic (ncepnd de la fora 4), cea mai precis determinare a direciei vntului real se obine prin msurarea relevmentului la orientarea "firelor de spum" care se formeaz la suprafaa mrii. Viteza vntului real se exprim obinuit prin fora vntului, de la 0 la 12, stabilit prin scara Beaufort; aceast scar folosit n meteorologia maritim este redat n tabla 46 din Tablele nautice MT-53. n practica serviciului la bord, la determinarea elementelor vntului real, se pune foarte mult baz pe apreciere. n lumea marinarilor, prin motenire din perioada velierelor, se cultiv acest orgoliu profesional de a se realiza performane n aprecierea direciei i vitezei vntului la valori ct mai apropiate de realitate.

225

Aceasta explic de ce doi navigatori experimentai, aflai pe comanda unei nave, exprim obinuit pe baz de apreciere aceeai for a vntului i rareori cu o diferen de o unitate Beaufort. Ofierul de cart nscrie n jurnalul de bord, pe timpul cartului su, direcia i viteza vntului real. Desigur c, pe lng aciunea nemijlocit a vntului, direcia de deplasare i viteza navei sunt influenate ntr-o msur apreciabil i de valuri. Valurile se formeaz sub aciunea vntului, exercitat asupra suprafeei mrii. Elementele care definesc valurile sunt:

- lungimea, egal cu spaiul msurat pe direcia valului care separ dou creste consecutive;

- nlimea, egal cu spaiul n plan vertical ntre creast i fundul valului;

- perioada, reprezentat de timpul n secunde ntre trecerile a dou creste consecutive prin acelai punct;

- viteza valului. Elementele valurilor depind de intensitatea vntului, de ntinderea zonei maritime n care acioneaz vntul, de distana de la coasta "din vnt" i relieful ei, de adncimea apei etc. Dup "cderea vntului", nlimea valului scade, lungimea crete, creasta se rotunjete, lund astfel natere hula; hula se poate propaga i n zonele de calm din apropierea zonelor de vnt puternic. Este posibil deci, ca chiar n zonele de calm, direcia de deplasare i viteza navei s fie influenate prin existena hulei. n jurnalul de bord al navelor maritime comerciale se nscriu direcia valului sau a hulei i starea mrii. Starea mrii este reprezentat de gradul de ondulaii de la suprafaa apei i se esprim pe baz de apreciere printr-o scar de la 0 la 9. Aciunea vntului i a valurilor asupra direciei de deplasare i a vitezei navei constituie un fenomen complex, diferit de la nav la nav i chiar la aceeai nav, funcie de starea de ncrcare (de pescaj i asiet), precum i de alura fa de vnt i val.

226

VI.1.4.2. Aciunea vntului i a valurilor. Deriva de vnt La vnt i val din prova se produce o reducere a vitezei navei. Pn la fora 4, aciunea vntului se consider nensemnat, la viteze superioare ale vntului reducerea vitezei navei sub aciunea vntului i a valurilor crete. Nava devine mai instabil la drum, abaterile de la drum ntr-un bord i n altul ("ambardee") se amplific; pentru meninerea navei la drum trebuie s se fac uz de unghiuri de crm mrite. La vnt de fora 10 din prova, de exemplu, i val corespunztor, pierderea din vitez poate s ajung pn la 30%-80%, n funcie de mrimeanavei, forma ei, starea de ncrcare etc. La vnt i val din pupa se cauzeaz de asemenea o variaie a vitezei navei. Pn la o anumit for a vntului se realizeaz o oarecare cretere a vitezei; depindu-se ns aceast limit, odat cu creterea valului se constat o reducere a vitezei navei. Se manifest o instabilitate evident la drum a navei, ce ambardee prenunate i necesitatea folosirii de unghiuri mrite de crm pentru asigurarea guvernrii ei. La vnt dintr-un bord sau altul, vnioneaz att asupra direciei de deplasare, ct i a vitezei navei, funcie de fora vntului i unghiul pe care l formeaz cu axa sa longitudinal. Considerm o nav n punctul A (fig. 80), cu vntul aproape aproape de travesr babord, avnd un drum prin ap egal cu unghiul NaAL. Sub aciunea vntului i valurilor, direcia de deplasare a navei devine AF; astfel, cnd poziia estimat a navei n condiii de calm ar trebui s fie B sub aciunea vntului i a valurilor nava se afl n punctul B, fiind derivat pe direcia i la distana BB; dup un alt interval de timp nava ocup poziia C, fiind derivat la distana CC etc. Direcia i viteza real de deplasare a navei n raport cu fundul mrii, ca i n cazul navigaiei n ape cu cureni, se numete drum i vitez deasupra fundului; ca mrime unghiular, drumul deasupra fundului Df este unghiul format ntre direcia nord adevrat i direcia de deplasare a navei. Drumul deasupra fundului sub aciunea vntului i a valurilor difer fa de drumul prin ap (direcia determinat de axa longitudinal a navei) cu un unghi egal cu deriva de vnt (). Deriva de vnt () este deci unghiul format ntre axa longitudinal a navei i direcia determinat de drumul deasupra

227

fundului sub aciunea vntului i valurilor; n cazul existenei unei derive de vnt, nava se deplaseaz de-a lungul drumului deasupra fundului efectund o micare de translaie, cu axa sa longitudinal ntr-o direcie decalat de un unghi egal cu unghiul de deriv (). Factorii principali care influeneaz mrimea derivei de vnt sunt urmtorii:

- fora vntului. Deriva de vnt crete cu fora vntului i mrimea valurilor generate de vnt;

- direcia vntului n raport cu axa longitudinal a navei. Deriva maxim este provocat la vnt de travers i scade pe msur ce unghiul dintre direcia vntului i axa longitudinal a navei se reduce;

- suprafaa velic expus de dorpul i suprastructurile navei. Deriva crete cu suprafaa velic;

- viteza navei. Derivaia de vnt variaz invers cu viteza navei; - pescajul navei. Cu ct pescajul navei este mai mare cu att

rezistena lateral opus carenei este mai mare i deriva de vnt scade.

Asieta navei i repartiia longitudinal a suprafeei velice determinat de forma corpului navei, de forma i dispunerea longitudinal a suprastructurilor ei, influeneaz n msur apreciabil comportarea navei pe vnt i stabilitatea ei la drum, astfel:

Fig. 80

228

- navele cu o asiet normal (pescajele prova i pupa egale) sau cu o uoar apupare i o repartizare longitudinal relativ uniform a suprastructurilor (cazul navelor cu trei castele) sunt n general nave uor ardente n condiii de vnt sau echilibrate. Prin nav ardent se nelege o nav care arat tendina de a gira n vnt (de a intra n vnt), cnd se navig cu crma zero. Prin nav echilibrat se nelege o nav care i menine drumul (i menine alura fa de vnt), cnd se navig cu crma zero. Asemenea nave sunt stabile la drum n condiii de vnt; - navele aprovate ca i navele cu o suprafa velic excesiv la pupa (cazul navelor de tipul totul la pupa) sunt nave ardente. Asemenea nave arat o tendin evident de a intra n vnt; meninerea lor la drum impune o guvernare atent i n general, inerea unui anumit unghi de crm n bordul de sub vnt. La ncrcarea navelor de tipul cu totul la pupa, cum sunt mineralierele de tipul Reia, se recomand realizarea unei anumite apupri, fapt care asigur diminuarea aciunii vntului asupra suprafeei velice excesive din pupa; - navele apupate, ca i cele cu o suprafa velic excesiv la prova (forme de nave rar ntlnite), sunt n general nave moi. Prin nav moale se nelege o nav care are tendina de a gira sub vnt (sau de a veni sub vnt) cnd se navig cu crma zero. Navele maritime comerciale, la care aranjarea asietei este uor posibil n condiii normale de ncrcare i care obinuit navig cu o uoar apupare, cunt n general ardente. De aceea, cnd se navig cu vntul aproape de travers i mai ales cu vntul i valul dinapoia traversului, avnd la crm un timonier neexperimentat sau neatent, se poate constata urmtorul fenomen: poziia real a navei dup un anumit timp nu prezint o deriv sub vnt (cazul poziiei C, fig. 80), ci dimpotriv, punctul navei se afl n vntul drumului prin ap) de exemplu n C. Acest fapt este explicat prin tendina continu a navei de a intra n vnt i meninerea eronat aunui drum mediu la compas n vntul drumului compas ordonat (cruia i-ar corespunde un drum deasupra fundului AC; fenomenul se poate constata studiind diagrama trasorului de drum a compasului giroscopic i comparnd drumul compas nregistrat cu cel ordonat. Pe lng efectul de deriv provocat de vnt asupra operei moarte i a structurilor navei, precum i de aciunea valurilor, vntul de durat dintr-o

229

anumit zon maritim cauzeaz i un anumit curent la suprafaa mrii. Viteza acestui curent de suprafa este aproximativ 1/50 din viteza vntului; direcia lui la latitudini medii se stabilete dup urmtoarea regul cunoscut din hidrometeorologia nautic: stnd cu faa n vnt, direcia curentului este circa 400 la dreapta - n emisfera nordic i 400 la stnga, n emisfera sudic. O apreciere asupra unor asemenea cureni se poate face ns numai dac se cunosc condiiile meteorologice din zona n care se navig n ultimile 48 ore. VI.1.4.3. Corecia drumului navei pentru deriva de vnt Aciunea vntului i a valurilor asupra drumului i vitezei navei este un fenomen complex; ncercrile de a stabili pe cale analitic nite relaii matematice pentru corectarea elementelor de micare a navei funcie de aceast aciune nu au satisfcut cerinele practice ale navigaiei. A. Determinarea derivei de vnt () n practica navigaiei sunt folosite trei procedee pentru determinarea unghiului de deriv provocat de vnt i anume:

- prin apreciere; - prin msurarea unghiului dintre axa longitudinal i siajul navei; - prin determinarea succesiv a poziiei navei de observaii.

Determinarea unghiului de deriv prin apreciere. Navigatorul cu experien pe mare, care i studiaz cu atenie nava, comportarea ei n condiii de vnt i valuri, reuete s asigure aprecierea unghiului de deriv cu o precizie satisfctoare n navigaie. Aprecierea derivei de vnt are la baz urmtoarele elemente principale: - cunoaterea navei, a particularitilor ei constructive (forme, suprafaa velic i repartiia longitudinal a acesteia, vitez, calitile instalaiei de guvernare, stabilitatea la drum a navei n diferite aluri fa de vnt i val etc.); - cunoaterea condiiilor n care nava navig (pescaj, asiet - ca urmare a strii de ncrcare) i influena acestora asupra comportrii navei n diferite aluri fa de vnt i val; - fora i direcia vntului n raport cu axa longitudinal a navei i efectele acestora asupra comportrii navei;

230

- calitatea timonierilor i acurateea guvernrii navei, n condiii de vnt i valuri. Realizarea unor deprinderi satisfctoare n aprecierea unghiului de deriv provocat de vnt i valuri se obine printr-un exerciiu metodic i perseverent; verificarea eficienei acestei aprecieri se face prin determinarea poziiei navei cu observaii, de ndat ce condiiile de navigaie permit, i compararea punctului observat cu cel estimat. Determinarea unghiului de deriv prin msurarea unghiului dintre axa longitudinal i siajul navei. Unghiul de deriv () este reprezentat prin unghiul format ntre axa longitudinal, privind spre pupa i siajul navei. Pe timpul zilei acest unghi poate fi msurat cu ajutorul unei alidade montate la un cerc azimutal pe puntea de comand sau la compasul etalon. Alidada se orienteaz paralel cu siajul navei; unghiul de deriv se citete ca relevment pupa, babord sau tribord, ntre axa longitudinal a navei cu sensul spre pupa i direcia alidadei astfel orientat. Deoarece aseast operaiune se efectueaz n condiii de vnt i valuri, cnd nava are anumite abateri de la drum, se fac 3-4 msurtori consecutive; unghiul de deriv se determin ca medie aritmetic a msurtorilor efectuate. Operaiunea se execut cu uurin, ndeosebi la navele cu comanda instalat la castelul pupa. Direcia siajului este materializat de saula lochului mecanic, remorcat n pupa. Avnd lochul mecanic lsat la ap, operaiunea descris mai sus poate fi efectuat i pe timpul nopii, msurnd unghiul dintre axa longitudinal i direcia saulei, care se ilumineaz cu un proiector, n acest caz, alidada se orienteaz paralel cu direcia saulei lochului. Stabilirea unghiului de deriv prin determinarea succesiv a poziiei navei. Considerm c nava pleac din punctul A ntr-un drum compas corespunztor drumului adevrat egal cu unghiul NaAl, n condiii de vnt i valuri din babord (fig. 80) i dup anumite intervale de timp se determin punctele observate B i C. Unind punctele A, B i C se obine drumul navei deasupra fundului; direcia AL reprezint drumul navei prin ap. Unghiul LAC reprezint unghiul de deriv (). n continuarea navigaiei, drumul navei se corecteaz n funcie de unghiul de deriv astfel determinat.

231

Pentru a se putea trage concluzii certe privind drumul deasupra fundului este necesar s se determine cel puin trei puncte observate; dac condiiile de navigaie se menin aceleai i cele trei puncte sunt pe aceeai dreapt, direcia determinat reprezint drumul deasupra fundului. Acest procedeu constituie singura metod precis pentru determinarea derivei de vnt.

B. Relaiile pentru corecia drumului navei n funcie de deriva de vnt Din fig. 80 se observ c relaiile dintre drumul deasupra fundului (Df) ca direcie real de deplasare a navei ntre dou puncte de pe suprafaa Pmntului, deriva de vnt () i drumul prin ap reprezentat prin drumul adevrat (Da) n care trebuie s se menin axa longitudinal a navei, sunt urmtoarele: += DaDf (116) = DfDa (116) Relaiile se rezolv algebric, deriva de vnt () considerndu-se pozitiv dac nava este derivat la tribord (vntul i valul din babort) i negativ, dac nava este derivat la babord (vntul i valul din tribord). Astfel, inndu-se seama de formulele pentru convertirea drumurilor, relaiile complete pentru calculul drumului compas i al drumului deasupra fundului n condiiile existenei unei derive de vnt devin urmtoarele: ++=+++= cDcdDcDf (117) cDfdDfDc == (117) - navigaia dup compasul giroscopic: +++= gDgDf (118) gDfDg = (118) Exemplul 8. O nav trebuie s se deplaseze dintr-un punct A ntr-un punct B; drumul scos din hart (drumul deasupra fundului) ntre cele dou

232

puncte, Df = 330 latitudinea 500, viteza navei 16 Nd. Vntul de travers babord, fora 6; deriva de vnt = +30. Deviaia magnetic din tabla de deviaii: d1973 = +30.5. Compasul giroscopic fr corector automat de deviaie; eroarea constant A = -007. S se calculeze drumul la compasul magnetic i cel giroscopic. Rezolvare: A - Compas magnetic B - Compas giroscopic

= dDfDc gDfDg = Df = 330 Df = 330 Calculul g 0

0

303

=+=

Da 0

0

303

=+=

Da A = -00.7

5.265.3

0

0

=+=

Dmd 0

0

322

==

Dgg

0.23.1

0

0

==+

gg

5.240.2

0

0

=+=

Dc

Exemplul 9. O nav merge n Dc = 1150; Dg = 1160.5. Viteza navei 12 Nd. Vntul din tribord fora 7, deriva de vnt = -40. Deviaia magnetic din tabela de deviaii; d1973 = +50.6. Compasul giroscopic cu corector automat de deviaie; eroarea constant A = +00.5. Rezolvare: A - Compas magnetic B - Compas giroscopic

++= cDcDf gDgDf ++= Dc = 1150 Dg = 1160.5 Calculul g 0

0

1172

=+=+

Dac 0

0

1175.0

=+=+

Dag = -30.6

00

1134

==

Df 0

0

1134

==+

Df

0.26.5

0

0

+=+=+

cd

VI.1.5. Trasarea drumului navei innd seama de curba de giraie Realizarea unei navigaii estimate precise impune a se ine seama de curba de giraie la schimbrile de drum ale navei. Giraia navei este un fenomen complex; n cele ce urmeaz se menioneaz doar acele aspecte care prezint interes pentru rezolvarea problemelor de navigaie estimat.

233

VI.1.5.1. Giraia navei Considerm o nav mergnd n Da = 0 0 (fig. 81); n momentul n care ocup poziia A se comand punerea crmei de un anumit unghi la tribord. Dup manevrarea crmei din poziia zero la unghiul ordonat, datorit rezistenei opuse de pa crmei i a momentului de giraie creat, nava arat iniial tendina unei deplasri laterale la babord (n bordul opus punerii crmei) dup care ncepe s se ntoarc n bordul crmei, la tribord (momentul B). Deplasarea lateral n bordul crmei sub forma unei micri de translaie este de scurt durat i nu depete, de regul, limea navei. Intervalul de timp scurs ntre momentul iniierii manevrei crmei (A) i momentul cnd nava ncepe s gireze n bordul punerii crmei se numete faza iniial a giraiei. Durata acestei faze nu depete de regul 15 secunde, care reprezint i timpul maxim admis pentru manevra crmei din poziia zero la banda tribord sau babord, stabilit prin normele Registrului Naval Romn. Desigur c, pe lng parametrii constructivi ai instalaiei de guvernare, durata fazei iniiale a giraiei este influenat i de rapiditatea cu care timonierul execut manevra crmei. Prin urmare, spaiul AB depinde de viteza navei i durata fazei, iniiale. Din poziia B, micarea navei pe curba de giraie intr n faza de evoluie, care ia sfrit dup ce nava efectueaz o ntoarcere de aproximativ 1200 fa de drumul iniial. Curba descris de centrul de greutate al navei n aceast faz ia forma aproximativ a unei spirale logaritmice. Axa longitudinal a navei formeaz cu tangenta la curba de giraie n centrul de greutate (poziia C) un anumit unghi denumit unghi de deviaie (). n

Fig. 81

234

faza de evoluie, unghiul de derivaie crete i odat cu el i rezistena apei la naintare; acest fapt determin reducerea progresiv a vitezei navei. Dup terminarea fazei de evoluie nava intr n faza de giraie, n care curba de giraie ia forma aproximativ a unui cerc. Unghiul de deviaie se menine acelai i viteza navei este aproximativ constant, reprezentnd 30-40% din viteza iniial. Forma curbei de giraie descris este considerat pentru condiii de calm, n ape fr cureni; vntul, valurile i curentul pot influena considerabil comportarea navei i forma curbei de giraie. Elementele principale ale giraiei pentru un anumit unghi de crm i o anumit vitez a navei sunt: diametrul giraiei i durata giraiei. Diametrul giraiei (Dg) este distana msurat pe normala la drumul iniial, ntre acest drum i direcia determinat de axa longitudinal a navei dup o ntoarcere de 1800 (poziia E). Diametrul curbei de giraiei din faza de giraie se numete diametrul final al giraiei (Dg); diametrul giraiei este mai mare dect diametrul final al giraiei cu 10-20%. Jumtatea diametrului giraiei este raza giraiei (r). Pentru rezolvarea problemelor de navigaie estimat intereseaz diametrul giraiei, deoarece n mod normal orice ntoarcere pentru luarea unui nou drum este mai mic de 1800. La aceeai vitez a navei, diametrul giraiei variaz invers proporional cu unghiul de crm. La navele cu o singur elice, cum este cazul navelor maritime de transport i pescuit, diametrul de giranie din bordul opus pasului elicii, datorit faptului c efectul evolutiv al elicii se nsumeaz cu efectul crmei; la aceste nave, elicea avnd n mod normal pas dreapta, diametrul giraiei la babord este deci mai mic dect diametrul giraiei la tribord. Durata giraiei se consider egal cu timpul necesar navei ca s efectueze o ntoarcere de 1800. nainte de a trece s analizm, modul n care se ine seama de giraia navei n navigaia estimat, se impune s definim mai nti o serie de termeni care vor fi folosii. Pentru aceasta, considerm o nav care merge n drumul Di; n punctul A se pune crma de un anumit unghi la tribord pentru a ntoarce n drum Dn (fig. 82). n punctul A se iniiaz deci manevra crmei la tribord, dup care nava intr n giraie descriind curba AB, iar n punctul B se ia noul drum Dn.

235

Poziia A n care se iniiaz manevra crmei este denumit punct iniial al giraiei; poziia B n care nava termin ntoarcerea i se afl cu axa longitudinal n noul drum se numete punct final al giraiei. Spaiul AC msurat pe direcia drumului iniial (Di), ntre punctul iniial al giraiei A i piciorul perpendicularei C cobort din punctul final al giraiei B se numete avansul pe drumul iniial sau avans. Distana CB, msurat pe perpendiculara la drumul iniial din punctul C pn n punctul final al giraiei (B) se numete abatere lateral. La navele maritime comerciale, elementele giraiei se determin cu ocazia probelor de mare efectuate dup terminarea construciei navei, prin aa-numita prob de giraie. Proba de giraie se execut n condiii de vnt pn la fora 4, cu maina n alura de vitez continu de serviciu (maina de drum), cu crma banda; proba se efectueaz succesiv, n ambele borduri. Curba de giraie se determin prin procedee de navigaie; pe timpul probei se stabilesc urmtoarele date, necesare determinrii elementelor giraiei:

- drumul iniial. n momentul nceperii probei (iniierea manevrei crmei) se pornete un secundometru;

- msurarea elementelor de observaie (relevmente, distane, unghiuri orizontale), funcie de procedeul folosit, necesare ulterior pentru trasarea curbei de giraie;

- durata giraiei fa de momentul iniial, la anumite unghiuri de ntoarcere;

Fig. 82

236

- numrul de rotaii ale elicii n punctul iniial al giraiei i la terminarea probei;

- unghiul de crm; - nclinarea navei n timpul probei.

VI.1.5.2. Trasarea drumului navei innd seama de curba de giraie inerea la zi a unei estime grafice precise, n condiii n care se execut schimbri dese de drum, la distane relativ reduse (cazul navigaiei prin strmtori, n zone cu pericole de navigaie etc.), impune ca la trasarea drumului navei s se in seama de curba de giraie. Navigaia estimat n asemenea condiii se execut pe hri la scar mare. Avnd de exemplu de urmat drumurile D1, D2, D3, n care se parcurg distanele m1, m2, m3, fig. 83 ilustreaz eroarea care se genereaz n inerea estimei grafice atunci cnd nu se ine seama de curba de giraie (drumurile D2 i D3 trasate punctat) n acest caz, eroarea este prezentat prin spaiul Z3Z3. La bordul navelor maritime comerciale, trasarea drumului navei innd seama de curba de giraie se rezolv prin dou procedee:

- trasarea noului drum folosind avansul i deplasarea lateral; - trasarea noului drum considernd curba de giraie de forma unui

cerc. A. Trasarea drumului navei folosind avansul i abaterea lateral Considerm o nav care merge n drumul Di i trebuie s ntoarc la tribord pentru a lua drumul Dn. Trasarea noului drum (Dn), innd seama de curba de giraie a navei, se rezolv pe hart astfel: - se determin poziia estimat A pe drumul iniial, pentru momentul iniial al giraiei;

Fig. 83

237

- de determin punctul C, pe drumul iniial, aflat la o distan n prova egal cu avansul (scos din tabela cu elementele giraiei navei, funcie de unghiul de ntoarcere); - se ridic perpendiculara din C n sensul giraiei (la tribord), pe care se msoar abaterea lateral (scoas de asemenea din tabela cu elementele giraiei). Se obine punctul final al giraiei B; - prin punctul final al giraiei, B, se traseaz noul drum al navei Dn. Dac unghiul de ntoarcere este diferit de valorile menionate n tabela cu elementele giraiei, avansul i abaterea lateral se stabilesc prin interpolare. n momentul n care nava termin giraia i se afl n noul drum Dn, se citesc ora i locul, care se noteaz pe hart n dreptul punctului final al giraiei B; n continuare, estima se ine la zi n raport cu acest punct. Exemplul 10. Nava Bucegi merge n Da = 1650, viteza 16.0 Nd. La ora 08.12, cl1 = 84.6 Mm, se ordon crma banda babord i luarea Da = 300. n momentul cnd nava se afl n noul drum (300), ora bordului este 08.14, cl2 = 85.1 Mm. Se cere trasarea noului drum innd seama de curba de giraie. Rezolvare: (fig. 84) - se determin punctul estimat la ora 08.12, pe hart, n modul cunoscut; - se scoate avansul din tabela cu elementele giraiei la babord pentru unghiul de ntoarcere executat = 1650 300 = 1350. Avansul pentru unghiul de ntoarcere 1350 este 511m = 2.8 cabluri. Se msoar avansul (=2.8 cabluri) pe drumul iniial i se obine punctul C; Fig. 84

238

- se ridic perpendiculara din C, la babord; - se scoate din tabela cu elementele giraiei la babord, abaterea lateral pentru unghiul de ntoarcere de 1350. Abaterea lateral = 565 m = 2.8 cabluri; - se msoar abaterea lateral pe perpendiculara ridicat din C i se obine punctul final al giraiei, care reprezint punctul estimat al navei pentru ora 08.14. prin acest punct se traseaz noul drum al navei (300).

B. Trasarea drumului navei considernd curba de giraie de forma unui cerc Presupunem situaia menionat mai sus: nava merge n drumul Di, ncepe manevra de giraie la tribord n punctul A i ntoarce n drumul Dn. Considernd curba de giraie de forma unui cerc (denumit cerc de giraie), noul drum se poate trasa astfel: - din punctul iniial al giraiei A, se ridic o perpendicular n sensul ntoarcerii (la tribord); - din A, se msoar pe perpendiculara ridicat un segment egal cu raza

de giraie

=2

Dgr obinndu-se astfel centrul cercului de giraie O;

- cu centrul n O i cu raza r se traseaz cercul de giraie. Noul drum Dn se traseaz ca tangent la cercul de giraie. Punctul de tangent B se consider punctul final al giraiei, n raport de care se ine estima pe noul drum. Aproximaia procedeului deriv din nlocuirea curbei de giraie AB cu arcul de cerc AB; spaiul BBreprezint msura aproximaiei generat din aceast substituire. Procedul are o lung utilizare la bordul navelor maritime comerciale. Pentru edificare, considerm exemplul 10 de mai sus, care se cere a fi rezolvat prin procedeul enunat. Rezolvare: (fig.85) - se determin punctul estimat al navei la ora 08.12, pe drumul iniial;

Fig. 85

239

- se ridic perpendiculara din punctul iniial al giraiei (08.12), la babord, pe care se msoar un segment egal cu raza de giraie a navei Bucegi,

7.12383 ==r cabluri, obinnd astfel centrul cercului n O;

- se traseaz cercul de giraie cu centrul n O i raza r = 1.7 cabluri; - se traseaz noul drum Da = 300, tangent la cercul de giraie. Punctul de tangen reprezint punctul final al giraiei, deci punctul estimat la ora 08.14.

VI.1.5.3. Determinarea momentului nceperii giraiei pentru a lua un anumit drum pe o direcie determinat

Navigaia n zone cu pericole hidrografice se execut pe anumite drumuri (drumuri obligatorii), determinate fie printr-un balizaj special (aliniamente, geamanduri etc.), fie printr-un control riguros cu observaii la reperele de navigaie. Cnd se vine de la larg, intrarea ntr-un asemenea drum obligatoriu trebuie fcut cu mult atenie. Dup ce ne-am convins c nava se afl pe drumul trasat pe hart, prin determinarea repetat a poziiei cu observaii, momentul nceperii giraiei se controleaz printr-un relevment la un obiect de la coast, aflat ct mai aproape de traversul navei. Considerm o nav care merge n drumul Di (fig.86) i trebuie s ntoarc la tribord pentru a intra i apoi a naviga n drumul Dn, determinat de aliniamentul format de obiectele M i N; raza de giraie este r. Se cere s se determine punctul n care nava trebuie s nceap ntoarcerea i relevmentul n care obiectul M, n momentul n care trebuie iniiat manevra crmei. Problema se rezolv astfel: - se traseaz direcia determinat de aliniamentul MN, spre larg, obinndu-se astfel drumul Dn; - la o distan egal cu raza giraiei r se traseaz paralele la drumul iniial i la noul drum, n bordul ntoarcerii (la tribord). Punctul de intersecie O al celor dou paralele reprezint centrul cercului de giraie; - cu o deschiztur de compas egal cu raza giraiei r i cu centrul b O, se traseaz curba de giraie. Punctele de tangen, respectiv picioarele perpendicularelor coborte din O pe drumul iniial i pe noul drum, reprezint punctul iniial al vibraiei (A) i punctul final al giraiei (B);

240

- se unete punctul iniial al

giraiei A cu obiectul M i se obine relevmentul adevrat Ra, n care se va vedea M n momentul n care trebuie s nceap ntoarcerea.

n momentul n care obiectul M se vede n relevmentul Ra, astfel determinat, se iniiaz manevra de giraie la tribord; cnd nava ajunge n punctul B, se afl n drumul Dn, cu prova pe aliniamentul MN.

VI.1.6. Precizia estimei grafice Precizia punctului estimat al navei este n funcie de precizia cu care se stabilesc cele dou elemente de baz ale estimei: drumul deasupra fundului i distana parcurs; aceste elemente sunt ns afectate de o serie de erori, care se transmit n determinarea poziiei navei. Aceste erori sunt generate n principal de imperfeciunea instrumentelor folosite pentru determinarea drumului i distanei parcurse, de abaterile de la drumul n care nava trebuie guvernat i de condiiile hidrometeorologice de navigaie. Erorile n corecia compasului afecteaz precizia drumului navei. n cazul folosirii comapsului magnetic, deviaia magnetic, n condiii favorabile, se consider c se cunoate la precizie 00.5; aproximaia n stabilirea declinaiei magnetice se poate aprecia aceeai, de 00.5. Rezult c, precizia drumului poate fi considerat de 10; eroarea poate fi ns apreciabil mai mare, din diferite cauze: ncrctura de mrfuri cu influene magnetice, anomalii magnetice etc. Compasul giroscopic ofer o precizie superioar; la latitudini medii i n condiii favorabile de navigaie, eroarea compasului giroscopic poate fi considerat n limitele de 00.5. Eliminm ns din consideraiile noastre erorile grosiere posibile n indicaiile compasului giroscopic, cauzate de defeciuni tehnice de funcionare, prin scoaterea acestuia din meridian; asemenea erori pot

Fig. 86

241

fi cu uurin identificate, innd seama c guvernarea navei se asigur printr-o comparaie atent a indicaiilor compasului giroscopic cu ale celui magnetic. Acurateea cu care se asigur guvernarea navei are o influen deosebit de important pentru precizia estimei. n condiii normale de navigaie, la o nav stabil la drum i cu un timonier experimentat la crm, guvernarea se asigur la o precizie de 00.5, dup compasul giroscopic i de 10, dup compasul magnetic. La aceeai nav, cu acelai timonier, abaterile de la drum (ambardeele) pot atinge valori de 20-30 i chiar mai mult n condiii de vreme rea. Dac aceste abateri de la drum sunt uniform distribuite n borduri, ceea ce constituie cazul cel mai favorabil, nu se provoac erori n drumul navei, ci numai n distana parcurs; n acest caz, distana indicat de loch este mai mare dect cea real parcurs pe drumul n care se navig. Pilotul automat aduce servicii preioase pentru guvernarea navei i, implicit, pentru creterea preciziei estimei. Deriva de vnt are influen att asupra preciziei drumului navei, ct i a distanei parcurse. Cnd unghiul de deriv se stabilete pe baz de apreciere, aproximaia care se introduce n calculul drumului este dependent n cea mai mare msur de experiena navigatorului; o estimare a erorilor probabile n aceast situaie este foarte greu de fcut. n orice caz, n condiii de vnt puternic i mare montat, eroarea poate atinge valori considerabile. n condiii de vnt, ndeosebi n alura cu vnt din apropierea traversului i dinapoia traversului, navele fiind n general ardente, i manifest tendina de a intra n vnt. n asemenea condiii, funcie de experiena i atenia timonierilor n guvernarea navei, deriva de vnt poate fi parial sau total compensat; mai mult chiar, este posibil ca eroarea de drum s rezulte n vntul drumului trasat pe hart i nu sub vnt, aa cum ar fi n mod normal de ateptat. Deriva de curent, de asemenea, influeneaz ambele elemente de baz ale estimei, att drumul ct i distana parcurs. Aproximaia introdus n estima grafic este funcie de precizia cu care se cunosc elementele curentului, folosite n calculul pentru determinarea drumului i vitezei navei deasupra fundului. Elementele curenilor permaneni sau de mare, coninute n diferite documente nautice pentru uzul navigaiei reprezint valori medii, stabilite pe

242

baza unor observaii fcute n timp; condiiile cocrete n timpul n care nava traverseaz zona respectiv pot fi ns diferite, sub influena anumitor factori. Aproximaii n determinarea drumului i a vitezei deasupra fundului pot fi introduse i n cazul n care elementele curentului sunt determinate prin observaii proprii, ndeosebi n zona costier; este posibil ca elementele curentului din zona traversat, n care s-au fcut observaiile pentru determinarea acestora, s fie diferite fa de elementele curentului din zona n care urmeaz s se continue navigaia, sub influena configuraiei coastei sau a altor factori locali. Indicaiile lochului pentru determinarea distanei parcurse, n condiii normale de navigaie, pot fi afectate de rori pn la 3%. Limitele erorii pot crete considerabil n condiii de mare montat. Precizia estimei grafice este afectat i de acurateea lucrului pe hart. Aproximaiile introduse n acest domeniu sunt determinate de: imperfeciunea instrumentelor de msurare a drumului (echere raportoare i linii paralele), care pot cauza erori medii de 00.2; imperfeciunea ghearei de compas pentru msurarea distanelor, capabil s determine erori mai mari sau mai mici, funcie de scara hrii i lungimea grafic de msurat; imperfeciunea hrii, cauzat de deformaii ale hrtiei (ndoituri, umezire etc.) sau de aproximaii n ntocmire. Un alt factor important care condiioneaz precizia estimei grafie este scara hrii; cu ct scara hrii este mai mare, cu att erorile sunt introduse n poziia estimat a navei sunt mai reduse. nsumarea acestor cauze conduce n final la anumite erori n calculul drumului deasupra fundului i al distanei parcurse, folosite la determinarea punctului estimat. Eroarea punctului estimat, funcie de erorile n drum i distan, cresc proporional cu distana parcurs. Pentru a vedea care este eroarea probabil a punctului estimat cauzat de erorile maxime probabile n drumul navei i n distana parcurs, considerm o nav care pleac din punctul A n drumul D (unghiul NaAF); ar urma deci ca nava s se deplaseze pe o direcie deasupra fundului AF (fig. 87). Presupunem c drumul navei poate fi afectat de o eroare maxim probabil de mrimea 0D; drumul probabil al navei deasupra fundului n acest caz este cuprins ntre direciile AF(D1 = D - 0D) i AF(D2 = D + 0D).

243

Dac distana parcurs de nav la un moment dat este egal cu m, poziia probabil a navei se afl pe arcul BC, avnd centrul n A i raza m, delimitat prin interseciile cu direciile AF i AF; dac drumul navei nu ar fi afectat de eroarea 0D, poziia estimat a navei n momentul considerat ar fi Z. Eroarea

}

== ZCBZED , n mile marine, determinat de eroarea n

drumul navei 0D, n grade, la distana parcurs m este exprimat de relaia:

( )3.570

0 mMmE DD = (119) Eroarea n drum 0D,

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Eroarea ED (n Mm)

1.7 3.5 5.2 7.0 8.7 10.5 12.3 14.0 15.8 17.6 19.4 21.2

La distana parcurs m de 100 Mm i valori ale erorii n drum 0D de la 1-120 eroarea liniar ED corespunztoare, n mile marine, este dat de urmtoarea tabel: Eroarea ED poate fi practic considerat ca abaterea lateral, n mile marine, msurat pe normala la drumul navei. i deoarece toate aceste calcule se bazeaz pe nite aproximaii, relaia (119) poate fi nlocuit prin formula aproximativ:

Fig. 87

244

( ) 00 60mMmE DD = (120)

Formula (120), folosit n practica navigaiei, arat c o eroare n drumul navei de 10 la distana parcurs de 60 Mm, cauzeaz o abatere lateral de 1 Mm. Considernd o eroare n distana indicat de loch 1 (n procente), eroarea n distana parcurs Em este dat de relaia:

1001mmE = (121)

Dac Em reprezint eroarea maxim probabil n distana parcurs m, iar eroarea n drum se consider zero, poziia estimat probabil a navei se afl pe segmentul GH; cu acest segment se determin msurnd eroarea maxim probabil Em n sensul drumului deasupra fundului AF i n sens opus, cu originea n punctul estimat Z. Presupunnd eroarea maxim probabil n drumul navei ED, iar n distana parcurs Em, poziia probabil a navei se af ntr-un punct al sectorului de coroan circular MNLI; arcele MN i IL se obin prin intersectarea direciilor AF i AF cu arcele de cerc de raz m+Em, respectiv m - Em i cu centrul n A. Eroarea maxim probabil Emax. a punctului estimat al navei, n mile marine, n condiiile admise, este exprimat de distana maxim n raport cu punctul Z, reprezentat prin segmentul ZM = ZN; segmentul ZM se poate obine din triunghiul AMZ, aplicnd teorema cosinusului: DeAMAZAMAZZM 0222 cos2 += (122) unde: mAZ = i EmmAM += Exemplul 11. Nava navig n Da = 850, distana parcurs m = 100 Mm. Se navig n condiii de mare montat, vnt din prova tribord 300, fora 8. Eroarea maxim probabil n drumul navei 0D = 30 ; Eroarea probabil a

245

lochului 1 = 50. Se cere s se determine eroarea maxim probabil (E max) a punctului estimat al navei. Rezolvare: E max2 = 1002 + 1052 2 x 100 x 105 x cos 30 = 7.33 Mm Rezult c, la valorile maxime admise pentru erorile probabile n drumul navei i n distana parcurs, eroarea maxim probabil n punctul estimat al navei este de 7.33 Mm. n practica navigaie, pentru determinarea suprafeei probabile n interiorul creia se poate considera punctul estimat al navei, fa erorile maxime probabile admise, n funcie de condiiile existente, se folosesc dou procedee: - prin construcia grafic, pe hart, a sectorului de coroan circular MNLI, n modul indicat mai sus; - se determin punctul estimat Z i se calculeaz eroarea maxim probabil (E max) a punctului estimat (formula 122). Cu centrul n Z, se traseaz un cerc cu o raz egal cu Emax; acest cerc este denumit cercul erorilor estimei sau cercul de incertitudine al estimei. Poziia estimat probabil a navei, prin acest procedeu, se consider ntr-un punct al suprafeei nchese n acest cerc. Dotarea navelor maritime cu compasuri giroscopice, cu pilot automat pentru guvernarea navei i cu lochuri hidrodinamice, creeaz condiii pentru mrirea evident a preciziei navigaiei estimate; utilizarea la bord asigur posibilitatea determinrii mai precise a drumului i vitezei deasupra fundului. Experiena arat c, la navele maritime comerciale de curs dotate cu

ac 401 este aaparate, eroarea maxim probabil (E max) a punctului estimat nu

depete mrimea de din distana parcurs - n condiii normale de navigaie i

de 201 din aceast distan, n condiii de vreme rea. La navele maritime de

tonaj mic i mijlociu, cu vitez redus, la care guvernarea este asigurat dup compasul magnetic, precizia estimei este redus n cele mai frecvente cazuri la

jumtate: raza cercului de incertitudine (=E max) poate atinge valoarea de 201

246

din distana parcurs, n condiii de navigaie i 101 din aceast distan pe

vreme rea. Din cele artate mai sus se conclude c punctul estimat, n practica navigaiei, este condiionat n principal de patru factori: experiena navigatorului fundamentat pe cunoaterea bazelor teoretice ale navigaiei estimate i atenia depus n inerea la zi a estimei; precizia indicaiilor compasurilor i lochurilor de la bord; acurateea guvernrii navei; condiiile hidrometeorologice de navigaie. Marea art a navigatorului, nscut din studiul bazelor teoretice ale navigaiei estimate i din experiena pe mare, se manifest prin logica gndirii i interpretrii situaiei de navigaie, care trebuie s conduc la deducerea poziiei celei mai probabile n interiorul suprafeei erorilor estimei i la luarea celor mai indicate msuri pentru conducerea navei, fa de condiiile existente n situaii incerte, hotrrile trebuie s fie nsoite de un curaj rezonabil, fundamentat pe o gndire profund a situaiei, meninnd treaz n memorie faptul c, n navigaie, sigurana trebuie s primeze! VI.1.7. Estima grafic n navigaia oceanic Precizia punctului estimat depinde ntr-o msur apreciabil i de scara hrii pe care se rezolv problemele navigaiei estimate, de mrimea grafic a minutului de latitudine credscnd, folosit ca unitate de msur pentru msurarea distanei parcurse de nav. Desigur, precizia lucrului pe hart crete cu ct scara hrii este mai mare. Hrile oceanice sunt hri care reprezint suprafee ntinse ale Pmntului, redate la scar mic, utile doar pentru studiul drumului n executarea traversadelor; problemele estimei grafice i ale navigaiei n general (trasarea dreptelor de nlime n navigaia astronomic etc.) nu pot fi rezolvate cu o precizie satisfctoatre pe asemenea hri. Zona costier ns, care delimiteaz zona oceanic, este reprezentat n toate cazurile pe hri costiere i de drum, la o scar ce satisface cerinele estimei grafice. Reeaua cartografic i scara grafic a latitudinilor crescnde a acestor hri costiere, reprezentnd zona costier limitrof celei oceanice

247

cuprinse ntre aceleai paralele, poate fi folosit pentru estima grafic la larg, modificnd n mod corespunztor doar longitudinile; pe harta oceanic, se traseaz numai drumul de urmat i se pun poziiile intermediare limit de pe hrile costiere folosite, indicnd data, ora i citirea la loch, pentru a evidenia astfel poziia geografic a navei pe timpul traversadei. n vederea elucidrii acestui sistem de lucru pe hart folosit n practica navigaiei oceanice, considerm c nava are de executat traversada din punctul A (A; A) n B (B; B); zona oceanic de traversat este reprezentat prin harta oceanic H1 (fig. 88 a), delimitat prin paralele de latitudine 0 i 3. Zona costier, parte de vest, cuprins ntre paralele 2 la 3 i 1 la 2 este reprezentat pe hrile costiere H2 i respectiv H3 (fig. 88 b i 88c).

Fig. 88 a

Fig. 88 b

248

Lucrul pe hart pentru inerea la zi a estimei grafice pe timpul traversadei se execut astfel: - pe harta oceanic H1, se unete punctul A cu B i se determin drumul navei Da i distana de parcurs m. Pentru verificarea preciziei, dat fiind scara mic a hrii, aceste elemente pot fi determinate folosind procedeul estimei prin calcul. Dup cum se vede n fig. 88, estima grafic pentru traversada din A n B poate fi inut pe hrile costiere H2 i H3, latitudinile celor dou puncte (A i B) fiind cuprinse ntre latitudinile limit ale celor dou hri costiere (1 i 3). - se trece punctul A pe harta H2 i se traseaz drumul Da pn la intersecia meridianului limit spre est, reprezentat n reeaua cartografic a hrii, obinnd astfel punctul intermediar Z1 de longitudine Z1. Estima grafic din punctul A n Z1, pe harta H2, se rezolv n mod normal (fig. 88 b); - pentru a folosi n continuare scara grafic a latitudinilor crescnde i reeaua cartografic a hrii H2, punctul Z1 se transleaz spre vest. Punctul Z1 se fixeaz la intersecia dintre paralelul punctului Z1, notat prin Z1, cu meridianul limit dinspre vest, reprezentat n reeaua cartografic a hrii H2. n acest mod, meridianului limit dinspre vest al hrii H2 i se atribuie longitudinea Z1; folosirea reelei cartogafice, n vederea continurii inerii estimei grafice pe harta H2 impune modificarea longitudinilor celorlalte meridiane reprezentate, lund ca baz longitudinea Z1, a meridianului limit dinspre vst, devenit astfel meridian al punctului intermediar Z1;

Fig. 88 c

249

- prin punctul Z1, plasat n noua reea a meridianelor, se traseaz drumul Da pn la intersecia paralelului limit 2 al hrii H2, obinnd astfel punctul intermediar Z2, de latitudine 2 i longitudine Z2; - cnd nava ajunge n Z2, punctul respectiv se trece pe harta H3 (fig. 88-c), modificnd n mod corespunztor longitudinile meridianelor reprezentate, funcie de longitudinea Z2. Operaiunea se repet pn cnd nava ajunge n punctul de sosire B. - n scopul meninerii unei imagini clare asupra poziiei geografice a navei, n cursul traversadei, pe harta ocenic H1 se indic data, ora i citirea la loch pentru momentele cnd nava se afl estimat n punctele intermediare Z1, Z2, Z3, precum i poziiile zilnice de la ora 12.00. n practic navigaiei oceanice, situaiile care se pot ivi sunt foarte variate, principiul de lucru este ns acelai; astfel, n cele mai dese cazuri, la traversade oceanice se folosesc hrile costiere att n zona punctului de plecare, ct i a celui de sosire. Sistemul de lucru este simplu i d rezultate bune n navigaie, crend posibilitatea aplicrii procedeului estimei grafice n locul estimei prin calcul, cu mult mai comod i cu mult mai puine surse de erori. Se recomand nc o precauie: transpunerea punctelor intermediare ale drumului (Z1, Z2 etc.) i modificarea reelei longitudinilor trebuie s fie efectuate cu atenie de ctre o singur person, cel mai indicat fiind comandantul navei.

VI.1.8. Indicaii practice pentru conducerea navei n condiii n care navigaia se ine la zi pe baza estimei

VI.1.8.1. inerea la zi a estimei Prin inerea la zi a estimei se nelege activitatea de determinare a poziiei a navei i a drumului de urmat pe baza procedeelor navigaiei estimate, tratate mai sus. nainte de plecarea navei din port sau nainte de a intra ntr-o nou zon, n navigaia la distane mari, se procedeaz la trasarea drumului pe care nava trebuie s-l urmeze. Trasarea drumului se efectueaz pe baza unui studiu amnunit al particularitilor de navigaie ale zonei de trasat, folosind documentaia nautic existent: hri, cri pilot, atlase de cureni etc.

250

Datorita ofierilor de cart de la bord, pe timpul navigaiei, este de a menine nava pe drumul trasat pe hart de ctre comandant. Pe timpul cartului su, ofierul de cart face corecia drumului compas pentru deriva de vnt sau de curent, atunci cnd situaia impune, astfel ca nava s fie meninut continuu pe drumul trasat, informndu-l pe comandant. Guvernarea navei se asigur dup compasul giroscopic, comparndu-i continuu indiciile cu acelea ale compasului magnetic. La ordonarea unui nou drum compas, pe timpul giraiei, timonierul raporteaz cu glas tare capurile de compas din 100 n 100, prin care nava trece; cnd nava ajunge la drumul ordonat, el raporteaz la drum grade!, la care cel care conduce manevra (comandantul sau ofierul de cart) confirm prin drept aa!. Noul drum compas, giroscopic i magnetic, se verific prin comparaie imediat dup schimbarea drumului. Ofierul de cart verific continuu drumul compas inut de timonieri i modul n care se asigur guvernarea navei, ndeosebi n condiii de vreme rea. Timonierul raporteaz imediat ofierului de cart dac indicaiile compasului magnetic nu mai corespund cu acelea ale compasului giroscopic, pentru verificarea cauzelor. La navele cu doi timonieri n cart, predarea crmei n timpul cartului (din or n or), ntre acetia, se face n prezena ofierului de cart, care trebuie s se conving de preluarea corect a drumului compas, de ctre noul timonier. Predarea crmei la schimbarea cartului ntre timonieri se face n prezena ofierilor de cart (cel care pred i cel care preia noul cart), n scopul verificrii corectitudinii transmiterii drumului compas n care nava trebuie guvernat. Comandantul navei, ofierii de cart care concur la conducerea navei, i timonierii, cu sarcina guvernrii ei, trebuie s fie permanent contient de faptul c asigurarea conducerii navei ntr-un drum corect (trasarea pe hart, calculul lui, cu meninerea cu atenie n guvernarea navei etc.), constituie o activitate de importan vital n navigaie; nerespectarea acestei precauii eseniale a condus la sinistre maritime sau avarii grave. La bordul navelor maritime, viteza cu care se navig este aceea care corespunde numrului de rotaii ale elicei la puterea maxim de serviciu a

251

mainii principale; excepii fac situaiile cnd se impun sosiri n anumite puncte la ore determinate i n condiii de vizibilitate redus sau de mare montat. Toate datele care intereseaz inerea la zi a estimei i conducerea navei, n general, se nscriu n jurnalul de bord. Pe pagina din stnga a acestuia, la fiecare or a bordului, se nscriu:

- direcia i fora vntului; - drumul compas (Dg/Dc), corecia compasului (g/c), deriva (de

vnt, de curent) i drumul adevrat corespunztor; - citirea la loch i distana parcurs (corectat n funcie de factorul

de corecie al lochului); - rotaii /minut ale mainii principale.

Tot pe pagina din stnga se mai nscriu: - poziia navei la or 12.00 (prin latitudine i longitudine); - observaii hidrometeorologice pe timpul cartului: starea

armosferic, starea mrii i nebulozitatea; - relevmente ale punctelor n vedere i ale farurilor.

Pe pagina din dreapta jurnalului de bord se nscriu datele importante ale cartului executat: evenimente la bord, schimbri de drum, nave n vedere, observaii care intereseaz navigaia, punctul estimat n care s-a predat cartul. Toto pe pagina din dreapta se nscriu: observaiile i ordinele comandantului. Jurnalul de bord, n navigaie, se scrie de ctre ofierul de cart, care l semneaz la teminarea cartului. VI.1.8.2. Msuri necesare pentru ridicarea preciziei estimei Din cele artate mai sus rezult c la bordul unei nave, precizia estimei este funcie de: precizia indicaiilor de drum i de distana parcurs ale compasurilor i respectiv lochurilor; acurateea guvernrii navei n drumul compas ordonat; competena comandantului i a ofierilor de cart n determinarea corect a drumului i a distanei parcurse n intervalul de timp considerat, n funcie de calitile nautice ale navei i de condiiile de navigaie.

A. Msuri privind precizia indicaiilor compasurilor i a lochurilor de la bord

n perioada de construcie trebuie acordat o deosebit atenie pentru dotarea navei cu compasuri i cu lochuri de calitate i performane superioare, tiind c acestea constituie aparatura de navigaie de baz n conducerea navei.

252

Pe timpul exploatrii navei, trebuie asigurat o ntreinere atent, conform indicaiilor din cartea instalaiilor respective, ceea ce presupune o temeinic cunoatere a lor de ctre personalul de la bord. Corecia compasului giroscopic trebuie determinat prin procedeele de navigaie cele mai precise i verificat pe timpul navigaiei de ctre ofierii de cart, de cte ori condiiile permit. Compasurile magnetice (sau compasul magnetic cu reflexie) trebuie compensate de persoane autoizate, de cte ori situaia impune (cnd deviaiile compasului etalon depesc 30, iar cele ale compsului de drum 50); determinarea complet a deviaiilor se execut de ctre comandantul navei, cnd deviaiile magnetice observate prezint diferene mai mari de 00.5 fa de cele coninute n tabela de deviaii. Determinarea deviaiilor se efectueaz, de asemenea, dup orice ncrcare sau descrcare de mrfuri cu proprieti magnetice. n navigaie, ofierul de cart este obligat s efectueze cel puin un control al coreciei compasurilor de la bord, pe timpul cartului su. Factorul de corecie al lochului trebuie verificat pe timpul navigaiei de cte ori condiiile permit; verificarea lui pe distane mari, la traversade, d indicaii valoroase.

B. Msuri privind guvernarea navei Guvernarea corect a navei de ctre timonieri, n diferite condiii de navigaie, este o art care se nva printr-un exerciiu metodic i perseverent, sub ndrumarea i supravegherea ofierilor de cart. La o nav stabil la drum, cum este cazul n general la navele maritime, acurateea guvernrii se exprim prin abateri minime de la drumul compas, folosind unghiuri minime de crm. Chiar i n condiii de vreme rea, un timonier experimentat reuete s gseasc o anumit poziie de echilibru a crmei, funcie de vnt i val i s asigure meninerea navei la drum evitnd o acionare continu, cu unghiuri excesive de crm; o acionare continu a crmei cu unghiuri de crm mari provoac instabilitatea la drum a navei i reducerea vitezei, constituind un indiciu c timonierul respectiv nu posed arta specialitii lui; o acionare exagerat a crmei provoac totodat o suprasolicitare nejustificat a ntregii instalaii de guvernare. Considernd c este vorba de oameni cu aptitudini normale pentru aceast frumoas specialitate de la bordul navei, valoarea profesional a

253

timonierilor n guvernarea navei oglindete n mare msur preocuparea comandantului i a ofierilor de cart de a-i insrtui. Timonierii tebuie s cunoasc temeinic instalaia de guvernare a navei i modul de acionare a crmei, n diferite condiii de navigaie i regulile de baz n exploatarea compasurilor de la bord, n msura n care intereseaz inerea unui anumit drum compas i identificarea unei defeci