Navigatia estimata

NAVIGATIA ESTIMATA

Navigatia estimata presupune determinarea pozitiei navei cunoscand coordonatele punctului de plecare, drumul urmat dat de compas si distanta parcursa, data de loch.

Problemele de estima se rezolva cel mai des grafic, pe harta de navigatie. Atunci cand distanta parcursa nu permite rezolvarea grafica pe o harta la o scara corespunzatoare unei bune precizii, rezolvarea problemelor de estima se face prin calcul.

Putem observa doua tipuri de probleme de estima numite in general problema directa si problema inversa.

Problema directa

Se cunosc:

coordonatele punctului de plecare    (j_A l_A

drumul urmat de nava intre punctele A si B    (Da)

distanta dintre punctul de plecare (A)  si cel de sosire(B) (m)

Se determina:

coordonatele punctului de sosire  (j_B l_B

Problema inversa

Se cunosc:

coordonatele punctului de plecare    (j_A l_A

coordonatele punctului de sosire  (j_B l_B

Se determina:

drumul urmat de nava intre punctele A si B    (Da)

distanta dintre punctul de plecare (A)  si cel de sosire(B) (m)

1. Estima grafica

In principiu, determinarea pozitiei navei in estima grafica presupune:

trasarea drumului adevarat urmat de nava din punctul de plecare;

masurarea distantei parcurse de nava in intervalul de timp dintre momentul plecarii si momentul determinarii pozitiei si punerea ei pe drumul trasat;

scoaterea din harta a cooronatelor punctului astfel obtinut (numit punct estimat).

Determinarea pozitiei estimate a navei se complica atunci cand deplasarea acesteia este afectata de factori exteriori (curent, vant) fiind derivata de la drum.

Deriva de curent

Un curent marin este definit prin directie si viteza.

Directia curentului este directia in care se deplaseaza masa de apa in raport cu fundul marii; se exprima astfel: curent la est sau curent in directia 90⁰, indicand deci sensul in care se deplaseaza apa.

Viteza curentului este viteza cu care se deplaseaza masa de apa deasupra fundului marii; se exprima in noduri.

Curentii marini pot fi clasificati in:

- curenti permanenti, ex. curentul Golfului, curentul Bosforului;

- curenti sezonieri, ex. curentii din Oc. Indian generati de musoni;

- curenti accidentali, generati de vanturile din zona;

- curenti de maree.

Directia si viteza curentului se determina prin procedee de navigatie, comparand pozitia estimata a navei cu cea observata pentru un moment dat.

Directia si viteza curentilor oceanici permanenti si sezonieri sunt date in publicatii nautice cum sunt: Occean Passages for the World, Sailing Directions, Currents of the Indian Ocean etc

O nava navigand sub influenta unui curent se va deplasa cu o viteza rezultanta obtinuta prin compunerea vectorilor viteza prin apa (v_l) si viteza curentului (v_c). Directia de deplasare a navei va fi data de directia vectorului rezultant aratat mai sus.

Prin urmare, un curent poate produce cresterea vitezei, scaderea vitezei, sau abaterea navei de la drum impreuna cu cresterea sau scaderea vitezei, in functie de viteza si directia sa.

Fig. 1.1.

v_l = viteza navei prin apa, elemente ale miscarii navei in raport cu apa; viteza indicata de lochul navei

v_c = viteza curentului;

v_f = viteza deasupra fundului, viteza navei in raport cu fundul marii.

Df = drumul deasurpra fundului; ca marime unghiulara este unghiul format intre directia nord adevarat si directia de deplasare a navei.

Unghiul format intre axa longitudinala a navei si directia ei de deplasare sub influenta curentului, se numeste deriva de curent (b

b = Df - Da

Deriva se considera:

- pozitiva, daca nava este derivata la Tb (curentul din Bd)

- negativa, daca nava este derivata la Bd (curentul din Td).

Deriva de vant

Vantul este definit prin directie si viteza.

Directia vantului se considera directia din care bate vantul, deci directia din care se deplaseaza masele de aer in raport cu nordul adevarat. Se exprima in grade si se masoara cu alidada orientand-o paralel cu maneca de vant, fumul cosului etc.

Cand directia vantului se stabileste pe baza de apreciere, ea se exprima in carturi inter-intercardinale, ex. vant de NNW.

Actiunea vantului asupra directiei si vitezei de deplasare a navei este functie de directia vantului fata de axa longitudinala a navei si se exprima in sistem cuadrantal (ex. vant din prova babord) sau ca relevment prova (vant din 15⁰ Bd).

Viteza vantului se masoara cu anemometrul si se exprima de obicei in metri pe secunda.

n (Nd) n/2 (m/s)

La bordul navei in miscare sa observa vantul aparent, care este rezultanta vantului real si a vantului navei (fig. 1.2). Directia vantului navei este de sens opus cu drumul navei, iar viteza lui este egala cu a navei.

Viteza si directia vantului real se determina grafic, cunoscand vantul aparent si vantul navei ca directie si viteza.

Fig. 1.2

Viteza vantului real se exprima obisnuit prin forta vantului, de la 0 la 12, stabilita prin Scara Beaufort. Viteza si directia vantului real sunt inscrise de catre ofiterul de cart in Jurnalul de Bord.

Actiunea vantului asupra navei

Prin actiunea vantului, nava este influentata intr-o buna masura si de valuri:

- la vant si val din prova se observa o reducere a vitezei navei. Pana la forta 4 actiunea vantului se considera neinsemnata. La viteze mai mari, nava devine mai instabila la drum, amplificandu-se ambardeea acesteia (abateri intr-un bord si celalalt).

- la vant si val din pupa se observa o variatie a vitezei navei. Pana la o anumita valoare a vitezei vantului se constata o crestere a vitezei navei. Dupa aceasta valoare, viteza navei scade datorita valurilor care se formeaza. In aceste situatii se observa prezenta ambardeei pronuntate, care impune folosirea unghiurilor mari de carma pentru tinerea drumului navei.

- la vant dintr-un bord se observa o influenta asupra vitezei si directiei de deplasare a navei, realizandu-se o deriva de la drum si o marire a vitezei daca vantul este dinapoia traversului sau o micsorare a acesteia daca este dinaintea traversului, in functie de unghiul acestuia cu axa longitudinala a navei, suprafata velica, etc.

Putem enumera urmatorii factori ce influenteaza deriva navei:

- forta vantului;

- directia vantului fata de axa longitudinala a navei;

- suprafata velica;

- viteza navei;

- pescajul navei.

In functie de asieta navei si de repartitia longitudinala a suprafetei velice, navele se comporta diferit pe vant, astfel:

- navele cu asieta normala (pescaje prova, pupa aproximativ egale) sau cu o usoara apupare sunt nave usor ardente, sau nave echilibrate. Nava ardenta este o nava care are tendinta de intra in vant, nava echilibrata este o nava care are tendinta de a-si mentine aliura fata de vant;

- navele aprovate si navele cu suprafata velica mare la pupa sunt nave ardente;

- navele apupate sau cele cu o suprafata velica mare la prova sunt nave moi (au tendinta la carma zero de a veni sub vant).

Navele comerciale naviga in general cu o usoara apupare, ceea ce le face sa fie ardente.

Corectia drumului navei pentru deriva de vant

In practica navigatiei se folosesc trei procedee de determinare a derivei de vant:

- prin apreciere;

- prin masurarea unghiului dintre axa longitudinala a navei si siajul navei;

- prin determinarea succesiva a pozitiei navei cu observatii.

Determinarea prin apreciere presupune o experienta indelungata si o observare continua a comportarii navei pe vant de diferite viteze si directii fata de axa longitudinala a navei, luand in considerare particularitatile constructive ale navei, asieta, pescajul, acuratetea tinerii drumului in conditii de vant si valuri.

Determinarea prin masurarea unghiului dintre siaj si axa longitudinala a navei se face folosind alidada.

Stabilirea unghiului de deriva prin determinarea succesiva a pozitiei navei presupune o determinare a pozitiei navei cu repere de la coasta succesiv de un numar de 2 sau 3 ori, obtinandu-se apoi Df prin unirea punctelor observate (fig. 1.3).

Fig. 1.3

Relatia pentru corectia drumului in functie de deriva de vant este urmatoarea:

Df = Da + a

Ca si in cazul curentului, deriva se considera:

- pozitiva, daca nava este derivata la Tb;

- negativa, daca nava este derivata la Bd.

In cazul in care asupra navei actioneaza si un curent, atunci ultimele doua procedee vor da deriva totala a navei.

Avand in vedere modul complex in care vantul produce abaterea navei de la drum, unde factori precum suprafata velica, starea de incarcare etc. au o importanta deosebita, consideram ca utilizarea compunerii vectoriale ca in cazul derivei de curent pentru determinarea elementelor de deriva este complet eronata.

Estima grafica in navigatia oceanica

Precizia punctului estimat depinde intr-o mare masura de scara hartii pe care se rezolva problemele de navigatie estimata si de marimea grafica a minutului de latitudine crescanda, folosita ca unitate de masura pentru masurarea distantei parcurse de nava.

Precizia lucrului pe harta creste cu cat harta este la scara mai mare.

Hartile oceanice sunt harti la scara mica, fiind utile numai pentru studiul drumului in executarea traversadei. Problemele estimei grafice nu pot fi rezolvate cu o precizie buna pe astfel de harti.

Zona costiera care delimiteaza zona oceanica este reprezentata in toate cazurile in hartile costiere ce satisfac cerintele estimei grafice. Reteaua cartografica si scara grafica a latitudinilor crescande a acestor harti, pentru zonele cuprinse intre aceleasi paralele, pot fi folosite pentru estima grafica la larg, modificand in mod corespunzator doar longitudinile.

Pentru aceasta, se va trasa pe harta oceanica drumul intre cele doua puncte ce trebuie parcurs, verificand precizia estimei cu ajutorul estimei prin calcul. Se va trasa pe harta costiera Da pana la meridianul aflat la limita estica. La aceasta limita se creaza un punct intermediar, iar dupa parcurgerea drumului trasat se traseaza pe aceeasi harta drumul in continuare modificand meridianele, trecand ca meridian de limita vestica, meridianul punctului intermediar (Z1).

In aceeasi maniera se continua transland punctul intermediar spre vest si atribuind valoarea longitudinii acestuia meridianului aflat la limita estica a hartii.

Pentru continuarea drumului intre alte valori ale latitudinii se vor folosi in continuare hartile costiere corespunzatoare acestor latitudini.

Acest sistem de lucru cu hartile costiere ale zonei de plecare si ale celei de sosire da posibilitatea inlocuirii cu succes a estimei prin calcul cu estima grafica in navigatia oceanica. Coditia esentiala intr-o astfel de situatie este acordarea atentiei necesare la translarea punctelor intermediare si la modificarea retelei longitudinilor.

Recomandari pentru o buna precizie in estima grafica

Pentru mentinerea unei precizii corespunzatoare in navigatia estimata, ofiterul de cart trebuie sa verifice permanent drumul compas tinut, sa calculeze si sa aplice corectia drumului compas pentru deriva de vant sau de curent.

Pentru marirea preciziei estimei trebuie sa se aiba in vedere mentinerea compasurilor si lochurilor la performante inalte in precizia indicatiilor lor, o marire a acuratetei in tinerea drumului trasat, o determinare corecta a drumului si a distantei parcurse intr-un anumit interval de timp.

Calculul corectiei compas trebuie sa se faca cel putin o data pe cart, folosind procedee de navigatie precise. Cand se observa diferente ce depasesc 0⁰₅ ale deviatiilor magnetice fata de cele cunoscute, trebuie informat comandantul si realizata o noua tabela de deviatii. De asemenea, si corectia lochului trebuie verificata cu aceeasi atentie si ori de cate ori conditiile permit.

Pentru o determinare precisa a drumului si distantei parcurse trebuie sa se efectueze o continua observare a comportarii navei in diferite situatii de incarcare si conditii de vant sau stare a marii.

Toate aceste observatii se trec apoi in Informatia pentru comandant spre a servi ca material documentar comandantilor si ofiterilor ce urmeaza sa navige cu respectiva nava.

2. Estima prin calcul

Estima prin calcul este procedeul navigatiei estimate folsit in determinarea pozitiei navei pe baza formulelor matematice.

Estima prin calcul este folosita cand scara hartilor utilizate nu permite rezolvarea problemelor de estima cu ajutorul estimei grafice, in general, la parcurgerea de distante mari, cum este cazul navigatiei oceanice.

Rezovarea practica a problemelor de estima prin calcul

Problema directa

Dl

E

F

Rezolvarea folosind latitudinea medie (j_m<60^o, m<300 Mm)

D

Dj

Djc

e

B

C

m

A

Dj = m cosD

j = j Dj

- e   = m sinD

Dl = e secj_m

unde j_m j j

l = Dl l

Rezolvarea folosind latitudinea crescanda (j_m>60^o, m>300 Mm)

Dj = m cosD

j = j Dj

Dj_c j_c2 j_c1, cu semnul minus cand latitudinile sunt de acelasi

semn

Dl =Dj_c tgD

l = Dl l

Problema inversa

Rezolvarea folosind latitudinea medie (j_m<60^o, Dl<5^o)

Dj j - j

Dl l l

j_m j j

tgD = e/Dj

unde e = Dl cos j_m

m Dj secD, daca drumul cuadrantal este mai mic de 45^o, sau

m = e cosecD, daca drumul cuadrantal este mai mare de 45^o

Rezolvarea folosind latitudinea crescanda (j_m>60^o, Dl>5^o)

Dj j - j

Dl l l

Dj_c j_c2 j_c1, (-) daca latitudinile au acelasi semn

tgD = Dl Dj_c

m Dj secD, daca drumul cuadrantal este mai mic de 45^o, sau

m = e cosecD, daca drumul cuadrantal este mai mare de 45^o