Carte Bazele Navigatiei

8/13/2019 Carte Bazele Navigatiei

1/154

1.FIGURA PMNTULUI. ORIENTAREA PE MARE.ELEMENTELE SFEREI TERESTRE. SISTEMUL DE

COORDONATE GEOGRAFICE. DIFERENE DECOORDONATE. DEPLASAREA EST-VEST. UNITI DE

MSURFOLOSITE N NAVIGAIA MARITIM

1.1 GENERALITI

DEFINIIA 1.1 Naviga ia maritim este tiina conduceriinavei pe ap, n siguran, n conformitate cu practicamarinreasc, cu legisla ia interna ional n vigoare i cudotarea tehnic adecvat, dintr-un punct ntr-altul, ncondi i i de precizie a pozi iei navei i siguran anaviga iei.

Istoria naviga iei ncepe odat cu dezvoltareasociet i i umane, ncdin antichitate; naviga ia maritim if luvial cunoate o dezvoltare ascendent n pas cudezvoltarea industrial a omeniri i, astzi, electronica,automatica, informatica i telecomunica i i le reprezintfapt obinuit la bordul navelor militare i comerciale.

Dup principii le teoretice, procedeele i aparaturafolosit naviga ia poate fi clasificatastfel:

- bazele teoretice ale naviga iei maritime;

- naviga ia estimat;- naviga ia costier;- naviga ia astronomic;- naviga ia radioelectronic;- cinematica naval;- naviga ia radar;- naviga ia satelitar;- naviga ia meteorologic;- naviga ia iner ial;

- naviga ia fluvial;- naviga ia cu vele.

1.2 ORIENTAREA PE MARE

1.2.1 Elementele sferei terestre

Navigaia maritim, ca tiin aplicat, folosetentre multe alte i no iuni referitoare la forma i

dimensiunile Pmntului.Func ie de nivelul cunot inelor tiin i f ice acumulate i de nevoile concrete de precizie forma i implicit


2/154

dimensiunile Pmntului au fost determinate (aproximate)ntr-o prim ipotez (aproxima ie) ca fi ind o sfer sau maiconcret un geoid.DEFINIIA 1.2 Geoidul este un corp imaginar, geometricneregulat, cu o suprafa fictiv, ce se confundcu nivelul

mediu al oceanelor prelungit pe sub continente, nvelindntreg Pmntul (f ig.1.1). De asemenea, se considergeoidul ca fi ind suprafaa ce con ine mul imea punctelorde egal gravita ie, iar fora de gravita ie este

ntotdeauna perpendicularpe aceasta.

Elipsoid

Geoid

Perpendiculara pe elipsoid Perpendiculara pe geoid

Suprafata uscatului

Fig.1.1

Observaia 1.1 ntr-o a doua aproximare, Pmntul seconsider a fi un elipsoid de revoluie (elipsoidulterestru), corp geometric imaginar ob inut prin micareaelipsei PQP', n jurul axei mici PP', corp geometric regulat,apropiat de geoid.

1.2.2 Elementele elipsoidului terestru

Elementele elipsoidului terestru sunt urmtoarele:- axa poli lor teretr i PP';- Polul Nord P;- Polul Sud P';- elipsa meridian PQP';- semiaxa mare a;- semiaxa mic b;- planul ecuatorului terestru;

Ecuatorul;- paralela;

- turtirea ;- excentricitatea e;


3/154

unde valoarea turtir i i i excentricit i i de determincu:

a

ba = (1.1)

2

22

abae = (1.2)

ncepnd cu anul 1924 a fost adoptat ca elipsoidinterna ional, elipsoidul HAYFORD (v.fig.1.2), caracterizatde urmtoarele valori:

a= 6378388 m;b= 6356912 m;= 1 / 297;

a - b = 21476 m

a

b

Fig.1.2

ncepnd cu anul 1984 se util izeazelipsoidul WGS 84.Concluzia 1.1Pentru nevoi curente de naviga ie Pmntulse consider a fi de forma unei sfere numit sferaterestr,avnd urmtoarele dimensiuni de referin:

- circumferina Ecuatorului CEc= 40077 km;- circumferina elipsei meridiane CEm = 40007 km;- raza R=aprox. 6371 km.

1.2.3 Elementele sferei terestre

Elementele sferei terestre sunt (v.fig.1.3):1.axa polilor PNPS: axa n jurul creia se execut

micarea de rota ie de la vest la est ;2.planul ecuatorului terestru: planul perpendicular pe


4/154

terestru i mpr irea sferei terestre n dou emisfere,emisfera nordic sau boreal i emisfera sudic, sauaustral;

Fig.1.3

3.planul meridianului zero sau al primului meridian(meridianul Greenwich, stabil it n mod arbitrar ca meridian-origine la Conferina Interna ional de la Washington din1884);

4.paralelele: cercuri mici determinate de planele paralelecu planul Ecuatorului terestru (v.fig. 1.4);

PN

PS

QQEcuatorul

Emisfera sudica

Emisfera nordica

Fig.1.4

5.-meridianele: cercurile mari ce trec prin cei doi poli,avnd ca origine meridianul zero sau Greenwich, PNQPS i

opusul sau meridianul de 180o (antimeridianul celui de 0o,PNQPS sau meridianul de schimbare a datei) i care


5/154

mpart sfera terestr n emisfera estic i emisfera vestic(v.fig.1.5).

0 E15 E30W15W30

Fig.1.5

1.3 COORDONATELE GEOGRAFICE

Elementele sferei terestre constituie sistemul dereferinpentru definirea unui punct pe sfera terestr.

Pozi ia unui punct de pe sfera terestr se determinfunc ie de dou cercuri mari, perpendiculare unul pecellalt i anume:

- Ecuatorul terestru;

- meridianul zero.Pentru a putea localiza un punct pe sfera terestr

este nevoie de un sistem de referin simplu i precis; nnaviga ia maritim f i ind ales sistemul de coordonategeografice format din latitudinea geografic ilongitudinea geografic.Observaia 1.2 Orice punct de pe sfera terestr se afl laintersec ia unui paralel cu un meridian numite paralelul imeridianul locului.

1.3.1.Latitudinea geografic ()DEFINIIA 1.3 Latitudinea geografic este arcul demeridian sau unghiul la centru corespunztor, msurat dela Ecuator pnla paralela locului.

Latitudinea geograficpoate lua valori de la 0ola 90o,de la Ecuator la poli i se consider pozitiv n emisferanordic i negativn emisfera sudic.

Ex. = 450

10'

N; n calcule: = + 450

10'

.= 34025' 3 S; n calcule: = - 34

0 25' 3


6/154

PN

PS

Q QO

= 00

= 900

= 900

0

N N

N0

Fig. 1.6

1.3.2.Longitudinea geografic ()DEFINIIA 1.4 Longitudinea geografic este arcul deEcuator terestru sau unghiul la centru corespunztor,msurat de la meridianul zero spre est sau spre vest pnla meridianul locului, sau unghiul la pol dintre planulmeridianului zero i planul meridianului locului.

Longitudinea geografic poate lua valori de la 0o la180o, de la meridianul zero spre est sau spre vest i seconsider pozitiv n emisfera estic i negativ nemisfera vestic.

Ex. = 0230 34 ' 6 E; n calcule: = + 0230 346.=1600 15'5 W; n calcule: = - 160

0 15'5

Concluzia 1.2 Toate punctele de pe acela i paralel delatitudine au aceea i latitudine geografic.Concluzia 1.3 Toate punctele de pe acela i meridian auaceea i longitudine geografic.Concluzia 1.4 n naviga ia maritim coordonatelegeografice se exprim la precizie de zecime de minutsexagesimal.Concluzia 1.5 n calcul, coordonatele geografice se iau nconsidera ie cu semnele lor algebrice.


7/154

Fig. 1.7

1.4 DIFERENELE DE COORDONATE

Pentru a putea analiza i defini pozi i i le reciproce adou puncte de pe sfera terestr se folosesc no iunile dediferene de coordonate. Diferenele de coordonate sunt:

- diferena de latitudine;- diferena de longitudine.

1.4.1 Diferena de latitudine ( )DEFINIIA 1.5 Diferena de latitudine este arcul demeridian sau unghiul la centru corespunztor, cuprins ntreparalelul punctului de plecare ini ial N1 i paralelulpunctului de sosire final N2(v.fig.1.7).

Se calculeazcu rela ia:

= 2 - 1 (1.3)

Fig.1.8


8/154

Diferena de latitudine poate lua valori de la 0o la180o spre nord sau spre sud, este pozitiv sau negativdacnava se ndreaptspre nord sau spre sud.

1.4.2. Diferena de longitudine ()DEFINIIA 1.6 Diferena de longitudine este arcul deEcuator sau unghiul la centru corespunztor, cuprins ntremeridianul punctului de plecare ini ial N1 i meridianulpunctului de sosire final N2(v.fig.1.8).

Se calculeazcu rela ia:

= 2- 1 (1.4)

Diferena de longitudine poate lua valori de la 0o

la180o, spre est sau spre vest, este pozitiv sau negativdacnava se ndreaptspre est sau spre vest.

Fig.1.9

Concluzia 1.6 n practic se rezolv dou problemereferitoare la diferenele de coordonate i anume:

- calculul diferenelor de latitudine ilongitudine dintre doupuncte;

- calculul coordonatelor punctului de sosirecunoscndu-se coordonatele punctului deplecare i diferenele de coordonate.

1.5 DEPLASAREA EST - VEST


9/154

DEFINIIA 1.7 Deplasarea est-vest este arcul de paralelparcurs de o nav care se deplaseaz de-a lungul unuiparalele (v.fig.1.10).

Fig.1.10

Deplasarea est-vest se determincu rela ia:

e=cos [Mile ecuatoriale] (1.6)

iar diferena de longitudine, folosind deplasarea est-vest

cu:

=esec (1.7)

1.6 TIPURI DE CALCUL

Tipul de calcul reprezint modul de rezolvarealgebrica unor rela i i cuprinznd parametrii de naviga ie.

1.6.1.Calculul diferenelor de coordonate

2= 2=

-1= -1=

= =


10/154

1= 1=

+= +=

2= 2=

1.6.3.Calculul deplasrii est-vest

log = log e=

+log cos= +log sec =

log e = log =e =... [Mile ecuatoriale]

1.7 UNITI DE MSURFOLOSITE N NAVIGAIE

n naviga ia maritim, mrimea arcului de meridiande un minut se considerconstant i este egalcu 1852m, de i n realitate, valoarea minutului de meridian variazde la valoarea de 1843 m la latitudinea de 0 o pn la1861,1 m, la poli teretr i.

Lungimea arcului de paralel de un minut variaz, nschimb, de la valoarea de 1852 m la Ecuator, pn la 0 m

la poli.

1.7.1 Uniti de msurpentru lungime

n naviga ia maritim unit i le de msur pentrulungimi, distane sunt :

- metrul;- mila marin;- cablul;

DEFINIIA 1.8 n naviga ie, metrul (m) se definete cafiind egal cu 1/10 milioane din lungimea cadranului demeridian terestru.DEFINIIA 1.9 n naviga ie, mila marin (M) se defineteca fi ind lungimea arcului de un minut de meridian terestrula latitudinea de 45o 00

1M = 1852 m (1.8)

DEFINIIA 1.10n naviga ie cablul (cab.)un submultiplu cereprezinta zecea parte dintr-o milmarin.


11/154

1cab = 1 /10 M = 185,2 m (1.9)

Observaia 1.2 n naviga ia maritim se mai folosesc iurmtoarele unit i de msurpentru distane:- yardul = 0,914 m;

- piciorul = 0,3048 m = 1/3 yard;- braul= 1,83 m = 2 yarzi;- inchul= 0,0254 m.

1.7.2 Uniti de msurpentru vitez

n naviga ia maritim unit i le de msur pentruvitezsunt:

- nodul:

- cablul/minut:- metrul pe secund;

DEFINIIA 1.11 Nodul reprezint viteza de deplasare anavei pe o distande o milmarinn timp de o or.

1Nd = 1M / 1hEx: viteza navei VN=18 nd reprezint18 M/1h.

DEFINIIA 1.12 Cablul/minut reprezint submultiplulnodului, egal cu a asea parte dintr-un nod.Ex: viteza curentului Vcrt= 0.5 cab/min

Transformarea vitezei din noduri n cabluri/minut seface cu rela ia:

V (cab/min) = V (Nd) / 6 (1.10)

DEFINIIA 1.13 Metrul pe secund reprezint viteza dedeplasare pe distana un metru n timp de o secund.Ex: viteza vntului Vw=12 m/s;

Transformarea vitezei n m/s n vitez n noduri seface cu rela ia aproximativ:

V (m/s) = V (Nd) / 2 (1.11)

Ex:18 nd = 3 cab/min = 9 m/s;3,5 cab/min = 21 nd = 10,5 m/s;10 m/s = 20 nd = 3,3 cab/min.


12/154

23

2. PLANE i LINII PRINCIPALE ALE OBSERVATORULUIPE SFERA TERESTR. DRUMURI I RELEVMENTE.SISTEME DE CONTARE A DRUMURILOR IRELEVMENTELOR. ORIZONTUL GEOMETRIC IORIZONTUL VIZIBIL. DISTANA LA CARE APARE UNREPER LA LINIA ORIZONTULUI

2.1. GENERALITI

Pentru a se putea orienta pe sfera terestr, unobservator are nevoie de un sistem de referin simplu,uor de imaginat i de reprezentat.

Acest sistem de referin se compune dintr-un numrde plane i l inii, numite planele i l inii le principale aleobservatorului pe sfera terestr.

Linii le i planele principale ale observatorului pe sfera

terestrsunt urmtoarele (v. fig. 2.1) :- planul meridianului adevrat allocului PMAL;

- planul orizontului adevrat alobservatorului POAO;

- planul primului vertical Pv;- planul orizontului astronomic HH ;- verticala locului Vl;- l inia cardinal Lc.

2.2 LINII I PLANE PRINCIPALE ALE OBSERVATO -RULUI PE SFERA TERESTR

DEFINIIA 2.1 Verticala locului Vl se definete ca fi inddirec ia firului cu plumb n pozi ia observatorului PO;direc ia astfel definit poart numele de zenit-nadir, zenit,ceea ce se afl deasupra capului observatorului i nadir,ceea ce se afln cellalt sens al verticalei locului.DEFINIIA 2.2 Planul meridianului adevrat al loculuiPMAL se definete ca fi ind planul vertical ce taie sfera

terestri con ine axa polilor teretri (geografici).Intersec ia acestui plan cu sfera terestrdeterminuncerc mare numit meridianul adevrat al locului saumeridianullocului PNQ PS.DEFINIIA 2.3 Planul primului vertical Pv este planulvertical perpendicular pe planul meridianului adevrat ailocului PMAL.DEFINIIA 2.4 Planul orizontului adevrat alobservatorului POAO se definete ca fi ind planul orizontal


13/154

24

perpendicular pe planul meridianului adevrat al locului icare trece prin ochiul observatorului.DEFINIIA 2.5 Orizontul astronomic HH este planulorizontal care trece prin centrul sferei terestre.DEFINIIA 2.6 Linia cardinalLceste direc ia determinatde intersec ia dintre un plan meridian vertical i un plan

orizontal.Linia cardinal poate fi l inia cardinal N-S sau liniacardinalE-W.DEFINIIA 2.7 Linia cardinal N-S este direc iadeterminat de intersec ia planului meridianului locului cuplanul orizontului observatorului, purtnd numele i de liniaN-Ssau direc ia Na.DEFINIIA 2.8 Linia cardinal E-W este direc iadeterminat de intersec ia planului primului vertical cuplanul orizontului adevrat al observatorului, purtnd

numele i de linia E-W.

Fig.2.1

Concluzia 2.1 Linii le cardinale sunt determinate pentruorice punct de pe sfera terestr.Concluzia 2.2La poli, verticala locului se confundcu axapolilor teretri, astfel c direc i i le N-S i E-Wnu mai pot fistabilite n planul orizontului adevrat al observatorului.


14/154

25

Concluzia 2.3 Liniile cardinale mpart planul orizontuluiadevrat al observatorului n cele patru cadrane de orizontastfel NE , NW, SE, SW.Concluzia 2.4 Planele i l inii le principale sunt propriioricrei pozi i i a observatorului pe sfera terestr.

2.3 DRUMURI I RELEVMENTE

Realizarea unei bune orientri pe mare ct imaterializarea unei direc i i , impun existena unor sistemede referin fa de care s se poat executa calculele denaviga ie. Se definesc astfel dou sisteme de referin,unul ' 'real' ' fa de direc ia Na i cel lalt ' 'relativ' ' fa deaxa longitudinala navei (sau linia prova).

Pentru orientarea fa de direc ia nord adevrat sedefinesc urmtoarele no iuni fundamentale:

- drumul adevrat al navei;- relevmentul adevrat.DEFINIIA 2.9 Drumul adevrat al navei se definete cafiind unghiul sferic cu vrful n pozi ia navei N0, msuratntre PMAL i arcul de cerc mare N0N1 determinat prinintersec ia planului longitudinal al navei cu sfera terestr,iar n plan ca unghiul dintre direc ia Na i axalongitudinala navei (v.fig.2.2).

QQ

PN

PS

O

N1N0

Da

PMALNa

DN

N1

Da N0

Fig.2.2

DEFINIIA 2.10 Relevmentul adevrat Ra se definete cafiind unghiul sferic cu vrful n N0, format ntre PMAL iarcul de cerc mare NRe ce trece prin pozi ia navei N0 ipozi ia Re a reperului fa de care se msoarrelevmentul, iar n plan se definete ca fi ind unghiul dintredirec ia Na i direc ia la reperul costier, relevat, observatsau vizat (v.fig.2.3).


15/154

26

Pentru orientarea fa de linia prova se definete

urmtoarea no iune fundamental(v.fig.2.4):- relevmentul prova.

Na DN

Repercostier

0N Ra

Da

Fig.2.3

DEFINIIA 2.11 Relevmentul prova se definete ca fi indunghiul sferic cu vrful n pozi ia navei N0, format ntrearcul de cerc mare N0N1 i arcul de cerc mare N0Re, iar nplan, ca unghiul dintre axa longitudinala navei i direc iala reperul Re.

Na DN

Repercostier

0N

Da

Rp

Fig.2.4

2.4 SISTEME DE MPRIRE A ORIZONTULUIOBSERVATORULUI PE MARE

Pentru realizarea uurinei n orientarea pe mare,planul orizontului adevrat al observatorului a fost mpr it


16/154

27

func ie de direc i i le de referin, direcia Na i l inia prova,n urmtoarele sisteme:

- sistemul circular;- sistemul semicircular;- sistemul cuadrantal;- sistemul "n carturi".

2.4.1. Sistemul circular

n sistemul circular drumurile i relevmenteleadevrate se exprimn grade sexagesimale, retrograd, dela 0o la 360o, direc ia Na fi ind direc ie de referin(v.fig.2.5).

0o Da 360o (2.1)

0o Ra 360o (2.2)

Ex: Da = 0350; Ra = 1000

Na

Da

DN

Ra

3600 0000

Fig.2.5

Observaia 2.1 n sistemul circular direc ia de referinpoate fi i l inia prova; relevmentele prova pot lua valori dela 0ola 360o(v.fig.2.6).

Ex: Rp=1150; Rp=2350

Rela i i le de convertire ale drumurilor i relevmentelorsunt:


17/154

28

Ra = Da + Rp (2.3)

Da = Ra Rp (2.4)

Rp = Ra Da (2.5)

2.4.2. Sistemul semicircular

n sistemul semicircular relevmentele adevrate seexprim n gradesexagesimale, spre est sau spre vest, dela 0o la 180o, direc ia Na fi ind direc ie de referin.

0o Da 180o0o Ra 180o

PvDN

3600

0000

Pp

Rp1 Re1

Re2

Rp2

Fig.2.6

Rela i i le de convertire ale drumurilor i relevmentelorsunt:

Ra = Da + RpTd (2.6)

Ra = Da - RpBd (2.7)Da = Ra - RpTd (2.8)

Da = Ra + RpBd (2.9)

Ex: Ra= +1200;Ra= N1200E;Ra= N0800W.


18/154

29

180 0 0000

Re1

Re2

Ra1

Na

Ra2 EW

Fig.2.7

Observaia 2.2 n sistemul semicircular linia prova poate fidirec ie de referin; relevmentele prova se msoar de laprova spre babord sau spre tribord de la 00 la 1800(v.fig.2.8).Ex: Rp= +1100; Rp= Td 0600; Rp= Bd 1250.

Re1RpTd

RpBd

Pv

Re2

Fig.2.8

2.4.3. Sistemul cuadrantal

n sistem cuadrantal relevmentele adevrate seexprim n gradesexagesimale, spre est sau spre vest, dela 0o la 90o, direc ia Na i Sa fi ind direc i i de referin(v.fig.2.9).

0o Ra 90o (2.10)


19/154

30

Ex: Ra= NE400; Ra= SW700.

Re1

RaSW...

RaNE...

Re2

Na

Sa

Fig.2.9

Observaia 2.3 n sistemul cuadrantal l inia prova poate fidirec ie de referin; relevmentele prova se msoar de laprova spre babord sau spre tribord de la 00 la 900(v.fig.2.10).Ex:RpvBd = 400; RppTd = 0600.

Re1

RppBd...

RpvTd...

Re2

Pp

Pv

TdBd

Fig.2.10

2.4.4. Sistemul n carturi

n acest sistem orizontul este mpr i t n 32 de carturide valoare 110 1/4, fiecare cadran de orizont este mpr itn carturi ncepnd de la direc ia nord i sud spre est ispre vest, fiecare cart avnd denumirea sa proprie;


20/154

31

carturile principale sunt carturileN, S, E, W, celelalte fi indcarturi intercardinale, inter-intercardinale etc. (fig.2.11).Ex: vnt din direc ia NNE; vnt din trei carturi vest.

0

0

1 2

3 4

56

78

7

6

5

43

21

1

12

2

3

3

4

4

5

5

6

6

7

78

N NlaENNE

NElaN

NE

NElaE

ENE

EElaN

ElaS

ESE

SElaS

SE

SElaS

SSESlaESSlaWSSW

SWlaS

SW

SWlaWWSW

WlaS

WlaN

WNW

NWlaW

NW

NWlaWNNW

NlaW

W

Fig.2.11

2.5. TRANSFORMAREA VALORILOR DRUMURILOR I ARELEVMENTELOR DIN SISTEM CIRCULAR N SISTEM

CUADRANTAL

Transformarea valorilor drumurilor i relevmentelordin sistemul circular n sistemul cuadrantal se face astfel:

Sistemul circular Sistemul cuadrantal

Cadranul I Da (Ra) = n0 Da (Ra) = NE n0

Cadranul II Da (Ra) =1800 - n0 Da (Ra) = SE n0

Cadranul III Da (Ra) =1800+ n0 Da (Ra) = SW n0

Cadranul IV Da (Ra) = 3600 -n0 Da (Ra) = NW n0

2.6 DISTANA DE VIZIBILITATE PE MARE

Pentru a putea determina care este distana devizibil itate pe mare la un moment dat se definesc pentru unobservator de nl ime i, n punctul A de pe sfera terestrurmtoarele planuri (v.fig.2.12):

- planul orizontului aparent;


21/154

32

- planul orizontului geometric;- planul prizontului vizibil.

DEFINIIA 2.12Orizontul aparent aa'este planul orizontalparalel cu Ecuatorul terestru ce trece prin ochiulobservatorului.DEFINIIA 2.13Orizontul geometric (geografic) este cercul

mic GG' generat de un plan paralel cu Ecuatorul terestru npunctul de tangen G al razei vizuale AG cu sferaterestr.DEFINIIA 2.14 Orizontul vizibil (al mrii) este cercul micDD' generat de un plan orizontal paralel cu Ecuatorulterestru, n punctul de inciden a razei vizuale cu sferaterestr.Observaia 2.3 n practic, nlimea ochiuluiobservatorului se consider nensemnat.

Determinarea distanei la orizontul geometric se face

astfel: nl imea ochiului observatorului este: (AA" =i)deci: AG=AG' i: AG2=AO2-GO2sau: d'2= (R+i)2 - R2i2este neglijabil

deci: d'= 2 R i (2.10)

unde: R este raza Pmntului.

Zenit

Aa a

B B

D D

O

Nadir

R

i

A GG

QQ

Fig.2.12


22/154

33

Concluzia 2.5 Distana la orizontul geometric (geografic)d' este direct propor ional cu nltimea ochiuluiobservatorului i dei , n calculul de mai sus, pentrusimplificarea lui, s-a considerat i neglijabil n raport cuvaloarea razei sferei terestre.

Observaia 2.4 n realitate, datorit fenomenului derefrac ie, nl imea aparent a obiectelor observate semodific fr a afecta relevmentelor msurate, astfel cun observator va putea vedea la o distan mai mare,definit mai sus, ca fi ind orizontul vizibil al mrii. Concluzia 2.6 Lund n considerare legile refrac ieiterestre (curba de refracie AV se asimileaz cu un arc decerc i unghiul refrac iei terestre =k =2 , unde este coeficientul refrac iei terestre) distana la orizontulvizibil este:

d[M]=2,081 i [m] (2.11)

unde: ieste n limea ochiului observatorului n m.

Demonstraie(v.fig.2.13):

AVE isoscel i AV- arc de cerc =2

dar: = k sau = 2 i mediu=0.08

rezult: = , (2.12)

d= d' + = d' + d' = d'(1-) = 1.08 d' (2.13)

i : d=1.08 2Ri (2.14)

unde R=3437,75 M; i[M] =i m[ ]

1852

d[M] = 2.081 i (2.15)

Concluzia 2.7 Pentru nl imi ale ochiului observatoruluide pn la 2530 m i distane de pn la 10 milemarine, formula distanei la orizontul vizibil (2.14) estesatisfctoare.Concluzia 2.8 Pentru obiectele de nl ime mai mare dezero metri relaia de calcul a distanei la orizontul vizibileste:


23/154

34

d[M]=2,081 i + H [M] (2.16)

unde i si H sunt date n metri.Zenit

A

a a

B

D

D

O

R

i

AE

depr.

d

d'

Fig.2.13

Distana de vizibil itate la un obiect de nl imecunoscut a crui baz se afl n interiorul orizontuluivizibil se determin cu:

d[M]=Hctg [M] (2.17)

sau cu rela ia aproximativ:

d=13

7

H

[M] (2.18)

Distana de vizibil itate la un obiect de nl imecunoscut a crui baz se afl n afara orizontului vizibilse determin cu:

d[M]=(H+i) ( )ctg Depr d

R arc 1

i

+

.

1 2

2 i (2.19)


24/154

35

3. DETERMINAREA DIRECIILOR, VITEZEI, DISTANEIPARCURSE I ADNCIMII APEI

3.1 DETERMINAREA DIRECIILOR PE MARE

Orientarea pe mare, msurarea sau determinarea unor direcii nplanul orizontului adevrat al observatorului se fac n raport cu direciaNord adevrat, materializat la bordul navei printr-o direcieapropiat, nordul giro i nordul compas cu ajutorul compasuluigiroscopic i magnetic.

Compasul magnetic indic "Nordul magnetic" i funcioneazpebaza proprietii acului magnetic liber suspendat de a se orienta pe

direcia liniilor de cmp magnetic terestru. Compasul giroscopic indic"Nordul giro" i funcioneazpe baza proprietilor giroscopului (ineriai precesia giroscopic) ce pemit transformarea acestuia n compasgiroscopic.

Pentru a nelege modul de funcionare a unui compas magneticse prezint cteva noiuni despre magnetismul terestru i almagnetismul navei.

3.1.1.Magnetismul terestru

Observaia 3.1 Pmntul se comport ca un imens magnetpermanent, polii magnetici se aflla o anumitadncime, iar poziia lorvariaz n timp (n prezent poziia geografica Polului Nord magneticeste n = 71oN, = 96oW, iar a Polului Sud magnetic n = 73oS, = 156o E).

Axa polilor magnetici este nclinat fade axa polilor geograficicu 11o1/ 3.

n mod convenional s-a stabilit c n Polul Nord magnetic esteconcentrat magnetism sudic i n Polul Sud magnetic se aflconcentrat magnetism nordic.DEFINIIA 3.1 Intensitatea magnetismului terestru F este fora careacioneazpe direcia tangentei la linia de fora cmpului magneticterestru i orienteazacul magnetic.DEFINIIA 3.2 Izodinamele sunt curbele de egal intensitatemagnetic.DEFINIIA 3.3 nclinaia magnetic m este unghiul dintre axamagnetic a acului magnetic liber suspendat i orizontul adevrat allocului (v.fig.3.1).


25/154

36

nclinaia magnetic ia valori de la 0ola Ecuatorul magnetic la 90ola polii magnetici; dacacul magnetic se aflsub planul orizontuluiadevrat m este pozitiv, iar dac acul este deasupra planului

orizontului adevrat este negativ i reprezint de fapt latitudineamagnetic.

Locul punctelor de pe sfera terestr de m = 0o formeaz

Ecuatorul magnetic (Ecuatorul magnetic este o curbneregulatcarenconjoar Pmntul n apropierea Ecuatorului geografic); ecuatorulmagnetic mparte sfera terestrn douemisfere magnetice, nordicisudic.DEFINIIA 3. 4 Paralelele magnetice sau izoclinele sunt curbele deegalnclinaie magnetic.

DEFINIIA 3. 5Planul meridianului magnetic este planul vertical caretrece prin axa magnetic a unui ac magnetic aflat sub influenacmpului magnetic terestru.DEFINIIA 3.6Meridianul magnetic (linia magneticN-S sau direciaNord magnetic) este intersecia dintre planul meridianului magnetic iplanul orizontului adevrat al locului.DEFINIIA 3.7Declinaia magneticdeste unghiul cu vrful la centru

n punctul de suspensie al acului magnetic dintre direcia Nordadevarat i direcia Nord magnetic v.fig.3.1 i 3.2).

Declinaia magnetic ia valori cuprinse ntre 0oi 180o (pozitive

sau negative) dac sunt la est sau la vest de nordul adevrat i senscrie, pentru zone determinate, pe hrile marine.DEFINIIA 3.8Izogonele sunt curbele de egaldeclinaie magnetic.DEFINIIA 3.9 Agona este izogona de valoare d= 0.

n fig.3.1 este reprezentatdeplasarea unui ac magnetic n planorizontal i vertical, H este componenta orizontal a magnetismuluiterestru n planul orizontului adevrat, pe direcia Nm:

H = F cos (3.1)

iar Z este componenta vertical a magnetismului terestru, n planulverticalei locului:

Z = F sin (3.2)

de unde: tg =H

Z (3.3)

rezult: F = ( H2+ Z2)1/2 (3.4)


26/154

37

V

V

Z

F

Hd

OA

Na

Nm

MA

MM

Fig.3.1

Concluzia 3.1 Componenta orizontal a magnetismului terestru arevaloarea maxim la Ecuatorul magnetic.

Concluzia 3.2 Componenta orizontal a magnetismului terestru estenul la polii magnetici.

d

NmNa

Fig.3.2

Calculul declinaiei magnetice

Valoarea diferenei unghiulare dintre direcia nord adevrat idirecia nord compas se numete corecia compasului magnetic c.

Aceast corecie este necesar n navigaie pentru convertirea


27/154

38

drumurilor i relevmentelor compas n drumuri i relevmenteadevrate.

Corecia compasului magnetic se compune din declinaia

magnetici din deviaia compasului magnetiic.Calculul declinaiei magnetice fiind prezentat mai jos iar cel aldeviaiei compasului va fi prezentat la capitolul despre magnetismuluinavei.

Declinaia magnetic are variaii zilnice, anuale i seculare;pentru navigaie intereseaz variaiile anuale i de aceea acestea suntmenionate pe harta marin, la precizie de minut pentru anul editriihrii, ct i sensul de cretere sau descretere n valoare absolut.

Calculul declinaiei magnetice const n actualizarea valoriideclinaiei magnetice inscrise n hart prin adugarea valorii variaieideclinaiei magnetice pentru numrul de ani, dintre anul editrii hrii icel n care se face calculul.

Tipul de calculActualizarea declinaiei pentru anul n curs

d (pentru anul din hart) = +var(nr. de ani x valoarea variaiei din hart=

----------------------------------------------------------------------------------d (pentru anul n curs) =

3.1.2 Magnetismul navei

Observaia 3.2 Nava se comport ca un magnet permanent datoritcomponentelor magnetice din care este construit. Cmpul magneticpropriu navei are dou componente: una permanent de valoareconstant ce se formeaz odat cu construcia navei i cealalttemporarde valoare variabil.

Cmpul magnetic se caracterizeazprintr-o direcie fix n raport

cu un sistem de axe XYZ indiferent de drumul navei i o intensitatevariabilfuncie de drumul navei i de latitudinea magnetic.La bordul navei un ac magnetic liber suspendat se orienteaz pe

direcia nordului compas, direcie rezultant a influenei combinate amagnetismului terestru i cel al navei.DEFINIIA 3.10Planul meridianului compas este planul vertical caretrece prin axa magneticN- Sa rozei compasului magnetic.DEFINIIA 3.11 Meridianul compas sau Nordul compas esteintersecia dintre planul meridianului compas i planul orizontuluiadevrat al rozei compasului magnetic.


28/154

39

DEFINIIA 3.12 Deviaia compasului magnetic m este unghiul cuvrful la centrul rozei compasului magnetic (v.fig.3.3).

Deviaia compasului magnetic ia valori cuprinse ntre 0o i 180o

(pozitive sau negative) la est sau la vest de nordul magnetic.Pentru reducerea valorii deviaiei compasului magnetic se executcompensarea compasului magnetic, operaiune practic prin care semicoreaz influena cmpului magnetic al navei asupra compasuluimagnetic de la bord.Observaia 3.3 Valorile maxime admise ale deviaiei compasuluimagnetic sunt m= 3ola 5o.

Valorile deviaiei compasului magnetic al navei obinute n urmacompensrii compasului magneticse nscriu ntr-un tabel numit

Tabelul deviaiilor compasului magnetic

propriu fiecrui compasmagnetic; acesta se actualizeaz periodic iar valorile deviaieicompasului magnetic se controleaz, de regul, o dat n cart prindiferite procedee ( se msoarRcsau Dc i se comparcu valoareaRasau Daprecis determinate).

Calculul deviaiei compasului magnetic const n determinarea,prin interpolare, a valorii deviaiei compasului magnetic, funcie dedrumul magnetic (compas) n care se deplaseaznava.

Tipul de calcul

Calculul deviaiei compasului magnetic

m(pentru Dc(Dm) inferior ) = m(pentru Dc(Dm) superior) =

------------------------------------------------------------m (pentru Dc(Dm) =

d

NmNa

Nc

O

Fig.3.3


29/154

40

3.1.3. Compasul magnetic

DEFINIIA 3.13 Compasul magnetic este un aparat folosit la bordul

navei pentru determinarea direciilor compas i se bazeaz peproprietatea rozei sale magnetice, elementul su sensibil, de a seorienta pe direcia nordului compas.

Prile mari componente ale unui compas magnetic sunt :- elementul sensibil roza compasului cu sistemul

magnetic;- cutia compasului cu sistemul cardanic;- postamentul;- habitaclul;

- dispozitivul de compensare;- instalaia de iluminare;la nav exist dou tipuri de compase magnetice: compasul

etalon i compasul de drum (compasele moderne cumuleazambelecaliti).

Utilizarea compasului magnetic la bordul navei

Cu ajutorul compasului magnetic se execut guvernarea naveiprin meninerea navei pe un drum compas determinat, ct i

msurarea relevmentelor compas la diterite repere.DEFINIIA 3.14Drumul compas Dceste unghiul cu vrful n centrulrozei compas n planul orizontului adevrat al observatorului ntredirecia Nc i direcia la reperul la care se msoar relevmentulcompas (v.fig.3.4).

Convertirea drumurilor i a relevmentelor compas

Convertirea drumurilor i a relevmentelor compas reprezint

operaiunea de transformare a acestora n drumuri i relevmenteadevrate prin adugarea coreciei compasului magnetic (v.fig.3.4).

Calculul coreciei compasului magnetic

Determinarea coreciei compasului magnetic const nnsumarea algebric a valorilor declinaiei magnetice actualizate i adeviaiei compasului magnetic pentru fiecare drum compas n parte.

c = d + m (3.5)


30/154

41

Tipul de calcul

Calculul coreciei compasului magnetic

d = m =

---------------------------------------------------------c =

d

NmNa

Nc

DN

Re

c

Ra

RmRc

Rp

Fig.3.4

Sensul variaiei declinaiei magnetice se poate determina i grafic(v.fig.3.5).

NmNaNm

O

creste creste

scade scade

Fig.3.5


31/154

42

Convertirea drumurilor compas (magnetice)

Relaiile de convertire a drumurilor compas (magnetice) sunt:

Dc + m = Dm Dm - m = Dc (3.5)

Dm + d = Da Da - d = Dm (3.6)

Dc +c = Da Da - c = Dc (3.7)

Tipul de calcul

Calculul Dm Calculul DcDc = Dm =

+ m = - m =

Dm = Dc =

Calculul Da Calculul DmDm = Da =

+ d = - d =

Da = Dm =

Calculul Da Calculul DcDc = Da =

+ c = - c =

Da = Dc =

Convertirea relevmentelor compas (magnetice)

Relaiile de convertire a relevmentelor compas (magnetice) sunt:

Rc + m = Rm Rm - m = Rc (3.8)

Rm + d = Ra Ra - d = Rm (3.9)


32/154

43

Rc +c = Ra Ra - c = Rc (3.10)

Tipul de calcul

Calculul Rm Calculul RcRc = Rm =

+ m = - m=

Rm = Rc =

Calculul Ra Calculul RmRm = Ra =

+ d = - d =

Ra = Rm =

Calculul Ra Calculul RcRc = Ra =

+ c = - c =

Ra = Rc =

3.1.4. Compasul giroscopic

DEFINIIA 3.16 Compasul giroscopic este o instalaie complexdestinat determinrii (la bordul navei) direciilor giro de valoareapropiat direciilor (drumuri i relevmente) adevrate.Observaia 3.4 Compasul giroscopic funcioneaz pe bazapropietilor giroscopului.DEFINIIA 3.17 Giroscopul este un dispozitiv electromecanic carepoate executa o micare combinat fade trei axe de simetrie, ceea

ce i asigur unu la trei grade de libertate de libertate; secaracterizeazprin proprietile sale fundamentale, ineria giroscopici precesia giroscopic.DEFINIIA 3.18Ineria giroscopiceste proprietatea giroscopului de a-i menine axa de rotaie proprie paralelcu ea nsi indicnd aceeaidirecie n spaiu.DEFINIIA 3.19Precesia giroscpic este proprietatea giroscopului dea executa o micare de rotaie sub aciunea unei fore exterioare n

jurul axei verticale ntr-un plan perpendicular pe aceasta, proprietatecare permite transformarea giroscopului n girocompas.


33/154

44

Observaia 3.5Axa giroscopului cu dougrade de libertate i un gradde libertate limitat n orizont tinde s se orienteze n planulmeridianului locului sub aciunea micrii de rotaie a Pmntului iar

extremitatea axei principale (de unde rotaia torului se vede n sensdirect) se orienteazspre direcia nord giro.Observaia 3.6 Cu ajutorul unui dispozitiv de amortizarea oscilaiiloracest tip de giroscop se transformin girocompas.DEFINIIA 3.20 Corecia girocompasului g este unghiul plan dintredirecia nord adevrat i direcia nord giro.

Corecia giro este:

g = g + A (3.11)

unde: g este deviaia giro;A- eroarea constanta girocompasuluirmasn urma instalrii la bordul navei.

Corecia giro este format g este format din urmtoareleelemente:

- deviaia giro gsau eroarea de vitez, ce este funcie de drum,vitezi latitudinea locului;

- eroarea cauzatde variaia vitezei sau de schimbare de drume;

- eroarea rmas g ca fiind unghiul dintre axa principal agirocompasului i noua direcie Ng, corespunztoare noilorelemente de micare a navei;

- eroarea de balans;- eroarea de colimaie a rozei girocompasului;- erori accidentale.Deviaia giro g poate fi esticsau vestic:

tang= - cos

cos

R

DV N = -cos900

cos NDV (3.12)

Deviaia giro este direct proporional cu viteza navei i are valorinegative pentru drumuri nordice i valori pozitive pentru drumurisudice.

g = 0 pentru DN= 90o sau 270o (3.13)

g= max pentru DN= 0o sau 180o (3.14)


34/154

45

n fig.3.6 s-au notat: VTe viteza de rotaie a Terrei; V1componenta

sa meridian; V2 componenta sa pe paralela locului ce se poate

considera neglijabil n raport cu viteza de rotaie a Pmntului de laest la vest unde:

V1= VTecos DN (3.15)

V2= VTesin DN(neglijabil) (3.16)

Prin compunerea lui V1cu Erezultmicarea reala navei DNreal;La girocompasele moderne influena erorilor de funcionare asupra

indicaiilor sale se corecteaz cu ajutorul unui dispozitiv numitcorector automat.

DN

NaNg g

Da

Dg

VV1

V2

W

G

F

g

g

pentru A=0

Fig.3.6

Convertirea drumurilor giro

Relaiile de convertire a drumurilor giro sunt :

Dg + g =Da (3.17)

Da - Dg = g (3.18)

Da - g =Dg ( 3.19)


35/154

46

Tipul de calcul

Calculul Dg Calculul g Calculul Da

Da = Da = Dg =

- g = - Dg = + g =

Dg = g = Da =

Convertirea relevmentelor giro

Relaiile de convertire a relevmentelor sunt:

Rg + g = Ra (3.20)

Ra - g = Rg (3.21)

Ra - Rg = g (3.22)

Rg = Dg + Rp (3.23)

Dg = Rg - Rp (3.24)

Tipul de calcul

Calculul g Calculul Rg Calculul Ra Ra = Ra = Rg =

- Rg = - g = + g =

g = Rg = Ra =

3.2 DETERMINAREA VITEZEI I DISTANEI PE MARE

Determinarea (msurarea) distanelor i vitezelor pe marereprezinto operaiune de mare importann navigaia maritimi, deaceea, pentru aceasta s-a dezvoltat o bazteoreticsolidi o gamdiversde echipamente specializate.

Domeniile de referin implicate n rezolvarea acestei problemesunt hidrodinamica i teoria propagrii ultrasunetelor n mediul marin.de-a lungul vremii, odat cu dezvoltarea teoriei au aprut iinstrumentele necesare msurrii distanei i vitezei pe mare.


36/154

47

Echipamentul de navigaie specializat pentru msurarea vitezei i adistanei parcurse se numete loch.

Lochurile se clasificdupfelul parametrilor msurai, viteza prin

apsau viteza deasupra fundului, n:- lochuri relative;- lochuri absolute sau reale.

3.2.1. Clasificarea lochurilor

Dupprincipiul de funcionare lochurile se clasificn:- loch improvizat;- loch mecanic;- loch hidromecanic;- loch electromagnetic;- loch ultrason.

Lochul hidrodinamic

DEFINIIA 3.20 Lochul hidrodinamic este un loch relativ al cruiprincipiu de fucionare l reprezint msurarea diferenei dintrepresiunea statici presiunea dinamic creat prin deplasarea naveiprin ap(v.fig.3.7).

H

h

u

Fig.3.7

g

VPsH N

2

2

+=

(3.25)

PdPsPt += (3.26)

unde: Ps este presiunea static; Pd - presiunea dinamic; Pt -

presiunea total; H- nlimea coloanei de apmsuratde loch; h


37/154

48

nlimea constantcoloanei de apdeterminatde presiunea static;u- nlimea coloanei de apdeterminatde presiunea dinamic; VN-viteza navei; g - acceleraia gravitaional; - greutatea specific a

apei.

Proprietile lochului hidrodinamic

Proprietile lochului hidrodinamic sunt urmtoarele:- indicaii continue;- nu are pri imerse n micare;- instalare, ntreinere i depanare relativ simple;- erorile pot fi reduse prin reglaje;- determinparametri relativi fade masele de ap;- sensibilitate de msurare a vitezei, ncepnd de la

valoarea vitezei prin apde un nod.Observaia 3.6 Eliminarea erorilor n indicaiile lochului se executpractic prin operaiunea de etalonare a lochului ntr-o bazde viteze,fcndu-se diferena dintre distana realparcurs (duphart) i cearezultatdin citirile (indicaiile) la loch. Eroarea constantn indicaiilelochului se eliminprintr-o cerecie calculatnumit factor de corecief sau corecie procentuall(n %). Eroarea maximadmispentru un loch bun n funciune este

de f= 0,951,05.

Lochul ultrason (Doppler)

Lochul ultrason este un loch absolut ce indic valori msuratedeasupra fundului (parametri reali). Principiul de funcionare sebazeaz pe msuarea distanei pn la un obstacol prin msurareadiferenei dintre frecvena de emisie i cea de recepie a ultrasunetelor

n apa de mare f (pentru temperatura de 130viteza ultrasunetelor n

apa de mare este de 1500 m/s):

l

N fv

Vf

= cos2

(3.27)

unde: f este diferena de frecven; - unghiul sub care se emitefascicolul de ultrasunete; VN - viteza navei; fl - frecvena de lucru alochului; veste de propagare a ultrasunetelor n apa de mare.


38/154

49

Proprietile lochului ultrason

Proprietile lochului ultrason sunt:

- indicaii continue;- precizie foarte bun chiar i pentru viteze mici de

deplasare ale navei i adncimi mici ale apei;- msoarparametri reali viteza deasupra fundului;- nu are pri componente n afara corpului navei;- poate msura viteza i la marnapoi.

3.2.2. Calculul factorului de corecie a lochului

Relaiile de calcul ale factorului de corecie sunt:

ml

mf = (3.28)

%100%ml

mlml

= (3.29)

unde: m este distana real parcurs dup hart; ml este distanaparcursduploch (datde diferenele de citiri la loch, Cl2-Cl1).

3.2.3. Msurarea vitezei i a distanei parcurse cu ajutorul lochului

Msurarea vitezei i a distanei parcurse se face prin citirealochului (indicaiile lochului) i corectarea acestor valori:

- cnd f > 1 spaiul real prin ap este mai mare dectspaiul indicat de loch i l>0;

- cnd f


39/154

50

f

VVl

Vl

Vf

mllmlm

mlfm

N

N

=

=

=

=

100 (3.32)

3.3 MSURAREA ADNCIMILOR PE MARE

Msurarea adncimilor pe mare reprezint o operaiune de o

importan deosebit n navigaia maritim modern i n special nnavigaia costieri n zone cu pericole de navigaie. Baza teoreticaacestui capitol al navigaiei maritime l reprezint fizica propagriiultrasunetelor n apa de mare. Adncimea pe mare se msoar cuajutorul sondei marine.

3.3.1. Clasificarea sondelor marine

Dupprincipiul de funcionare sonda marinpoate fi.-simpl;

-mecanic;-ultrason.

Sonda simpl

Sonda simplsau sonda de mnse compune dintr-o greutate io saul gradati se folosete la viteze mici ale navei (5-6 noduri) iadncimi de pnla 40-50 metri; este un mijloc de rezervi de controlal indicaiilor sondei ultrason.

Sonda ultrasonSonda ultrason funcioneaz pe principiul propagrii

ultrasunetelor n apa de mare i anume a proprietilor acestora de ase reflecta i refracta.

Sonda ultrason se compune din:- generatorul de impulsuri;- emitor receptorul de ultrasunete;- indicatorul;- amplificatorul de semnal;


40/154

51

- nregistratorul.Sonda ultrason indic vizual adncimea msurat prin

msurarea timpului necesar parcurgerii, dus ntors, a distanei nav/

fundul mrii; de asemenea, indic, grafic pe hrtia nregistratorului,configuraia fundului mrii.Proprietile sondei ultrason sunt:

- asigurmsurtori pnla adncimi de 500 m;- funcionare continucel puin 12 ore;- precizie bunde 3% la adncimi mai mari de

20 m.

3.3.2. Msurarea adncimilor pe mare cu ajutorul sondei ultrason

Efectuarea msurtorilor de adncime se face prin:- citirea indicaiilor de adncime de pe indicatorul

i /sau nregistratorul sondei;- corectarea msurtorilor funcie de pescajul navei

utiliznd valori de corecie cuprinse n tablelenautice;

- controlul preciziei adncimilor msurate princomparaie cu adncimea din harti acolo undese poate cu msurtorile efectuate cu sonda

simpl.


41/154

4. HARTA MARIN. PROPRIETILE HRII MARINE.CLASIFICARE. CONINUT. PROBLEME SIMPLE DE NAVIGAIE

REZOLVATE PE HARTA MARIN. DOCUMENTE NAUTICE.PROIECIA MERCATOR. PROIECIA GAUSS

DEFINIIA 4.1 Harta marin este reprezentarea n plan, la oanumit scar, a unei zone maritime sau oceanice, coninnd aceledate importante care intereseaz navigaia.

4.1. PROPRIETILE UNEI HRI MARINE

Proprietile unei hri marine sunt urmtoarele:1. permite stabilirea coordonatelor geografice ale unuipunct, uor i cu precizie; reeaua cartografic apare ca un

sistem de axe ortogonale n care paralelele i meridianelesunt perpendiculare unele pe celelalte;2. loxodroma apare ca o linie dreapt, meridianele,paralelele i ecuatorul apar, de asemenea, ca linii drepte;3. este conform, unghiurile din teren sunt egale cu celemsurate pe hart;4. permite msurarea distanelor cu uurin i cu precizie;exist o scar a distanelor.

Concluzia 4.1 Harta marin are urmtorul aspect sau reeacartografic: ecuatorul, meridianele, paralelele sunt linii drepte,paralelele sunt linii paralele ntre ele i cu ecuatorul; meridianelesunt paralele ntre ele i perpendiculare pe paralele.Observaia 4.1 Harta marin care ndeplineste aceste condiii esteharta n proiecie Mercator.

Aspectul reelei cartografice fiind rectiliniu si rectangular, hartamarin n proiecie Mercator asigur rezolvarea urmtoarelorprobleme de navigaie maritim:

1. "punerea pe hart" a unui punct de coordonategeografice date;

2. determinarea coordonatelor geografice ale unui punctdat;3. trasarea drumurilor si a relevmentelor ca linii drepterespectnd valoarea unghiular din teren;4. msurarea i "citirea" drumurilor i a relevmentelor;5. msurarea distanelor.

4.2.SCARA HRII

DEFINIIA 4.2 Scara hrii este raportul dintre lungimea din hart idistana corespunztoare de pe sfera terestr.Scara hrii poate fi:


42/154

- scara numeric;- scara grafic.

DEFINIIA 4.3 Scara numerica hrii marine este un raport avndla numrtor unitatea, iar la numitor un numr care arat de cte orilungimea din hart este mai mic dect cea din teren.

Ex : 1:250 000 sau 1/250 000.DEFINIIA 4.4 Scara grafic a hrii marine este raportul dintre olungime de pe hart, exprimat ntr-o anumit unitate de msur ilungimea real corespunztoare, exprimat ntr-o alt unitate demsur.Ex: lungimea pe hart exprimat n cm, iar lungimea realcorespunztoare n Mm sau n km.DEFINIIA 4.5 Baza scrii este mrimea unei gradaii de pe scaragrafic. Valoarea bazei este mrimea real corespunztoare unei

gradaii.Transformarea scrii numerice in scara grafic se face astfel:se mparte numitorul scrii numerice la 185 200 (cm), rezultatul fiindobinut n mile marine.

Ex : 100 000 mprit la 185 200 =xM , adic, x M la un cm.

Observaia 4.2n proiecia Mercator scara hrii este constant peun acelai paralel i variaz cu latitudinea i, de aceea, scara hrii

ntr-un punct se numete scarparial.Datoritvariaiei scrii pariale pe harta marinse folosete o

scar principal care poate fi: media scrilor sau, scara pentrulatitudinea medie.DEFINIIA 4.6 Modulul hrii este raportul dintre scara principal

ntr-un punct i scara principal.

1 Mil Mercator

seccos

ll

== (4.1)

unde : l este mrimea grafic a unui arc de ecuator de 1 ; 1 deecuator =1855,39 m.

Pe sfera terestr lungimea arcului de paralel cuprins ntredou meridiane scade cu cosinusul latitudinii. Lungimea arcului deparalel de 1' variaz ntre 1855,39 m la ecuator, la 0 m la poli, iarlungimea unui minut de meridian variaz de la 1842,78m la ecuator,la 1861,44 m la poli pe elipsoidul terestru.

Distanele pe harta marin se msoar pe scara latitudinilor,

care se mai numete i scara latitudinilor crescnde. Scara uneihri marine se stabilete prin latitudinea medie a zonei reprezentate


43/154

care reprezint paralelul de referin (aceast condiie nu esterespectat ntotdeauna).

Cnd se cunoate scara hrii la ecuator se poate calculascara hrii pentru latitudinea cu :

cos11

SSe= (4.2)

sau:

secSSe = (4.3)

unde : Sei Ssunt numitorii scrilor hrii la ecuator, respectiv peun paralel de latitudine

4.3.CLASIFICAREA HRILOR MARINE DUP SCAR

Dup scar, hrile marine se clasific n:1. hri oceanice, conin zone oceanice ntinse, folosite latraversade: scara 1/ 6 000 000;2. hri generale de navigaie, conin zone maritime ntinsefolosite la studiul drumului, inerea navigaiei la larg: scara1/ 4 500 000;3. hri costiere generale i de drum, conin zone costiere

sau din apropierea coastei folosite n inerea navigaiei:scara de la 1/1 000 000 la 1/200 000;4. hri costiere speciale, conin zone cu strmtori, intrri nporturi, zone dificile: scara de la 1 / 100 000 la 1 / 60 000;5. planuri, conin de regul, zone portuare, scara de la1/50 000 la 1/5 000 i 1/2000.

4.4.CONSTRUCIA REELEI CARTOGRAFICE N PROIECIAMERCATOR

DEFINIIA 4.8 Reeaua cartografic este totalitatea liniilor carealctuiesc structura unei hri (canevasul hrii).

Algoritmul construciei:1. se stabilesc meridianele i paralele limit ale zoneireprezentate;2. se stabilete scara proieciei;3. se stabilete paralelul de referin (de regul,latitudinea medie);

4. se calculeaz modulul hrii (m):


44/154

eSm

110001852 = (4.4)

5. se stabilesc intervalele la care se traseazmeridianele i paralele (din 30 n 30 sau din 1 n 1).

6. se calculeaz lungimea cadrului hrii L:

L= m (4.5)

7. se calculeaz limea cadrului hrii L:

L = m c (4.6)

8. se traseaz cadrul hrii cu mrimile determinate

mai sus.9. se calculeaz lungimea grafic ntre dou meridianealturate L:

int.de..nr

LL

= (4.7)

10. se traseaz meridianele.11. se calculeaz distana grafic dintre dou paralelepentru fiecare paralel L:

L= m ( c2- c1) (4.8)

4.5.CONINUTUL HRII MARINE

Harta marin conine urmtoarele elemente:- seria hrii (element de identificare);- titlul hrii (zona geografic);- data publicrii;- data tipririi;- dimensiunile hrii;- scara grafic a latitudinilor (crescnde);- scara grafic a longitudinilor;- reeaua cartografic;- scara numeric a hrii;- linia coastei;- topografia hrii;- pericolele de navigaie ;- sondajele sub form de izobate sau batrimetrice (linii

de egal adncime);


45/154

Corectarea hrilor de navigaie se face de ctre navigator pebaza avizelor pentru navigatori; coreciile mari se nscriu pemarginea de jos, n dreapta, iar coreciile mici, n partea stng,trecndu-se anul i numrul avizului pentru navigatori pa bazacruia s-au fcut coreciile (v.fig.4.1).

Fig. 4.1

4.6.PROBLEME SIMPLE CARE SE REZOLV PE HARTAMARIN

4.6.1. Instrumente de lucru pe hart

Instrumentele de lucru pe harta marinsunt:- echerele de navigaie;- liniile paralele;- gheara compas;- staiograful;- compasul de desen cu creion.

4.6.2. Problemele simple de navigaie

Problemele simple de navigaie care se rezolv pe hartamarin sunt :

1. punerea pe hart a unui punct de coordonate geograficecunoscute;

2. scoaterea coordonatelor geografice ale unui punct de pehart;

3. trasarea drumului navei;4. trasarea unui relevment msurat;5. msurarea valorilor drumurilor i a relevmentelor;6. msurarea distanei dintre dou puncte.


46/154

4.7.DOCUMENTELE NAUTICE

DEFINIIA 4.8 Documentele nautice sunt acele documente careasigur navigatorului informaiile necesare navigaiei n orice condiiii n orice zon.

Documentele nautice se mpart n:- documente nautice pentru informarea de navigaie;- documente nautice operative de navigaie.

Documentele nautice pentru informarea de navigaie sunt:- Avizul pentru navigatori;- Catalogul hrilor i documentelor nautice;- Simboluri i abrevieri folosite pe hrile marine;- Crile pilot;- Cartea farurilor;

- Cartea mijloacelor radiotehnice;- Ships Routeing;- Ocean Passages for the World;- Guide for Port Entry;- Hri marine;

Documentele nautice operative de navigaie sunt:- Harta de navigaie;- Jurnalul de bord;- Jurnalul de navigaie;- Tablele nautice;- Efemeridele nautice.

4.8 ORTODROMA l LOXODROMA

DEFINIIA 4.9 Ortodroma este arcul de cerc mare care unete doupuncte de pe sfera terestra, reprezentnd drumul cel mai scurt ntreaceste puncte.

Ortodroma are proprietatea de a intersecta meridianele subunghiuri variabile. Forma ortodromei este prezentatn figura 4.2.

Observaia 4.3 Navigaia riguroaspe ortodromeste posibildoar cndse naviga de-a lungul ecuatorului sau a unui meridian, iar n celelaltesituaii este practic imposibil, deoarece ar nsemna o variaiecontinu a drumului navei; pentru distane mari, la traversadeoceanice, se mparte ortodroma, prin puncte intermediare, nporiuni de loxodrom, pe care se execut navigaie loxodromic.Ortodroma se studiaz la navigaia ortodromic. Pe harta n proieciagnomonicortodroma apare ca o linie dreapt.


47/154

N0

N1

PN

ORTODROMA

LOXODROMA

Fig.4.2

DEFINIIA 4.10 Loxodromaeste curba de pe suprafaa sferei terestrecare taie toate meridianele sub acelai unghi i aspectul unei spirale

logaritmice ce tinde sa se apropie de cei doi poli frs-i poatatinge(fig.4.3).Loxodroma se studiaz la navigaia estimat. Pe harta marin n

proiecie Mercator loxodroma se reprezintca o linie dreapt

N2ORTODROMALOXODROMA

N1

PN

N0

Fig.4.3

Observaia 4.4Drumul adevrat al navei se definete i ca unghiulconstant format ntre loxodromi meridianele intersectate i poart,astfel, numele de drum loxodromic.

Navigaia executat pe loxodrom se numete navigaieloxodromic, iar cea executata pe ortodrom, navigaie ortodromic.

4 9 PROIECIA CENTRAL CILINDRIC DREAPT


48/154


49/154

Loxodroma apare ca o linie dreapt ce taie meridianele sub ununghi constant, astfel c drumul loxodromic de pe sfera terestreste egal cu cel din proiecia Mercator.

Latitudinea crescnd arat c, de fapt, n proiecia Mercator,lungimea unei diviziuni care reprezint 1 de latitudine crete de la

ecuator proporional cu secanta de latitudine.

DEFINIIA 4.14 Diferena de latitudine crescnd este distana dintredouparalele msurata pe meridian.

Diferena de latitudine crescnd se exprim n mile ecuatorialeastfel:

12 ccc = (4.10)

Semnul minus se aplic pentru latitudini de acelai semn iar

semnul plus se aplicpentru latitudini de semne contrare.Folosind dimensiunile elipsoidului Krasovski, lungimea arcului de ecuatorterestru de 1' este de 1855,39 m = 1 mil ecuatorial (Me). Astfelvaloarea latitudinii crescnde este:

2

sin1

sin1

24704674'7915

e

ce

etg

+

+=

(4.11)

4.11 PROIECIA CENTRAL

n proieciile centrale sau gnomonice, ochiul observatorului seconsidern centrul Pmntului, iar planul de proiecie tangenteaz

ntr-un punct determinat sfera terestr.Proieciile gnomonice sunt urmtoarele:

- proiecia ecuatorial, cnd punctul de tangenestepe ecuatorul terestru;

- proiecia polar, cnd punctul de tangeneste launul din polii teretri;

- proiecia oblic, zenital, orizontal, cnd punctul detangeneste un punct oarecare de pe sfera terestr.Proiecia gnomonic nu este nici conform nici echivalent.

Aceast proiecie se folosete pentru ntocmirea hrilor necesarenavigaiei ortodromice.

4.11.1. Proiecia gnomonicecuatorial

n aceast proiecie planul de tangen este tangent la sfera

terestrntr-un punct oarecare de pe ecuator, numit punct central alproieciei, iar meridianul de proiecie este meridianul principale alproieciei


50/154

Reeaua cartograficn proiecia gnomonicecuatorialapareastfel:

- ecuatorul apare ca o linie dreapt;- meridianele apar ca linii drepte, paralele ntre ele i

perpendiculare pe ecuator;

- meridianele se ndeprteazde meridianul central alproieciei proporional cu tangenta diferenei delongitudine;

- paralelele apar ca arce de hiperbol, avnd vrfurilei focarele situate pe dreapta care reprezintmeridianul central.

Harta gnomonic are dou scri: scara longitudinilor peproiecia ecuatorului i scara latitudinilor, de-a lungul proiecieimeridianului central (fig.4.4).

600N

400N

200N

00

200S

400S

600S

800W 600W 400W 200W 200E 400E 600E 800E

N0

N1

PN

PS Fig.4.4

4.11.2. Proiecia gnomonicpolar

n aceastproiecie planul de proiecie este tangent la unul dinpolii sferei terestre, punctul central al proieciei fiind unul din poli.

Reeaua cartografic n proiecia gnomonic polar apareastfel (fig.4.5):

-

meridianele apar ca drepte convergente spre pol;- paralelele ca cercuri concentrice, de razcresctoareproporionalcu cotangenta de latitudine;

- ortodroma apare ca o dreapt de intersecie dintreplanul cercului mare cu planul de proiecie.


51/154

ORTODROMA

N1

N0

PN

1800

900900

00

400N

500N600N700N

800N

Fig.4.5

4.11.3 Proiecia gnomonicoblic

n aceast proiecie planul de proiecie este tangent ntr-unpunct oarecare de pe sfera terestrreprezentnd centrul proieciei,meridianul care conine acest punct fiind meridianul principal alproieciei. Reeaua cartograficn proiecia gnomonicoblicapareastfel (fig.4.6):

600N

200N

00300W

900W

1200W

600W

1500W

600E

300E

1200E

900E

N0

N1

PN

1500E1800

Ecuator

Fig.4.6

- meridianul central ca o dreapt perpendicular peecuator;

- meridianele apar ca linii drepte convergente spre pol;- paralelele ca o reea de parabole;


52/154

- ortodroma ca o dreapt ca taie meridianele subunghiuri diferite.

4.11.4 Proiecia stereograficecuatorial

n aceastproiecie ochiul observatorului se considerntr-unpunct de pe sfera terestr, iar proiecia se face pe un plan tangentla antipod, sau pe un plan ce trece prin centrul Pmntului

Reeaua cartografic n proiecia stereografic ecuatorialapare astfel:

- meridianele apar ca drepte convergente spre pol;- unghiurile dintre proieciile meridianelor se menin

egale cu diferenele de longitudine dintre aceleaimeridiane;

-

loxodroma apare ca o curb care taie toatemeridianele sub acelai unghi avnd forma uneispirale logaritmice.

4.12 PROIECIA GAUSS

Proiecia Gauss este o proiecie cilindric transversalconformn care suprafaa sferei terestre a fost mpritn 60 zone(fusuri numerotate de unu la 60, avnd ca origine meridianulGreenwith) de cte ase grade de longitudine. Fiecare fus are unmeridian axial care l mparte n douzone egale de cte trei gradede longitudine. n fapt, se realizeazproiectarea separata fiecruifus pe un cilindru care tangenteazglobul terestru dupmeridianulsu axial. Astfel, meridianele apar sub forma unor linii curbeconvergente spre poli i simetrice fa de meridianul axial, iarparalelele sub form de curbe cu convexitatea spre ecuator,ortogonale n raport cu meridianele (fig.4.7).

Harta la scara 1: 1 000 000 acoper ntregul fus de asegrade de longitudine i patru grade de latitudine, pe nlimea

fusului. n limitele suprafeei unei hri la scar mare (pe care selucreaz n mod obinuit), meridianele se pot considera ca drepteconvergente spre poli i paralelele ca linii drepte, perpendiculare pemeridianul axial.

n proiecia Gauss poziia unui punct oarecare de pe sferaterestrse determincu ajutorul coordonatelor rectangulare planexi y ce se exprimn uniti de msurliniare.

Reeaua de coordonate rectangulare plane se obin prinproiectarea reelei de coordonate rectangulare sferice pe un cilindru

avnd axa n planul ecuatorului i care tangenteaz sfera terestrdupmeridianul axial.


53/154

Ecuator

PN

PS

1 2 3

1 2 3

Fig.4.7

Reeaua de coordonate rectangulare sferice este formatdin:- meridianul axial i cercurile mici cuprinse n planuri

paralele cu meridianul axial;- cercurile mari ce trec prin polii meridianului axial i al

crui plan este perpendicular pe planul meridianulaxial.

Coordonatele rectangulare sferice sunt arce de cercuri mari(exprimate n m sau km). Punctele situate n emisfera nordic au

abscisa sfericX pozitiv, iar cele din emisfera sudic, negativ.Punctele situate la est de meridianul axial au ordonata sferic Ypozitiv, iar cele situate la vest de acesta, negativ.

Raza ra unui cerc mic de ordonatsfericYse determincurelaia:

R

YRr cos= (4.12)

unde Reste raza Pmntului.Reeaua de coordonate rectangulare plane este formatdin:

- meridianul axial este o linie dreapt ax aabsciselor planex;

- liniile de egal ordonat plan y paralele cumeridianul axial;

- ecuatorul linie dreapt, axa ordonatelor plane;- liniile de egalabscisplanxparalele cu ecuatorul,

echidistante perpendiculare pe meridianul axial.


54/154

5. NAVIGAIA ESTIMAT.PROBLEMA DIRECTI INVERSA ESTIMEI.ESTIMA GRAFICI ESTIMA PRIN CALCUL

5.1 GENERALITI

DEFINIIA 5.1 Navigaia estimat este ramura navigaiei maritimecare studiaz modul de determinare a poziiei navei, folosindinformaii de la aparatura de navigaie, transformate n parametri depoziie i de micare (coordonate geografice, drum i vitez, spaiui timp).

Poziia navei este estimat pentru un moment, prezent sauviitor, fr a exista posibilitatea verificrii, sau determinrii eipariale, cu observaii la repere exterioare.

n navigaia maritim sunt rezolvate dou problemefundamentale ale estimei i anume:- problema direct a estimei sau problema poziiei

navei;- problema inversa estimei sau problema drumului

navei.Rezolvarea acestor probleme se poate face att grafic ct i

analitic, prin procedeele numite:- estima grafic;- estima prin calcul.

Lucrul pe hartse realizeazpe baza estimei grafice; regulileestimei grafice sunt valabile pentru toate problemele de navigaieestimat, costier, astronomici radioelectronic.

Precizia estimei grafice depinde de o serie de factori:- tehnici (precizia i corectitudinea informaiilor de

navigaie primite de la aparatura de navigaie);- de mediu (gradul de cunoatere a influenei

factorilor hidrometeorologici asupra deplasriinavei pe timpul marului);

- calitile nautice ale navei;- pregtirea profesional i starea psihofizic a

navigatorului.

5. 2 PROBLEMA DIRECTA ESTIMEI

DEFINIIA 5.2 Problema direct a navigaiei estimate esteproblema determinrii poziiei finale a navei,funcie de drumul naveii de distana parcurs.


55/154

5. 2.1 Problema directa estimei soluia grafic

Algoritm (v.fig.5.1):- se determinpoziia iniiala navei, se noteazO1

/ Cl1i coordonatele geografice ale punctului;

- se traseazdrumul navei dorit, o distandatsaudistana funcie de un timp dorit i se obine poziiafinala navei;

- se determin O2 / Cl2 funcie de viteza la loch idistana dat i coordonatele geografice alepunctului final al navei.

Fig.5.1

5.2.2 Problema direct - soluia analitic

Pentru determinarea coordonatelor punctului final se folosescrelaiile:

+=

+=

12

12 (5.1)

unde:

;sece

Dcosm

=

= (5.2)

Dsinme = (5.3)


56/154

Valorile elementelor necesare determinrii coordonatelorpunctului final se calculeaz din triunghiul de drum i triunghiulMercator (v.fig.5.2)

e

c

N2

N0

D

Fig.5.2

Concluzia 5.1 Problema direct se poate rezolva analitic folosindtriunghiul de drum i triunghiul Mercator cu relaiile de mai sus sautablele de punct, de unde se scot i e, funcie de valoarea Daimi funcie de mi e.

Tipul de calculCalculul 2i m Calculul 2

1= 1=+=__________ +=________2= 2=

- /2 = ________m=

5.3 PROBLEMA INVERSA ESTIMEI

DEFINIIA 5.3 Problema invers a navigaiei estimate esteproblema determinrii drumului navei i distanei de parcurs ntredoupuncte.

5.3.1 Problema inversa estimei soluia grafic

Algoritm (v.fig.5.3):-

se pun pe hartcele doupuncte iniial i final alenavei;


57/154

- se unesc cele dou puncte cu un segment dedreapt, ce reprezint drumul navei (Df n condiiide deriv cunoscut, sau Da) de urmat, ntreaceste puncte;

- se msoar distana de parcurs pe acest drum,

ntre cele doupuncte.

Fig.5.3

5.3.2 Problema inversa estimei soluia analitic

Problema inversa estimei se rezolvdeterminnd mai nti

Diferenele de coordonate.

12

12

=

= (5.4)

astfel cdrumul Dai distana parcursmse determincu:

=

etgD (5.5)

mcose = (5.6)

mcosm = (5.7)sau:

ecDcosem = (5.8)

Tipul de calculCalculul Da Calculul m

Log = log =

Log cos m= log sec Da =________


58/154

Colog =_________ log m =Log tg Da = m =

Da =

5. 4 PRECIZIA ESTIMEI GRAFICE

Erorile ce influeneaz precizia estimei grafice sunturmtoarele:

- eroarea de citire a instrumentelor de navigaie i ahrii marine;

- erorile n determinarea coreciei compasului giro,magnetic i a lochului;

- eroarea n determinarea derivei navei;- erorile personale ale navigatorului.

Fig.5.4

unde: oD este eroarea n drum care este inclusn eroarea coreciei(giro) compasului; m - distana real parcurs; ED - este eroarea

drumului i este:

=3,57

mE DD

o ; U- eroarea n distana indicatde loch

n %; Em- eroarea n distana parcurs: 100m

E lm = , astfel ceroarea

maximposibilEmax, (ca raza cercului erorilor) este:

o

Dm2

m2

max cos)Em(m2)Em(mE +++= (5.9)

5.5 NAVIGAIA ESTIMATN CONDIII DE INCERTITUDINE

Situaia de incertitudine n navigaia estimat apare atuncicnd se navig n zone dificile de navigaie, sau n apropierea


59/154

acestora, sau cnd informaiile referitoare la aceste zone sunt vechisau incomplete.

Aceast situaie de incertitudine trebuie contracarat prinfolosirea valorilor erorilor n drum i n distann estima grafic, naa fel nct s poat fi trasat o traiectorie optim a navei

(v.fig.5.5).

Fig.5. 5


60/154

6. ACIUNEA DERIVEI ASUPRA DEPLASRII NAVEI

6.1 GENERALITI

Pe timpul deplasrii pe mare asupra navei se exercitaciunea vntului, valurilor i a curenilor, separat sau combinat.Aciunea acestor factori de mediu se analizeaz, n prim

faz, separat pentru ca, n final, s se analizeze influena lorcombinat.

Clasificarea problemelor de deriveste urmtoarea:- derivde vnt;- derivde curent;- deriva total.

6.2 DERIVA DE VNT

DEFINIIA 6.1Vntul este definit ca o deplasare a unor mase deaer ntr-o anumit direcie, cu o anumit vitez (intensitate) cu ungrad ridicat de instabilitate.

Direcia vntului este direcia din care bate vntul i semsoarn grade sexagesimale (exemplu:vnt din 120o).Observaia 6.1n practicsunt stabilite 16 sectoare sau direcii devnt.

Observaia 6.2Direcia vntului se poate aprecia exprimndu-se ncarturi (la precizie de cart), inter-intercardinale (exemplu: vnt deSSW).Observaia 6.3Fora vntului este cuantificatn scara Beaufort.Observaia 6.4 Viteza vntului este viteza cu care se deplaseazmasele de aer i se exprimn m/s, km/or, noduri, grade Beaufort,(oBf).

6.2.1 Msurarea direciei i vitezei vntului

Cu nava n staionareSe msoar direcia i viteza vntului real (VR) cu

giroanemometru, cu girueta (relevmentul prova Rp la vnt vine)sau se apreciazduppoziia fumului de vnt.

Cu nava n marSe msoarvntul aparent (Va)ca rezultanta vntului real

i a vntului navei (VN).

DEFINIIA 6.2 Vntul navei este vntul determinat de rezistenaopusla naintarea navei de ctre masele de aer prin care aceastad l


61/154

Vntul navei are ca direcie opusul drumului navei i ca vitez,viteza navei exprimatn m/s.

Vntul real se determin grafic prin construcia triunghiuluivitezelor (VR, VN,Va).

Algoritm grafic(v.fig.6.1)- pe direcia opusului drumului navei se materializeazvectorul vntul navei la o scarconvenabil aleas;

- n originea vectorului vntul navei se materializeazvectorul vnt aparent;

- se nchide triunghiul vitezelor obinndu-se vectorulvnt real ca direcie de la vntul navei ctre vntulaparent.

DN

N-VVA

VR

0

Fig.6.1

Observaia 6.5 Vntul real se poate determina i cu ajutorulplanetei cinematice de vnt, pe care se rezolvtriunghiul vntului.

Pe timpul marului asupra navei acioneazodatcu vntul ivalurile. Aciunea combinata vntului i a valurilor asupra navei nueste de neglijat, diferfuncie de nav, de asiet, de fora i direcia

vntului i a valurilor i se manifestprin modificari ale drumului ivitezei navei. Acest fenomen este complex i ncercrile de a estimamatematic efectul vntului i a valului asupra navei nu estesatisfctor i de aceea astzi acest efect se constat prinefectuarea unor observaii i msurtori succesive, costiere, astronomice, radioelectronice precise.

De aceea se vor defini n continuare o serie de mrimi cu carese opereazn rezolvarea problemelor de deriv(v.fig. 6.2).DEFINIIA 6.3 Drumul deasupra fundului (Df) este unghiul dintredirecia Na i direcia de deplasare a navei fa de sistemul dereferinconsiderat ca fiind fix i anume fundul mrii.


62/154

DEFINIIA 6.4Drumul prin ap(DA) este unghiul dintre direcia Nai axa longitudinala navei, deci este direcia de deplasare a naveiprin masa de ap.DEFINIIA 6.5 Unghiul de deriv de vnt () este unghiul format

ntre axa longitudinal a navei i direcia drumului deasupra

fundului.

Df = Da + (6.1)

Da = Df - (6.2)

Observaia 6.1 Unghiul de deriv este pozitiv cnd nava estederivat la tribord (vnt din babord) sau negativ cnd nava estederivatla babord (vnt din tribord).

Fig.6.2

6.2.2 Determinarea derivei de vnt

Deriva de vnt se determinprin doumetode:- prin apreciere;- prin msurtori.Prin apreciere, deriva de vnt se determin avnd n vedere

cunoaterea caracteristicilor constructive ale navei, calitile nauticeale navei, cunoaterea forei i direciei vntului n raport cu axalongitudinal a navei i efectul lor asupra navei, acurateeaguvernrii navei de ctre timonier sau de ctre pilotul automat.

Prin msurtori, deriva de vnt se determin prin msurareaunghiului dintre axul longitudinal al navei i direcia siajului sau prind t i i ii i i


63/154

n primul caz, se msoar unghiul dintre axul longitudinal alnavei i direcia siajului cu alidada care se orienteaz paralel cusiajul navei, unghiul de derivse citete ca relevment pupa; se facmai multe msurtori, deriva de vnt obinndu-se ca o mediearitmetic, direcia siajului materializndu-se cu saula lochului

mecanic, remorcat la pupa.n cel de-al doilea caz, deriva de vnt se obine prindeterminarea unghiului dintre direcia drumului deasupra fundului(obinut prin succesiune de puncte observate) i direcia drumuluiprin ap(v.fig.6.3).

Factorii care influeneazmrimea derivei sunt urmtorii:- fora vntului i a valurilor;- direcia vntului n raport cu axul longitudinal al navei;- suprafaa velica navei;-

viteza navei;- pescajul navei.

DA

Na

Df

OCl

0N

O1Cl1

O2Cl2

O3

Cl3

N1

N3

N2

Fig.6.3

Tipuri de calculCalculul derivei de vnt Calculul Df

Df = Da =- Da = + =

------------------ -----------------

= Df =Calculul Da Calculul Dc

Df = Df =

- = - =------------------ ----------------

Da = Da =

- d =---------------

C l l l D D


64/154

Df = - =- = -----------------

----------------- Dc =Da =

- g =

-----------------Dg =

6.3 DERIVA DE CURENT

DEFINIIA 6.6Curentul marin reprezintdeplasarea unor mase deapcaracterizatprin direcie i vitez.

Direcia curentului este direcia n care se deplaseazacesta

(exemplu: Dir.crt=180o

, adicdirecia curentului este 0o

-180o

).Viteza curentului este viteza de deplasare a maselor de apdeasupra fundului (exemplu:Vcrt =1,5 Nd ).

Direcia i viteza curenilor permaneni i sezonieri suntcuprinse n documentele nautice:Cri pilot, hri, atlase de cureni,etc.Observaia 6.2 n general, direcia i viteza unui curent sedeterminprin comparaie ntre punctul estimat i punctul observatal navei la un moment dat.

DEFINIIA 6.7 Deriva de curent () este unghiul format ntre direciaaxului longitudinal al navei i direcia de deplasare a navei (acentrului su de greutate), sub aciunea curentului, deasuprafundului (v.fig.6.4).

Df = Da + (6.3)

Da = Df - (6.4)

= Df Da (6.5)

Observaia 6.3 Deriva de curent poate fi pozitiv cnd curentuleste din babord (nava este derivat la tribord) i negativ cndcurentul este din tribord (nava este derivatla babord).DEFINIIA 6.8 Viteza prin ap VA este viteza cu care nava sedeplaseazpe direcia drumului prin ap.DEFINIIA 6.9 Viteza deasupra fundului Vfeste viteza realcu carenava se deplaseaz deasupra fundului, n condiiile existeneiderivei de curent.

crtVVVf += (6 6)


65/154

unde: VNse considerviteza duploch Vlcorectat.

DA

Na

Df

OCl

0N

N1 DA

O1Cl1

Fig.6.4

6.4 NAVIGAIA N ZONE CU CURENI MARINI

Navigaia n zone cu cureni presupune rezolvareaproblemelor de cureni, astfel:

- determinarea direciei i vitezei curentului;- ajungerea ntr-un punct dat cu o vitez

dat

(determinarea

Da cunoscnd elementele curentului);- determinarea Df cunoscnd Da i elementele curentului;- ajungerea ntr-un punct dat la o anumitor(ntr-un

timp dat); determinarea Dai Va.

6.4.1 Determinarea direciei i vitezei curentului

Aceast problem se rezolv prin compararea poziieiobservate a navei cu poziia estimat a navei la un moment dat

(v.fig.6.5).

Algoritm- se determinpunctul estimat iniial (sau observat) la O1i

Cl1;- dupintervalul de timp t, se determinpunctul estimat i

punctul observat al navei obinndu-se direcia Da(unetepunctul iniial cu punctul estimat) i direcia Df (unetepunctul initial i punctul observat la momentul O2/Cl2);

- se unete punctul estimat cu punctul observat de lamomentul O2/Cl2, obinndu-se astfel direcia curentului


66/154

- se construiete triunghiul vitezelor (Vf,VN,Vcrt) la o scarconvenabil, obinndu-se astfel Vcrt (direcia vectoruluiVcrt este datde direcia curentului, determinatanterior.

Da

Df

OCl

0N

N1O1

Cl1

VfVcrt

Va

0

Fig.6.5

6.4.2 Ajungerea ntr-un punct dat cu o vitezdat(determinareaDA cunoscnd elementele curentului)

Algoritm(v.fig.6.6):- se pun pe hartpunctul iniial N1i punctul final al

marului N

2, se traseaz

segmentul de dreapt

care le

unete, Df;

N2

VCDC

VCrt

Vf

VA=Vl*f

N`2

O

Cl

N0Df

Da

Fig 6.6

- n punctul iniial N1, se construiete triunghiul vitezelor(se cunosc viteza i direcia curentului), intersectnd dinvrful vectorului Vcrtcu valoarea vectorului Vldirecia Dfobinndu-se valoarea vectorului Vf;

- se traseazdin N1, Da paralel la vectorul Vl;

- din N2se duce paralela la direcia curentului i se obine -punctul estimat N i1final al marului.


67/154

6.4.3. Determinarea Df cunoscnd Dai elementele curentului(v.fig.6.7)

Algoritm:- din punctul iniial N1se traseazdirecia Dai se

construiete triunghiul vitezelor cu Vl pe direcia Dai cuVcrt pe direcia curentului, obinndu-se direcia Vf itotodatdirecia Df.

Da

Df

OCl

0N

Vf

Vcrt

Va

Dir.crtVcrt

Fig.6.7

6.4.4 Ajungerea ntr-un punct dat la o anumitor(ntr-untimp dat); determinarea Da

i Va(v.fig.6.8)

Algoritm:- se unesc cele doupuncte N1i N2, obinndu-se direcia

Df;- se msoarspaiul de parcurs, se mparte la intervalul de

timp impus i se obine Vf;- se construiete triunghiul vitezelor n N1 folosindu-se

vectorii Vfi Vcrt, obinndu-se vectorul VN(Vl) ca direciei mrime i direcia Da.


68/154

Da

Df

OCl

0N Vf

VcrtVa

Dir.crtVcrt

N1'

N1

Fig.6.8

6.5 LUCRUL PE HARTN ESTIMGRAFICN CONDIII DEDERIV

6.5.1 Estima graficn condiii de deriva de vnt

Algoritm(v.fig.6.9):- se traseazcu o linie subire Da(DA)din punctul iniial

N1; se determinDfi se traseazdin acelai punct N1culinie mai groas;

Df = Da(DA) +

Dc=(

c=)

=

Dc=

(c=

)=

N1

O1Cl1

Da

Df1

Df2Da

O2Cl2

O3Cl3

DWVW

Fig.6.9

- se determindistana de parcurs, obinndu-se punctulfinal N2;


69/154


70/154

6.6 DERIVA TOTAL

Pe timpul navigaiei asupra navei se exercit de cele maimulte ori o influencombinata vntului i a curentului marin astfelceste nevoie sanalizm i sdefinim aceastaciune.

DEFINIIA 6.10 Deriva total este unghiul format ntre direciadrumului adevrat al navei i direcia de deplasare reala navei fade fundul mrii (Df).

Deriva totalsau deriva navei (der) este o nsumare algebrica derivei de vnt i a derivei de curent (v.fig.6.11).

n practiceste imposibil de determinat separat valorile deriveide vnt i de curent i de aceea se determinvaloareaderivei totaleprin efectul nsumat al acestora asupra navei.

der = + (6.7)der = Df Da (6.8)

DA

Df0N

Dir.crtVcrt

DaDW

VW

Na

der

Fig.6.11

6.6.1 Determinarea practica derivei totale

Determinarea derivei totale prin diferena dintre Df i DaAlgoritm(v.fig.6.12):- la intervale egale de timp se determinpoziiile navei

prin observaii obinndu-se astfel direcia Df;- se determinderiva totalprin diferena dintre Df i Da


71/154

Df

0N

Da

Na

der

O1

Cl1

O2Cl2

O3Cl3

OCl N

1

N2

N3

der

Fig.6.12

Determinarea derivei totale prin relevmente succesive la unreper la intervale egale de timp

Algoritm(v.fig.6.13):- se msoarla reperul Re, la intervale egale de timp

relevmentele compas R1, R2, R3i se convertesc nrelevmente adevrate;

- se traseazdinRecele trei relevmente;- pe R2se ia un punct arbitrarCprin care se traseazparalele la relevmentele 1 i 3 care intersecteazrelevmentele R1i R3n puncteleAi B;

- unind punctulAcu Bse obine Df;- se determinderiva totalntre Dfi Da.

Df

Da

der

O1Cl1

O2Cl2

O3Cl3

N1

N2

Re

R1R2 R3

A B

CN

3

R3R2'


72/154

Fig.6.13

Determinarea derivei totale prin relevmente succesive la unreper la intervale neegale de timp

Algoritm(v.fig. 6.14) :- se msoarla reperul Re, la intervale neegale de

timp trei relevmente compas R1, R2, R3;- se traseazo dreaptoarecare aacare

intersecteazcele trei relevmente n punctele b, c, d;- din punctul b, n sensul de deplasare al navei se

traseazsegmentele m1i m2 proporionale cu timpiit1 i t2 pnn punctele eif;

22

11

tkm

tkm

=

=

- din punctele ei fse duc paralele la relevmentul R1,intersectnd R2n Ei R3n F;

- se unesc punctele Ecu Fi se obine Df;- ntre Df i Dase determinderiva total.

Df

Dader

O1Cl

1

O2Cl2

O3Cl3

N1

N2

Re

R1R2

R3

N3

R1

R1'

a

a'

e f

EF

Fig.6.14


73/154

Determinarea derivei totale cu un aliniament sau cu un obiectndeprtatAlgoritm(v.fig.6.15):

OCl

der

Re Re

Df2

Da

Df1

Fig.6. 15

- se folosete atunci cnd nava aterizeaz la coastfolosind un aliniament sau un obiect ndeprtat;

- se msoarRa(Rc) la obiect sau relevmentuladevrat al aliniamentului;

- se manevreaznava cu unghiuri mici de crmpncnd, meninnd un anumit Dg(Dc), relevmentul la

obiect snu mai varieze.


74/154

7. PRINCIPIUL LINIILOR DE POZITIE COSTIERE.CONSTRUCTIA I TRANSPORTUL LINIILOR DE POZITIE

COSTIERE

DEFINIIA 7.1 Navigaia costier este ramura navigaiei maritimeexecutatde-alungul coastei la distana de vizibilitate a unor reperecostiere, de poziie geografic precis determinat i trecut pehrile de navigaie.DEFINIIA 7.2 Reperul costier este un reper specializat de oanumitform, pulsaie i lumin, sau orice altconstrucie vizibilde pe mare, a crui poziie este cunoscuti este trecutpe hartamarin.

7.1 PRINCIPIUL LINIILOR DE POZITIE COSTIERE

7.1.1 Linii de poziie n navigaia maritim

Poziia navei pe mare se determin funcie de sistemul dereferinabsolut (coordonate geografice), folosind valorile convertite(adevrate) ale parametrilor de navigaie msurai la diferite tipuride repere de navigaie.

Pentru a putea nelege modul de determinare a poziiei naveipe mare trebuie definitlinia de poziie de navigaie.

DEFINIIA 7.3Linia de poziie de navigaie este locul geometric altuturor punctelor de aceiai valoare a unui parametru de navigaiemsurat la un reper de navigaie.

Liniile de pozitie de navigatie se clasific, funcie de reperelede navigaie folosite i de mijloacele de observare i prelucrare ainformaiilor de navigaie n:

- linii de poziie costiere;- linii de poziie astronomice;- linii de poziie radiogonio;

- linii de poziie hiperbolice;- linii de poziie satelitare.

7.1.2 Parametri de navigaie maritim

Pentru rezolvarea problemelor de poziie n navigaia maritimse folosesc urmtorii parametri de navigaie:

- relevmentul;- distana;

- unghiul orizontal;- unghiul vertical;- nlimea i azimutul unui astru;


75/154

- diferena de distan.Aceti parametrii se msoarcu o anumitmarjde eroare,

valoarea msurat poarta numele de valoare observat care seconvertete (se corecteaz cu valori determinate prin calcul,utilizind anumii algoritmi) n valoarea adevrat folosit pentru

determinarea pozitiei navei.Poziia navei pe mare poate fi determinat utilizind cel puindou linii de poziie rezultate din msurarea parametrilor denavigaie corespunztori.

7.1.3 Linii de pozitie costiere

n navigaia costier se folosesc urmtoarele linii de poziiecostiere:

- linia de egal azimut;- linia de egaldiferende azimut;- linia de diferennulde azimut;- linia de egaldistan;- linia de egaladncime a apei.

Linia de egal azimut

DEFINIIA 7.4Linia de egal azimut este locul geometric al tuturorpunctelor de unde un reper costier se vede sub acelai relevment.

Cu alte cuvinte, linia de egal azimut este rezultatul msurriiaceluiai relevment vizual la un reper costier (v.fig.7.1).

Na

Fig.7.1


76/154

Direcia de referin fa de care se msoar relevmentelecostiere este direcia nord adevrat, materializatpe harta marinprin direcia meridianelor.Linia de egaldiferende azimut

DEFINIIA 7.5 Linia de egal diferen de azimut este loculgeometric al tuturor punctelor de unde dourepere costiere se vdsub aceeai diferende relevment.

Aceastlinie de poziie se mai numete i linia arcului de cerccapabil de un unghi orizontal msurat ntre dou repere costiere;este rezultatul msurarii aceluiai unghi orizontal cu sextantul ntredourepere costiere (v.fig.7.2).

N2

N1

N3

Re1 Re2

R

R

R

R1 R2

Linia de egaladiferenta de azimut

R = R1- R2R =

Fig.7.2

Linia de diferennulde azimut

DEFINIIA 7.6 Linia de diferennulde azimut, sau aliniamentul

este locul geometric al tuturor punctelor de unde dou reperecostiere se vd sub o diferende relevment nul.Cu alte cuvinte, este vorba de un caz particular al liniei de

diferen de azimut, n care cele dou repere costiere sunt astfeldispuse nct numai pentru o anumitvaloare de relevment (R1=R2deci R=0), numitaliniament, cele dourepere se vd n acelaiplan vertical (v.fig.7.3).

Direcia de referin este direcia nord adevrat, valoareaaliniamentului se determini se scrie pe harta de navigaie.


77/154

Fig.7.3

Linia de egaldistan

DEFINIIA 7.7 Linia de egal distan este locul geometric altuturor punctelor aflate la aceeai distan observat la un repercostier.

Cu alte cuvinte, linia de egaldiferende distan, sau arculde cerc de egaldistaneste locul geometric al tuturor punctelorde unde se msoar aceeai distan la un reper (raza cerculuiavnd centrul n reperul costier este egalcu distana msurat laacesta)(v.fig.7.4).

Linia de egaladistanta Re Odr=d

Fig.7.4

Punctul de referin este centrul cercului de raz distanadevarat, aflat n poziia reperului costier.(ReOd)Linia de egaladncime a apei

DEFINIIA 7.8 Linia de egaladncime a apei este locul geometric

al tuturor punctelor de egaldeprtare fade fundul mrii.Cu alte cuvinte, linia de egal adncime a apei sau liniabatimetric (batimetrica) este locul geometric al tuturor punctelor


78/154

unde se msoaraceeai adncime a apei. Liniile batimetrice sunttrasate pe hartile marine (v.fig.7.5).

Fig.7.5

7.2 CONSTRUCIA I TRANSPORTUL LINIILOR DE POZIIECOSTIERE

Fiecare linie de poziie costierare elemente de construcie ide transport caracteristice, iar cunoaterea acestora este necesarpentru determinarea punctului navei rapid i cu precizie.

7.2.1 Construcia liniei de egal azimut

Linia de egal azimut se construiete astfel (v.fig.7.6):- se identificpe hartreperul costier la care s-a

msurat relevmentul compas;

Fig.7.6


79/154

- se convertete relevmentul compas n relevmentadevrat;

- se alege un meridian apropiat de reperul costierfuncie de care se fixeazpe echerul raportor denavigaie valoarea rel

Carte Bazele Navigatiei

Documents

Transcript of Carte Bazele Navigatiei