DERIVA DE CURENT - TIPURI DE CURENTI MARINI - actiunea curentului asupra deplasarii navei

1. Generalitati

Curentii marini sunt miscari de translatie, periodice sau permanente, ale maselor de apa din bazinele maritime si oceanice.

Cauzele formarii curentilor marini sunt:

vanturi permanente sau sezoniere;

diferentele de salinitate sau de temperatura;

maree, etc.

Elementele curentilor sunt:

1)DIRECTIA curentului (Dir), este directia catre care se deplaseaza masa de apa, in raport cu fundul marii. Directia curentului se exprima astfel:

“curentul de sud”, adica masa de apa se deplaseaza catre sud

“curentul de nord-west”, adica masa de apa se deplaseaza catre NW

In concluzie, se poate enunta urmatoarea regula de stabilire a directiei curentului:”curentul iese din compas”

[Fig.56] Directia curentului

2)VITEZA curentului (Vc), este viteza masei de apa fata de fundul marii, si se exprima in noduri (sau, mai rar, in cab/min).

Fiind cunoscute elementele curentului (directia si viteza), aceasta se poate reprezenta printr-un vector:

TIPURI DE CURENTI MARINI:

-curenti permanenti (Curentul Golfului, Curentul Gibraltarului, Curentul Bosforului);

-curenti sezonieri (care se formeaza in perioadele de actiune a vanturilor sezoniere);

-curenti accidentali;

-curenti de naree.

Elementele curentilor din zonele ce urmeaza a fi traversate, se pot obtine din urmatoarele documente nautice:

Brown’s Nautical Almanac (doar pentru insulele britanice);

Ocean Passages for the Word;

Cartile Pilot (Sailing directions)

Atlase de curenti (de exemplu Currents of the Indian Ocean, South Pacific Icean Currents, etc.).

2. Actiunea curentului asupra deplasarii navei

Pentru a studia modul in care curenti marini influenteaza deplasarea navei, se va considera urmatoarea situatie:

“Nava in mars in punctul estimat Z₁ la 11.45/805.9, in Dg = 086 5 (∆g = +003 5), cu viteza V_l= 12.0 Nd, f = 1.05. in zona actioneaza un curent cu Dir = SE si Vc = 0 Nd.

Sa se determine directia reala si viteza reala cu care se deplaseaza nava.

Se remarca faptul ca atat directia de deplasare, cat si viteza sunt afectate de actiunea curentului.

[Fig. 57] Estima grafica la deriva de curent

Astfel, daca nu ar fi actionat curentul, nava s-ar fi deplasat pe Da, obtinut in urma convertirii Dg:

Da = Dg + ∆g = 090

cu viteza navei (V_N), egala cu viteza in functie de numarul de rotatii (Vrot).

Deoarece curentul care actioneaza face ca masa de apa sa se deplaseze fata de fundul marii catre SE, atunci este necesar ca atat directia, cat si viteza de deplasare a navei sub actiunea curentului, sa se raporteze la fundul marii.

In consecinta, ca urmare a actiunii curentului asupra navei, nava se va deplasa pe o directie diferita de Da, numita drum deasupra fundului (Df), si cu o viteza diferita de V_N, numita viteza deasupra fundului (V_f).

Vectorul V_f este rezultanta vectorilor V_N si Vc. Triunghiul format din cei trei vectori se numeste triunghiul vitezelor.

Se remarca de asemenea ca directia reala de deplasare a navei (Df) este suportul vectorului V_f.

Unghiul cu care nava este derivata fata de Da, se numeste unghi de deriva de curent, si se noteaza cu b

Conventional, unghiul b primeste semnul algebric + cand deriva de curent are loc la tribord, respectiv semnul algebric – cand deriva de curent are loc la babord.

Rezulta relatia generala:

D_f = Da + b

in care b intra cu semnul sau algebric.

In continuare , se pune problema determinarii punctului estimat al navei la un moment dat (de exemplu, la ora 100).

In situatia in care nu ar fi actionat curent, nava nu s-ar fi aflat, la ora 100/112₀ in punctul estimat Z’₂, unde spatiul Z₁Z’₂ este calculat cu relatia cunoscuta:

Z₁Z’₂ = m = (Cl2 – Cl1) f

In conditiile in care actioneaza curent insa, nava se va gasi in punctul estimat Z₂ la ora 100/112₀, punct determinat pe D_f.

Spatiul parcurs de nava pe Df (Z₁Z₂) se numeste spatiul deasupra fundului, se noteaza cu mf si se calculeaza cu relatia:

mf = Dt Vf

Citirea la loch in punctul Z₂ este aceeasi cu cea din punctul Z’₂, ca urmare a faptului ca lochul indica viteza si spatiul prin apa. in consecinta, se poate afirma ca actiunea curentului nu modifica indicatiile lochului. Exceptie face doar lochul ultrason Doppler, care afiseaza spatii si viteze deasupra fundului.

Triunghiul Z₁Z₂Z’₂ se numeste triunghiul spatiilor. Cele doua triunghiuri, al vitezelor si al spatiilor sunt intotdeauna asemenea.

In concluzie, daca asupra unei nave in mars actioneaza un curent cu elemente cunoscute, atunci:

se modifica directia de deplasare a navei fata de fundul marii. Centrul de greutate al navei se deplaseaza pe D_f, in timp ce axul longitudinal se mentine tot timpul paralel cu Da; Valoarea D_f se determina numai grafic (construind triunghiul vitezelor) sau tablele nautice;

se modifica viteza navei fata de fundul marii (Vf); valoarea acesteia se determina numai grafic (construind triunghiul vitezelor), sau cu ajutorul tablelor DH (asa cum se va vedea);

Referat: Introducere in expertiza si in expertiza caltatii marfurilor Referat: Metodologia efectuarii expertizei merceologice - studierea documentelor operative

unghiul de deriva de curent se determina cu relatia:

β = D_f  – Da ,

in care Df se scoate din harta, iar Da se obtine in urma convertirii Dg sau a Dc.

punctele estimate ale navei se determina pe drumul deasupra fundului, calculand spatiul mf cu relatia data mai sus.

ESTIMA GRAFICA LA DERIVA DE CURENT. TIPURI DE PROBLEME DE CURENTI

In practica, atunci cand se cunosc elementele curentului, pot aparea trei situatii, corespunzatoare problemelor directa si inversa ale estimei, care se numesc in navigatie tipuri de probleme de curenti. Aceste probleme se rezolva grafic pe harta sau cu ajutorul tablelor de curenti din tablele nautice.

	PROBLEME DE TIPUL I
SE DAU	coordonatele punctului estimat al navei (Z1); Dc sau Dg tinut de timonier; elementele curentului (Dir si Vc).
SE CER	Df Vf β coordonatele punctului estimat al navei dupa un interval de timp Dt
REZOLVAREA GRAFICA :	se pune punctul Z1, se converteste Dg/Dc in Da, si se traseaza Da din punctul Z1; se calculeaza VN cu relatia VN = Vl f; se alege o scara grafica pentru construirea triunghiului vitezelor. De exemplu: o     1 Nd = 1’ arc de meridian (pe scara latitudinilor); o     1 Nd = 1’ arc de ecuator (pe scara longitudinilor); o     1 Nd = 1 cm. se pune vectorul VN, la scara aleasa, pe Da, cu originea in punctul Z1; se traseaza vectorul curent (Vc) cu originea in varful vectorului VN, folosind aceeasi scara grafica; se uneste Z1 cu varful vectorului Vc, obtinand vectorul Vf; se scoate valoarea lui Vf cu ajutorul ghearei compas, folosin aceeasi scara grafica; se scoate din harta directia vectorului Vf, adica valoarea Df, cu ajutorul echerelor; se calculeaza b cu relatia:  b = Df – Da; se calculeaza mf parcurs de nava in intervalul de timp Dt, cu relatia: mf = ∆t·Vf se ia mf in gheara compas si se masoara pe Df, din punctul Z1, obtinand punctul estimat al navei (coordonatele acestuia se scot din harta). In dreptul punctelor estimate Z1 si Z2 se trec orele si citirea la loch. In continuare, estima grafica se tine pe Df.
RECOMANDARI	in dreptul punctelor estimate se trec ora si citirea la loch, sub forma de fractie; pe segmentele de drum deasupra fundului se scriu: o    drumul giro sau compas tinut de timonier; o    in paranteza, corectia compasului giro sau magnetic si unghiul de deriva de curent, cu semnul sau.
REZOLVAREA CU TABLE NAUTICE	Se vor utiliza tablele 12a si 12c din DH-90, pag.50. Tabla 12a furnizeaza valoarea unghiului de deriva de curent, iar tabla 12c furnizeaza valoarea vitezei deasupra fundului. Argumentele de intrare in aceste table sunt: parametrul m, calculat cu :    m = Vc / Vn; parametrul q, calculat cu :     q = Dir – Da parametrul p, calculat cu :     p = Dir – Df. Problemele practice se vor rezolva astfel: dupa ce s-a pus pe harta Z1 se calculeaza m, q si p; se intra in tabla 12a cu m pe verticala si cu q pe orizontala, si se scoate valoarea lui b (semnul se va stabili de catre operator); se calculeaza Df = Da + b, si se traseaza pe harta din Z1; se intra in tabla 12c cu m pe verticala si cu q pe orizontala si se scoate valoarea coeficientului k. cu acest coeficient se va calcula Vf, astfel: Vf = Vn k

PROBLEME DE TIPUL II

SE DAU: -coordonatele punctului estimat initial al navei (Z1);

-Df sau coordonatele punctului de aterizare Z2;

-Vl si f;

-elementele curentului (Dir si Vc).

SE CER: -Dc / Dg;

-Vf;

b

-coordonatele punctului estimat al navei dupa un interval de timp Dt.

REZOLVAREA GRAFICA

Figura 2.10. Problema de tipul II

-se pune punctul Z1, si se traseaza Df. Daca Df nu se da, atunci se pun pe harta punctele Z1 si Z2, iar valoarea lui Df este cea determinata de aceste doua puncte;

-se alege scara grafica;

-se pune vectorul Vc. S-a construit in acest mod triunghiul vitezelor.

-se scoate valoarea lui Vf cu ajutorul ghearei compas, folosind aceeasi scara grafica;

-se scoate din harta directia vectorului Vn, adica valoarea Da, cu ajutorul echerelor;

-se calculeaza b cu relatia: b = Df – Da;

-se converteste Da in Dg sau in Dc si se comanda timonierului;

-se calculeaza mf parcurs de nava in intervalul de timp Dt, cu relatia:

mf = Dt x Vf

-se ia mf in gheara compas si se masoara pe Df, din punctul Z1, obtinand punctul estimat al navei (coordonatele acestuia se scot din harta cu gheara compas). in dreptul punctelor estimate Z1 si Z2 se trec orele si citirile la loch.

Daca nu se da Df, ci se dau Z1 si Z2, atunci se pune problema estimarii orei de aterizare in punctul Z2, astfel:

-se ia in gheara compas spatiul mf = Z1Z2;

-se calculeaza intervalul de timp necesar parcurgerii spatiului Z1Z2, cu relatia;

Dt = mf / Vf,

in care mf se exprima in cabluri, Vf in cab / min, iar t va rezulta in minute. Ora in Z2 va fi:

Oz2 = Oz1 + Dt

REZOLVAREA CU TABLELE DE CURENTI

Se vor utiliza tablele 12b si 12c din DH-90, pag.50.

Tabla 12b furnizeaza unghiul de deriva de curent b (iar 12c va da valoarea Vf, asa cum s-a vazut). in practica se va proceda astfel:

-dupa ce s-a pus pe harta Z1 si s-a trasat Df, se calculeaza parametrii m si p;

-se intra in tabla 12b cu m pe verticala si cu p pe orizontala, si se scoate valoarea lui b (semnul se va stabili de catre operator);

-se calculeaza da cu relatia:

Da = Df - b

In care b intra cu semnul sau;

-se converteste Da in Dg sau Dc si se comand timonierului;

-se intra in tabla 12c cu m pe verticala si q pe orizontala si se obtine coeficientul k. in continuare, viteza Vf se calculeaza cu relatia:

Vf = Vn k

-estima se va tine in continuare pe Df, avand in vedere recomandarile facute anterior.

Problemele de tipul II se pot rezolva si cu tablele CURRENT COURSE (A) si SPEED AVER THE GROUND (B) din Brown’s Nautical Almanac, partea a III-a (vezi “Estima grafica in zone cu maree”).

PROBLEME DE TIPUL III

SE DAU: -coordonatele punctului estimat al navei (Z1);

-Df sau coordonatele punctului de aterizare Z2;

-Vf;

-elementele curentului (Dir si Vc).

SE CER: -Dc / Dg;

-Vl;

-b

-coordonatele punctului estimat al navei dupa un interval de timp Dt.

REZOLVAREA GRAFICA

Figura 2.11. Problema de tipul III

-se pune punctul Z1, si se traseaza Df. Daca Df nu se da, atunci se pun pe harta punctele Z1 si Z2, iar valoarea lui Df este cea determinata de aceste doua puncte;

-se alege scara grafica;

-se pune vectorul Vc, la scara aleasa, cu originea in punctul initial Z1;

-se ia in gheara compas valoarea lui Vf la aceeasi scara grafica, si se masoara pe Df.

-se unesc varfurile vectorilor Vc si Vf, obtinand in acest mod vectorul Vn;

-se scoate valosrea lui Vn cu ajutorul ghearei compas, folosind aceeasi scara grafica;

-se scoate din harta directia vectorului Vn, adica valoarea lui Da, cu ajutorul echerelor;

-se calculeaza b cu relatia:   b = Df – Da;

-se converteste Da in Dg sau in Dc si se comand timonierului.

De regula, in practica navigatiei (si deci in problemele de navigatie) nu se da Vf, ci se dau mf si Dt. Cu ajutorul acestor doua valori se calculeaza Vf   (Vf = mf Dt), si se trece la rezolvarea problemei pe harta.

Problemele de curent de tipul III nu se pot rezolva cu tablele nautice.