NášKapitán.cz

Základní informace o Zemi

Země nemá tvar dokonalé koule, ale elipsoidu (je zploštělá na pólech). Pro účely běžné námořní navigace s ní však pracujeme jako s koulí.

• Osa Země: Spojnice severního a jižního pólu, kolem které se Země otáčí.
• Severní a jižní pól: Průsečíky osy otáčení se zemským povrchem.
• Rovník: Množina bodů na zemském povrchu, které jsou stejně vzdálené od obou pólů. Má tvar kružnice a rozděluje Zemi na severní a jižní polokouli.
• Poledníky (Meridiány): Povrchové polokružnice spojující póly. Nultý poledník prochází observatoří Greenwich v Londýně.
• Rovnoběžky: Kružnice na povrchu Země, které jsou vzájemně rovnoběžné a rovnoběžné s rovníkem.

Zeměpisné souřadnice

Od rovníku a základního poledníku odměřujeme souřadnice ve stupních, které přesně definují bod na zemském povrchu.

• Zeměpisná šířka (Latitude): Odměřujeme ji od rovníku buď na sever (N) v rozmezí 0° až 90°, nebo na jih (S) v rozmezí 0° až 90°. (Pomůcka: jak je moře široké?)
• Zeměpisná délka (Longitude): Odměřujeme ji od nultého poledníku buď na východ (E) v rozsahu 0° až 180°, nebo na západ (W) v rozmezí 0° až 180°. (Pomůcka: jak je moře dlouhé?)

Důležité kružnice a křivky

• Velká kružnice: Prochází přímo středem Země. Patří sem rovník a všechny poledníky.
• Malá kružnice: Neprochází středem Země. Patří sem všechny rovnoběžky kromě rovníku.
• Ortodroma: Nejkratší spojnice dvou míst na Zemi (výsek velké kružnice). Na mapě vypadá jako oblouk, špatně se podle ní kormidluje, ale ušetří vzdálenost při přeplavbě oceánu.
• Loxodroma: Křivka, která protíná všechny poledníky pod stejným úhlem. Na námořní mapě je to rovná čára. Lodě podle ní plují, protože díky ní drží stále stejný kompasový kurz (byť je dráha o něco delší než ortodroma).

Navigační jednotky

• Námořní míle (NM): 1852 metrů. Vychází z fyzikální reality – odpovídá přesně jedné úhlové minutě (1') zeměpisné šířky na velkém kruhu. (Proto vzdálenosti na mapě odměřujeme výhradně na levé nebo pravé svislé stupnici šířky, nikdy ne na spodní!).
• Kabel: 1/10 námořní míle (185,2 metru).
• Uzel (Knot - kn): Jednotka rychlosti. 1 uzel = 1 NM za hodinu.

Zjednodušený odhad: 1 NM ≈ 2 km | 1 kn ≈ 2 km/h | 1 m/s (síla větru) ≈ 2 kn.

Stupně a matematické převody

Úhly dělíme na stupně (°), minuty (') a vteřiny ("). Vteřiny se dnes v námořní navigaci nepoužívají, nahradila je desetinná místa minut.

• 1° = 60'
• 1' = 60"
• Pozor na chyby v přepočtech! 12° 50' rozhodně není 12,5°.
• Příklad převodu 1: 12° 20' = 12 + (20/60) = 12,33°
• Příklad převodu 2: 12,8° = 12° a (0,8 * 60') = 12° 48'

Námořní mapy

Mapa je projekcí zakřiveného zemského povrchu na plochý papír. Z principu věci nelze tento převod udělat bez deformací. Mapová zobrazení (projekce) tedy vždy výsledek do jisté míry zkreslují.

• Mercatorovo zobrazení (Úhlojevné): Válcová projekce, nejpoužívanější v navigaci. Zachovává úhly, takže kurzy (loxodromy) lze kreslit jako rovné čáry. Nevýhodou je, že směrem k pólům se plocha extrémně "roztahuje" (Grónsko vypadá stejně velké jako Afrika). Nehodí se pro polární oblasti.
• Délkojevná a plochojevná zobrazení: Zachovávají vzdálenosti nebo plochy, ale deformují úhly (pro námořní mapy se nepoužívají).

Co čteme v mapě

• Titul (Legenda): Název mapy a doplňující informace (extrémně důležité, obsahují lokální anomálie, varování před kabely či střelnicemi).
• Měřítko, Číslo mapy, Datum vydání a revize.
• Datum mapy (Chart Datum - CD): Hladina vody, ke které se vztahují hloubky zanesené v mapě (viz sekce Slapové jevy).
• Barevné značení: Bílá = hluboká voda. Modrá = mělká voda (různé odstíny pro různé hloubky). Zelená = přílivová oblast (za odlivu souš).
• Izobaty: Čáry spojující místa se stejnou hloubkou.
• Navigační nebezpečí: Vraky, mělčiny, útesy.
• Navigační objekty: Přirozené (kopce, mysy) a Umělé (majáky, bóje).
• Kompasová růžice: S vyznačenou magnetickou deklinací (variací).

Rychlost a Hloubka

Měření rychlosti

• Přístroj pro měření rychlosti se nazývá Log. Dříve se spouštěla šňůra s plováky a uzly (odtud jednotka uzel), dnes jde o malou vrtulku pod trupem lodi.
• Zásadní rozdíl: Log měří rychlost vůči vodě (STW - Speed Through Water). Oproti tomu GPS měří rychlost vůči dnu (SOG - Speed Over Ground). Pokud plujete rychlostí 5 uzlů (log) proti protiproudu o síle 2 uzly, GPS ukáže rychlost jen 3 uzly.
• Využití: Výpočet času doplutí (ETA) a zjišťování polohy výpočtem (Dead reckoning).

Způsob měření hloubky

• Elektronický přístroj se nazývá Echolot. Ručně se dá měřit těžkou olovnicí na laně se sáhovými značkami (jen v klidu a mělkých vodách).
• U echolotu je životně důležité vědět, odkud je kalibrovaný:
  • Od čidla (obvykle na trupu před kýlem).
  • Pod kýlem (nejpohodlnější a nejbezpečnější pro charter – ukazuje čistou rezervu pod lodí).
  • Od vodní hladiny (zde musíte od čísla na displeji odečíst ponor lodi!).

Směry, Kompas a Sever

Kruhový a Rumbový systém

• Kruhový systém: Dnešní standard. Dělí horizont na 360°. Kompasy jsou většinou kalibrované po 5°. Světové strany: Sever (N) = 0°/360°, Východ (E) = 90°, Jih (S) = 180°, Západ (W) = 270°.
• Rumbový systém: Historický systém z dob, kdy kompasy nebyly děleny na stupně. Dělil horizont na 32 částí (rumbů). 1 rumb = 11,25° (11° 15').

Magnetická deklinace (Variace)

Země má magnetické pole, jehož osa se však nekryje s osou otáčení Země. Magnetický a zeměpisný pól nejsou totožné. Úhel mezi geografickým (pravým) a magnetickým pólem v daném místě se nazývá deklinace (na moři variace).

• Západní deklinace (W / -): Vychyluje kompas doleva od zeměpisného pólu. Kompas ukazuje "méně".
• Východní deklinace (E / +): Vychyluje kompas doprava od zeměpisného pólu. Kompas ukazuje "více".

Magnetické póly Země se neustále pohybují, proto variace není v čase konstantní. Na mapě je vždy udána pro konkrétní rok vydání mapy + její roční změna.

Deviace lodi

Na kompas působí i samotná loď a její kovové části (motor, reproduktory). Laminátové lodě mají deviaci menší, ocelové větší. Velikost deviace se mění v závislosti na kurzu plavby! Každý lodní kompas proto musí mít svou deviační tabulku sestavenou podle skutečného měření odborníkem. Pro ruční náměrový kompas tabulku sestavit nelze (měříme s ním tam, kde je magnetického rušení nejméně, typicky na přídi, ale daleko od kotevního vrátku).

Výpočet kurzu a Vlivy prostředí

Protože kompas lže (deviace, variace) a loď je ovlivňována přírodou (vítr, proud), nemůžeme to, co vidíme na kompasu, rovnou kreslit do mapy (a naopak).

Snos větrem (Leeway) a Proud (Drift/Set)

• Leeway (Snos větrem): Působení větru na plachty a trup snáší loď do závětří vůči zamýšlenému kurzu. Záleží na kurzu plavby (proti větru / close-hauled je snos klidně 10-15°, boční vítr kolem 10°, zadní vítr 0°). Odhaduje se pozorováním úhlu brázdy za lodí.
• Set & Drift (Směr a Rychlost proudu): Mořský proud unáší celou masu vody i s lodí. Rychlost se udává v uzlech.

Metoda výpočtu DVSP (Dělej Vole Schody Pořádně)

Základní navigační postup pro přepočet mezi kompasem a mapou.

1. KK (Kompasový kurz): To, co ukazuje kompas na kormidle.
2. + Deviace (D) z tabulky lodě =
3. KM (Kurz magnetický): Úhel mezi magnetickým severem a osou plavidla.
4. + Variace (V) z mapy =
5. KR (Kurz reálný): Úhel mezi zeměpisným severem a osou plavidla. To, kam míří špička lodi na mapě.
6. + Snos větrem (S) =
7. KV (Kurz vodou): Skutečný směr pohybu plavidla vodou (bez vlivu proudu).
8. + Mořský proud (P) formou vektorového součtu =
9. KD (Kurz dnový): Směr pohybu plavidla vůči pevnému dnu (Course Over Ground). Toto je skutečná trasa vykreslená na mapě!

Určování polohy (Terestrická navigace)

Poziční linie je přímka (v mapě), mající stejný náměr na určitý bod. Pokud se nám protnou 2 nebo více pozičních linií, získáváme naši polohu (Fix).

• Z 2 nebo 3 náměrů: Zaměříme ručním kompasem (NK) dva identifikovatelné body na pevnině. Přepočteme na reálný náměr (NR) odečtením variace. Vyneseme z bodů přímky. Průsečík je naše poloha. Tři body vytvoří malý "trojúhelník nejistoty", což je mnohem přesnější.
• Ze 2 nesoučasných náměrů (Running Fix): Pokud vidíme jen jeden maják. Zaměříme ho, plujeme hodinu stálým kurzem a rychlostí, zaměříme ho znovu. V mapě narýsujeme první náměr, posuneme ho o náš vektor plavby a tam, kde se protnou, je naše vypočítaná pozice.
• Z náměru a hloubky: Uděláme jeden náměr na pevninu. Koukneme na echolot. Průsečík naší náměrové linie a izobaty dané hloubky v mapě je naše poloha.
• Z tranzitu (zákrytu) a kolmého náměru: Pokud vidíme dva zmapované objekty přesně za sebou (v zákrytu), tvoří dokonalou poziční linii, která nepotřebuje kompas. K ní stačí změřit jeden boční (ideálně kolmý) náměr na třetí bod. Extrémně přesná metoda.
• Výpočtová pozice (Dead Reckoning): Polohu získáme pouhým výpočtem ze známé výchozí polohy, rychlosti (z logu) a času. V mapě se rýsuje s polo-křížkem. Časem pozbývá přesnosti kvůli nepřesnostem kormidlování a proudům.

Pravidlo 1 z 60

Chybovost v navigaci: Plavidlo plující s chybou pouhý 1° od svého kurzu bude po uplutí 60 NM vzdáleno přesně 1 NM od svého cíle. Proto je pečlivé kormidlování klíčové.

Náměrový kompas

Portland Plotter

Trojúhelníky

Hloubky, Slapové jevy a Výšky v mapě

Čísla v mapě znamenají hloubky. Podtržené číslo je výška pevniny (mělčiny) nad vodou za odlivu (drying height). Číslo podtržené z obou stran (nebo s čarou nahoře) je garantovaná podjezdná výška (světlost) pod mostem za vysokého přílivu.

Slapové jevy (Příliv a Odliv)

Pravidelné střídání hladin způsobené gravitací Měsíce a Slunce. Změna hladiny může být ve Středomoří ±30 cm, ale ve Francii nebo Británii i 13 metrů!

• Spring (Skočný příliv): Měsíc, Země a Slunce jsou v jedné přímce (Novek, Úplněk). Jejich síly se sčítají = extrémně vysoké přílivy a extrémně nízké odlivy. Voda teče velmi rychle.
• Neap (Hluchý příliv): Měsíc a Slunce svírají vůči Zemi pravý úhel (první a poslední čtvrť). Síly jdou proti sobě = velmi slabé přílivy i odlivy.

Pravidlo dvanáctin (Rule of Twelfths)

Pro rychlý odhad výšky vody mezi přílivem a odlivem (trvá cca 6 hodin) slouží toto pravidlo. Celkový rozdíl hladin si rozdělíme na 12 dílů.

• 1. hodina: hladina se změní o 1/12
• 2. hodina: hladina se změní o 2/12
• 3. hodina: hladina se změní o 3/12 (voda teče nejrychleji)
• 4. hodina: hladina se změní o 3/12
• 5. hodina: hladina se změní o 2/12
• 6. hodina: hladina se změní o 1/12

Referenční hladiny v mapách

• HAT (Highest Astronomical Tide): Nejvyšší možný příliv.
• MHWS (Mean High Water Spring): Průměrný skočný příliv (od této čáry se často počítá výška mostů a majáků).
• MSL (Mean Sea Level): Průměrná hladina moře.
• MLW (Mean Low Water): Průměrný odliv.
• LAT (Lowest Astronomical Tide): Nejnižší odliv.
• CD (Chart Datum): Rovina, ke které je mapována hloubka. Většinou se kryje s LAT, takže naměřená hloubka v reálu už by nikdy neměla být menší než ta vytištěná v mapě.

Počasí a hloubka: Extrémní tlaková níže vodu nasává (hladina může být o 0,5m vyšší). Tlaková výše ji stlačí. Dlouhotrvající silný vítr může vodu do zálivu nafoukat, nebo z něj vyhnat.

Elektronická navigace a Satelity

Satelitní určování polohy (GNSS)

• Systémy: GPS (USA), Galileo (Evropa), GLONASS (Rusko), BEIDOU (Čína).
• Mapový plotr: Vykresluje digitální vektorové mapy s polohou lodi. Výhody: Rychlé, přesné, automatické výpočty COG/SOG. Nevýhody: Malý displej znamená ztrátu kontextu okolí, přiblížení občas schová důležité útesy, v noci oslepuje kormidelníka. Závislost na elektrice.
• WGS84: Standardní vztažný systém pro GPS souřadnice. Pozor! Velmi staré papírové mapy mohou mít jiný datum a souřadnice z GPS je nutné korigovat (textem uvedeným na okraji mapy).

AIS a Radar (Doplňující informace)

AIS (Automatic Identification System): Vysílá a přijímá přes VHF vlny údaje o lodích v okolí (jméno, kurz, rychlost). Na mapovém plotru hned vidíte, jestli s danou lodí máte kolizní kurz (CPA - Closest Point of Approach).

Radar: Na rozdíl od AIS vidí radar i překážky (útesy, pevninu) a plavidla, která AIS vůbec nemají zapnuté. Pro plavbu v noci a v mlze je to ten nejbezpečnější elektronický nástroj vůbec.

Zvukové signály a Praxe na palubě

Některé majáky a bóje jsou vybaveny zvukovou signalizací do mlhy. (Více k tomuto tématu je také popsáno v sekci IALA).

• Diaphone: Stlačený vzduch, nejsilnější hluboký tón.
• Horn: Kmitající membrána (jako lodní nebo automobilová houkačka).
• Siren: Vysoký kolísavý tón.
• Reed: Slabý, často u malých vjezdů do přístavů.
• Bell / Gong / Whistle: Zvon, gong či píšťala rozhoupávané vlněním přímo na bójích.

Práce na mapě a Lodní deník

• Každou trasu před vyplutím pečlivě plánujeme a plán vyneseme do papírové mapy. Připravíme si záložní body (Waypointy) i únikové přístavy.
• Během plavby zanášíme reálnou polohu (Fix) do mapy a zapisujeme ji do lodního deníku.
• Ideální perioda zápisů je každých 60 až 120 minut na otevřeném moři. Samozřejmostí je okamžitý zápis při každé změně kurzu, míjení důležitého majáku nebo zhoršení počasí. Zápisy do deníku nám dávají jistotu, že i při výpadku veškeré elektroniky víme, kde jsme a jak se bezpečně dostat domů.