Course to Steer Calculation - Tidal Navigation Guide

Предварительные требования

• Урок об определении места: линии положения, счисление (DR) и расчётное место (EP), снос ветром и перевод курсов из истинного в магнитный и компасный (RYA Day Skipper Shorebased: штурманские расчёты и определение места).
• Уверенное владение картографическими инструментами: прокладочная машинка или параллельная линейка, измеритель (циркуль-измеритель), измерение расстояния по шкале широт, а также нанесение и измерение истинных пеленгов.
• Доступ к таблицам приливов Адмиралтейства или к морскому альманаху (Reeds) со стандартными кривыми портов и поправками для вторичных портов, а также к атласу приливных течений или карте с приливными ромбами (tidal diamonds). Для практики подойдут учебная карта RYA (от Portland Bill до Selsey, учебные листы для прокладки на плоттере) и выдержки из альманаха.
• От кандидатов на практический экзамен Day Skipper ожидается, что до курса они освоят теорию приливов на уровне Day Skipper Shorebased. Студенты Shorebased должны уметь выполнять каждый расчёт этого урока без электронных средств: на экзамене разрешены только перечисленные выше инструменты.

Цели обучения

Этот урок охватывает разделы о приливах и прокладке курса программы RYA Day Skipper Shorebased (Tidal Knowledge, Course Shaping and Plotting и приливная часть Passage Planning), а также соответствующие пункты практического экзамена Day Skipper о планировании с учётом приливов. К концу урока вы сможете:

• Объяснить причины приливов и разницу между сизигийными (springs) и квадратурными (neaps) приливами (программа RYA: определения и теория приливов).
• Дать определение глубинам от нуля глубин (LAT), HAT и уровням прилива MHWS, MHWN, MLWN и MLWS, а также термины: размах (range), подъём (rise), спад (fall), стояние (stand) и высота прилива (height of tide) (программа RYA: приливные термины и нуль глубин).
• Переводить между глубиной по карте, высотой осушки, высотой прилива и фактической глубиной, а также рассчитывать просвет под мостами и кабелями (программа RYA: глубины, высоты осушки, высоты на карте).
• Находить высоту прилива в стандартном порту в любой момент и время, когда наступает заданная высота, по кривой прилива и таблице приливов (программа RYA: кривые приливов стандартных портов).
• Быстро оценивать высоты по Правилу двенадцатых и знать, когда его не применять (программа RYA: Правило двенадцатых и его ограничения).
• Рассчитывать время и высоты ПВ и МВ во вторичном порту, интерполируя для сизигийных и квадратурных приливов и для времени (программа RYA: расчёты для вторичных портов).
• Учитывать метеорологические влияния на высоту прилива: давление, ветер и штормовой нагон.
• Рассчитывать запас под килём и самое раннее и самое позднее время прохода мели, бара или порога, а также выбирать безопасное приливное окно (программа RYA: просвет и приливные окна).
• Извлекать направление и скорость приливного течения из приливных ромбов и атласа течений, интерполируя между сизигийными и квадратурными значениями и между ромбами (программа RYA: приливные течения).
• Построить треугольник векторов курса для следования, включая снос, и перевести результат в компасный курс (программа RYA: курс для следования).
• Рассчитать расчётное место (EP) по прокладке счисления и испытанным приливным течениям и использовать его для контроля хода (программа RYA: EP и контроль).

Как ориентироваться в альманахе

Каждый расчёт этого урока начинается с данных из морского альманаха (Reeds или таблицы приливов Адмиралтейства и учебный альманах RYA, который используется на курсе Shorebased). Знание того, где находится каждый элемент, экономит минуты на экзамене и помогает избежать самых распространённых ошибок.

• Страницы стандартных портов содержат время и высоты каждого ПВ и МВ за год в стандартном времени порта, с указанием часового пояса и правил перехода на летнее время вверху страницы; кривую прилива для этого порта с нанесёнными средними размахами сизигийных и квадратурных приливов; а также средние уровни приливов (MHWS, MHWN, MLWN, MLWS).
• Страницы вторичных портов указывают стандартный порт, который нужно использовать, и поправки: строку времён ПВ и МВ стандартного порта (например, «ПВ 0000 и 1200, 0600 и 1800; МВ 0000 и 1200, 0600 и 1800») с поправкой по времени под каждой, и поправки по высоте под MHWS, MHWN, MLWN и MLWS. Интерполируйте между напечатанными значениями для фактического времени и высоты стандартного порта.
• Таблица уровней приливов собирает средние уровни всех портов района на одной странице. Примечание в учебном альманахе RYA напоминает, что HAT для вторичного порта находится экстраполяцией поправок за пределы MHWS для прилива, достигающего HAT в стандартном порту.
• Страницы атласа приливных течений, по одной на каждый час от шести часов до шести часов после ПВ в опорном порту (в учебном альманахе — Victoria, в Ла-Манше — Dover или Portsmouth), со стрелками и парами скоростей для квадратуры и сизигии в десятых долях узла.
• График расчёта скоростей (Computation of rates graph), который переводит сизигийные и квадратурные скорости на данный час в сегодняшнюю скорость.
• Справочные страницы: таблица расстояний, скоростей и времени; таблица девиации компаса; таблица дальности видимости огней при восходе и заходе; характеристики огней и сокращения на картах; Международные портовые сигналы движения; сигналы бедствия и спасания.
• Информация о портах и проходах для каждого участка побережья с каналами VHF, путевыми точками подхода, опасностями и приливными примечаниями, а также расписанием передач береговой охраны и прогноза погоды.

Учебный альманах RYA описывает вымышленный район, который используется с учебными картами RYA, чтобы экзаменационные задачи можно было ставить без местных знаний: Северные территории (часовой пояс UT, система МАМС, регион A), Южный полуостров (пояс минус 0100, регион A) и острова Нептуна (пояс минус 0100, система МАМС, регион B). Перед началом читайте часовой пояс вверху каждой таблицы приливов и переводите время в тот пояс, который использует задача.

График расчёта скоростей

Вместо интерполяции скоростей течения арифметически альманах даёт график. Собственная инструкция учебного альманаха:

1. По таблицам приливов рассчитайте размах прилива в стандартном порту на нужный день.
2. Отметьте квадратурную и сизигийную скорости течения из атласа или приливного ромба для нужного времени и места.
3. На графике отложите квадратурную скорость на пунктирной линии квадратуры, а сизигийную — на пунктирной линии сизигии, используя горизонтальную шкалу скорости приливного течения.
4. Карандашом и линейкой соедините две отмеченные точки и продлите линию до краёв графика.
5. По вертикальной шкале среднего размаха отложите размах, рассчитанный в шаге 1, и проведите горизонталь до пересечения с карандашной линией.
6. От точки пересечения проведите вертикаль до горизонтальной шкалы и считайте скорость течения для сегодняшнего размаха.

График — это просто нарисованная линейная интерполяция, поэтому он даёт тот же ответ, что и формула ниже, но он быстрее и менее подвержен ошибкам в условиях экзамена, а также работает для размахов вне диапазона от квадратуры до сизигии.

Зачем нужны приливы

В британских водах прилив может подниматься и опускаться от примерно 1 метра (некоторые части Solent во время квадратуры) до более чем 12 метров (Бристольский залив во время сизигии), а приливные течения обычно идут со скоростью от 2 до 4 узлов, а в некоторых гонках — от 6 до 8 узлов. Для яхты, идущей со скоростью 5 или 6 узлов, прилив может вдвое уменьшить или вдвое увеличить её скорость относительно грунта, снести её боком на опасность и решить, есть ли вообще вода для захода в гавань. Поэтому расчёт приливов — это не экзаменационное упражнение: это основа безопасного планирования перехода.

Два разных понятия называются словом «прилив», и на протяжении всего урока вы должны держать их в голове раздельно:

• Прилив (высота прилива) — вертикальный подъём и опускание поверхности моря. Он определяет, сколько есть воды: для входа в гавани, перехода баров, стоянки на якоре, прохода под мостами и над мелями.
• Приливное течение — горизонтальное движение воды. Оно определяет, куда вы придёте относительно грунта: ваш курс для следования, скорость относительно грунта и какое направление выгодно в какое время.

Оба явления связаны (течения вызваны тем же подъёмом и опусканием), но их время не совпадает. Во многих местах течение сильнее всего в середине прилива, а стояние воды — на ПВ и МВ, однако в устьях, у входов в гавани и вокруг мысов течение может продолжаться часами после ПВ или МВ. Никогда не предполагайте, что полная вода совпадает с ПВ или МВ: всегда используйте данные о течениях.

Причины приливов: сизигия и квадратура

Приливы вызываются в основном гравитационным притяжением Луны и в меньшей степени Солнца. Большинство британских портов имеют два прилива и два отлива за лунные сутки продолжительностью около 24 часов 50 минут, поэтому ПВ примерно на 50 минут позже каждый день. Это называется полусуточным приливом, а интервал от одного ПВ до следующего составляет около 12 часов 25 минут.

Click to zoom

• Сизигийные приливы (springs) возникают, когда Солнце и Луна находятся на одной линии (новолуние и полнолуние), так что их притяжения складываются. Размах наибольший: более высокие ПВ, более низкие МВ и самые сильные течения. Название не имеет отношения к времени года.
• Квадратурные приливы (neaps) возникают, когда Солнце и Луна расположены под прямым углом (первая и последняя четверти), так что их притяжения частично компенсируют друг друга. Размах наименьший, течения слабейшие.
• В британских водах сизигийные приливы обычно наступают через один–два дня после новолуния или полнолуния, потому что океаны реагируют с задержкой. Цикл от сизигии к квадратуре и обратно к сизигии длится около 14,8 дня, при этом квадратура примерно через 7 дней после сизигии.
• Таблицы приливов показывают, близок ли день к сизигии или квадратуре, по его размаху: сравните размах дня со средними сизигийными и квадратурными размахами, напечатанными для стандартного порта.
• Самые большие приливы года (равноденственные сизигии) приходятся на время мартовского и сентябрьского равноденствий, когда Солнце и Луна находятся над экватором и их воздействие наибольшее. Перигейные сизигии, когда Луна также находится ближе всего к Земле, ещё сильнее. В это время закладывайте большие запасы.

Термины, которые нужно знать

Нуль глубин и уровни приливов

Все высоты и глубины на карте измеряются от опорного уровня, который называется нулём глубин (Chart Datum, CD). На британских картах Адмиралтейства CD примерно равен наинизшему астрономическому уровню (LAT) — самому низкому уровню, до которого прилив может опуститься при средних погодных условиях. Поэтому вода почти никогда не бывает ниже CD, так что глубины на карте — это минимум, и обычно воды больше, чем показано. Исключение — большой отрицательный нагон (сильный отжимной ветер при высоком давлении), который может опустить воду ниже LAT.

Click to zoom

Старые карты и карты иностранного производства могут использовать другой нуль, например средний уровень сизигийной МВ (Mean Low Water Springs), и тогда прилив может опуститься ниже CD. Всегда читайте заголовочный блок карты и примечания о нуле глубин, прежде чем полагаться на глубину на карте.

Альманах указывает средние уровни приливов для каждого стандартного порта. На схеме ниже, взятой из Wikimedia Commons, показано, как высоты и глубины на карте соотносятся с этими уровнями: глубина на карте измеряется вниз до нуля глубин, высота осушки измеряется вверх от него, высота прилива — это уровень поверхности моря над ним, а высота огня или моста измеряется над MHWS.

Click to zoom

Изображение: Clubsail, CC BY 3.0, через Wikimedia Commons

Проверьте заголовочный блок карты: высоты огней на большинстве карт Адмиралтейства отсчитываются над MHWS, но просветы под мостами и воздушными кабелями на новых картах отсчитываются над HAT. Использование неверной точки отсчёта может стоить вам топового огня.

Средний размах сизигии = MHWS минус MLWS; средний размах квадратуры = MHWN минус MLWN. Например, в порту с MHWS 4,7 м, MHWN 3,8 м, MLWN 1,9 м и MLWS 0,8 м размах сизигии составляет 3,9 м, а размах квадратуры — 1,9 м.

Глубина, высота осушки и высота прилива

Глубина на карте

Простая цифра на акватории — это глубина на карте (промер) ниже CD. Чтобы получить фактическую глубину воды, прибавьте высоту прилива.

Click to zoom

Пример: глубина на карте 2,5 м, высота прилива 3,2 м. Фактическая глубина = 2,5 + 3,2 = 5,7 м.

Высоты осушки

Подчёркнутая цифра — это высота осушки: высота морского дна над CD. Она обнажается при отливе. Глубина воды над ней равна высоте прилива минус высота осушки.

Click to zoom

Пример: песчаная отмель осушается на 1,2 м. При высоте прилива 2,0 м над ней 2,0 минус 1,2 = 0,8 м воды. При осадке 1,5 м вы не сможете пересечь её, пока высота прилива не превысит 1,2 + 1,5 + запас безопасности, скажем 1,2 + 1,5 + 0,5 = 3,2 м.

Высоты над водой

Высоты огней и наземных объектов даются над MHWS (проверяйте по карте). Поскольку большую часть прилива уровень моря ниже MHWS, при МВ вы обычно увидите больше маяка, чем показано на карте, а при высокой сизигии — меньше. Поправка — это разница между MHWS и текущей высотой прилива.

Просвет под мостами и кабелями

Просветы на карте измеряются от опорного уровня высокой воды (MHWS или HAT) до нижней точки моста или кабеля. В любое другое время у вас больше высоты под мостом, равной разнице между опорным уровнем и высотой прилива в этот момент.

Пример расчёта: у моста просвет на карте 9,0 м над MHWS. В порту MHWS равен 4,8 м. Ваша мачта, включая антенну VHF и приборы ветра, находится на 12,5 м над ватерлинией. Вы хотите оставить запас 0,5 м на волну и зыбь.

1. Высота нижней точки моста над CD = 4,8 + 9,0 = 13,8 м.
2. Требуемая высота клотика над CD = высота прилива + 12,5 + 0,5.
3. Чтобы пройти: высота прилива + 13,0 должна быть меньше 13,8, значит высота прилива должна быть меньше 0,8 м.

Вы можете пройти только примерно в течение часа до или после МВ на сизигийном приливе, а на квадратурном приливе (когда МВ может не опуститься ниже 1,9 м) пройти, возможно, не удастся вовсе. Всегда измеряйте реальный воздушный габарит своей лодки, включая самую высокую арматуру мачты, и никогда не доверяйте цифре из проспекта.

Стандартные порты и кривая прилива

Таблицы приливов дают прогнозируемое время и высоты ПВ и МВ для стандартных портов (Dover, Portsmouth, Plymouth и другие). У каждого стандартного порта в альманахе есть также диаграмма кривой прилива, которая позволяет найти высоту в любой момент между ПВ и МВ. Кривые построены для сизигии (сплошная линия) и квадратуры (пунктирная линия); интерполируйте между ними в зависимости от размаха дня. Форма кривой специфична для каждого порта: кривая Portsmouth показывает длинное стояние на ПВ, а кривая Dover — почти симметричную синусоиду.

Нахождение высоты в заданное время — по шагам

1. По таблице приливов выпишите время и высоту ПВ и высоту МВ для нужного прилива. Рассчитайте размах (высота ПВ минус высота МВ). Проверьте, в каком времени дана таблица (UT), и переведите время в свой часовой пояс.
2. На диаграмме кривой отметьте высоту ПВ на верхней шкале и высоту МВ на нижней шкале и соедините их прямой наклонной линией.
3. Заполните клетки времени под кривой: запишите время ПВ в клетку ПВ, а часы до и после ПВ — в клетки по бокам.
4. От нужного времени на временной оси проведите вертикаль до кривой. Используйте кривую сизигии или квадратуры либо интерполируйте между ними в зависимости от размаха.
5. От кривой проведите горизонталь до наклонной линии.
6. От наклонной линии проведите вертикаль вверх (или вниз) до шкалы высот и считайте высоту прилива.

Разбор примера — Portsmouth

Click to zoom

ПВ Portsmouth 1400, 4,8 м. МВ 2012, 0,9 м. Требуется: высота прилива в 16:30.

1. Время от ПВ: 1630 минус 1400 = ПВ + 2 часа 30 минут.
2. Размах: 4,8 минус 0,9 = 3,9 м. Сравните со средними размахами сизигии и квадратуры для Portsmouth: размах близок к сизигийному, значит используйте кривую сизигии.
3. Отметьте 4,8 м и 0,9 м на шкалах высот и проведите наклонную линию.
4. От ПВ+2,5 вверх до кривой сизигии, поперёк до наклонной линии и вверх до шкалы высот: высота прилива примерно 3,4 м.

Точность до 0,1 м — это предел, который даёт кривая. На экзамене указывайте ответ с одним знаком после запятой и подписывайте каждый шаг вычислений: экзаменатор оценивает метод так же, как ответ.

Нахождение времени по заданной высоте

Процесс обратный. Начните с нужной высоты на верхней шкале, спуститесь до наклонной линии, поперёк до кривой, затем вниз до временной оси. Так находят «самое раннее время, когда я могу пересечь бар» — см. ниже о запасе под килём.

Правило двенадцатых

Для быстрой оценки в уме Правило двенадцатых исходит из того, что прилив поднимается (или опускается) примерно за шесть часов в пропорции 1, 2, 3, 3, 2, 1 двенадцатых размаха.

Пример: размах 4,8 м, МВ 0,9 м. Через два часа после МВ прилив поднялся на 3/12 от 4,8 = 1,2 м, значит высота равна 0,9 + 1,2 = 2,1 м.

Правило работает и от ПВ: для спада используйте те же доли, считая часы после ПВ. Оно полезно для оценки уровня половины прилива (на полпути между ПВ и МВ, в трёх часах от каждой) и для быстрой проверки, не течёт ли прилив слишком быстро, чтобы пересечь бар.

Пример с приливным окном: приведённый выше прилив Portsmouth, МВ 2012 при 0,9 м, размах 3,9 м. Вам нужна высота прилива 3,0 м на баре. Требуемый подъём = 3,0 минус 0,9 = 2,1 м, что составляет 2,1 делённое на 3,9 = 0,54 размаха. Через 3 часа правило даёт 6/12 = 0,50; четвёртый час добавляет 3/12 (0,25), поэтому оставшиеся 0,04 размаха требуют примерно одной шестой четвёртого часа (10 минут). Бар проходим примерно через 3 часа 10 минут после МВ, около 2320. Кривая прилива точнее; используйте это как проверку.

Ограничения: правило предполагает симметричный шестичасовой прилив. Оно заметно неверно в местах с необычными кривыми — в Solent (двойные высокие воды и длинное стояние), Poole, Swanage, Southampton и частях Ла-Манша. Используйте его для быстрой проверки или в обычных портах с большим запасом; пользуйтесь точной кривой всякий раз, когда просвет ограничен. Экзаменатор RYA ожидает, что вы скажете об этом без подсказки.

Вторичные порты

Большинство гаваней — вторичные порты. Альманах даёт их прогнозы приливов как поправки к назначенному стандартному порту: поправки по времени для ПВ и МВ и поправки по высоте для MHWS, MHWN, MLWN и MLWS.

Click to zoom

Порядок действий

1. Найдите время и высоту ПВ и МВ стандартного порта на нужный день.
2. Найдите поправки по времени вторичного порта. Они даны для двух времён ПВ и двух времён МВ стандартного порта (например, «ПВ 0000 и 1200: минус 0015; ПВ 0600 и 1800: минус 0005»). Интерполируйте в соответствии с фактическим временем стандартного порта.
3. Найдите поправки по высоте для MHWS и MHWN (для высот ПВ) и MLWN и MLWS (для высот МВ). Интерполируйте в соответствии с тем, как высоты стандартного порта в этот день соотносятся со средними уровнями.
4. Примените поправки. Не забудьте перевести время из UT в местное (прибавить один час для BST) — таблицы для Великобритании печатаются в UT, если не указано иное.
5. Используйте кривую прилива стандартного порта с исправленными ПВ, МВ и высотами вторичного порта, чтобы найти высоты в промежуточные моменты.

Разбор примера (сизигия)

Стандартный порт Dover: ПВ 1200, 5,2 м (сизигийный прилив, поэтому используйте сизигийные поправки). Поправки Folkestone при сизигии: время минус 0015, высота минус 0,3 м. ПВ Folkestone = 1200 минус 0015 = 1145 UT; высота = 5,2 минус 0,3 = 4,9 м. Летом прибавьте один час для BST: 1245 BST.

Разбор примера с полной интерполяцией

Ниже приведены данные для гипотетического вторичного порта, подобранные так, чтобы показать метод. Стандартный порт Dover, средние уровни MHWS 6,7 м, MHWN 5,3 м. Сегодняшняя ПВ Dover — в 0900 UT, высота 6,0 м.

Поправки для вторичного порта: поправки по времени минус 0020 (ПВ стандартного порта 0000 и 1200) и минус 0040 (ПВ в 0600 и 1800); поправки по высоте минус 0,4 м под MHWS и минус 0,2 м под MHWN.

1. Время. 0900 находится посередине между 0600 и 1200, значит поправка находится посередине между минус 0040 и минус 0020: минус 0030. ПВ вторичного порта = 0900 минус 0030 = 0830 UT, что составляет 0930 BST.
2. Высота. Высота 6,0 м лежит на (6,0 минус 5,3) делённое на (6,7 минус 5,3) = 0,7 делённое на 1,4 = 0,5 пути от квадратуры к сизигии. Поправка находится посередине между минус 0,2 и минус 0,4: минус 0,3 м. Высота ПВ = 6,0 минус 0,3 = 5,7 м.
3. Повторите для МВ, используя поправки по времени для МВ и поправки по высоте MLWN и MLWS.

Линейной интерполяции достаточно для работы Day Skipper. Помните, что у вторичного порта может быть иная форма кривой, чем у стандартного; альманах указывает, кривую какого порта использовать, и результаты для промежуточных моментов годны лишь настолько, насколько верно это допущение.

Метеорологические влияния

Прогнозы предполагают средние погодные условия. Реальные высоты отличаются:

• Давление: уровень моря поднимается примерно на 1 см за каждый миллибар, на который давление ниже 1013 мб, и опускается примерно на 1 см за каждый миллибар выше. При 983 мб ожидайте примерно на 30 см больше воды, чем предсказано; при 1033 мб — примерно на 20 см меньше.
• Ветер: сильный береговой ветер нагоняет воду, а сильный отжимной ветер её отгоняет. Устойчивые ветры в замкнутом море, таком как Северное, могут изменить уровни на метр или более.
• Штормовой нагон: глубокая депрессия в сочетании с сильным береговым ветром может поднять уровни на 2 м или более, что при совпадении с сизигийной ПВ приводит к наводнению. Нагон может также опустить море ниже предсказанной МВ.
• Речной сток: сильные дожди выше по течению поднимают уровни в устьях и могут задержать или предотвратить приливное течение в реке.

Адмиралтейство и источники альманаха предупреждают, что всё это может случиться. В планировании никогда не позволяйте маргинальному запасу под килём зависеть от прогноза с точностью до 10 см.

Запас под килём

Запас под килём (UKC) — это вода, оставшаяся под килём.

Click to zoom

UKC = глубина на карте + высота прилива минус осадка.

Всегда добавляйте запас безопасности сверх чистого UKC: не менее 0,5 м на защищённой гладкой воде и 1,0 м или более на открытом входе, в зыби, над скалами или когда барометр высокий (высокое давление опускает уровень моря примерно на 1 см за каждый миллибар выше 1013 мб). Помните также, что яхта кренится и садится на корму на ходу, а волны зыби опускаются во впадины глубиной метр или более.

Click to zoom

Разбор примера — когда можно пересечь бар?

Ваша осадка 1,8 м. Бар имеет глубину на карте 0,4 м (или осушается на 0,4 м — будьте внимательны, какое из двух!). Вы хотите запас безопасности 1,0 м, потому что есть зыбь.

• Если глубина на карте 0,4 м: требуемая высота прилива = 1,8 + 1,0 минус 0,4 = 2,4 м.
• Если он осушается на 0,4 м: требуемая высота прилива = 1,8 + 1,0 + 0,4 = 3,2 м.

Теперь используйте кривую прилива в обратном порядке: отметьте ПВ и МВ дня, войдите на высоте 2,4 м (или 3,2 м) по шкале высот, спуститесь до наклонной линии, поперёк до кривой на восходящей стороне и вниз, чтобы считать самое раннее время. Сделайте то же на нисходящей стороне для самого позднего времени. Так получается приливное окно.

Планирование по приливному окну

Приливное окно — это отрезок времени, в течение которого событие возможно: проход бара, выход от осушающего причала, огибание мыса при попутном приливе или проход под мостом. Построение окна — навыки шкипера, о которых спросит экзаменатор Day Skipper:

1. Рассчитайте самое раннее и самое позднее время по кривой прилива.
2. Определите, сколько времени займёт переход до ворот, используя реалистичную скорость относительно грунта, а не лучшую скорость.
3. Добавьте запас не менее 30 минут в раннем конце на задержки.
4. Определите альтернативу, если вы пропустите окно: ждать в море, стать на якорь или идти во второй порт, доступный при любом состоянии прилива.

Приливные течения

Высота прилива — это вертикальное движение; приливное течение — горизонтальный поток. Течения отнесены к ПВ стандартного порта (часто Dover для Ла-Манша или местного стандартного порта) и даются ежечасно от ПВ минус 6 до ПВ плюс 6.

Приливные ромбы

На карте пронумерованный ромб отмечает точку, для которой данные о течениях табулированы на той же карте. Таблица озаглавлена буквой ромба и его положением и для каждого часа от шести часов до шести часов после ПВ в опорном порту даёт направление течения и его скорость на сизигии и на квадратуре. Реальный пример ниже показывает, как карта это печатает: три ромба A, B и C перечислены рядом, а скорость «Slack» (стоячая вода) стоит там, где течение меняет направление.

Click to zoom

Изображение: Mark.murphy, общественное достояние, через Wikimedia Commons

Для каждого часа таблица даёт направление, куда течёт вода (в градусах истинных — течения «устремляются» куда-то, тогда как ветер дует откуда-то), скорость на сизигии (Sp) и скорость на квадратуре (Np) в узлах. Чтобы пользоваться таблицей:

1. Найдите время ПВ в опорном порту для вашего дня и часового пояса.
2. Определите, какой час относительно ПВ вам нужен: если ПВ в 1400 и вы хотите течение в 1630, это ПВ плюс 2.
3. Читайте строку для ПВ плюс 2: направление и скорости на сизигии и квадратуре.
4. Проинтерполируйте между скоростями сизигии и квадратуры для сегодняшнего размаха (см. ниже).

Пример из таблицы выше: у ромба B за три часа до ПВ течение устремляется на 213 градусов со скоростью 0,9 узла (сизигия) или 0,5 узла (квадратура), а на ПВ плюс 1 — на 031 градус со скоростью 1,9 узла (сизигия) или 1,1 узла (квадратура). Обратите внимание, что направление меняется почти на 180 градусов, пока течение разворачивается, и между ними проходит стоячая вода.

Атласы приливных течений

Атлас приливных течений показывает ту же информацию в картинках: по одной странице на час, со стрелками для направления и цифрами для скоростей. Страница ниже взята из исторического атласа Адмиралтейства для устья Темзы. Она озаглавлена часом относительно ПВ опорного порта; каждая стрелка показывает направление течения, а пара цифр вроде 10,15 означает 1,0 узла на квадратуре и 1,5 узла на сизигии.

Click to zoom

Изображение: Hydrographic Office of the Admiralty, общественное достояние, через Wikimedia Commons. Уменьшено.

Адмиралтейские атласы печатают скорости двумя цифрами, разделёнными запятой, сначала скорость на квадратуре, с опущенной десятичной точкой: 12,25 означает 1,2 узла на квадратуре и 2,5 узла на сизигии. Некоторые выдержки из альманаха печатают ту же информацию как скорость сизигии с скоростью квадратуры в скобках, например 2,5 (1,2). Всегда читайте легенду на странице. Каждая страница атласа построена на указанный час до или после ПВ опорного порта (например, Dover или Portsmouth), и легенда сообщает, какой именно.

Атласы также показывают зоны водоворотов, перекатов и узин, а также течение в местах, где ромба нет. Для планирования они дают лучшую общую картину; ромбы дают точные цифры в одной точке.

Интерполяция между сизигией и квадратурой

В день между сизигией и квадратурой скорость лежит между двумя цифрами.

Click to zoom

На схеме показан простой линейный метод, основанный на числе дней от сизигии. Стандартный метод RYA и альманаха точнее: используйте размах дня на стандартном порту. Если средний размах сизигии 4,2 м, средний размах квадратуры 2,0 м, а сегодняшний размах 3,1 м, то сегодня примерно посередине между квадратурой и сизигией, поэтому скорость на сизигии 3,0 узла и на квадратуре 1,5 узла дают около 2,25 узла. Большинство альманахов содержит график расчёта скоростей для быстрого расчёта. На практике, если сомневаетесь, используйте скорость сизигии — это безопасное, консервативное допущение.

Интерполяция по доле размаха между квадратурой и сизигией в виде формулы: сегодняшняя скорость = скорость квадратуры + (скорость сизигии минус скорость квадратуры) x (сегодняшний размах минус размах квадратуры) делённое на (размах сизигии минус размах квадратуры). Для приведённых выше цифр 1,5 + 1,5 x (1,1 делённое на 2,2) = 1,5 + 0,75 = 2,25 узла.

Между ромбами и приливные ворота

Если ваш маршрут проходит между двумя ромбами, берите течение от ближайшего или усредните два по расстоянию. Около мысов, в узинах и на фарватерах течения меняются на коротких расстояниях, и ближайший ромб может не отражать течение в вашей точке: используйте атлас и широкий запас безопасности.

Некоторые места действуют как приливные ворота: точка, где течение так сильно или проход так стеснён, что нужно прибыть в правильное время, чтобы получить попутный прилив. Примеры — Portland Bill, проход Needles, Hurst Narrows, Alderney Race и Raz de Sein. Планируйте прибытие к воротам при попутном течении и как можно ближе к стоячей воде, насколько это позволяет план. Учитывайте, что опоздавшая лодка проигрывает дважды: она теряет время и встречает встречное течение.

Курс для следования с учётом приливного течения

Курс для следования (CTS) — это курс, который в сочетании с приливным течением приведёт лодку по нужному пути относительно грунта.

Построение — по шагам

1. Проведите путь относительно грунта от старта (A) до назначения (B) и продлите его за B. Отметьте двумя стрелками.
2. Выберите интервал времени, обычно один час (или весь переход, если он короче примерно трёх часов, с использованием суммарных приливных векторов).
3. От A отложите вектор приливного течения за этот период: направление и расстояние. Назовите его конец C. Отметьте тремя стрелками.
4. Установите измеритель на расстояние, которое лодка пройдёт относительно воды за тот же период (скорость лодки, умноженная на время).
5. Поставив одну ножку на C, проведите дугу, пересекающую путь относительно грунта. Назовите эту точку D.
6. Линия от C до D — это путь относительно воды. Измерьте её направление: это курс для следования в истинных градусах. Отметьте одной стрелкой.
7. Линия от A до D — это скорость (или расстояние) относительно грунта — используйте её для расчёта ETA.
8. Введите поправку на снос, сворачивая против ветра, затем переведите истинный курс в магнитный (склонение) и магнитный в компасный (девиация).

Соглашение о стрелках (одна для пути относительно воды, две для пути относительно грунта, три для течения) — стандартное соглашение RYA. Экзаменаторы его ожидают, и оно делает прокладку понятной любому.

Разбор примера

От A до B 8 миль на 270 градусов Т. Скорость лодки 5 узлов. Течение на следующий час устремляется на 180 градусов Т со скоростью 2 узла. Склонение 3 градуса W, девиация 2 градуса E, снос отсутствует (моторный ход).

1. Проведите A до B на 270 градусов Т.
2. От A отложите 2 мили на 180 градусов Т до C.
3. От C проведите дугу радиусом 5 миль, пересекающую путь относительно грунта в D.
4. Геометрия: боковую составляющую течения (2 мили) нужно компенсировать, поэтому синус угла между путём относительно воды и путём относительно грунта равен 2 делённое на 5 = 0,4, примерно 24 градуса. Путь относительно воды = 270 + 24 = 294 градуса Т (держите севернее трассы, чтобы компенсировать течение, идущее на юг).
5. Расстояние от A до D измеряется примерно 4,6 мили: скорость относительно грунта 4,6 узла. Переход в 8 миль займёт около 1 часа 45 минут — и за это время течение изменится, поэтому более длинный переход нужно считать по приливным векторам для каждого часа, прикладывая их конец к концу.
6. Склонение 3 градуса W: 294 + 3 = 297 градусов М. Девиация 2 градуса E: 297 минус 2 = 295 градусов К.

Держите 295 градусов К. Обратите внимание: если бы вы правили прямо на пункт назначения (270 градусов), течение за первый час снесло бы вас почти на 2 мили к югу.

Правило перевода: из истинного в магнитный прибавляйте западное склонение и вычитайте восточное; из магнитного в компасный прибавляйте западную девиацию и вычитайте восточную. В обратную сторону (из компасного в истинный) знаки меняются: прибавляйте восточные, вычитайте западные. Мнемоника: «Can Dead Men Vote Twice» для порядка Compass, Deviation, Magnetic, Variation, True, и «West is best, East is least»: при переходе от истинного к компасному прибавляется западная величина. Всегда говорите, в каком направлении вы переводите.

Учёт сноса

Снос — это боковое смещение лодки под действием ветра на корпус и такелаж. Он действует подветренно, поэтому чтобы его компенсировать, вы сворачиваете против ветра. Снос применяется к пути относительно воды после решения векторного треугольника и применяется до склонения и девиации.

Типичные значения для крейсерской яхты: в крутой бейдевинд при умеренном ветре 5–10 градусов; в бакштаге 0–5 градусов; на курсе фордевинд и при моторном ходе в слабый ветер — нет. В сильный ветер на короткокилевой лодке может быть больше. Лучшая оценка получается из собственного наблюдения угла кильватерной струи относительно диаметральной линии.

Пример: путь относительно воды 294 градуса Т, ветер северо-западный (ветер на правом скуле, лодка в крутом бейдевинде), снос 6 градусов. Лодку сносит подветренно, на юг, поэтому вы должны держать на 6 градусов дальше к ветру: курс = 294 + 6 = 300 градусов Т. Проверьте вопросом: «С какой стороны ветер и в какую сторону меня снесёт?» Держите курс к той стороне трассы, где ветер.

Переходы длиной в несколько часов

Для перехода в несколько часов не рисуйте новый треугольник каждый час (что заставило бы вас идти по кривой). Вместо этого отложите все ежечасные приливные векторы конец к концу от A, затем проведите дугу радиусом скорость лодки, умноженную на полное время, от конца последнего вектора. Один курс, удерживаемый на весь переход, даёт кратчайшее время — течения в значительной мере компенсируют друг друга, если переход охватывает полный прилив и отлив.

Экзамен Day Skipper часто просит найти CTS для перехода в два–три часа с разными ежечасными течениями. Используйте правильный час для каждого вектора и используйте скорости сизигии, квадратуры или интерполированные — как указано. Обращайте внимание на время старта относительно ПВ: первый вектор относится к часу, в который вы отходите.

Расчёт пути относительно грунта и скорости относительно грунта

Иногда вопрос ставится наоборот: «Я иду курсом 090 градусов Т со скоростью 5 узлов в течение следующих 3 часов, каким будет мой путь относительно грунта?» Это задача EP, и она использует тот же треугольник в обратном направлении.

Расчётное место (EP)

Расчётное место — это ваша лучшая оценка того, где вы находитесь, сформированная из счисления (DR: курс, которым вы идёте, и расстояние, пройденное относительно воды, с поправкой на снос) и приливного течения, испытанного за это время. Оно наносится треугольником, и каждое EP подписывается временем. В отличие от определения места, EP точно настолько, насколько точны оценки в нём; оно используется для контроля хода, чтобы решить, идёте ли вы по курсу, и для планирования следующего участка, когда определения места нет.

Порядок действий

1. Нанесите DR от последнего известного места: курс, которым вы идёте (истинный, после исключения компасных поправок и сноса), и расстояние, пройденное относительно воды (показание лага или скорость, умноженная на время).
2. От конца DR нанесите приливный вектор за период: направление и расстояние (скорость течения, умноженная на время), с использованием соответствующих часов.
3. Конец приливного вектора и есть EP. Обведите его треугольником, подпишите временем и отметьте путь относительно грунта от старта через него.
4. Обновляйте не реже раза в час и при каждом изменении курса. Заменяйте EP определением места, как только оно появится.

Прокладка с плоттером и измерителем

Установите курс на шкале, выровняйте плоттер по меридианам и проведите его край через точку старта, затем карандашом проведите путь относительно воды. Раздвиньте измеритель на расстояние, пройденное по шкале широт, на уровне вашей позиции, и шагайте им по линии. То же сделайте для приливного вектора от конца пути относительно воды. Практикуйтесь на цифровом плоттере Portland; упражнения в конце этого урока включают DR и EP для прокладки.

Разбор примера

Вы в определённом месте в 1000. Вы идёте курсом 090 градусов Т со скоростью 5 узлов в течение 2 часов. Течение в первый час устремляется на 180 градусов Т со скоростью 1,5 узла, а во второй час — на 180 градусов Т со скоростью 2,5 узла.

1. DR: 090 градусов Т на 10 миль.
2. Течение: 180 градусов Т на 1,5 + 2,5 = 4 мили (оба вектора в одном направлении, поэтому просто складываются; если бы направления различались, вы бы проложили их конец к концу).
3. EP лежит в 10 милях к востоку и 4 милях к югу от старта. Путь относительно грунта — угол, тангенс которого равен 4 делённое на 10, то есть 22 градуса к югу от востока, примерно 112 градусов Т. Пройденное расстояние относительно грунта — квадратный корень из (100 + 16) = 10,8 мили за 2 часа, скорость относительно грунта 5,4 узла.

Обратите внимание, что путь относительно грунта совсем не совпадает с курсом, которым вы шли: если бы вы нанесли только DR, вы бы считали, что находитесь на 4 мили севернее, чем на самом деле, и именно так яхты и попадают на скалы.

Перекрёстные проверки

GPS показывает скорость относительно грунта (SOG) и курс относительно грунта (COG), которые уже учитывают течение. Используйте их, чтобы проверить EP и измерить фактическое течение: если лаг показывает 5 узлов относительно воды, а GPS — 6,2 узла по трассе, попутная составляющая равна 1,2 узла. RYA ожидает, что вы будете вести бумажную прокладку, даже когда GPS работает.

Частые ошибки

Click to zoom

• Прибавление высоты осушки вместо её вычитания. Подчёркнутые цифры отсчитываются над CD.
• Использование Правила двенадцатых там, где просвет ограничен, или в портах с неправильными приливами.
• Забывание о BST. Таблицы приливов обычно в UT; летом прибавьте один час.
• Неинтерполирование поправок вторичного порта для сизигии и квадратуры или для времени ПВ.
• Использование неверного приливного часа. Течения отнесены к ПВ определённого стандартного порта — проверьте, какого именно.
• Неверное направление приливного вектора. Течения даются как направление, куда они текут.
• Измерение CTS от A до D (это путь относительно грунта), а не от C до D.
• Прокладка нового курса каждый час на длинном переходе вместо суммирования векторов.
• Отсутствие запаса безопасности в UKC — зыбь, высокое давление и просадка на корме уменьшают реальный просвет.
• Необновление EP каждый час с учётом текущего часа течения.
• Неверное применение сноса или применение его до треугольника векторов, а не после.
• Путаница в нуле глубин для высот мостов. Проверьте, даёт ли карта просвет над MHWS или над HAT.
• Путаница квадратурных и сизигийных цифр в атласе или невнимание к легенде.
• Предположение о стоячей воде на ПВ или МВ. Течения поворачивают в другое время, нежели меняются высоты.

Пример: планирование прилива на переходе

Вы планируете выйти из входа в гавань в 1000 и пройти 12 миль по пути относительно грунта 090 градусов Т до мыса, где течение сильное. Ваша лодка в среднем делает 5 узлов относительно воды. ПВ стандартного порта в 1030. Течения у ближайшего ромба: на ПВ течение устремляется на 090 градусов Т со скоростью 1,0 узла (квадратура) и 1,8 узла (сизигия); на ПВ плюс 1 — на 090 градусов Т со скоростью 0,4 и 0,8 узла. Сегодняшний размах ровно посередине между квадратурой и сизигией. Каждая строка таблицы используется для часа, центрированного на это время, поэтому первый час (1000–1100) использует строку ПВ, а второй час (1100–1200) — строку ПВ плюс 1.

1. Проинтерполируйте каждую скорость: строка ПВ, 1,4 узла; строка ПВ плюс 1, 0,6 узла.
2. Течение попутное (оно течёт на восток, куда вы и идёте), поэтому скорость относительно грунта составляет 5 + 1,4 = 6,4 узла в первый час и 5 + 0,6 = 5,6 узла во второй. Пройденное расстояние: 6,4 + 5,6 = 12,0 миль за 2 часа.
3. Вы достигнете мыса примерно в 1200, что соответствует ПВ плюс 1,5, когда течение уже ослабевает и вот-вот повернёт против вас.
4. Запас поэтому невелик. Если вы выйдете на час позже, вы придёте в ПВ плюс 2,5, когда течение поворачивает встречным у мыса, где оно сильное. Разумный план: выйти не позднее 1000, проинструктировать экипаж о точке невозврата и назвать в журнале альтернативу (якорную стоянку или гавань до мыса).
5. Определяйтесь каждые 30 минут и обновляйте EP ежечасно, сравнивая фактическую скорость относительно грунта с 6,4 и 5,6 узла. Если вы заметно отстаёте, раньше сверните.

Это тот тип рассуждений, которого экзаменатор ожидает на уровне Day Skipper: попутный прилив там, где он важен; прибытие к воротам с запасом; запасной вариант; и цифры, подкрепляющие всё это.

Итоги

• Глубины на карте и высоты осушки измеряются от нуля глубин (примерно LAT). Фактическая глубина = глубина на карте + высота прилива; глубина над осушающим объектом = высота прилива минус высота осушки.
• Сизигия (новолуние и полнолуние) даёт наибольший размах и самые сильные течения; квадратура — наименьший. Цикл длится около 14,8 дня.
• Используйте кривую прилива стандартного порта для точных высот в любой момент; Правило двенадцатых — только для быстрых оценок в обычных портах.
• Время и высоты вторичного порта получаются применением интерполированных поправок к стандартному порту, затем переводом в местное время.
• Давление, ветер и нагон уводят реальный прилив от прогноза: примерно на 1 см за миллибар.
• UKC = глубина на карте + прилив минус осадка; всегда добавляйте запас безопасности. Для мостов просвет равен просвету на карте плюс разница между опорным уровнем и текущей высотой прилива.
• Приливные течения берутся из ромбов или атласов, отнесённых к ПВ стандартного порта; интерполируйте между скоростями сизигии и квадратуры по размаху дня.
• Курс для следования: сначала приливный вектор, затем дуга скорости лодки, затем измерьте путь относительно воды, примените снос и переведите в компасный курс.
• EP — это DR плюс приливные векторы за период. Обновляйте его ежечасно и заменяйте определением места, как только оно появится.

Проверьте себя

1. Почему глубины на карте почти при всех условиях представляют минимальную глубину?

Ответ: Они измерены ниже нуля глубин, который примерно равен наинизшему астрономическому уровню — самому низкому предсказуемому уровню прилива, поэтому прилив почти всегда выше него.

1. Скала осушается на 1,6 м. Высота прилива 3,4 м. Сколько воды над ней?

Ответ: 3,4 минус 1,6 = 1,8 м.

1. Глубина на карте 1,2 м, высота прилива 2,3 м, осадка 1,5 м. Каков UKC и достаточно ли его на защищённой воде?

Ответ: 1,2 + 2,3 минус 1,5 = 2,0 м. Да — значительно выше запаса 0,5 м.

1. Размах 3,6 м, МВ 1,0 м. По Правилу двенадцатых, какова высота через 3 часа после МВ?

Ответ: Накопленный подъём через 3 часа составляет 6/12 от 3,6 = 1,8 м. Высота = 1,0 + 1,8 = 2,8 м.

1. Когда не следует полагаться на Правило двенадцатых?

Ответ: Когда просвет ограничен и в портах с неправильными кривыми приливов, такими как Solent, Poole или Swanage.

1. ПВ Dover 0930 UT, 6,4 м (сизигия). У вторичного порта поправки минус 0020 и минус 0,4 м на сизигии. Каковы время ПВ (в BST) и высота?

Ответ: 0930 минус 0020 = 0910 UT, 1010 BST. Высота 6,4 минус 0,4 = 6,0 м.

1. Ромб показывает 045 градусов Т, 2,4 узла на сизигии, 1,2 узла на квадратуре. Сегодня ровно посередине между сизигией и квадратурой. Какое течение вы используете?

Ответ: 045 градусов Т примерно 1,8 узла.

1. В треугольнике курса для следования какая линия даёт курс для следования, а какая — скорость относительно грунта?

Ответ: Путь относительно воды (от конца приливного вектора до точки, где дуга скорости лодки пересекает путь относительно грунта) даёт курс для следования. Расстояние по пути относительно грунта от старта до этой точки даёт пройденную скорость относительно грунта.

1. Вам нужна высота прилива 2,0 м, чтобы войти в марину. Как найти самое раннее время?

Ответ: На кривой прилива проведите диагональ дня, отложите 2,0 м на шкале высот, перейдите к диагонали, поперёк к восходящей стороне кривой и вниз до шкалы времени.

1. Почему для четырёхчасового перехода приливные векторы следует складывать конец к концу, а не прокладывать новый курс каждый час?

Ответ: Суммирование векторов и выдерживание одного курса даёт кратчайший путь относительно воды; поправка каждый час заставляет лодку идти по более длинной кривой траектории.

1. У моста просвет на карте 10,0 м над MHWS (4,6 м в порту). Высота прилива 2,1 м. Каков сейчас просвет, и может ли яхта с воздушным габаритом 12,0 м пройти с запасом 0,5 м?

Ответ: Просвет = 10,0 + (4,6 минус 2,1) = 12,5 м. Яхте нужно 12,0 + 0,5 = 12,5 м, так что она проходит впритык без лишнего запаса; дождитесь более низкого прилива или выберите другой маршрут, если есть сомнения.

1. Вы идёте курсом 090 градусов Т со скоростью 5 узлов в течение 2 часов, а течение устремляется на 180 градусов Т на 4 мили в сумме. Где ваше EP относительно старта, каков путь относительно грунта и скорость относительно грунта?

Ответ: 10 миль на восток и 4 мили на юг, путь относительно грунта примерно 112 градусов Т на расстоянии около 10,8 мили, то есть скорость относительно грунта около 5,4 узла.