Použití radarů na jachtách 1.díl
Za článek o radaru děkujeme Oldovi Strakovi.
Radar je na palubách jachet nedocenitelným pomocníkem. Díky němu můžeme bezpečně plout v noci i v mlze, můžeme se pouštět do podmínek, které by bez něj byly nebezpečné. Jak se však s radarem pracuje, ví málokdo. V následujících číslech se na práci s radarem podíváme podrobněji.
Naprostá většina zkušených navigátorů na otázku, jaké elektronické zařízení je na jachtě nejužitečnější, odpoví, že radar. Systém GPS umožnil díky snadnému použití masový rozvoj námořního jachtingu. Informace, které GPS nabízí, si však každý navigátor může určit sám, i když s menší přesností. Menší přesnost v navigaci není často na škodu, za plavby nás nutí k větší obezřetnosti a přemýšlení. Možná proto ten masový rozvoj.
Radar (Radio Detection And Ranging) nám poskytuje informace, které nelze získat jiným způsobem. Pouze radar nás upozorní, že se něco skrývá ve tmě nebo mlze a umožní provést odpovídající manévr. Měří vzdálenost a náměr na plavidla, pevninu a další objekty ve svém dosahu. Informaci o vzdálenosti lze získat i pomocí GPS na elektronické mapě, zde se ale spíše jedná o počítačový model než o reálný obraz situace kolem lodě. Jestliže radar říká, že jsme 0,46 mil od vjezdu do zátoky, tak tomu tak skutečně je, bez ohledu na to, co ukazuje mapový plotter GPS. Na radaru také „uvidíme“ plavidlo vyplouvající se zátoky, kam zrovna v mlze plujeme a můžeme manévrovat tak, abychom se vyhnuli kolizi.
Realitou moderní navigace je, že by jachta měla být vybavena jak radarem, tak GPS. V navigaci se při zásadních rozhodnutích nemůžeme spoléhat na jediný přístroj a snadná obsluha GPS vede k přílišné závislosti na jeho údajích a naše navigační schopnosti a znalosti se rychle vytrácejí. Tedy, pokud jsme nějaké kdy měli.
Jak radar pracuje
Radar funguje na principu rotujícího paprsku mikrovlnných pulsů a detekci těchto pulzů odrážejících se od okolních objektů. Dal by se porovnat s hloubkoměrem, ale místo směrem ke dnu jsou u radaru paprsky zaměřené směrem k horizontu. Podstatný rozdíl je ve vysílaném záření, které má u radaru mnohem větší frekvenci – 9 345 MHz o délce vlny 3,2 cm. Horizontální šíře vysílaného paprsku je u radarů určených pro jachty v rozmezí 2 – 6°. Platí, že čím širší je anténa radaru, tím užší je vysílaný horizontální paprsek. Paprsek 2° bude mít anténu širokou 120 cm, paprsek 4° - 60 cm a paprsek 6° - 40 cm.
V praxi je samozřejmě výhodné mít na jachtě instalovaný radar o co nejužší šíři vysílaného paprsku, jak vyplývá z níže uvedených obrázků. U paprsku o šíři 5° se nám dva objekty od sebe vzdálené 200 m budou ve vzdálenosti jedné míle jevit jako objekt jeden, u paprsku o šíři 2° uvidíme dva objekty až do vzdálenosti téměř tří mil.
Vertikální šíře paprsku je v rozmezí 25 – 30°. To se na plachetnici může negativně projevit při plavbě v náklonu.
Výkon radaru
Typický radar určený pro jachty má při vysílání spotřebu 30 – 50 wattů. Tady je veliký zdroj nedorozumění. Na jachtách jsou obvyklé radary o výkonu 2 – 4 kW. Jedná se o výkon velmi krátkých pulzů radarového paprsku. Tento maximální výkon radaru rozhoduje o jeho největším možném dosahu. Ten samozřejmě závisí i na výšce antény radaru nad mořskou hladinou. Pro srovnání, radar o výkonu 2 kW bude mít při instalaci stejné antény a elektroniky stejný dosah jako radar o výkonu 4 kW, bude ale 16x méně efektivní. Radarový horizont (RH) v námořních mílích lze snadno vypočítat s výšky antény radaru nad hladinou v metrech (h) : RH = 2,23 x h1/2.
Nastavení radarového monitoru
To, co vidíme na obrazovce, je naše okolí až do maximální vzdálenosti odpovídající zvolenému nastavení radaru. Běžné, námi obsluhované radary mají maximální dosah 16 – 36 mil. Na obrazovce radaru se používá pohled shora – naše plavidlo je umístěno uprostřed obrazovky, náš kurz je obvykle směrem na horní část obrazovky. Okolí po pravoboku je na pravé straně obrazovky, okolí po levoboku je na levé straně obrazovky. Této orientaci radaru se říká nastavení „head up“ , to je kurzem nahoru a na jachtách je nejčastější. Linie kurzu, kterým plujeme, zůstává na obrazovce vždy vertikální, od středu obrazovky kolmo vzhůru, bez ohledu na to, jakým směrem plujeme. Pokud změníme kurz doleva, všechny radarové cíle se na obrazovce posunou o odpovídající úhel doprava.
Převážná většina komerčních plavidel má nastavení „north-up“. To znamená, že obrazovka má orientaci na sever a příďová linie ukazuje kurzem, kterým plujeme. Při změně kurzu se poloha radarových cílů nezmění, příďová linie se posune na nový kurz.
Měření vzdálenosti a náměru
Abychom mohli podle údajů radarové obrazovky navigovat, potřebujeme číselné vyjádření vzdálenosti a náměru na různé kontakty (cíle), které se na obrazovce objeví. Jednou z hlavních výhod radaru je jejich velmi snadné elektronické měření. Každý radar má funkci nazvanou nastavitelná měrná kružnice (variable range maker – VRM). Jedná se o pohyblivou kružnici obsluhovanou operátorem radaru. Kružnici nastavíme na nejbližší okraj kontaktu a poté odečteme údaj VRM. Vzdálenost VRM od středu obrazovky se obvykle objeví v jednom z rohů obrazovky. Radar měří vzdálenosti velmi přesně na rozdíl od náměrů, které jsou ovlivněny šíří horizontálního paprsku.
Náměr k danému kontaktu jde zjistit stejně snadno. Měří se pomocí elektronické náměrové linie (electronic bearing line – EBL). Přímka vychází ze středu obrazovky a lze s ní otáčet kolem obrazovky. Operátor pomocí kontrolky nasměruje EBL tak, aby procházela středem radarového kontaktu a v rohu obrazovky si přečte údaj o náměru. Při orientaci radaru „head-up“ je takový náměr relativní. Je to náměr ve vztahu k přídi plavidla, kde 000° R je přímo před přídí, 090° R na pravoboku, 180° R přímo za zádí a 270° R na levoboku.
Pokud má například objekt na pravoboku náměr 040° R a my plujeme kurzem kompasovým 050°, potom je náměr kompasový na objekt (měřený z lodě) 090°. U objektu, který má opačný náměr 220° R bude při stejném kurzu kompasovém 050° náměr kompasový 050° + 220° R = 270°. Při interpretaci musíme vzít v úvahu, jakým kurzem plujeme v momentě, kdy jsme odečetli pomocí EBL relativní náměr. Při plavbě na moři se kurz zpravidla mírně mění vlevo a vpravo, proto přesnost vypočteného náměru bude záviset na aktuálním kurzu jachty v čase měření.
Dalším způsobem měření vzdálenosti a náměru je využití kurzoru. V tomto režimu se pomocí touchpadu přemisťuje po obrazovce nitkový kříž, přičemž se někde v rohu obrazovky zobrazuje vzdálenost a náměr na aktuální polohu kurzoru. Je to velmi pohodlné a rychlé řešení.
Zde na obrazovce vidíme, že je nastaven na dosah (R – Range) 1,5 mil. Měrné kružnice (RR – Range Rings) jsou od sebe vzdálené 0,5 mil. Relativní náměr na radarový cíl pomocí EBL je 303° a je ve vzdálenosti pomocí VRM 0,81 mil. Kurzor je ve vzdálenosti 0,68 mil a v relativním náměru 217°.
Stanovení náměru a vzdálenosti jsou při práci s radarem úplným základem. Pro obsluhu radaru jsou názvy EBL a VRM stejně běžné jako pro uživatele GPS zkratky COG a SOG.
V příštím díle se podíváme na provoz radaru a jeho nastavení.