sobota 22. března 2008

Master and Commander

Dnes si uděláme, poněkud netradičně, filmové okénko.
Měl jsem totiž půjčené DVD s filmem "Master & Commander - odvrácená strana světa", v hlavní roli s Russelem Crowem. Jedná se o film USA z roku 2003, obdržel 2 Oskary (kamera, zvuk) a 8 nominací.

Připomínám, že "Master and commander" byla funkce velitele samostatné lodi.

Příběh se odehrává na palubě britské válečné lodi v období napoleonských válek. A to je přesně důvod, proč o to sem píšu. Je to 138 minut úžasných detailů ze života na vojenské plachetnici.

Budete-li pozorně sledovat, uvidíte jak hlídky měřily čas a oznamovaly jej na lodní zvon, jak se vytahovala kotva, vyčerpávala voda, měřila rychlost, používal sextant. Uvidíte uniformy důstojníků i námořní pěchoty, práci lodního lékaře. Práci s plachtami, obsluhu děl. Detail otočného palubového děla. Šůrování paluby, hamaky v níchž námořníci spali. Pohřeb do moře s projevem kapitána. Vztahy mezi námořníky a důstojníky. Námořní bitvy. Abording - proniknutí na palubu druhé lodi. Kázeňské tresty. A samozřejmě spoustu externích záběrů na plachetnice.

Prostě - doporučuji shlédnout.

úterý 18. března 2008

Navigace Sluncem v poledne

Měření výšky Slunce v poledne neboli "meridian passage" určí jednoduchou cestou pozici podle výšky Slunce.

Pro tuto část je třeba si zapamatovat:
Zeměpisnou šířku udává maximální elevace Slunce nad obzorem.
Zeměpisnou délku udává posun místního poledne oproti skutečné kulminaci Slunce na obloze.

Výhodou je, že není nutné znát předpokládanou pozici a výpočet je ve srovnání s jinými algoritmy jednoduchý a rychlý.

Nevýhodou je, že je pozice pouze přibližná a tak je jejich použití akceptovatelné na širém moři a nikoliv u pobřeží. Nevýhoda také je, že se postup dá aplikovat jen jednou za den (v poledne) a v tuto dobu musí být Slunce aspoň půl hodiny zcela vidět. Algoritmus potřebuje přesný námořní chronometr nastavený na GMT (pro korektní stanovení zeměpisné délky).

Takový chronometr sestrojil v roce 1715 britský hodinář John Harrison. O deset let později se pak již používal v běžné námořní praxi.

Vytvoříme další misi pomocí "CREATE CRUISE", loď bude "HMS Fly", pozice severně od Iraklionu. moře klidné, vítr žádný, lokální čas 11:45, datum ponecháme 2.července 2005.

Loď zakotvíme, vykasáme plachty.

Uložíme mise jako "Fly poledni mereni".

Zjistíme aktuální GPS polohu:

LAT 36.0499N (36* 2' 59.6")
LON 24.7502E (24* 45' 0.7")

Připravíme sextant (SHIFT-T), nastavíme filtr na 65, zoom na X3.0 a elevaci tak, aby se Slunce dotýkalo spodním okrajem moře na horizontu. Pomocí posunu zprava doleva se stisknutým pravým tlačítkem ověříme, že Slunce obloukem klesá, přesně se dotkne hladiny a začne stoupat.

Provedeme několik měření, zhruba po dvou minutách, v intervalu od 11:45 do 12:15, Slunce se vždy mezitím posunuje doprava a stoupá, kulminuje v nejvyšší poloze a pak začne klesat. Poznamenáváme si přesné časy a elevaci.

11:48:26 (10:09:26 GMT) 76*19'55"
11:49:51 (10:10:51 GMT) 76*22'45"
11:51:57 (10:12:57 GMT) 76*29'38"
11:54:55 (10:15:55 GMT) 76*34'15"
11:57:15 (10:18:15 GMT) 76*35'36"
11:59:03 (10:20:03 GMT) 76*39'03"
12:00:18 (10:21:18 GMT) 76*39'19"
12:02:37 (10:23:37 GMT) 76*39'36"
12:06:41 (10:27:41 GMT) 76*38'13"
12:07:32 (10:28:32 GMT) 76*36'35"
12:08:16 (10:29:16 GMT) 76*35'30"
12:10:31 (10:31:31 GMT) 76*30'42"
12:11:20 (10:32:20 GMT) 76*29'19"
12:14:07 (10:35:07 GMT) 76*22'42"
12:15:57 (10:36:57 GMT) 76*18'20"

Největší elevace byla 62*45'05" (62.751389) v 16:37:56 (16.632222) GMT.

A teď výpočet:

Deklinace
Deklinaci zjistíme na stránce s Nautical Almanach (bohužel je tam jen něco, ne korekce):
http://www.tecepe.com.br/scripts/AlmanacPagesISAPI.isa
Zadáme 03/18/2008 (americký formát MM/DD/YYYY).

Pro 18.března 2008 v 16h GMT je deklinace Slunce = 0*37.3' = 0.6217
Na severní polokouli od podzimního do jarního slunovratu (21.12. až 21.6.) přidat mínus (na jižní polokouli opačně).

Zeměpisná šířka (latitude)

latitude = 90 - (deklinace + elevace)
latitude = 90 - (-0.6217+62.751389)
latitude = 90 - 62.129689
latitude = 27.870311 (kladně NORTH, záporně SOUTH)
latitude = 27* 52' 13" (real gps 20.9666)


Zeměpisná délka (longitude)
Slunce se v průběhu roku pohybuje různě rychle zatímco čas jde stále stejně. K vyrovnání tohoto rozdílu slouží časová rovnice která uvádí korekci pro jednotlivé měsíce roku. Na začátku července je korekce nulová. Časová rovnice viz http://www.lode.cz/re/foto/navigace/obrazek05.jpg z výborného článku http://www.lode.cz/re/clanek.php?ID=1929&rub=5 .
Například pro 18. března je dle časové rovnice korekce +15 minut což v přepočtu na hodiny odpovídá hodnotě 0.25 hodin.

longitude = (kulminace_local - kulminace_GMT +korekce) * 15
longitude = ( 16.632222 - 12.0000 +0.25) * 15
longitude = (16.632222 - 12.0000 +0.25) * 15
longitude = 4.88222 * 15
longitude = 74.48283 (záporně EAST, kladně WEST)
longitude = 74*28'58" (real gps 67* 52' 59")

Magická konstanta 15 znamená 360 stupňů okolo Zeměkoule děleno 24 hodin = 15 stupňů za hodinu. Neboli za jednu hodinu se Slunce posune o 15 stupňů.

V obou vypočtených případech je vidět odchylka od reálu. Při opakovaných pokusech jsem se většinou trefoval do odchylky 3 stupňů.

pondělí 17. března 2008

Hanzovní koga

Nedávno jsem slíbil, že si uděláme misi pro hanzovní kogu.

Poplujeme s nákladem z nejvýznamnějšího města Hanzy Lubecku podle pobřeží na východ, do Rostocku.

K tomu ale potřebujeme přístavy hanzovních měst a musíme rozšířit mapu našeho simulátoru.

Jak jste si možná již všimli, na mapě ve VS je zobrazen celý svět a je na něm v bílém obdélníku vyznačen prostor Egejského moře. Znamená to, že VS umí pozice po celém světě - můžete obeplout celý svět. Ale jen pro onen bílý obdélník má k dispozici scenérie čili mapové podklady. Jen tam jsou vidět ostrovy, je známa hloubka moří, k dispozici jsou přístavy. Standardně je v trial verzi právě a jen Egejské moře. Pokud plujete mimo oblast nainstalovaných scenérií tak se zobrazuje jenom pusté moře a stálá hloubka.

Chceme-li plout reálně mimo standardní oblast, nezbývá nám tedy, než nainstalovat dodatečné scenérie.
My si nainstalujeme scenérii pro severovýchodní část Atlantiku.

Ke stažení je na http://vslib.maxxflow.com v sekci Library, Scenery, Europe jako "North Atlantic East V2.zip".

Jedná se o hodně velkou mapu a tomu odpovídá také snížená přesnost. Správně by jedna scenérie měla obsahovat čtverec o hraně 120nm aby byla zachována maximální přesnost.

Instalace je jednoduchá, soubor rozpakujeme do adresáře "C:\PF\Virtual Sailor\scenery" a tam vznikne adresář "NAtlanticEast2".

Máte-li stále trial verzi musíte stávající scenérii "Aegean_sea" přesunout jinam protože může být nainstalována jen jedna scenérie. Je to podobné jako u lodí.

Když nyní spustíme VS a dáme "CREATE CRUISE" a záložku "Location", vidíme bíle ohraničený čtverec nové scenérie. Můžeme ověřit funkci umístěním lodě u pobřeží a volbou "SAIL NOW".

Soubor obj.bmp obsahuje v barevném kódování objekty na mapě. Toto je starý způsob. Nový, přesnější, používá samostatný soubory pojmenované v "objects.txt". To si ukážeme dále.
Naštěstí soubor map.bmp obsahuje verzi pro obj.bmp bez definovaných objektů a tak je možné udělat "prázdnou" Evropu překopírování "map.obj" do "obj.bmp". A vyprázděním ports.txt také prázdné přístavy. Oboje totiž není v distibuované verzi právě uspokojivé.


Hanza byla a je spolek (nejen) německých měst, která spolu udržovala těsné dálkové obchodní styky. Původně se jednalo o spolek obchodníků, ale později již posílil jejich význam natolik, že vystupovaly společně i v cizích zemích nebo při jednání s panovníkem. Hlavní význam hanzy byl mezi 12. a 15. stoletím ale určitý význam si udržela až do století sedmnáctého. I dnes tato města staví na svém hanzovním statutu. Hlavní oporou byla města Hamburg, Lubeck a Bremen, v době největšího rozkvětu ale k hanze patřilo 80 měst.


A začínáme definovat přístavy hlavních hanzovních měst od nuly do souboru "ports.txt":

08.5103_53.6219_Bremen
10.5197_53.3794_Hamburg
10.9694_53.9619_Luebeck
11.4994_53.8714_Wismar
12.1419_54.1330_Rostock
13.1236_54.2803_Stralsund
13.5191_54.0955_Greifswald
Znak
_ nahradíme tabelátorem.

Když teď otevřeme mapu ve VS již vidíme popisy. Ale bez přístavních hrází a budov.


Jako model přístavu si "půjčíme" přístav ze scenérie Egejského moře a to "group_marina05".
Pro "group_marina05.x" je k dispozici i noční verze "group_marina05_n.x" a jsou třeba texturové soubory (spolu nakopírovat): wall01.jpg, wall01_water.jpg, poller_big.jpg, barn00.jpg, brick_top.jpg, brick_bottom.jpg, town_aegian.dds a town_aegian_n.dds.

Založíme soubor "objects.txt" a zadáme do něj odkazy na definiční soubory:
greifswald.txt_0_0_0_0_1_1_1
stralsund.txt
_0_0_0_0_1_1_1
rostock.txt_0_0_0_0_1_1_1
lubeck.txt_0_0_0_0_1_1_1
hamburg.txt_0_0_0_0_1_1_1
bremerhaven.txt_0_0_0_0_1_1_1

rujana.txt_0_0_0_0_1_1_1

Založíme soubor "greifswald.txt" s definicí pro přístav (pozici přesně určíme ve VS):
group_marina05_13.424500_54.119000_0.0_3.9_1_1_1

Založíme soubor "stralsund.txt" s definicí pro přístav (pozici přesně určíme ve VS):
group_marina05_13.123600_54.280300_0.0_4.2_1_1_1


Založíme soubor "rostock.txt" s definicí pro přístav (pozici přesně určíme ve VS):
group_marina05_12.171667_54.108500_0.0_3.0_1_1_1

Založíme soubor "wismar.txt" s definicí pro přístav (pozici přesně určíme ve VS):
group_marina05_11.537611_53.898411_0.0_1.6_1_1_1

Založíme soubor "lubeck.txt" s definicí pro přístav (pozici přesně určíme ve VS):
group_marina05_10.957000_53.948622_0.0_3.9_1_1_1

Založíme soubor "hamburg.txt" s definicí pro přístav (pozici přesně určíme ve VS):
group_marina05_10.484778_53.429500_0.0_1.0_1_1_1

Založíme soubor "bremerhaven.txt" s definicí pro přístav (pozici přesně určíme ve VS):
group_marina05_08.562011_53.682778_0.0_1.6_1_1_1

Ty přístavy mají jednu zásadní chybu - jsou mělké. Naší lodi to nevadí, má malý ponor.
Řešením by bylo opatrně "vybagrovat" dno v místě přístavu v souboru "depth.bmp".

Tím máme k dispozici mapu.

Další věc, kterou potřebujeme, je počasí. Abychom si jej nevymýšleli, podíváme se na aktuální stav.
Na stránkách http://ifm.frv.dk je námořní předpověď počasí pro baltskou oblast.



Z uvedeného obrázku se dá s pomocí vysvětlivek vyčíst:
Fouká vítr, cca 290 stupňů o síle 14m/s (směr a barva velkých šipek)
Vlny (barva moře) v oblasti Lubecku jsou nízné do 1m a postupně směrem k Rostocku se zvyšují až na 2m, jejich směr (černé malé šipky) je 290 stupňů.



Loď získáme na http://vslib.maxxflow.com v sekci Library, Historical pod názvem "Hanse Kogge".

Naše loď, hanzovní koga, je představitelkou typickou pro severoněmecký hanzovní obchod. Jedná se o jednostěžníka, s kýlem zajišťujícím dobré manévrování. Typická nosnost byla 100 až 160 tun, posádka byla podle velikosti lodi většinou 50 mužů. Čtverhranná plachta umožňovala i křižování proti větru. Typická rychlost byla 5 uzlů ale dosahovalo se i 10 uzlů. Kogy se používaly i jako plavidla bojová a zároveň lze říci že díky hrozbě pirátů byla i každá obchodní loď lodí válečnou a byla vyzbrojena děly, hlavně na nástavbách. Hlavní obranou proti pirátům byly plavby k konvojích. Ve válečných časech byla dokonce plavba osamělé lodi zakázána.

Zvolíme "CREATE CRUISE", v sekci Boat vybereme Kogge, v části Location dáme přibližně Lubeck, v části Weather nastavíme vítr na 8 uzlů ze směru 290 stupňů a velikost vln 5 stop.

Dáme "SAIL NOW".


Loď umístíme přesně k přístavnímu molu (M), upoutáme (SHIFT D), plachtu skasáme (PgDn).




Vytyčíme v mapě (M) trasu do Rostocku. V souladu s již uvedenými fakty povede podle pobřeží, ale je třeba nechat manévrovací prostor kvůli větru.

Uložíme misi (File, Program, Save) jako "Lubeck Rostock s kogou" pro případné opakování.



Zapneme automatického plachtaře (AutoSail, SHIFT S), odvážeme loď (SHIFT D) a spustíme plachtu (PgUp). Kormidlo umístíme doprava pro odpoutání od mola a pak rovně. Loď vyplouvá.





Plavební sezóna začínala na svatého Petra (22.2.) a končila na svatého Martina (11.11.), hlavním důvodem bylo vyhnutí se jarním a podzimním bouřím. Mimo toto období se lodě opravovaly.

Můžeme zvýšit rychlost simulace (F4).



Pokud zapnete autopilota (A), zjistíte pravděpodobně, že má velké problémy s plavbou. Rychlost kolísá od 5 uzlů až do záporných hodnot. Pokud to nikam nepovede (jako u mně), budete muset zpomalit (F3) a vést loď ručně.



Lodní trasy vedly většinou podle pobřeží a lodě se navigovaly podle typických bodů na pobřeží (například kostelů), na noc se loď buď schovávala do některého z přístavů či zálivů, pokud nebylo zbytí odplouvala dál od břehu a tam kotvila aby ji vlny nenahnaly na břeh.




Po 17. hodině již je přístav Rostock na dohled.



Po vjezdu do přístavu vykasáme plachty (PgDn) a opatrně přirazíme k molu, loď přivážeme (SHIFT-D).



Tím jsme zakončili jednu z plaveb typických pro hanzovní obchody severní Evropy 13.století.

Pro více zajímavých informací o hanzovních kógách čtěte zde .