האוקיינוגרף הבריטי ארתור תומאס דודסון פיתח דרך סכמטית אלגנטית להצגת כל התדירויות של רכיבי הגאות השונים. דודסון זיהה שש תדירויות אסטרונומיות בסיסיות, אשר התדירויות של כל רכיבי הגאות השונים הן צירופים ליניאריים שלהן. התדירויות הבסיסיות נגזרות מהמחזורים האסטרונומיים הבאים:
התדירות של רכיב גאות היא סכום של כפולות שלמות קטנות של התדירויות המתאימות למחזורים לעיל. כך למשל, הסימון של רכיב הגאות "M2" לפי דודסון הוא "(2,0,0,0,0,0)", כלומר לרכיב זה תדירות של פעמיים ביממה ירחית. מחברים שונים משתמשים במוסכמות שונות לציון המחזורים האסטרונומיים השונים. למשל, אם המחזור האסטרונומי הבסיסי הראשון היה יממה שמשית ולא ירחית, בעוד ששאר המחזורים האסטרונומיים היו נותרים בעינם, אז הסימון של רכיב הגאות "M2" היה formula_10, ופירושו היה שתדירות הרכיב היא פעמיים ביממה שמשית פחות פעמיים בחודש סידרלי ועוד פעמיים בשנה טרופית. אורך היממה הירחית הוא פונקציה של אורך היממה השמשית ואורך החודש הסינודי, כשהאחרון הוא פונקציה של אורך החודש הסידרלי ואורך השנה הטרופית, מה שמסביר מדוע שני הסימונים מייצגים את אותה תדירות.
לפי המוסכמה הראשונה לשיטת דודסון, למשל, הסימון של רכיב הגאות "N2" הוא formula_11, ופירושו היא שתדירות הרכיב היא פעמיים ביממה ירחית פחות פעם בחודש סידרלי ועוד פעם במחזור פריגיאה ירחי.
עוגן
עוגן הוא אביזר עשוי ברזל או חומר כבד אחר, שנועד לרתק כלי שיט או חפצים שונים למקום מסוים בים, מבלי שייסחפו על ידי הרוח, הגלים, זרמי הים או כל גורם אחר.
ישנם שלושה סוגי עוגן עיקריים - זמני, צף וקבוע. העוגן הקבוע נקרא גם מעגן והוא מוזז לעיתים נדירות. לא ניתן להעלותו אל סיפון האונייה, אך ניתן לשחררה ממנו. עוגן זמני נישא לרוב בידי כלי השיט ומורם על סיפונו כאשר הכלי בדרכו.
העוגן פועל על ידי התנגדות לתנועה של כלי השיט אליו הוא מחובר. ישנן שתי דרכים עיקריות לעשות זאת - באמצעות משקל רב או היאחזות בקרקעית הים. מקובל להניח שרוחות וזרמי ים הם הכוחות החזקים ביותר עמם אמור העוגן להתמודד, אך למעשה תנועת הגלים היא המפעילה את העומס הגדול ביותר על הספינה, ועוגנים מודרניים מתוכננים להשתמש בשילוב של טכניקות וצורות כדי להתנגד לכוחות אלו.
תיאור.
העוגן המוכר יותר הוא הזמני, שניתן לשאתו על גבי כלי השיט. עוגן זמני מודרני מכיל בדרך כלל מוט מרכזי הנקרא שוק וחלק שטוח ומחודד בקצהו (ציפורני העוגן) שנאחז בקרקעית. בין השוק לציפורני העוגן מחברת לעיתים זרוע, והמקום שבו היא מתחברת לשוק נקרא כתר. השוק מצויד לרוב בטבעת או בשרשרת כדי לחבר ביניהם. ישנם הרבה שינויים והוספות לצורה בסיסית זו. עוגן אדמירל לדוגמה, כולל גם חלק עליון (סטוק) הנשען על הקרקעית.
עוגן קבוע, לעומת זאת, מגיע בטווח רחב של סוגים ואיננו בעל צורה בסיסית. אבן גדולה בעלת חלק מברזל אליו מחוברים הכבל או השרשרת מהספינה מספיקים להחזקתה. מעגן מודרני עשוי להיות בצורת בורג ענקי המוברג אל הקרקעית, קורת מתכת גדולה ומחודדת שנעוצה בה או כל צורה אחרת של אחיזה בקרקע. אפשרות נוספת היא לחבר מספר עוגנים זמניים במעגל, כך שבכל מקרה תהיה התנגדות של עוגן אחד לפחות לתנועת כלי השיט, ללא קשר לכיוונו.
עוגן צף לעומת זאת תפקידו אינו לעצור את הסירה, אלא להאט אותה. עוגן כזה צף על המים, בדרך כלל יהיה בצורת חרוט כך שכמות המים היוצאת מהחרוט איטית יותר וכך גם כלי השייט. מתפקידיו העיקריים האטת כלי השיט אך השימוש בו ייתכן גם לצרכים אחרים ואף מערכת היגוי חלופית במקרה הצורך.
התפתחות.
העוגנים הקדומים ביותר היו קרוב לוודאי סלעים. נמצאו עוגנים מסוג זה שהיו שייכים לתקופת הברונזה. גם כיום מסתמכים מעגנים רבים על סלעים גדולים כאמצעי לריתוק כלי השיט. צורה זאת, המסתמכת על משקל רב בלבד, פועלת רק בעוגן קבוע. העברת עוגן שכזה למקום אחר היא כמעט בלתי אפשרית.
עוגן פשוט הנעזר בשתי קורות עץ נעוצות בקרקע שעליהן אבן, הוא צורה קדומה של מעגן שנעשה בה שימוש גם כיום. עוגן זה היה הניסיון המוצלח הראשון להשתמש בכוחה של הקרקע כדי למנוע מכלי השיט לזוז. כיום נעזרים כמעט כל העוגנים בשני יסודות אלו - חדירה לקרקע ומשקל סביר.
בעולם המערבי, במרבית העוגנים נעשה שימוש בציפורני עוגן חודרות - שני קצוות מחודדים שמתוכננים בצורה שאחד מהם יינעץ בקרקע. נוסף גם סטוק - מוט הניצב לזרוע וממוקם בחלקו הנגדי של השוק. תפקידו הוא לגרום לאחד מקצוות העוגן להינעץ בקרקע על ידי סיבובו במידה ונפל כשחודיו אינם מופנים כלפיה. עוגן זה הפך תוך זמן קצר יחסית לצורה הבסיסית של עוגן זמני.
במזרח נעשה שימוש בעוגן דומה שגם בו היה סטוק, אך הוא היה ממוקם בצידו השני של העוגן, בצמוד לכתר. בעוגן זה משתמשים כיום בצורה זהה לזאת שבעבר.
סוגי עוגנים זמניים.
מגוון הצורות והדגמים רחב, אך יש נטייה לעוגנים מודרניים שניתן לסווגם לשלוש קבוצות: לכידה, מחרשה וקרס, בהתאם לשיטת אחיזתם בקרקע.
עוגן אדמירלי.
עוגן אדמירלי מוכר גם לאלה שלא השתמשו בעוגן מעולם. בשעת העגינה, רק ציפורן אחת של העוגן מחופרת בקרקע, וחלקו האחר ניצב על הקרקעית. עוגן זה פועל היטב גם במזג אוויר סוער, זאת בנוסף לכושר החדירה הגבוה שלו. כאשר עוגן האדמירל איננו בעל סטוק, ניתן לאחסן אותו בקלות. גם כאשר החלק העליון קיים, ניתן בדרך כלל לקפל את הסטוק בצורה קלה לאחסון.
חולשתו העיקרית של עוגן זה, היא בזמנים של גאות ושפל. בזמן השפל, קיים סיכוי גבוה יחסית שהעוגן יתנתק מהקרקע. במבחנים השוואתיים, נתגלה כי עמידות עוגן האדמירל בפני השפל קטנה יותר מזו של עוגנים אחרים במשקל זהה. חסרון נוסף הוא העלאתו לסיפון, שעלולה להזיק לירכתי הספינה.
עוגן דנפורט.
עוגן דנפורט שייך לקבוצת הקרס, ובשמו משתמשים לעיתים לתיאור הקבוצה כולה. בעוגן זה נמצא הסטוק בצמוד לכתר, ואליו מחוברים שני משטחים גדולים. בשל שטחם הרב, העוגן מסוגל לפתח כושר עמידות רב ביחס למשקלו. צורתו השטוחה ומשקלו הקל של העוגן מקלים על החזרתו ואחסונו. לעוגן זה ישנן גרסאות משופרות כמו עוגן מבצר שמשקלו נמוך יותר ביחס לנפחו ואחיזתו טובה יותר.
לעוגן דנפורט ישנו קושי לחדור קרקעית קשה, סלעית, עשויה חימר או מכוסה אצות או עשב. במצב כזה, העוגן עלול להחליק על הקרקע ולא לחדור אליה. חיסרון נוסף - העוגן נוטה להתנתק מקרקעית הים כאשר כיוון הכוח הפועל עליו משתנה בפתאומיות. תרחיש כזה עשוי להיווצר בזמנים של גאות שפל.
עוגן חתול.
עוגן החתול, המכונה גם עוגן נעיצה, קל לתכנון ובניה. יתרונו הוא שבכל כיוון בו יגיע לקרקע, חוד אחד לפחות יהיה מופנה כלפיה. העוגן אינו ננעץ כולו בקרקע, וחלקו הנותר ניצב על הקרקעית. הוא מסוגל לחדור לקרקע מכוסה אלמוגים, אך קשה להוציאו ממנה. משקלו נמוך למדי, ולכן קל להעלותו לסיפון. לעוגן זה מחברים לעיתים מצוף במטרה להקל על החזרתו במידה שנתקל במכשול.
בעוגן החתול נעשה שימוש בעיקר בקרקע סלעית, ולעיתים נדירות הוא מסוגל לספק אחיזה נאותה בחול, בוץ או חימר. העוגן עלול להתנתק מקרקע כזו כאשר מופעל עליו עומס, או לא להינעץ בה כלל. הוא קשה לאחסון, אך בעיה זו עשויה להיפתר באמצעות שינויים קלים.
עוגן ברוס.
עוגן ברוס מיועד לסירות קטנות, אף על פי שתפקידו המקורי היה החזקת עגורני נפט צפים בים הצפוני. הוא שייך לקבוצת המחרשה ונודע במהירות הרבה בה הוא מתחפר בקרקע. העוגן נחשב כיציב ועמיד בפני גאות ושפל ושינוי כיוון הרוח. במקום להשתחרר מהקרקע, מסתובב העוגן באיטיות בצורה נגדית לזאת בה הכוח פועל. העוגן קל להחזרה לאחר הוצאתו מקרקעית הים והוא אינו מזיק לחרטום הסירה.
לעוגן ברוס ישנו קושי לחדור לקרקעית סלעית, עשויה חימר או מכוסה בעשב. העוגן גם עלול להיות קשה לניתוק. למרות קלות ההחזרה של העוגן, קשה לאחסנו ולעיתים הוא תופס מקום מוגזם על סיפון כלי השיט.
עוגן מחרשה.
עוגן המחרשה חודר לכל סוגי הקרקע, אך לא מצטיין בסוג מסוים. צורת ה-"CQR" היא בעלת שוק המחוברת לציפורן העוגן באופן המאפשר לעוגן להסתובב כאשר כיוון הכוח משתנה, ולא להתנתק מהקרקע. בנוסף, לפי צורה זו, חוד העוגן יהיה מופנה כלפי הקרקעית, גם כאשר העוגן ינחת על צידו. בגרסה נוספת של עוגן המחרשה בשם "דלתה", החיבור בין השוק לציפורן העוגן הוא קשיח. כדי להשיג תוצאות זהות לגרסת ה-"CQR", נעזרים בזווית מדויקת ביניהם.
עוגן המחרשה כבד בהשוואה לכוח שהוא מפעיל, ועובר זמן ארוך יחסית עד שהוא מתחפר בקרקע בשלמותו.
עוגנים חדשים.
עוגנים שתוכננו כך שיתחפרו בקרקע במהירות וייאחזו בה בחוזקה.
עגינה.
הטלת העוגן אל מעבר לסיפון אינה מספיקה. ישנם מספר גורמים אותם יש להביא בחשבון ושיטות שתפקידן להבטיח את יציבות העוגן על הקרקעית.
תכנון העגינה.
בעת תכנון העגינה ישנם מספר גורמים בהם יש להתחשב. הם כוללים את העוגן, הכבל, החיבור ביניהם, חיבור הכבל אל כלי השיט, סוג הקרקע, מזג האוויר ועומק המים.
תרשימים חיוניים לעגינה מוצלחת. ידיעת מיקומם של סיכונים אפשריים והערכת ההשפעה של מזג האוויר ומצבי הגאות והשפל נחוצים לאיתור מקום עגינה מתאים. ניתן אומנם לעגון ללא עזרת תרשימים, אך הם כלי חשוב למציאת מקום עגינה ראוי וימאי מיומן לא יבחר לעגון בלעדיהם.
לעומק המים השפעה רחבת היקף. על פיה נקבע אורך הכבל שמחושב ממקומו על כלי השיט ועד קרקעית הים. לדוגמה, אם עומק המים הוא שמונה מטרים, וגובה הכבל על הספינה הוא מטר אחד מעל המים, יש לחשב את אורך הכבל על פי מרחק של תשעה מטרים מהקרקעית. אורך הכבל בדרך כלל גדול פי ארבעה ממרחקו מקרקעית הים.
שיטות עגינה.