Mecânico, de auto-unidades de direcção são tomadas por um número de fabricantes, mas a maioria dos sistemas produzidos hoje compartilham o mesmo princípio (servo pêndulo leme, veja em baixo).Assim como seu requisito para a energia eléctrica, muitos de longa distância cruzadores observar que a electronic auto-assistida máquinas é complexa e improvável de ser consertada sem peças de reposição em áreas remotas. Por outro lado, o de palheta, de engrenagem oferece, pelo menos, a possibilidade de uma improvisada reparar no mar, e geralmente pode ser reconstruída na terra, usando-se não-partes específicas (por vezes, peças de encanamento) por um soldador ou operador de máquinas.Para minimizar a perda de velocidade pela auto engrenagem de direção, é essencial ter o navio de velas equilibrada com pouca carga no leme antes de qualquer tentativa é feita para exercer o auto-assistida. Com as velas aparadas corretamente, o balanceamento de força do servo-remo e o leme principal ou auxiliar é minimizado dessa forma, que os ângulos de ataque mais baixos do leme e servo-remo para o fluxo de água são atingidos. Algumas experiências e julgamentos são geralmente necessários, no entanto, para determinar as configurações adequadas para um determinado vaso e mecanismo de direção.Uma fonte popular na tecnologia windvane contemporânea é o Windvane Self-Steering Handbook. Uma contribuição particularmente valiosa do Livro de Morris é sua cobertura da variedade de ligas usadas na fabricação de engrenagens de palhetas. Morris admite a sua prática de ajustar um temporizador de cozinha para meia hora de cada vez e dormir enquanto o dispositivo de direção windvane controla o leme, mesmo com ventos de 25 a 35 nós. Em uma entrevista recente, ele disse que uma vez por pouco não foi atingido por um enorme cargueiro enquanto dormia em sua vela até o Mar Vermelho. Morris aponta ,” um piloto automático não teria feito qualquer diferença neste caso. Se eu tivesse usado um piloto automático electrónico, aquele cargueiro ainda estaria lá. Eu fiz uma escolha para navegar dois terços da minha circum-navegação sozinho, e eu aceitei os riscos que vieram com essa decisão. Acho que o destino estava do meu lado.”
Trim-TabEdit
nos antigos sistemas de servos Trim-Tab, o movimento pivot da lâmina servo em torno do seu eixo vertical foi realizado por um Tab Servo tab trim, que no entanto custa alguma força devido ao fato de que o tab trim é movido na direção oposta para rodar a lâmina servo.O mesmo vale para uma aba de corte, que é montada a uma grande distância atrás do leme do navio, conectado a ele em sua extremidade superior e inferior. Esta construção é chamada de “Rigg do Saye”. Uma outra versão do vento vane Auto Direção em barcos à vela é conhecido como o eixo vertical vane e, geralmente, por causa da força de direção inferior saída em comparação com Servopêndulos que faz uso de uma barra de guarnição pendurada fora do leme para controlar o curso do barco. O cata-vento gira perpendicularmente ao solo e pode bloquear a aba de compensação em qualquer posição desejada, como o barco cai o vento o cata-vento será transformado pelo vento e levará os flaps, que por sua vez faz com que o leme para se mover na direção oposta e, portanto, corrige curso. Geralmente auto assistida como este, com uma guarnição de guia só pode ser usado em barcos com painel de popa (ou ré pendurado duplo enders) lemes, como os flaps necessita ser montado diretamente para a ré do leme para produzir o efeito desejado, e, claro, tem de ser controlado, mesmo como leme balanços lado a lado. Isto é normalmente realizado através do uso de uma barra pontilhada na qual a conexão com o conjunto de palhetas pode deslizar dentro como o leme gira. Estes sistemas de auto-direção são geralmente mais simples e são, portanto, mais fáceis de definir e ajustar o curso, uma vez que eles não fazem uso de linhas que controlam o leme, mas controlá-lo mais diretamente através de ligações sólidas.Um dispositivo relacionado tem sido usado em alguns moinhos de vento, o fantail, um pequeno moinho de vento montado em ângulos retos para as velas principais que automaticamente transforma a tampa pesada e as velas principais em vento, (inventado na Inglaterra em 1745). (Quando o vento já está diretamente nas hélices principais, a cauda permanece essencialmente imóvel.)
Palheta para auxiliar rudderEdit
Somente alguns fabricantes têm sido bem-sucedidos com sistemas que operam um auxiliar de leme diretamente do windvane (Não-servo-sistemas: Windpilot Atlantik, Hydrovane); a imagem da windvane mostrado utiliza este princípio, com o grande tecido de palheta sobre um eixo vertical (o uso de lemes de vento com um quase eixo horizontal é utilizada predominantemente).
Servo pêndulo rudderEdit
A forma mais difundida de auto-direcção, o servo de pêndulo, foi introduzido para lidar com a potência necessária para operar um maior leme e foi um sucessor para o servo flaps princípio (introduzida por Herbert “Blondie” Hasler). Comum a todos os sistemas de leme pendular (remo, lâmina) é o fato de que a velocidade do barco através da água é usada para amplificar a pequena força que vem do vane do vento, a fim de ser capaz de virar o leme. A lâmina servo pode ser girada em seu eixo vertical e é pendurada como um pêndulo. Quando é girado em torno de seu eixo vertical, o fluxo de água inicia uma força lateral na área da lâmina, e o movimento de oscilação forçado para o lado é usado para agir em um leme (leme do navio ou leme auxiliar sendo integrado no sistema).Uma prancha vertical estreita, a vidraça de vento, é montada em um suporte de eixo quase horizontal que é girada em torno de seu eixo vertical de modo que com o barco que viaja na direção desejada a vidraça é vertical e borda-on para o vento. O painel de vento é equilibrado por um pequeno peso abaixo do pivô, mas se o barco gira de modo que a placa não é mais borda-on para o vento ele será soprado para um lado como a superfície extra é revelada. Este movimento é transmitido por uma série de ligações a uma lâmina (ou remo) em água, de modo que o remo é girado em torno de seu eixo vertical, quando o cata-vento gira a partir de sua posição de neutralidade.Como a lâmina descrito acima se transforma, a pressão da água que passa por ele a faz balançar para os lados na extremidade de uma haste articulada. Uma área imersa de 0.1 m2 a 1 m de comprimento da alavanca a uma velocidade da embarcação de 2,5 m / s (cerca de 5 nós) e 5° Ângulo de ataque já gera um momento de 180 n⋅m, quando o remo tem um perfil NACA0012. A força de direção do servo-remo é transmitida ao leme principal, normalmente envolvendo um arranjo de duas linhas e quatro ou mais rolos para guiar os cabos de direção até o leme ou o volante.
os modernos dispositivos de auto-direção servo-pêndulo com transmissão otimizada e mecânica de baixo atrito são cada vez mais utilizados para a vela e cruzeiro de dia; anteriormente sendo usado principalmente para passagens oceânicas de longa distância. O aumento das capacidades de vento baixo de dispositivos modernos otimizados permitem a direção do vento para baixo para 1,3 m / s vento aparente e 1,5 kn de Velocidade do barco – propriedades que tornam um dispositivo de direção eletrônica quase redundante e permitir o cruzamento dos doldrums sob vento vane auto-direção. Um número crescente de marinheiros regata de longa distância estão usando vento vane auto-direção por causa do fato, que as velas são sempre mantidos em ângulo ideal para o vento, e, portanto, a velocidade do barco é mantida no máximo possível.
The mathematical description of the horizontal windvane servo self-steering covers the relation of a course error to a steady-state rudder angle to correct for the course error. The dynamics are described by force and momentum coupling equations. Principalmente três princípios de transmissão mecânica diferentes estão em uso: articulação Murray slide-block, 90° bevel gear, Z-shaft, que devido à sua geometria têm diferentes mudanças de força de direção por mudança de curso erro.
Servo-pêndulo com rudderEdit auxiliar
nos casos em que um aparelho de auto-direcção do servo-pêndulo não é utilizável (aparelho hidráulico do leme, força muito grande necessária para rodar o leme), são utilizados sistemas auxiliares do leme. Consistem num Leme pendular acoplado directamente a um leme auxiliar que faz parte do sistema de auto-direcção. O leme principal, nesse caso, é usado para ” aparar “o curso principal e os bois do aparelho de Auto-Direção” em torno ” que o curso principal de acordo com as mudanças do vento aparente.
Folha de tillerEdit
Além da ampla mecânico, de auto-assistida através de um cata-vento de ser mecanicamente acoplado ao leme ou um servo pêndulo leme, há uma mecânica de auto assistida princípio, denominado “folha-de-cana”. Rollo Gebhard atravessou o Atlântico em sua resolução de 5,6 m de comprimento usando esse método. A auto-direção folha-a-leme consiste em uma conexão entre o leme de mola carregado e uma folha usando a força do vento na vela para dirigir o barco.
