Le unità meccaniche auto-sterzo sono prodotte da un certo numero di produttori, ma la maggior parte dei sistemi prodotti oggi condividono lo stesso principio (timone a servo pendolo, vedi sotto).Oltre al loro fabbisogno di energia elettrica, molti incrociatori a lunga distanza osservano che le macchine elettroniche auto-sterzo sono complesse e difficilmente riparabili senza pezzi di ricambio in aree remote. Per contro, la banderuola gear offre almeno la possibilità di un improvvisato riparazione in mare, e di solito può essere ricostruita sulla terra per mezzo di non-specifiche parti (a volte componenti idraulici) da un saldatore o macchinista.Per ridurre al minimo la perdita di velocità del sé sterzo è essenziale avere la barca con vele equilibrato con poco carico sul timone prima di qualsiasi tentativo di coinvolgere l’auto volante. Con le vele sono tagliati correttamente, la forza-equilibrio del servo remo e il timone principale o ausiliario è ridotto al minimo in questo modo, che i più bassi angoli di attacco del timone e servo remo verso il flusso d’acqua sono raggiunti. Alcuni esperimenti e giudizio di solito è necessario, tuttavia, per determinare le impostazioni corrette per un determinato meccanismo di nave e di sterzo.Una fonte popolare sulla tecnologia windvane contemporanea è il manuale Windvane Self-Steering. Un contributo particolarmente prezioso del libro di Morris è la sua copertura della varietà di leghe utilizzate nella produzione di ingranaggi a palette. Morris ammette la sua pratica di impostare un timer da cucina per una mezz’ora alla volta e dormire mentre il dispositivo di sterzo windvane controlla il timone, anche in venti di testa di 25 a 35 nodi. In una recente intervista, ha detto che una volta mancò di essere colpito da un enorme cargo mentre dormiva sulla sua vela sul Mar Rosso. Morris sottolinea, ” Un pilota automatico non avrebbe fatto alcuna differenza in questo caso. Se avessi usato un pilota automatico elettronico, quel cargo sarebbe ancora lì. Ho fatto la scelta di navigare due terzi della mia circumnavigazione con una sola mano, e ho accettato i rischi che sono venuti con quella decisione. Immagino che il destino fosse dalla mia parte.”
Trim-TabEdit
Nei precedenti sistemi servo Trim-Tab, il movimento del perno della servolama attorno al suo asse verticale è stato effettuato da una servolama trim tab, che tuttavia costa una certa forza a causa del fatto, che la linguetta trim viene spostata nella direzione opposta per ruotare la servolama.Lo stesso vale per un trim tab, che è montato a grande distanza dietro il timone della nave, collegato ad esso alla sua estremità superiore e inferiore. Questa costruzione è chiamata “The Saye’s Rigg”. Un’altra versione di wind vane self steering sulle barche a vela è conosciuta come vertical axis vane e di solito, a causa dell’uscita della forza di sterzata inferiore rispetto ai dispositivi Servo Pendolo, utilizza una linguetta appesa al timone per controllare il corso della barca. La banderuola gira ad angolo retto rispetto al suolo e può bloccare la scheda di assetto in qualsiasi posizione desiderata, come la barca cade dal vento la banderuola sarà ruotato dal vento e prenderà la scheda di assetto con esso che a sua volta fa sì che il timone a muoversi nella direzione opposta e quindi corregge rotta. Generalmente auto sterzo come questo, con una linguetta di assetto può essere utilizzato solo su barche con poppa (o poppa appeso doppio enders) timoni come la linguetta di assetto deve essere montato direttamente a e poppa del timone per produrre l’effetto desiderato, e, naturalmente, deve essere controllato anche come il timone oscilla lato a lato. Ciò è compiuta tipicamente da uso di una barra scanalata in cui il collegamento all’assemblea della pala può scorrere dentro mentre il timone gira. Questi sistemi di auto sterzo sono generalmente più semplici e sono quindi più facili da impostare e regolare la rotta in quanto non fanno uso di linee che controllano il timone, ma controllarlo più direttamente attraverso collegamenti solidi.Un dispositivo correlato è stato utilizzato su alcuni mulini a vento, il fantail, un piccolo mulino a vento montato ad angolo retto rispetto alle vele principali che trasforma automaticamente il cappello pesante e le vele principali nel vento, (inventato in Inghilterra nel 1745). (Quando il vento è già direttamente nelle pale principali, il fantail rimane essenzialmente immobile.)
a Palette per ausiliari rudderEdit
Solo pochi produttori hanno avuto successo con sistemi che operano in un ausiliario del timone direttamente dal timone a vento (Non servo sistemi: Windpilot Atlantik, Hydrovane); l’immagine del timone a vento mostrato utilizza questo principio con il grande tessuto banderuola su un asse verticale (l’uso di banderuole con quasi un’asse orizzontale viene utilizzato prevalentemente).
Servo pendolomodifica
La forma più diffusa di auto-sterzo, il servo pendolo, è stato introdotto per far fronte alla potenza necessaria per far funzionare un timone più grande ed è stato un successore del servo trim tab principio (introdotto da Herbert “Blondie” Hasler). Comune a tutti i sistemi servo pendolo timone (remo, lama) è il fatto, che la velocità della barca attraverso l’acqua viene utilizzato per amplificare la piccola forza proveniente dalla banderuola per essere in grado di girare il timone. La servo lama può essere ruotata nel suo asse verticale ed è appesa come un pendolo. Quando viene ruotato attorno al suo asse verticale, il flusso d’acqua avvia una forza laterale sull’area della lama e il forte movimento di oscillazione laterale viene utilizzato per agire su un timone (il timone della nave o il timone ausiliario sono integrati nel sistema).Una tavola verticale stretta, la banderuola, è montata su un vettore di asse quasi orizzontale che è esso stesso ruotato attorno al suo asse verticale in modo che con la barca che viaggia nella direzione desiderata la banderuola è verticale e edge-on al vento. La banderuola è bilanciato da un piccolo peso sotto il perno, ma se la barca gira in modo che la tavola non è più bordo al vento sarà soffiato su un lato come la superficie extra viene rivelato. Questo movimento viene trasmesso da una serie di collegamenti a una lama (o remo) nell’acqua, in modo che il remo sia girato attorno al suo asse verticale, quando la banderuola ruota dal suo neutro position.As la lama sopra descritta gira, la pressione dell’acqua che si muove oltre la fa oscillare lateralmente all’estremità di un’asta girevole. Un’area immersa di 0.1 m2 a 1 m di lunghezza della leva ad una velocità della barca di 2,5 m / s (circa 5 nodi) e 5° angolo di attacco genera già un momento di 180 N m m, quando il remo ha un profilo NACA0012. La forza di sterzata del servo remo viene trasmessa al timone principale in genere coinvolgendo una disposizione di due linee e quattro o più rulli per guidare le corde dello sterzo al timone o al volante.
I moderni dispositivi di auto-sterzo a servo pendolo con trasmissione ottimizzata e meccanica a basso attrito sono sempre più utilizzati per la navigazione diurna e la crociera; precedentemente utilizzati principalmente per passaggi oceanici a lunga distanza. Le maggiori capacità di vento basso di dispositivi ottimizzati e moderni consentono di sterzare sottovento fino a 1,3 m / s di vento apparente e 1,5 kn di velocità della barca-proprietà che rendono un dispositivo di sterzo elettronico quasi ridondante e consentono di attraversare la stasi sotto l’auto-sterzo a palette. Un numero crescente di velisti di regata a lunga distanza utilizza l’auto-sterzo a palette a causa del fatto che le vele sono sempre mantenute nell’angolo ottimale verso il vento, e quindi la velocità della barca è mantenuta al massimo possibile.
La descrizione matematica del servosterzo orizzontale windvane copre la relazione tra un errore di rotta e un angolo di timone a stato stazionario per correggere l’errore di rotta. Le dinamiche sono descritte dalle equazioni di accoppiamento della forza e del momento. Principalmente tre diversi principi di trasmissione meccanica sono in uso: Murray slide-block joint, 90 ° bevel gear, Z-shaft, che a causa della loro geometria hanno diversi cambiamenti di forza di guida per cambiamento di rotta errore.
Servo pendolo con timone ausiliariomodifica
Nei casi in cui un servo pendolo puro non è utilizzabile (ingranaggio idraulico del timone, forza molto grande necessaria per ruotare il timone), vengono utilizzati sistemi ausiliari del timone. Sono costituiti da un servo timone pendolo accoppiato direttamente ad un timone ausiliario che fa parte del sistema di auto-sterzo. Il timone principale in tal caso viene utilizzato per “tagliare” il corso principale e l’auto-sterzo sterza “intorno” che corso principale secondo i cambiamenti del vento apparente.
Foglio a lavoratoreedit
A parte il diffuso auto-sterzo meccanico attraverso una banderuola che viene accoppiata meccanicamente al timone o ad un timone a servo pendolo, esiste un principio di auto-sterzo meccanico chiamato “sheet-to-tiller”. Rollo Gebhard ha attraversato l’Atlantico nel suo Solveig lungo 5,6 m usando un tale metodo. L’autosterzante da lamiera a timone consiste in un collegamento tra la barra del timone a molla e un foglio che utilizza la forza del vento nella vela per guidare la barca.
