mechanische zelfstuurinrichtingen worden door een aantal fabrikanten vervaardigd, maar de meeste systemen die vandaag de dag worden geproduceerd, hebben hetzelfde principe (servo-slingerroer, zie hieronder). naast hun behoefte aan elektrisch vermogen merken veel langeafstandscruisers op dat elektronische zelfstuurmachines complex zijn en in afgelegen gebieden waarschijnlijk niet zonder reserveonderdelen te repareren zijn. Daarentegen biedt het vleugelrad op zijn minst de mogelijkheid van een geïmproviseerde reparatie op zee, en kan meestal worden herbouwd op het land met behulp van niet-specifieke onderdelen (soms sanitair onderdelen) door een lokale lasser of machinist.To minimaliseer het snelheidsverlies door de zelfstuurinrichting het is van essentieel belang om de zeilen van het schip in evenwicht te hebben met weinig belasting op het roer voordat enige poging wordt gedaan om de zelfsturing aan te pakken. Met de zeilen correct worden getrimd, de kracht-balans van de servo roeispaan en het hoofd-of hulproer wordt geminimaliseerd op die manier, dat de laagste hoeken van de aanval van roer en servo roeispaan naar de waterstroom worden bereikt. Wat experimenten en oordeel is meestal nodig, echter, om de juiste instellingen voor een bepaald schip en stuurmechanisme te bepalen.Een populaire bron van moderne windvaantechnologie is het Windvane Zelfstuurhandboek. Een bijzonder waardevolle bijdrage van Morris ‘ boek is zijn dekking van de verscheidenheid van legeringen die worden gebruikt in de productie van schoepen. Morris geeft toe dat hij een Keuken timer een half uur per keer instelt en slaapt terwijl de windvaan het roer bestuurt, zelfs bij windsnelheden van 25 tot 35 knopen. In een recent interview zei hij dat hij ooit net miste geraakt te worden door een groot vrachtschip terwijl hij sliep op zijn zeil op de Rode Zee. Morris wijst erop, ” een automatische piloot zou geen verschil hebben gemaakt in dit geval. Als ik een elektronische automatische piloot had gebruikt, zou dat vrachtschip er nog steeds zijn geweest. Ik maakte een keuze om twee derde van mijn rondvaart alleen te varen, en ik accepteerde de risico ‘ s die bij die beslissing kwamen. Ik denk dat het lot aan mijn kant stond.”
Trim-TabEdit
in vroegere Trim-Tab-servo-systemen werd de draaibeweging van het servomechanisme om zijn verticale as uitgevoerd door een trim-Tab-servomechanisme, dat echter enige kracht kost omdat het trim-tabblad in de tegenovergestelde richting wordt bewogen om het servomechanisme te draaien.Hetzelfde geldt voor een trim tab, die op grote afstand achter het roer van het schip is gemonteerd en er aan het boven-en ondereinde mee is verbonden. Deze constructie wordt “The Saye ‘ s Rigg”genoemd. Een andere versie van windvaan zelfsturing op Zeilboten staat bekend als de verticale asvaan en meestal, vanwege de inferieure stuurkracht output in vergelijking met Servo Slinger apparaten maakt het gebruik van een trim tab opgehangen aan het roer om de koers van de boot te controleren. De Vaan draait loodrecht op de grond en kan vergrendelen op de trim tab in elke gewenste positie, als de boot valt van de wind de Vaan zal worden gedraaid door de wind en zal de trim tab mee die op zijn beurt zorgt ervoor dat het roer te bewegen in de tegenovergestelde richting en dus corrigeert koers. Over het algemeen zelfsturing als deze, met een trim tab kan alleen worden gebruikt op boten met spiegel (of achter opgehangen dubbele Enders) roeren als de trim tab moet direct worden gemonteerd op en achter het roer om het gewenste effect te produceren, en natuurlijk moet worden gecontroleerd, zelfs als het roer van links naar rechts schommelt. Dit wordt meestal bereikt door gebruik te maken van een sleufbalk waarin de verbinding met de vleugelmontage kan schuiven als het roer draait. Deze zelfsturingssystemen zijn over het algemeen eenvoudiger en zijn dus gemakkelijker in te stellen en aan te passen omdat ze geen gebruik maken van lijnen die het roer besturen, maar het directer regelen door middel van vaste verbindingen.Een verwant apparaat is gebruikt op sommige windmolens, de fantail, een kleine windmolen gemonteerd loodrecht op de hoofdzeilen die automatisch draait de zware kap en de hoofdzeilen in de wind, (uitgevonden in Engeland in 1745). (Wanneer de wind al direct in de hoofdvaantjes zit, blijft de waaier vrijwel onbeweeglijk.)
Vane naar hulproerstand
slechts weinig fabrikanten hebben succes met systemen die een hulproer rechtstreeks vanuit de windvaan bedienen (niet-servo-systemen: Windpilot Atlantik, Hydrovaan); de afbeelding van de windvaan gebruikt dit principe met de grote weefselvaan op een verticale as (het gebruik van windvaan met een bijna horizontale as wordt voornamelijk gebruikt).De meest voorkomende vorm van zelfsturing, de servo-slinger, werd geïntroduceerd om de benodigde kracht voor het bedienen van een groter roer aan te kunnen en was een opvolger van het servo trim tab Principe (geïntroduceerd door Herbert “Blondie” Hasler). Gemeenschappelijk aan alle servo slinger roer (roeispaan, blade) systemen is het feit, dat de snelheid van de boot door het water wordt gebruikt om de kleine kracht uit de windvaan te versterken om het roer te kunnen draaien. Het servoblad kan in zijn verticale as worden gedraaid en wordt opgehangen als een slinger. Wanneer het om zijn verticale as wordt gedraaid, leidt de waterstroom tot een zijwaartse kracht op het bladgebied en wordt de krachtige zwenkbeweging naar de zijkant gebruikt om op een roer in te werken (scheepsroer of hulproer wordt geïntegreerd in het systeem).Een smalle rechtopstaande plank, de windvaan, is gemonteerd op een bijna horizontale asdrager die zelf rond zijn verticale as is gedraaid, zodat met de boot die in de gewenste richting reist de windvaan verticaal is en aan de rand van de wind staat. De windvaan wordt gebalanceerd door een klein gewicht onder het draaipunt, maar als de boot zo draait dat het bord niet meer aan de rand van de wind staat, wordt het naar een kant geblazen als het extra oppervlak wordt onthuld. Deze beweging wordt overgebracht door een reeks verbindingen met een blad (of roeispaan) in het water, zodat de roeispaan om zijn verticale as wordt gedraaid, wanneer de windvaan van zijn neutrale kant draait position.As het blad hierboven beschreven draait, de druk van het water bewegen langs het zorgt ervoor dat het zijwaarts zwaaien op het einde van een draaiende staaf. Een ondergedompeld gebied van 0.1 m2 bij 1 m hefboomlengte bij een bootsnelheid van 2,5 m/s (ongeveer 5 knopen) en een aanvalshoek van 5° genereert al een moment van 180 n⋅m, wanneer de roeispaan een NACA0012-profiel heeft. De stuurkracht van de servo-roeispaan wordt overgebracht naar het hoofdroer, waarbij gewoonlijk twee lijnen en vier of meer rollen worden gebruikt om de stuurkabels naar het stuur of het stuurwiel te leiden.
moderne servo – slingerzelfstuurinrichtingen met geoptimaliseerde transmissie en wrijvingsarme mechanica worden steeds meer gebruikt voor dagvaren en cruisen; voorheen werden ze voornamelijk gebruikt voor langeafstands over zee. De verhoogde lage windmogelijkheden van geoptimaliseerde, moderne apparaten maken downwind sturing mogelijk tot 1,3 m / s schijnbare wind en 1,5 kn bootsnelheid-eigenschappen die een elektronische stuurinrichting bijna overbodig maken en het mogelijk maken om de doldrums te kruisen onder zelfbesturing van windvaan. Een toenemend aantal lange afstand regatta zeilers gebruiken windvaan zelfsturing vanwege het feit, dat de zeilen altijd in optimale hoek naar de wind, en dus de snelheid van de boot wordt gehouden op het mogelijke maximum.
de wiskundige beschrijving van de horizontale windvaan-servo-zelfsturing heeft betrekking op het verband tussen een koersfout en een stationaire roerhoek om de koersfout te corrigeren. De dynamiek wordt beschreven door kracht – en momentumkoppelingsvergelijkingen. Hoofdzakelijk drie verschillende mechanische transmissieprincipes zijn in gebruik: Murray slide-block joint, 90° konisch tandwiel, Z-as, die als gevolg van hun geometrie hebben verschillende stuurkracht veranderingen door koers fout verandering.
Servoslinger met hulproerstand
in gevallen waarin een zuivere servoslinger niet bruikbaar is (Hydraulische Roerstand, zeer grote kracht die nodig is om het roer te draaien), worden hulproersystemen gebruikt. Zij bestaan uit een servoslingerroer dat rechtstreeks is gekoppeld aan een hulproer dat deel uitmaakt van het zelfstuursysteem. Het hoofdroer wordt in dat geval gebruikt om het hoofdgerecht te” trimmen “en de zelfstuurinrichting stuurt” rond ” dat hoofdgerecht volgens de veranderingen van de schijnbare wind.
plaat tot tillerdit
afgezien van de wijdverbreide mechanische zelfsturing door een windvaan die mechanisch aan het roer of een servoslingerroer is gekoppeld, bestaat er een mechanisch zelfsturingsprincipe dat “plaat tot helmstok”wordt genoemd. Rollo Gebhard stak de Atlantische Oceaan over met zijn 5,6 m lange Solveig. De plaat-to-helmstok zelfsturing bestaat uit een verbinding tussen de veerbelaste helmstok en een blad met behulp van de kracht van de wind in het zeil om de boot te sturen.
