mechaniczne jednostki samosterujące są produkowane przez wielu producentów, ale większość systemów produkowanych obecnie ma tę samą zasadę (ster wahadłowy serwo, patrz poniżej).oprócz ich zapotrzebowania na energię elektryczną, wiele dalekobieżnych krążowników zauważa, że elektroniczne maszyny samosterujące są złożone i mało prawdopodobne, aby można je było naprawić bez części zamiennych w Odległych obszarach. Natomiast przekładnia łopatkowa oferuje co najmniej możliwość improwizowanej naprawy na morzu i zwykle może być odbudowana na lądzie przy użyciu niespecyficznych części (czasami części hydraulicznych) przez lokalnego spawacza lub machinist.To zminimalizuj utratę prędkości przez samoczynny Układ kierowniczy ważne jest, aby żagle statku były zrównoważone przy niewielkim obciążeniu steru przed podjęciem jakiejkolwiek próby włączenia samoczynnego układu kierowniczego. Przy prawidłowym przycięciu żagli minimalizuje się równowagę sił wiosła serwo i steru głównego lub pomocniczego w ten sposób, aby uzyskać najniższe kąty natarcia steru i wiosła serwo w kierunku przepływu wody. Zazwyczaj jednak potrzebne są pewne eksperymenty i osąd, aby określić odpowiednie ustawienia dla danego statku i mechanizmu sterowego.Popularnym źródłem informacji o współczesnej technologii windvane jest poradnik Windvane Self-Steering Handbook. Szczególnie cennym wkładem Książki Morrisa jest jego omówienie różnorodności stopów stosowanych w produkcji przekładni łopatkowych. Morris przyznaje się do swojej praktyki ustawiania zegara kuchennego na pół godziny w czasie i spania, podczas gdy urządzenie sterujące windvane kontroluje ster, nawet przy wiatrach głowy 25 do 35 węzłów. W jednym z ostatnich wywiadów powiedział, że raz bardzo tęsknił za uderzeniem przez ogromny frachtowiec podczas spania na żaglu w górę Morza Czerwonego. Morris zaznacza: „autopilot nie zrobiłby żadnej różnicy w tym przypadku. Gdybym używał elektronicznego autopilota, ten frachtowiec nadal by tam był. Dokonałem wyboru, by przepłynąć dwie trzecie mojego okrążenia jedną ręką, i zaakceptowałem ryzyko, które przyszło z tą decyzją. Chyba los był po mojej stronie.”
Trim-TabEdit
w poprzednich systemach serwonapędów Trim-Tab ruch obrotowy serwonapędu wokół jego pionowej osi był wykonywany przez serwonapęd trim tab, co jednak kosztuje pewną siłę ze względu na fakt, że karta trim jest przesuwana w przeciwnym kierunku, aby obrócić serwonapęd.To samo odnosi się do steru, który jest zamontowany w dużej odległości za sterem statku, połączony z nim na jego górnym i dolnym końcu. Konstrukcja ta nosi nazwę „Saye’ s Rigg”. Inna wersja wind vane self steering na łodziach żaglowych jest znana jako pionowa łopatka osi i zwykle, ze względu na gorszą siłę skrętu w porównaniu do serwomechanizmów wahadłowych, korzysta z zakładki trim zawieszonej na sterze, aby kontrolować kurs łodzi. Łopatka obraca się pod kątem prostym do podłoża i może zablokować zakładkę trymowania w dowolnej żądanej pozycji, gdy łódź spada z wiatru, łopatka zostanie obrócona przez wiatr i zabierze ze sobą zakładkę trymowania, co z kolei powoduje, że ster porusza się w przeciwnym kierunku, a tym samym koryguje kurs. Ogólnie samoczynne sterowanie w ten sposób, z zakładką trim może być używany tylko na łodziach ze sterami pawęży (lub rufowymi podwójnymi zakończeniami), ponieważ zakładka trim musi być zamontowana bezpośrednio na sterze i na rufie, aby uzyskać pożądany efekt, i oczywiście musi być kontrolowana, nawet gdy ster przechyla się z boku na bok. Zazwyczaj odbywa się to za pomocą pręta szczelinowego, w którym połączenie z zespołem łopatek może wsunąć się, gdy ster się obraca. Te samosterujące systemy są na ogół prostsze, a tym samym łatwiejsze do Ustawienia i regulacji kursu, ponieważ nie wykorzystują linii sterujących sterem, ale sterują nim bardziej bezpośrednio za pomocą stałych połączeń.W niektórych wiatrakach zastosowano podobne urządzenie, fantail, mały wiatrak montowany pod kątem prostym do głównych żagli, który automatycznie zamienia ciężki kapelusz i główne żagle w wiatr (wynaleziony w Anglii w 1745). (Gdy wiatr jest już bezpośrednio w łopatkach głównych, fantail pozostaje zasadniczo nieruchomy.)
Łopatka do steru pomocniczegoedit
tylko niewielu producentów odniosło sukces z systemami, które obsługują ster pomocniczy bezpośrednio z windvane (systemy bez serwo: Windpilot Atlantik, Hydrovane); pokazany obraz windvane wykorzystuje tę zasadę w przypadku dużych łopatek tkaniny na osi pionowej (głównie stosuje się łopatki wiatru o prawie poziomej osi).
servo pendulum steredit
najbardziej rozpowszechniona forma samosterowania, Servo pendulum, została wprowadzona, aby poradzić sobie z mocą wymaganą do obsługi większego steru i była następcą Zasady Servo trim tab (wprowadzonej przez Herberta „Blondie” Haslera). Wspólne dla wszystkich systemów Servo wahadła steru (wiosło, ostrze) jest fakt, że prędkość łodzi przez wodę służy do wzmocnienia małej siły pochodzącej z wiatraka, aby móc obrócić ster. Ostrze serwo można obracać w osi pionowej i jest zawieszone jak wahadło. Gdy jest obrócony wokół swojej pionowej osi, przepływ wody inicjuje siłę boczną na obszarze łopaty, a silny ruch wahadłowy na bok służy do działania na sterze (ster statku lub ster pomocniczy jest zintegrowany z systemem).Wąska pionowa deska, Wiatrowskaz, jest zamontowana na prawie poziomym nośniku osi, który sam jest obracany wokół swojej pionowej osi, tak że gdy łódź porusza się w pożądanym kierunku, łopatka jest pionowa i przylega do wiatru. Wiatrowskaz jest równoważony przez niewielki ciężar poniżej sworznia, ale jeśli łódź obraca się tak, że deska nie jest już krawędzią do wiatru, zostanie zdmuchnięta na jedną stronę, gdy ujawni się dodatkowa powierzchnia. Ruch ten jest przekazywany przez szereg połączeń do łopaty (lub wiosła) w wodzie, tak że wiosło jest obracane wokół swojej pionowej osi, gdy łopatka wiatru obraca się od neutralnego position.As opisane powyżej ostrze obraca się, ciśnienie wody przechodzącej obok niego powoduje, że wywraca się bokiem na końcu obracanego pręta. Zanurzony obszar równy 0.1 m2 przy długości dźwigni 1 m przy prędkości łodzi 2,5 m/s (około 5 węzłów) i kącie natarcia 5° generuje moment 180 n⋅m, gdy wiosło ma profil NACA0012. Siła skrętu wiosła serwo jest przenoszona na ster główny, zwykle z układem dwóch linii i czterech lub więcej rolek, aby kierować liny skrętne do steru lub koła kierownicy.
nowoczesne samosterujące Serwomechanizmy wahadłowe ze zoptymalizowaną przekładnią i mechaniką o niskim współczynniku tarcia są coraz częściej używane do żeglugi dziennej i rejsów; dawniej były używane głównie do dalekich przejść oceanicznych. Zwiększone możliwości przy niskim wietrze dzięki zoptymalizowanym, nowoczesnym urządzeniom umożliwiają kierowanie pod wiatr w dół do 1,3 m / s wiatru pozornego i 1,5 kn prędkości łodzi – właściwości, które sprawiają, że elektroniczne urządzenie sterowe jest prawie zbędne i umożliwia pokonywanie doldrumów pod samosterowaniem łopatek wiatrowych. Coraz więcej żeglarzy regatowych na długich dystansach korzysta z samosterowania wiatrem, ponieważ żagle są zawsze utrzymywane pod optymalnym kątem w kierunku wiatru, a tym samym prędkość łodzi jest utrzymywana na możliwie maksymalnym poziomie.
matematyczny opis poziomego samosterowania serwo windvane obejmuje stosunek błędu kursu do kąta steru w stanie ustalonym w celu skorygowania błędu kursu. Dynamikę opisują równania sprzężenia siły i pędu. Stosowane są głównie trzy różne zasady przekładni mechanicznej: przegub ślizgowy Murray, przekładnia stożkowa 90°, wał Z, które ze względu na swoją geometrię mają różne zmiany siły skrętu poprzez zmianę błędu przebiegu.
serwomechanizm wahadłowy ze sterem pomocniczymedytuj
w przypadkach, gdy nie nadaje się do użytku samosterujący mechanizm wahadłowy (hydrauliczny ster, bardzo duża siła potrzebna do obrócenia steru), stosuje się pomocnicze systemy sterów. Składają się one ze steru wahadłowego połączonego bezpośrednio ze sterem pomocniczym, który jest częścią układu samosterującego. Ster Główny w takim przypadku służy do ” przycinania „kursu głównego, a przekładnia samosterująca steruje” wokół ” tego kursu głównego zgodnie ze zmianami wiatru pozornego.
arkusz do tillerEdit
oprócz powszechnego mechanicznego samosterowania za pomocą łopatki wiatrowej mechanicznie sprzężonej ze sterem lub sterem wahadłowym serwo, istnieje mechaniczna zasada samosterowania zwana „arkusz do rumpla”. Rollo Gebhard przekroczył Atlantyk w swoim Solveig o długości 5,6 m, stosując taką metodę. Samosterowanie arkusza z dyszlem składa się z połączenia między sprężynowym dyszlem a arkuszem wykorzystującym siłę wiatru w żaglu do kierowania łodzią.
