mekaniska självstyrande enheter tillverkas av ett antal tillverkare, men de flesta system som produceras idag delar samma princip (servo pendel roder, se nedan).förutom deras krav på elkraft, många långväga kryssare Observera att elektroniska självstyrande maskiner är komplexa och sannolikt inte kan repareras utan reservdelar i avlägsna områden. Däremot erbjuder skovelutrustningen åtminstone möjligheten till en improviserad reparation till sjöss och kan vanligtvis byggas om på land med icke-specifika delar (ibland VVS-delar) av en lokal svetsare eller machinist.To minimera hastighetsförlusten av självstyrningsväxeln det är viktigt att fartygets segel balanseras med liten belastning på rodret innan något försök görs för att engagera självstyrningen. Med seglen trimmas korrekt minimeras kraftbalansen hos servoåren och huvud-eller hjälprodret på det sättet, att de lägsta angreppsvinklarna för roder och servoår mot vattenflödet uppnås. Vissa experiment och bedömning behövs vanligtvis dock för att bestämma rätt inställningar för ett visst fartyg och styrmekanism.En populär källa på modern windvane-teknik är Windvane självstyrande handbok. Ett särskilt värdefullt bidrag från Morris bok är hans täckning av de olika legeringar som används vid tillverkning av vingutrustning. Morris medger sin praxis att ställa in en kökstimer i en halvtimme åt gången och sova medan windvane-styranordningen styr rodret, även i huvudvindar på 25 till 35 knop. I en intervju nyligen, Han sa att han en gång missade att träffas av en enorm fraktfartyg medan han sov på sitt segel uppför Röda havet. Morris påpekar, ” en autopilot skulle inte ha gjort någon skillnad i det här fallet. Om jag hade använt en elektronisk autopilot hade fraktfartyget fortfarande varit där. Jag valde att segla två tredjedelar av min kringgående ensam, och jag accepterade riskerna som följde med det beslutet. Jag antar att ödet var på min sida.”
Trim-TabEdit
i tidigare Trim-Tab servosystem har servobladets svängrörelse runt dess vertikala axel utförts av en trim tab Servo-flik, som dock kostar en viss kraft på grund av det faktum, att trim tab flyttas i motsatt riktning för att vrida servobladet.Detsamma gäller för en trimflik, som är monterad på ett stort avstånd bakom fartygets roder, ansluten till den vid dess övre och nedre ände. Denna konstruktion kallas”Saye’ s Rigg”. En annan version av vindflöjel självstyrning på segelbåtar är känd som den vertikala axeln vane och vanligtvis, på grund av den sämre styrkraft utgång jämfört med Servo Pendel enheter den använder sig av en flik trim hängde av rodret för att styra loppet av båten. Skoveln snurrar i rät vinkel mot marken och kan låsas till trimfliken i önskad position, när båten faller av vinden kommer skoveln att vridas av vinden och tar trimfliken med den vilket i sin tur får rodret att röra sig i motsatt riktning och därmed korrigerar kursen. I allmänhet kan självstyrning så här, med en trimflik endast användas på båtar med akterhängda dubbla enders) roder eftersom trimfliken måste monteras direkt till och bakom rodret för att ge önskad effekt och måste naturligtvis styras även när rodret svänger sida vid sida. Detta uppnås vanligtvis genom användning av en slitsad stång där anslutningen till skovelenheten kan glida in när rodret svänger. Dessa självstyrningssystem är i allmänhet enklare och är därmed lättare att ställa in och justera kursen eftersom de inte använder linjer som styr rodret utan styr det mer direkt genom solida kopplingar.En relaterad enhet har använts på vissa väderkvarnar, fantail, en liten väderkvarn monterad i rät vinkel mot huvudseglen som automatiskt förvandlar den tunga mössan och huvudseglen till vinden, (uppfanns i England 1745). (När vinden redan är direkt i huvudskenorna förblir fantailen väsentligen rörlig.)
vinge till hjälproderredigera
endast ett fåtal tillverkare har lyckats med system som driver ett hjälproder direkt från windvane (icke-servosystem: Windpilot Atlantik, Hydrovane); bilden av windvane som visas använder denna princip med den stora tygskoveln på en vertikal axel (användningen av vindskovlar med en nästan horisontell axel används främst).
Servo pendel roderredigera
den mest utbredda formen av självstyrning, servo pendel, introducerades för att klara den kraft som krävs för att driva ett större roder och var en efterträdare till servo trim tab-principen (introducerad av Herbert ”Blondie” Hasler). Gemensamt för alla servo pendel roder (åra, blad) system är det faktum, att hastigheten på båten genom vattnet används för att förstärka den lilla kraft som kommer från vindflöjel för att kunna vrida rodret. Servobladet kan vridas i sin vertikala axel och hängs som en pendel. När den vrids runt sin vertikala axel initierar vattenflödet en sidokraft på bladområdet och den kraftfulla svängrörelsen åt sidan används för att verka på ett roder (fartygets roder eller hjälproder integreras i systemet).En smal upprätt bräda, vindflöjeln, är monterad på en nästan horisontell axelbärare som själv roteras runt sin vertikala axel så att med båten som reser i önskad riktning är skoveln vertikal och kant mot vinden. Vindvingen balanseras av en liten vikt under pivoten, men om båten svänger så att brädet inte längre är kant på vinden kommer det att blåsas över till ena sidan när den extra ytan avslöjas. Denna rörelse överförs av en serie kopplingar till ett blad (eller åra) i vattnet, så att åra vrids runt sin vertikala axel när vindvingen roterar från sin neutrala position.As bladet som beskrivs ovan vänder, trycket av vatten som rör sig förbi det får det att svänga ut i sidled på änden av en svängbar stång. Ett nedsänkt område på 0.1 m2 vid 1 m spaklängd vid en båthastighet på 2,5 m / s (cirka 5 knop) och 5 kg angreppsvinkel genererar redan ett ögonblick på 180 n kg m, när åran har en naca0012-profil. Styrkraften hos servo åra överförs till huvud rodret typiskt involverar ett arrangemang av två linjer och fyra eller flera rullar för att styra styrrepen till rodret eller ratten.
moderna servopendel självstyrande enheter med optimerad överföring och lågfriktionsmekanik används mer och mer för dagssegling och kryssning; tidigare användes främst för långväga havspassager. De ökade låga vindfunktionerna hos optimerade, moderna enheter möjliggör nedvindstyrning ner till 1,3 m/s skenbar vind och 1,5 kn båthastighet – egenskaper som gör en elektronisk styranordning nästan överflödig och möjliggör korsning av doldrums under vindflöjel självstyrning. Ett ökande antal långdistansregattaseglare använder självstyrande vindflöjel på grund av det faktum, att seglen alltid hålls i optimal vinkel mot vinden, och därmed hålls båtens hastighet maximalt.
den matematiska beskrivningen av den horisontella windvane servo-självstyrningen täcker förhållandet mellan ett kursfel och en steady-state rodervinkel för att korrigera för kursfelet. Dynamiken beskrivs med kraft-och momentumkopplingsekvationer. Huvudsakligen tre olika mekaniska transmissionsprinciper är i bruk: Murray slide-block joint, 90 acuis fasväxel, Z-axel, som på grund av sin geometri har olika styrkraftförändringar genom kursfel förändring.
Servo pendel med hjälp roderredigera
i de fall, när en ren servo pendel självstyrande redskap inte är användbar (hydraulisk roder, mycket stor kraft som behövs för att vrida rodret), hjälp rodersystem används. De består av ett servopendelroder kopplat direkt till ett hjälproder som ingår i självstyrningssystemet. Huvudrodret används i så fall för att” trimma ”huvudrätten och det självstyrande redskapet styr” runt ” den huvudrätten enligt förändringarna i den uppenbara vinden.
blad till tillerEdit
bortsett från den utbredda mekaniska självstyrningen genom en vindflöjel som är mekaniskt kopplad till rodret eller ett servopendelroder, finns det en mekanisk självstyrningsprincip som kallas ”ark-till-rorkult”. Rollo Gebhard korsade Atlanten i sin 5,6 m långa Solveig med en sådan metod. Ark-till-rorkultens självstyrning består av en förbindelse mellan den fjäderbelastade rorkulten och ett ark med hjälp av vindkraften i seglet för att styra båten.
