ZELFSTURING ONDER ZEIL E-Book

Peter Foerthmann

• Herausgeber: tredition
• Kategorie: Lebensstil
• Sprache: Niederländisch
• Veröffentlichungsjahr: 2020

Seitenzahl: 212

Beschreibung

Als u overweegt om een stuurautomaat of windvaanstuursysteem op uw boot te monteren maar u twijfelt welke het meest geschikt is, dan is dit het boek voor u. Peter Forthmann, een jarenlange expert op dit gebied, legt het verschil uit tussen helmstok-, wiel- en binnenboord stuurautomaten, evenals de 12 beschikbare windvaanstuuropties, en beschouwt hun geschiktheid voor verschillende soorten boten en zeeomstandigheden. Welke zelfsturende systemen zijn meer geschikt om mee te cruisen en welke om te racen? Wat zijn hun beperkingen in termen van zeecondities en stroomverbruik? Wat is gierdemping? Waarom zijn windvaanstuursystemen niet geschikt voor ULDB's? Hoe stuur je een catamaran zonder problemen met het stroomverbruik? Waarom is een goede zeiltrim zo belangrijk voor een goede zelfsturing? Welke voorzieningen voor zelfsturing moet u treffen bij het bouwen van een boot? Is zelfbouw windvaanoverbrenging nog een haalbare optie? Al deze vragen en nog veel meer worden beantwoord in dit zeer uitgebreide boek, dat wordt afgesloten met een vergelijking van alle beschikbare alternatieven en een lijst van fabrikanten van praktisch elk zelfstuursysteem dat waar dan ook ter wereld is gemaakt.

Leseprobe

ZELFSTURING ONDER ZEIL

Stuurautomaten en Windvaanstuurinrichtingen

Peter Christian Förthmann

Copyright: © 2020 Peter Christian Förthmann

Publisher: tredition GmbH, Halenreie 40-44, 22359 Hamburg

978-3-347-17685-0 (Paperback)

978-3-347-17686-7 (Hardcover)

978-3-347-17687-4 (e-Book)

All rights reserved. No part of this publication may be reproduced, translated, distributed, or transmitted in any form or by any means, including photocopying, recording, or other electronic or mechanical methods, without the prior written permission of the publisher and author.

Inhoud

Voorwoord

Ten Geleide

Inleiding

1 De geschiedenis van zelfsturing

De eerste windvaanstuurinrichting

De eerste stuurautomaat voor in de kuip

2 Windvaanbesturing versus stuurautomaten

Waarom een stuurautomaat?

3 Stuurautomaten

De werking

Stuurautomaten voor een helmstok

Stuurautomaten voor wielbesturing

Stuurautomaten voor inbouw

De drie modules van een ingebouwde stuurautomaat

Geïntegreerde systemen

De gever van de windvaan

Stroomverbruik

De instelmogelijkheden van een stuurautomaat:

De beperkingen van stuurautomaten

Stuurautomaten voor verschillende doeleinden

De keuze van een stuurautomaat

4 Windvaanstuurinrichtingen

De Windvaan

De overbrenging

Het roer

Demping

5 De verschillende systemen

Systemen met alleen een windvaan

Hulproersystemen

Systemen met een trimvlak op het hulproer

Systemen met een trimvlak op het hoofdroer

Servo-pendulumsystemen

Dubbelroersystemen

Waar windvaanbesturing ophoudt

6 De keuze van een systeem

Zelfbouw

Een nieuwe boot bouwen

De verschillende boottypes

Zwemtrappen, zwemplatforms en davits

De montage van een windvaanstuurinrichting

De grootte van de boot

Man over boord

Samenvatting

7 Combinaties van systemen

De combinatie van stuurautomaat en windvaan

8 In één oogopslag

Systemen vergeleken: stuurautomaten versus windvaanstuurinrichtingen

Stuurautomaat versus windvaanstuurinrichting

Waar zelfsturing ophoudt

9 De huidige situatie

Trends

Praktische tips

De distributie

10 Technische informatie

Technische specificaties van kuipstuurautomaten:

De 12 types windvaanstuurinrichtingen

Overzicht van de 12 types systemen

11 De fabrikanten van A tot Z

Stuurautomaten

Windvaanstuurinrichtingen

Appendix: Gegevens van fabrikanten

Stuurautomaten

MOB systemen

Windvaanstuurinrichtingen

Voorwoord

Om de één of andere vreemde reden hebben de meeste zeilers een hartgrondige hekel aan sturen. Het vooruitzicht om vele uren achtereen aan het roer te moeten zitten heeft de meeste mensen ervan weerhouden om lange zeilreizen te maken. Dit is ongetwijfeld de voornaamste reden waarom tot voor kort het aantal zeiljachten dat zich verderweg waagde erg klein bleef. Echter, dit alles is veranderd door de komst van stuurautomaten die speciaal voor jachten zijn gebouwd en door de ontwikkeling van efficiënte zelfstuurinrichtingen op windkracht. Opeens behoorde de zware taak van het met de hand sturen tot het verleden en werden lange oceaanoversteken een genoegen – zelfs met jachten met een zeer kleine bemanning.

Ik heb een wereldomzeiling van meer dan 70.000 mijl met een Aries gedaan en nog één van zo’n 40.000 mijl met een Hydrovane, dus ik kan rustig stellen dat één van de belangrijkste onderdelen van de uitrusting van een zeiljacht een windvaanstuurinrichting is.

Jammer genoeg en verrassend bovendien, wordt deze visie door vele jachtzeilers niet onderschreven. Dit komt doordat de meesten van ons zijn opgegroeid met druktoetstechnologie die we willen meenemen naar zee. Het is een erg gemakkelijk om een koers te sturen door een kompaskoers in te toetsen, en tegenwoordig geven de meeste zeilers hier de voorkeur aan. Gewoonlijk bekoelt de liefde voor hun favoriete speeltje de eerste de beste morgen dat de accu’s leeg zijn. Over dit thema heb ik talloze hartverscheurende verha len moeten aanhoren na afloop van de ARC of een soortgelijke trans-oceaan-rally. Ik kreeg Peter Förthmann zover om naar Las Palmas te komen voor de start van de ARC, om voor de deelnemers een lezing te geven over de voors en tegens van zelfsturing. Zijn le zingen en workshops werden meteen een succes, niet alleen omdat hij beter dan wie dan ook ter wereld in dit onderwerp thuis is, maar ook omdat hij altijd zowel over windvaanstuurinrichtingen als over elektronische stuurautomaten spreekt. Hij probeert nooit zijn eigen producten te verkopen en heeft op deze manier de belangstelling en het vertrouwen van zijn gehoor gewonnen.

Ik ben daarom blij dat hij niet alleen mijn advies heeft opgevolgd om dit boek te schrijven waar al zo lang behoefte aan is, maar ook dat hij erin is geslaagd dit op een eerlijke en objectieve manier te doen, door al zijn concurrenten een gelijke kans te geven om aan hun producten bekendheid te geven. Alle bestaande systemen worden op de hiernavolgende pagina’s beschreven, waardoor de lezer zelf zijn conclusies kan trekken. Veel zeilers zijn het erover eens dat op dit moment Peters Windpilot het beste systeem op de markt is. Peter is zowel uitvinder als fabrikant van dit ingenieuze systeem, en plaatst daarmee inderdaad zijn naam naast die van zijn grote voorgangers: Blondie Hasler, Marcel Gianoli, Nick Franklin. Dit boek bewijst dat Peter Förthmann een autoriteit van wereldformaat is op het gebied van windvaanstuurinrichtingen.

Jimmy Cornell

Ten Geleide

Wie had ooit kunnen denken dat de wereld in één enkele generatie tijd zo zou kunnen veranderen?

Jachten die tot voor kort nog het neusje van de zalm waren, zijn opeens gedateerd en technisch verouderd. Het scala aan instrumenten en uitrusting dat de zeiler ter beschikking staat is ongelooflijk uitgebreid. Van GPS, EPIRB, INMARSAT, kaartplotters, radar en toegang tot Internet aan boord kijkt vrijwel niemand meer op. De markt voor nautische boeken is eveneens zeer productief. Elk onderwerp is al een keer beschreven, en vele zaken die tot voor kort nog in mysteriën gehuld waren, zijn inmiddels ontsluierd. Het is daarom moeilijk te geloven dat het onderwerp van dit boek een hele generatie lang nog geen aandacht heeft gekregen.

Er is lang gewacht op een boek over zelfstuurinrichtingen. Dat was tenminste het gevoel van Jimmy Cornell, door wiens aanmoedigingen ik uiteindelijk heb besloten om te gaan schrijven. Dat was geen eenvoudige beslissing, want het is een uiterst gevoelig onderwerp voor een fabrikant van windvaanstuurinrichtingen. Maar tegelijk is er nauwelijks een beter onderwerp denkbaar, aangezien weinig zaken binnen de zeilsport zo logisch en intuïtief zijn. Alle zelfstuursystemen berusten op dezelfde natuurkundige principes; hierbij is er geen sprake van tovenarij en noch van ondoorgrondelijke taaie theorieën.

Ik hoop dat dit boek duidelijkheid zal brengen in de wirwar aan tegenstrijdige meningen en verhalen rond het onderwerp zelfsturing. Als het u de teleurstelling bespaart van een weigerende stuurautomaat en van vele uitputtende uren aan het roer in kou en duisternis tijdens storm op zee, heeft het aan zijn doel beantwoord. Op zee moet je het doen met wat je hebt; een schrale troost als je met loodzware armen en vermoeide ogen nog eens aan het wiel draait en de duisternis in tuurt, terwijl je wenste dat je niet nog zo’n ontzettend lang eind voor de boeg had…

Ik wil de volgende mensen in het bijzonder danken: Jimmy Cornell, die ik nog steeds hoor zeggen: “Ga zitten en begin met schrijven”. Jörg Peter Kusserow, mijn vriend en zakenpartner zonder wiens illustraties dit boek armzalig zou zijn. Janet Murphy van Adlard Coles Nautical die maar bleef glimlachen terwijl de stapel papier groeide.

En tenslotte wil ik u, de lezer, bedanken, als u vindt dat u door dit boek ontdekt hoe u voor uzelf het zeilen makkelijker kunt maken – zonder aan de wal te blijven.

Peter Christian Förthmann

Inleiding

Door hele geschiedenis van de mensheid zijn er mensen in zeilschepen het water opgegaan, voor handel, ontdekkingsreizen of oorlogvoering. Maar pas in de twintigste eeuw kwam voor het eerst de gedachte op dat een zeilboot misschien zichzelf kon sturen. In de hoogtijdagen van de grote zeilschepen, zelfs tot in de moderne tijd, werd er met de hand gestuurd. Menskracht was goedkoop en overvloedig beschikbaar en al het werk aan dek, in de tuigage of aan het anker werd met handkracht gedaan. Waar spierkracht tekortschoot waren er blok en takel, laadgieken en voor het anker was er het mechaniek van een kaapstander met lange spaken. Op enkele van de laatste generatie grote zeilschepen, die hun al verloren strijd met de zich steeds maar uitbreidende vloot stoomschepen streden, waren kleine stoommachines aanwezig om de bemanning bij te staan, maar sturen bleef niettemin uitsluitend handwerk.

Er waren drie stuurwachten en het was zwaar werk – al hielp het aanzienlijk als het roer met een talie werd vastgezet. De grote vierkantgetuigde schepen bevoeren de oceanen zonder hulp van elektromotoren of hydraulische systemen.

In het begin van de twintigste eeuw was zeilen als recreatie voorbehouden aan de elite. Jachtzeilen was een sport voor welgestelde eigenaren met grote bemanningen, en niemand zou erover hebben gepiekerd om de ‘eerste’ positie aan boord, het roer, te automatiseren.

Pas nadat de stoomkracht zege vierde en na de daaropvolgende snelle ontwikkelingen in de internationale handel en het reizen werd de menselijke roerganger gaandeweg overbodig; de eerste stuurmachine werd in 1950 uitgevonden.

Niet lang daarna maakten krachtige hydraulisch-elektrische stuurmachines deel uit van de standaarduitrusting van nieuwe schepen en, hoewel het stuurwiel werd gehandhaafd, kwam dit nu naast de steeds belangrijker geworden automatische besturing. Op koopvaardijschepen en vissersschepen werden al spoedig voor zo ongeveer alle taken aan dek of benedendeks elektrische of hydraulische systemen toegepast – van laadgerei, ankerspillen en bediening van de luiken tot winches voor het inhalen van de netten en het hanteren van trossen tijdens het vastmaken. Complexe systemen van generatoren en gebruikers waren aan boord gebruikelijk geworden, en zo lang de hoofdmotor liep was er elektriciteit in overvloed.

Tegenwoordig wordt overal ter wereld in de beroepsvaart alleen maar met stuurautomaten gewerkt – iets wat elke zeezeiler tot nadenken zou moeten stemmen. Zelfs de meest alerte wachtsman op de brug van een containerschip dat 22 knopen loopt, kan het schip niet terstond ook maar iets van koers laten veranderen. Een vrachtschip aan de horizon doemt snel op, juist omdat de ooghoogte op een zeiljacht in feite nul bedraagt. Het beeld van aanvaringen tussen containerschepen en zeiljachten, zoals door Mike Peyton in zijn cartoons zo treffend wordt getekend, achtervolgt iedere zeiler. Van tijd tot tijd verschijnen gruwelverhalen in de watersporttijdschriften, waarbij in bijna alle gevallen het zeiljacht letterlijk het onderspit delft. Soms worden de zeilers gered en loopt het verhaal goed af. Het verhaal van een solozeiler die onbedoeld de hele koopvaardij tegen zich kreeg door een viskotter te sturen terwijl hij sliep, trok de aandacht van de dagbladpers over de hele wereld. Dit zowel sensationele als unieke incident heeft ook de maritieme rechtspraak niet onberoerd gelaten.

Het is verleidelijk om op deze gronden het single-handed zeilen te veroordelen als levensgevaarlijk – tenslotte moet elke schipper vroeg of laat toch slapen. Er wordt dan al te gemakkelijk voorbijgegaan aan het feit dat grote vrachtschepen tijdens de langdurige nachtelijke wachten gewoonlijk onder de hoede zijn van één paar ogen … en als die dichtvallen is het resultaat hetzelfde: een spookschip en een groot gevaar voor iedere ongelukkige zeevarende die toevallig op het verkeerde ogenblik op de verkeerde plaats is.

Het tijdperk van de menselijke stuurman is zo goed als voorbij; de ijzeren stuurman – niet alleen onvermoeibaar en veel betrouwbaarder, maar vaak ook competenter – maakt de menselijke hand aan de helmstok in feite overbodig.

Zelfs in de nauwste doorvaarten langs de Zweedse kust navigeren de grote veerboten van de Stena Line op volle snelheid langs rotsen en ondiepten op alleen een stuurautomaat die is uitgerust met speciaal ontworpen door Decca-signalen aangestuurde software. Voor de zeeman blijft alleen een toeziende taak over – een taak die je natuurlijk alleen goed kunt uitvoeren zolang je je ogen open kunt houden!

Aan het roer van de Russische windjammer SEDOV

 1 

De geschiedenis van zelfsturing

De geschiedenis van het solozeilen begint met een enkele dappere pionier – Joshua Slocum was een van de allereersten met zijn legendarische Spray. Volgens kenners kon hij zijn boot redelijk op koers houden door een ingenieuze constructie met de schoten of door gewoon het roer vast te zetten. Met deze manier van zelfsturen offer je een zekere snelheid op doordat je een deel van het zeiloppervlak uitsluitend voor de besturing gebruikt. Natuurlijk was de Spray erg koersvast doordat de kiel bijna net zo lang was als de waterlijn.

In een brief aan Yachting Monthly beschrijft in 1919 Hambley Tregoning hoe de helmstok van een boot met een windvaan verbonden kan worden. Nadat deze brief was verschenen, begonnen bezitters van modelboten massaal hun scheepjes met windvaanbesturing uit te rusten. Ze ontdekten dat ze zelfs met uiterst eenvoudige verbindingsmechanieken tussen de helmstok en een windvaan prachtige resultaten konden bereiken. Dit type systemen was echter niet met succes toe te passen op echte schepen, omdat de krachten die door een windvaan worden gegenereerd, te klein zijn om de helmstok van een schip te bewegen.

De eerste windvaanstuurinrichting

Ironisch genoeg werd de eerste windvaanstuurinrichting op een motorboot gebruikt. De Fransman Marie Marie gebruikte een grote windvaan die hij met lijnen aan het roer verbond om het 14 meter lange motorjacht Arielle te besturen tijdens zijn spectaculaire solo-oversteek van 18 dagen vanuit New York naar le Havre in 1936. Zijn windvaan is nu te bezichtigen in het Musée de la Marine in Port Louis.

Toen de Britse zeiler Ian Major in 1955 zijn Buttercup single-handed van Europa naar de Antillen zeilde, gebruikte hij een kleine windvaan die een trimvlak aan het hoofdroer aanstuurde. Dit was in de beginperiode van windvaanbesturing de meest gangbare methode. Ook in 1955 monteerde de Engelsman Michael Henderson een eigen creatie, bijgenaamd “Harriet, de derde hand”, op zijn befaamde 17-voeter Mick the Miller. Zijn benadering was om het hoofdroer midscheeps vast te zetten en de windvaan een klein extra roerblad aan te laten sturen. Het systeem was een groot succes en het was in staat om de besturing voor meer dan de helft over te nemen. Bernard Moitessier koos ook voor een trimvlak voor zijn Marie Thérèse II in 1957, en gebruikte vanaf 1965 een vereenvoudigde versie van hetzelfde systeem op de Joshua. Bij deze tweede versie werd de windvaan rechtstreeks op de as van het trimvlak gemonteerd.

Op 11 juni 1960 betekende in Plymouth het startschot voor de eerste OSTAR (Observer Singlehanded Transatlantic Race) tevens het daadwerkelijke begin van het tijdperk van de windvaanbesturing. Zonder een vorm van zelfsturing zou geen van de vijf deelnemers – Frances Chichester, Blondie Hasler, David Lewis, Valentine Howells en Jean Lacombe – de finish hebben gehaald.

Blondie Hasler gebruikte op Jester zijn eerste servo-pendulum systeem met differentiële overbrenging. David Lewis en Valentine Howells gebruikten allebei eenvoudige systemen met een rechtstreeks door de windvaan aangedreven trimvlak. Jean Lacombe gebruikte een trimvlaksysteem met een variabele overbrenging, dat hij samen met Marcel Gianoli had ontwikkeld.

De eerste windvaanstuurinrichting

De geschiedenis van het solozeilen begint met een enkele dappere pionier – Joshua Slocum was één van de allereersten met zijn legendarische Spray. Volgens kenners kon hij zijn boot redelijk op koers houden door een ingenieuze constructie met de schoten of door gewoon het roer vast te zetten. Met deze manier van zelfsturen offer je een zekere snelheid op doordat je een deel van het zeiloppervlak uitsluitend voor de besturing gebruikt. Natuurlijk was de Spray erg koersvast doordat de kiel bijna net zo lang was als de waterlijn.

In een brief aan Yachting Monthly beschrijft in 1919 Hambley Tregoning hoe de helmstok van een boot met een windvaan verbonden kan worden. Nadat deze brief was verschenen begonnen bezitters van modelboten massaal hun scheepjes met windvaanbesturing uit te rusten. Ze ontdekten dat ze zelfs met uiterst eenvoudige verbindingsmechanieken tussen de helmstok en een windvaan prachtige resultaten konden bereiken. Dit type systemen was echter niet met succes toe te passen op echte schepen, omdat de krachten die door een windvaan worden gegenereerd te klein zijn om de helmstok van een schip te bewegen.

Ironisch genoeg werd de eerste windvaanstuurinrichting op een motorboot gebruikt. De Fransman Marie Marie gebruikte een grote windvaan die hij met lijnen aan het roer verbond om het 14 meter lange motorjacht Arielle te besturen tijdens zijn spectaculaire solo-oversteek van 18 dagen vanuit New York naar le Havre in 1936. Zijn windvaan is nu te bezichtigen in het Musée de la Marine in Port Louis.

Toen de Britse zeiler Ian Major in 1955 zijn Buttercup single-handed van Europa naar de Antillen zeilde, gebruikte hij een kleine windvaan die een trimvlak aan het hoofdroer aanstuurde. Dit was in de beginperiode van windvaanbesturing de meest gangbare methode. Ook in 1955 monteerde de Engelsman Michael Henderson een eigen creatie, bijgenaamd “Harriet, de derde hand”, op zijn befaamde 17-voeter Mick the Miller. Zijn benadering was om het hoofdroer midscheeps vast te zetten en de windvaan een klein extra roerblad aan te laten sturen. Het systeem was een groot succes en het was in staat om de besturing voor meer dan de helft over te nemen. Bernard Moitessier koos ook voor een trimvlak voor zijn Marie Thérèse II in 1957, en gebruikte vanaf 1965 een vereenvoudigde versie van hetzelfde systeem op de Joshua. Bij deze tweede versie werd de windvaan rechtstreeks op de as van het trimvlak gemonteerd.

Op 11 juni 1960 betekende in Plymouth het startschot voor de eerste OSTAR (Observer Singlehanded Transatlantic Race) tevens het daadwerkelijke begin van het tijdperk van de windvaanbesturing. Zonder een vorm van zelfsturing zou geen van de vijf deelnemers – Frances Chichester, Blondie Hasle, David Lewis, Valentine Howells en Jean Lacombe – de finish hebben gehaald.

Blondie Hasler gebruikte op Jester zijn eerste servo-pendulum systeem met differentiële overbrenging. David Lewis en Valentine Howells gebruikten allebei eenvoudige systemen met een rechtstreeks door de windvaan aangedreven trimvlak. Jean Lacombe gebruikte een trimvlaksysteem met een variabele overbrenging, dat hij samen met Marcel Gianoli had ontwikkeld.

Een Hasler servo-pendulumsysteem op een S&S 30

Hasler en Gianoli, een Engelsman en een Fransman, zouden een belangrijke rol gaan spelen in de ontwikkeling van windvaanstuurinrichtingen. De principes die zij toepasten worden vandaag nog steeds gebruikt, en we zullen later hun beider systemen nader bezien.

De tweede OSTAR werd in 1964 gehouden. Weer hadden alle deelnemers windvaanbesturing, waarvan er zes hadden gekozen voor een servo-pendulumsysteem van HASLER, die al op kleine schaal met de productie was begonnen. Windvaanstuurinrichtingen waren ook voor de Round Britain Races van 1966 en 1970 feitelijk standaarduitrusting, want elektrische stuurautomaten waren nog niet toegestaan. Het veld voor de OSTAR van 1972 was zo groot dat de organisatoren een maximum van 100 boten voor de race van 1976 hadden moeten instellen. Tegen die tijd gebruikten veel deelnemers professioneel gebouwde windvaanstuurinrichtingen. Daarvan waren er 12 van HASLER, 10 van ATOMS, 6 van ARIES, 4 van GUNNING, 2 van QME, 2 elektrische, 2 hulproersystemen, 2 van QUARTERMASTER en was er 1 HASLER trimvlaksysteem.

De opkomst van de grote oceaanraces, solo of met een kleine bemanning, die zonder windvaanbesturing niet eens mogelijk zou zijn geweest, was een stimulans voor de professionele ontwikkeling en productie van een breed scala aan systemen in Engeland, Frankrijk, Italië en Duitsland. De vroege pioniers zijn nu nog steeds vertrouwde namen: HASLER, ARIES, ATOMS, GUNNING, QME en WINDPILOT.

Aan de snelle verspreiding van windvaansystemen hebben verschillende factoren bijgedragen. Vooral de wonderbaarlijke economische groei van de naoorlogse jaren, het groeiende aantal in serie gebouwde boten en de verschuiving in de botenbouw van eenmalige bouw in hout naar massaproductie met moderne materialen. Zeilen was niet langer een sport voor excentriekelingen of voor de elite, en groeide in populariteit.

In 1968 kwamen in Engeland, Frankrijk en Duitsland en niet lang daarna in Nederland.

de eerste bedrijven op die professioneel ontworpen en gebouwde windvaanbesturingen produceerden. Een overzicht van windvaanbesturingen en het jaar waarin ze op de markt kwamen:

1962

Blondie Hasler

Hasler

1962

Marcel Gianoli

MNOP

1968

John Adam

Windpilot

1968

Pete Beard

QME

1968

Nick Franklin

Aries

1970

Henri Bun

Atoms

1970

Derek Daniels

Hydrovane

1972

Charron/Waché

Navik

1976

Boström/Knoös

Sailomat

De eerste stuurautomaat voor in de kuip

De eerste elektrische stuurautomaat voor pleziervaartuigen zag waarschijnlijk in de Verenigde Staten het levenslicht. De eerste TILLERMASTER, een verkleinde stuurautomaat, ontworpen voor kleine vissersvaartuigen, werd in 1970 geproduceerd.

In 1974 lanceerde Derek Fawcett, een Britse ingenieur die voorheen bij Lewmar werkte, zijn merk AUTOHELM. Weldra was Autohelm wereldmarktleider, waarbij vooral de kleine modellen met een telescopische stuurarm succes hadden. De systemen werden in grote series geproduceerd door een groeiend aantal mensen, dat al gauw de 200 zou naderen.

 2 

Windvaanbesturing versus stuurautomaat

Met dit boek beogen wij om de wijze van functioneren en de voor en nadelen van de verschillende systemen te bezien, en de lezer te helpen om vast te stellen welk systeem het meest tegemoet komt aan zijn specifieke behoeften. De twee voornaamste categorieën zelfstuursystemen zijn de stuurautomaat en de windvaanbesturing. Stuurautomaten zijn elektromechanische systemen die hun stuurimpuls van een kompas krijgen, terwijl windvaanstuurinrichtingen gebruik maken van wind- en waterkracht, en hun stuurimpuls ontlenen aan de schijnbare windhoek. We zullen op beide nader ingaan.

De voortstuwing van een zeiljacht is gebaseerd op de stand van de zeilen en de boot ten opzichte van de wind; als je de zeilen slecht trimt, is er geen voortstuwing. Dit eenvoudige verband verklaart waarom windvaanbesturing zo ideaal is voor een zeiljacht. De windhoek die de windvaan gebruikt is precies dezelfde als die de boot voortstuwt. Als je die hoek eenmaal hebt ingesteld, is de voortstuwing verzekerd. De voordelen van sturen ten opzichte van de schijnbare windhoek komen het best tot uiting bij het zeilen aan de wind. Zelfs de minste windschifting wordt meteen omgezet in een koersverandering en daardoor is optimale voortstuwing verzekerd – met een grotere gevoeligheid is dan de beste stuurman kan leveren.

Deze Koopmans van 65 voet wordt zowel door de stuurautomaat als de windvaan gestuurd.

Waarom een stuurautomaat?

Simpel gezegd zijn stuurautomaten compact en discreet. Als het gaat om de aanschaf van een zelfstuursysteem is waarschijnlijk het belangrijkste argument tégen windvaanstuurinrichtingen hun detonerende uiterlijk. In het algemeen zijn ze groot en log – nauwelijks een sieraad aan je spiegel. Daar komt bij dat sommige nogal onhandig en zwaar zijn en doorgaans in de weg zitten als je in de haven op de motor moet manoeuvreren.

Daarentegen zitten stuurautomaten onzichtbaar in de kuip en soms zelfs helemaal uit het zicht benedendeks. Als ze eenmaal zijn geïnstalleerd zijn ze gebruiksvriendelijk; je hoeft alleen maar een paar knoppen te kunnen bedienen. Stuurautomaten voor in de kuip zijn licht en over het algemeen heel betaalbaar en ze sturen een kompaskoers. Voor sommige zeilers geeft dit argument de doorslag; stuurautomaten zijn gewoon geprogrammeerd om te wérken!

In de loop van vele jaren is de zeilwereld in twee kampen verdeeld geraakt. In de jaren zeventig werden windvaanstuurinrichtingen een gewone verschijning op oceaanzeiljachten, waar ze onmisbaar waren. Alleen bij wijze van uitzondering zag je ze wel eens op vakantie- en weekendjachten (sommige ongetwijfeld als gevolg van wishful thinking!)

De laatste 25 jaar is er een verhitte discussie gevoerd tussen aanhangers van de beide soorten systemen. Een bron van onenigheid was dat sommige mensen bij hoog en bij laag volhielden dat het “gewoon”maar een fractie van een ampère kostte om schepen van ettelijke tonnen te sturen. Tegenwoordig wordt daar realistischer tegenaan gekeken. Je kunt niet om natuurkundige wetten heen: elke gewenste “output”(stuurkracht) vraagt een zekere “input”(stroom/energie). Wie kon deze “Wet van behoud van energie”, die zo vertrouwd is uit de natuurkundelessen op school, nu toch vergeten?

 3 

Stuurautomaten

De werking

Stuurautomaten zijn afhankelijk van een kompas. Het kompas geeft een stuurimpuls die een elektrische of hydraulische motor activeert, die op zijn beurt een stang of een hydraulische cilinder uitduwt dan wel intrekt, waardoor het roer wordt bewogen en de boot weer op koers wordt gelegd. Het kompas vergelijkt voortdurend de gewenste met de eigenlijke koers, en gaat met de stuurbeweging door totdat het vaartuig weer op de gewenste koers ligt.

Er bestaat een rechtstreeks verband tussen

? De kracht waarmee wordt gestuurd;

? De snelheid waarmee wordt gestuurd; en

? Het stroomverbruik.

De natuurkundige constanten tussen deze factoren liggen vast, dus de enige relatie die op een zeiljacht relevant is – de stuurprestatie (output) versus stroomverbruik (input) – is altijd een compromis. Het is nooit mogelijk om maximale stuurprestaties te krijgen met een minimum aan stroomverbruik.

Een elektromotor kan immers in een laag tempo veel kracht genereren of in een hoog tempo weinig kracht.

Stuurautomaten worden onderscheiden naar gelang de capaciteit van de motor. Deze bepaalt automatisch de verhouding tussen de kracht die door de stuurarm wordt uitgeoefend en zijn snelheid. Praktisch alle fabrikanten van stuurautomaten gaan uit van dit bewezen principe, en systemen met aandrijfmotoren met variabele snelheid zie je bijna nooit. Zulke terugschakeling van de elektromotor (om meer kracht op de stuurarm te krijgen) is bovendien niet praktisch, omdat de corrigerende bewegingen van het roer dan te langzaam worden uitgevoerd om het schip op de gewenste koers terug te kunnen brengen.

Om te kunnen bepalen welke stuurautomaat geschikt is, moet je van de boot in kwestie eerst het maximale draaimoment van het roer bepalen. De kritische factoren hierbij zijn de afmetingen van het roer (lengte en breedte), de balans (de afstand tussen het hart van de roerkoning en de voorkant van het roer) en de potentiële snelheid van de boot. Het draaimoment van het roer kan worden berekend of proefondervindelijk worden vastgesteld door de kracht op de helmstok of het stuurwiel daadwerkelijk te meten. Als de maximale belasting op het roer het maximale moment van de aandrijfeenheid te boven gaat, treden onvermijdelijk storingen op. Als je een model met een laag stroomverbruik kiest voor een relatief zware boot zal de prestatie niet geweldig zijn. Als je een systeem kiest dat constant op de grenzen van zijn kunnen moet werken, zal dit veel eerder aan vervanging toe zijn dan een ruim bemeten systeem. Als je een krachtige stuurautomaat kiest, zal geen enkele accu ter wereld aan zijn stroomvraag kunnen voldoen zonder regelmatig te worden bijgeladen. Elk compromis heeft zijn prijs!

Stuurautomaten voor een helmstok