Преимущества и недостатки ветрового авторулевого

Преимущества и недостатки ветрового авторулевого

Путешествие под парусом — это увлекательное и экстремальное приключение, которое запоминается на всю жизнь. Яхтсмены же, в отличие от туристов, знают по собственному опыту, насколько реальное управление яхтой отличается от рекламных роликов. Дальние походы, борьба со стихией, утомительная и монотонная работа по удержании судна на курсе — это тоже яхтинг, повседневный и нелёгкий труд на морских просторах.

Надеясь с помощью простейших приспособлений хоть немного облегчить свою ежедневную работу, яхтсмены пробовали создать механизмы, способные хоть на самое малое время подменить члена экипажа. Но создать машину, которая могла бы реагировать на изменения в окружающей среде, было невозможно.

Наиболее приемлемый вариант по созданию авторулевого, опробованный в практическом использовании, был изобретён Джорджем Брейном (George Braine), ещё в начале прошлого века. Им была придумана система блоков, резинок и верёвок, с помощью которых паруса были связаны через специальный привод с баллером на пере руля. Оригинальная конструкция при крене или порыве ветра приводила яхту, сбрасывала ветер с парусов, и возвращала лодку на курс. Система Брейна могла на некоторое время освободить рулевого от монотонной работы по удержанию курса, но совсем ненадолго. Конструкция была не совершенна, и при смене галса нуждалась в переустановке. А для этого уже требовалась помощь береговой команды.

Как бы там не было, Д. Брейна, создавшего ещё до первой мировой войны прообраз авторулевого, считают изобретателем бестелесного члена экипажа. Идея Брейна соединить парус с пером руля яхты легла в основу последующих модернизаций и усовершенствований автопилотов с использованием механики.

Француз Марин Мари (Marin Marie), совершая одиночный 18-дневный трансатлантический переход из Нью-Йорка в Гавр, использовал приспособление, представляющее собой парус большой площади (ветровое крыло), соединённое верёвками с пером руля. Нехитрая система могла хоть на непродолжительное время подменить отважного яхтсмена, и дать ему возможность заняться другими неотложными делами. Переход закончился триумфально, и система М. Мари заняла почётное место в Морском музее Порт-Луи. Такая конструкция ветрового автопилота оказалась очень удачной, и позже применялась в одиночных плаваниях Я. Мейджером (Европа — Карибские острова) и М. Хендерсоном (1955 г.)

Массовое применение ветровых авторулевых в первых гонках ОSTAR (Observer Singlehanded Race), показало, что без этих помощников удачное завершение гонок вряд ли бы состоялось (Плимут, 11.06.1960 г.) Конструкция ветрового авторулевого, использовавшаяся в гонках, состояла из крыла (площадь 4 кв.м.), соединённого с румпелем системой блоков и верёвок. Для балансировки использовался 12-ти килограммовый противовес. Но и при этом, конструкция оставалась нестабильной, и было необходимо срочно решить проблему по сбалансированию площади рулевого пера и ветрового крыла.

Довольно успешно использовался метод сохранения курса, при обязательном постоянном направлении и силе ветра. Привод от грота или стакселя на румпель, имел резиновый амортизатор для компенсации нагрузок. Такой метод ветрового автопилота был и рабочим и аварийным для лодок с полным килем и румпелем, но абсолютно не подходил для лодок со штурвалом из-за малого хода и небольшой тяги от шкотов. Со временем этот метод механического сохранения курса отошёл в прошлое, как и лодки с румпелем.

Ветропилоты разделились на три типа, отличающихся по типу привода на перо руля яхты:

  • Прямая передача. Система представляет собой независимое рулевое перо, напрямую управляемое от ветрового пера. Не имеет тросов и приводов в кокпит. Конструкция проверена в экстремальных условиях "кругосветки", и получила высшие оценки профессионалов-яхтсменов.
  • С закрылком (trim tab). Есть разные модификации такой системы. С закрылком на пере основного или дополнительного руля. Вспомогательное перо ветропилота может успешно заменить основной руль в случае поломки.
  • Поворот-передача (servo pendulum). Конструкция, при которой ветрокрыло управляет пером ветропилота в воде. Под давлением напора набегающей воды, перо ветропилота отклоняется вправо или влево, при этом тросовый привод на штурвал, приходит в движение и подправляет курс руля. Вспомогательное перо ветропилота успешно используется в качестве аварийного руля.

Хотя ветропилоты морально устарели, все яхтсмены-дальнобойщики советуют их иметь на борту. Один из знаменитых яхтсменов, Альва Саймон, участник множества длительных плаваний, очень высоко оценил свой ветропилот "Aries". Этот ветровой авторулевой более 30 лет сопровождал моряка во всех плаваниях, без существенных поломок. В то же время, как отметил А. Саймон, у него собрался огромный ящик запчастей, снятых с электронных авторулевых, сломанных за тот же период. В случае поломки современного авторулевого, ветропилот всегда выручит, и будет исправно вести судно, пока экипаж занят ремонтом основного автопилота.

Ветропилоты удобны на больших переходах, и нашли своих почитателей на океанских просторах, где наблюдаются постоянные ветры. Новые (по тем временам), технологии нашли применение и в яхтинге. В 1970 году, компанией Tillermaster был произведён первый электронный автопилот, положивший начало применению в яхтинге сервоприводов.

Современная система автопилота на яхте считается одной из самых прогрессивных и технически сложных аппаратур на морских судах. Самые новейшие системы управления повышают скорость яхты, значительно экономя при этом расход топливо. Но пришедшие на смену механическому автопилоту электронные рулевые, стали причиной непрекращающихся дискуссий на тему: "Какой автопилот лучше?"

Если вопрос об установке авторулевого решён окончательно, при выборе такого помощника, необходимо исходить из типа яхты и условий, в которых она ходит чаще всего, сдается яхта в аренду, используется в регатах и т.п. При долгосрочных переходах пользоваться механическим приводом придётся однозначно, с возможным использованием автопилота. Покупка и установка авторулевого — предприятие затратное, но оправданное.

Ветровые авторулевые абсолютно автономны и не нуждаются в источниках электроэнергии. Их надёжность и простота конструкции вызывают доверие у всех профессиональных яхтсменов. Существуют ветровые авторулевые двух основных конструкций — сервомаятниковый привод и вспомогательное перо. Эти системы связаны с ветровым крылом, имеющим противовес, горизонтальную и вертикальную ось.

Установка авторулевого на яхте, вне зависимости от типа конструкции, предусматривает установку ветрового крыла. Прежде, чем начать пользоваться автопилотом, необходимо отбалансировать яхту, выровнять ватерлинию, переместив груз ближе к миделю, и соответственно погоде, зарифить паруса до оптимального размера. Ветровое крыло не должно устанавливаться в ветровой тени от настройки, на него не должен сходить турбулентный поток из-за солнечной панели или леерных стоек. После этого, во время ходовых испытаний, яхта должна идти уверенно и ровно. Можно поэкспериментировать с углом крыла и натяжением тросов, желательно, в разных погодных условиях.

Самый простой автопилот состоит из отдельного дополнительного пера руля с закрылками. Флюгер, составляющая часть конструкции, с помощью тросиков соединяется с закрылками. Принцип работы такого автопилота проста и гениальна по эффективности. Перо флюгера устанавливается вертикально, ребром кверху. Если яхта меняет курс, угол ветра к флюгеру, соответственно, тоже меняется, и заставляет его наклоняться. Тросик прикреплённый к флюгеру, приводит в движение закрылок на пере руля, вследствие чего руль поворачивается до тех пор, пока флюгер не станет в исходное положение. Курс восстановлен! Флюгер способен держать курс в сложных погодных условиях, и экипаж берётся за штурвал только в самую плохую погоду.

Приводы автопилотов устанавливаются в зависимости от размеров яхты и вида её системы рулевой координации. Чтобы задать курс и его придерживаться, авторулевой судна должен получить необходимые вводные с датчика — электронного компаса. Дистанционный пульт управления автопилотом часто объединяют с многофункциональным дисплеем на штурвале. Это обеспечивает ручной контроль за работой системы автоматического пилотирования с любой локации. Конструкция с сервомаятником соединяет ветровое крыло с пером сервопривода. Это необходимо по причине недостаточного усилия, созданного ветровым крылом с вертикальной осью вращения, для уверенного управления пером руля яхты. Перо руля, подобно маятнику, перекладывается с борта на борт. Набегающая при этом на повёрнутое перо вода создаёт гидравлическую силу, большую за силу ветра, передаваемой при повороте ветровым крылом. Привод штурвала яхты поворачивается с помощью маятника через систему блоков.

Практическое использование такой системы показало один недостаток, который не даёт сервомаятнику работать с большим углом поворота руля. Это связано с малым ходом маятника и троса — около 30 сантиметров. Положительной особенностью применения авторулевого с сервоприводом, считается возможность поднятия пера из воды, если в нём нет необходимости. Кроме того, сервопривод может устойчиво держать яхту по курсу при самой неблагоприятной погоде. Например, если резко бьёт волна и моментально приводит к ветру, срабатывает ветровое крыло, которое через сервопривод поворачивает перо руля, возвращая яхту на прежний курс (брочинг). Конструкция автопилота с сервоприводом универсальна, и в отличие от системы со вспомогательным крылом, может устанавливаться на много корпусниках (катамаран, тримаран).Система со вспомогательным пером — это дополнительное перо, закреплённое на корме. Вспомогательное перо имеет привод от ветрового крыла с горизонтальной или вертикальной осью вращения.

При установке системы основное перо руля яхты фиксируется вдоль диаметральной плоскости (или немного под углом), чтобы компенсировать, в зависимости от ситуации, привод или увал. Плюсовой чертой системы с дополнительным пером является отсутствие тросов, идущих к баллеру. Небольшая проводка от устройства к удобному месте в кокпите для дистанционного подбора нужного курса, делает процесс управления автопилотом удобным и комфортным.

Перо руля испытывает постоянные гидродинамические нагрузки, что приводит к выходу из строя рулевого управления, но при использовании дополнительного пера, основное перо можно зафиксировать. В таких ситуациях, наличие на борту дополнительного пера очень уместно и является несомненным плюсом конструкции, ведь перо можно использовать как аварийный руль.

Как отмечают эксперты 2yachts, недостаток дополнительного пера в том, что его нельзя поднять для очистки от мусора и водорослей. К недостаткам можно отнести и большую стоимость базовых моделей с вспомогательным пером, которая выше на 25-40% от моделей с сервоприводом. Это объясняется высокой стоимостью материалов, используемых при изготовлении вспомогательного пера. Благодаря современным технологиям и применению более дешёвых материалов, ценовая разница скоро будет устранена. Среди обилия предлагаемых моделей автопилотов для яхт, постепенно выделились самые надёжные и практичные, имеющие прекрасное соотношение цена-качество.

Можно выделить некоторое из них:

Simrad Yachting АР35 system

Сразу стоит отметить, что у этого автопилота очень большой плюс - он прекрасно работает при любых погодных условиях, так как его корпус и внутренняя часть, изготовлены из твердого алюминия, и он оснащен современным LCD-экраном со специальной задней подсветкой, что позволяет хорошо видеть то, что написано на экране в любое время суток. Для каждой основной функции есть своя кнопка - это позволяет быструю работу и оперативное программирование. Также автопилот поддерживает сеть Robnet, используемую для передачи данных на расстоянии. Еще стоит отметить, что у этого автопилота есть опция блокирования функции от других, что позволит вам задержку функции именно до того момента, когда она вам будет нужна. У автопилота также имеется поворотный датчик, позволяющий менять курс направления с точностью до 1 градуса. Цена автопилота Simrad Yachting АР35 system без управляемого устройства составляет примерно 2000 долларов, а с управляющим устройством - 3000 долларов.

Northstar Explorer АР380 Autopilot

Это одна из самых популярных систем автоматического управления яхтой. Автопилот имеет LCD-экран диагональю 3,8 дюймов, с четкой подсветкой и изображением. Главное меню позволяет быстрый доступ ко всем локациям и опциям. Система управления состоит из двух индикаторов, джойстика и GPS-навигатора, что позволяет точно выявить ваше месторасположение. Цена данной системы управления яхтой составляет около 600 долларов, а с пакетом, который позволяет большие опции, она составляет 1200-1800 долларов.

Штурвальный автопилот для яхт Raymarine Smart Pilot Х-5 Wheel

Данная модель очень хороша и удобна в управлении — это обеспечивает программное обеспечение автопилота, удобный штурвал и экран с задней подсветкой, что позволяет хорошую видимость не только ночью, но и при ярких лучах солнца. Плюсом этой системы автоматического управления для яхты является не только то, что она проста и удобна в управлении, но и ее стоимость - 1500-2000 долларов!

S1 Wheel Pilot - автопилот для парусных яхт со штурвалом

Ну что же, давайте обсудим и эту популярную модель автопилота. Во-первых, большим плюсом этой системы автоматического управления яхтой считается ее новейшее программное обеспечение. Оно позволит вам определить место вашего нахождения, задать курс с точностью в 1 градус, а также оно очень простое в управлении. Производство Великобритании. Надо отметить, что цена заметно выше, чем у других производителей (она составляет 3800-6000 долларов), но именно эта модель станет вам незаменимым помощником на корабле, так как ее современное программное обеспечение буквально обгоняет время.

Естественно, технологический процесс не стоит на месте. Совсем недавно, одна из инжиниринговых фирм США (Вирджиния), представила концепт суперяхты, предназначенной для автономного плавания. Искусственный интеллект, которым будет оснащено судно, будет не только контролировать все бортовые механизмы (автопилот, в том числе), но и управлять системами, которые смогут работать без помощи человека. Автономные технологии новой суперяхты будут сосредоточены на трёх основных направлениях: навигация, мониторинг работоспособности оборудования и автоматизация механических и электрических систем.

Это, конечно, кажется фантастикой, но уже есть суда в коммерческом и военном флоте, работающие автономно. Возможно, в ближайшее будущее, автопилоты с искусственным интеллектом сделают из яхтсмена просто пассивного наблюдателя. Может быть... но что-то мы потеряем навсегда — романтику, экстрим и удовольствие от морских путешествий.

Обсуждение

Для добавления комментария, пожалуйста, авторизуйтесь