ZELFSTURING ONDER ZEIL - WINDPILOT

Laten we eens kijken hoe een ervaren roerganger stuurt. Hij of zij weet dat er voor een
koerscorrectie maar kleine roerbewegingen nodig zijn, en zal nooit met grote of krachtige
bewegingen de helmstok hanteren. Plotselinge radicale roerbewegingen bemoeilijken de juiste
inschatting van de eigenlijke koers van de boot en leiden daarom tot oversturing.
Bekijk ook eens het blad van een klapschroef (b.v. Max Prop), die in de vaanstand neutraal
in het zog van de kiel staat. Als hij een mechanische impuls krijgt, begint hij eindeloos om de
roeras te tollen en stopt daarmee pas als hij weer in de vaanstand wordt gezet. In deze
vergelijking vertegenwoordigt het blad van de schroef het pendulumroer, de schroefas de as
van het pendulumroer en de windvaan geeft de mechanische impuls.
Als de stuurimpuls van de windvaan rechtstreeks en zonder enige vorm van remming op het
pendulumroer zou worden overgebracht, zou dit te ver uitzwaaien en waarschijnlijk zelfs uit
het water komen, totdat de wind een tegengestelde stuurimpuls zou geven. Bij een dergelijke
grote bewegingsvrijheid zouden er extreem lange lijnen nodig zijn om de correctie op het
hoofdroer over te brengen en zou het roer een te grote uitslag krijgen en gaan oversturen. De
gierdemping bij een servo-pendulumsysteem bestaat in feite uit een beperking van de
dwarsscheepse uitslag van de pendulumarm. Dit kan met een uitgebalanceerd systeem van een
gedempte windvaan in combinatie met een conische tandwieloverbrenging
(kegelwielkoppeling) in de verhouding 2:1. Er is ook nog een tweede, meer kritische reden om
de uitslag van de pendulumarm te beperken: de maximale hellingshoek van een zeiljacht ligt
rond 30°, dus de maximaal mogelijke roeruitslag moet niet meer dan 28° zijn om te garanderen
dat het gezamenlijke effect van de helling en een grote roerbeweging hem niet aan de loefkant
uit het water laat komen. Het is duidelijk dat als je een servo-pendulumsysteem uit het midden
zou plaatsen, dit probleem nog zou worden versterkt, waardoor de nuttige werkhoek nog verder
zou worden ingeperkt. Dit is natuurlijk niet aan te raden (zie fig. 5.16). De meeste
koerscorrecties houden een beweging van het pendulumroer naar loef in; deze beweging
dwingt het hoofdroer naar lij – afvallen – hetgeen de meest gevraagde koerscorrectie is.
Door de stuurimpuls van de vaan zwaait de pendulumarm met maximaal 28° naar buiten.
Iedere keer als de windvaan het pendulumroer laat draaien, wordt de pendulumarm naar één
kant gedwongen, waarbij tegelijk het roer weer parallel aan de lengteas van het schip wordt
gedraaid. Door deze opstelling hoeft de beweging van de stuurlijn maar maximaal 25
centimeter te zijn, en wordt bovendien oversturing effectief voorkomen.
Tegenwoordig zijn de beste servo-pendulumsystemen uitgerust met een horizontale vaan
waarvan de as 20° helt (zie hoofdstuk 4), en een overbrenging via een set conische tandwielen
in de verhouding 2:1. Aries, Monitor, PACIFIC en Fleming gebruiken in dit opzicht identieke
constructies.
Een servo-pendulumsysteem met een conische tandwieloverbrenging zorgt voor perfect
sturen en levert altijd precies de kracht die nodig is om de boot weer op koers te brengen. Als
de zeiltrim wordt veronachtzaamd, genereert het systeem automatisch meer kracht op het
hoofdroer, dat grotere bewegingen gaat maken.
60