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Windsteuersysteme

Wie sie funktionieren

Von Peter Förthmann, windpilot.de/
Linie





Die Entwicklungsgeschichte der Windsteuersysteme der vergangenen dreißig Jahre kennt zwölf Systemtypen, die hier schematisch dargestellt sind:

Die 12 Systemtypen

1 Windvane only V-vane 2 Windvane only H-vane 3 Auxiliary rudder V-vane 4 Auxiliary rudder H-vane
5 Trim tab on auxiliary rudder V-vane 6 Trim tab on auxiliary rudder H-vane 7 Trim tab on main rudder V-vane 8 Trim tab on main rudder H-vane
9 Pendulum trim tab
V-vane
10 Servo-pendulum
V-vane
11 Servo-pendulum
H-vane
12 Double rudder
H-vane

Im Laufe der Jahre hat sich gezeigt, dass einige Typen zu grosse Nachteile besaßen. So sind Trim-Tab-Systeme nahezu vollständig vom Markt verschwunden, ebenso wie Systeme mit V-Fahne.

Heute haben sich folgende drei System-Typen durchgesetzt:

Hilsrudersysteme (Typen 3, 4, 5, 6)

Arbeitsweise:

  • Eine Windfahne liefert das Steuersignal und die Steuerkraft, um ein Hilfsruder über ein Getriebe direkt zu steuern.
  • Das System arbeitet hauptruderunabhängig
  • Das Hauptruder wird festgesetzt und zum Feintrimm verstellt
  • Luvgierigkeit wird vom Hauptruder getragen

Dieser Systemtyp arbeitet ohne Servokraft, weshalb Schiffe nur bis zu einer bestimmten Grösse zuverlässig und in schwierigen Wetterbedingungen gesteuert werden können. Je nach Konstruktion, Hauptruderposition und Lateralfläche liegt die Grenze der Einsetzbarkeit im Bereich von ca 37 - 40 ft. Ist das Kraft-Verhältnis Hilfsrudersystem zum verwendeten Schiffstyp ungünstig, kann nicht mehr von einem vollwertig einsetzbarem Windsteuersystem gesprochen werden. Bei achterlichen Winden ist die Kraft des Windes um die Geschwindigkeit des Schiffes reduziert.

Pendelrudersysteme (Typen 9, 10, 11)

Arbeitsweise:

  • Eine Windfahne liefert das Steuersignal um ein Servoruder zu verstellen. Die Steuerkraft wird durch die Strömung des Wassers bzw. durch die Fahrt des Schiffes erbracht, die den Pendelarm seitlich verdreht. Diese Bewegung wird über Leinen kraftschlüssig auf das Hauptruder übertragen, welches solange verstellt wird, bis der Sollkurs wieder anliegt.
  • Pendelrudersysteme arbeiten hauptruderabhängig
  • Luvgierigkeit wird vom Pendelrudersystem getragen

Dieser Systemtyp arbeitet mit enormer Servokraft, wesshalb Schiffe bis zu ca 60ft / 30 t vollwertig gesteuert werden können.

Die zur Verfügung stehende Leinenzuglänge beträgt in aller Regel nur ca 25cm / 10 in. Die Schlüsselfrage für die Steuerqualität eines Pendelrudersystems liegt in der Qualität der Leinenübertragung - je kürzer die Leinenverbindung zum Hauptruder, je geringer die Zahl der Umlenkblöcke, desto besser die Steuerqualität, gleichbedeutend mit einem grösseren Anstellwinkel am Hauptruder. Eine schlechte Kraftübertragung mit Reck , Lose oder Schwergängigkeit und vielen Umlenkblöcken bedeutet, dass das Hauptruder nur noch um wenige Grad verdreht werden kann.


Doppelrudersysteme (Typ 12)

WINDPILOT hat die Vorteile beider Systemtypen miteinander verbunden und ein Pendelrudersystem entwickelt, dass wahlweise das

  • Hauptruder ( PACIFIC ) oder ein eigenes
  • Hilfsruder ( PACIFIC PLUS ) ansteuert.

Das Doppelrudersystem PACIFIC PLUS verbindet die Vorteile des Hilsrudersystems (Hauptruderunabhängigkeit) mit den Vorteilen des Pendelrudersystems (Servokraftverstärkung) in idealer Weise.

Wenn ein Pendelrudersystem die Grenze seiner Leistungsfähigkeit erreicht hat, da das Hauptruder nur wenige Grad verstellt werden kann, ist ein Doppelrudersystem noch lange nicht am Ende:

  • der Anstellwinkel des Hilfsruders ist stets grösser
  • das System arbeitet ohne Übertragungsverluste
  • die System Position am Heck des Schiffes ergibt einen grossen Krafthebel
  • das System hat keine Luvgierigkeit zu tragen
  • die Hilfsruder-Lateralfläche verringert die Luvgierigkeit zusätzlich

Der Trend zu

  • grösseren Schiffen mit Radsteuerung
  • Schiffen mit Center Cockpit
  • grösseren Reisen mit kleiner Crew
  • höheren Anforderungen an ein Windsteuersystem

ist in den vergangen 20 Jahren klar erkennbar geworden.

Die Entwicklung dieser Sytemfamilie war für WINDPILOT der logische Weg in der Entwicklung von Windsteuersystemen.

 

Steuerkraftreserve bei Pendelruder- und Doppelrudersystemen

Steuern mit dem Wind und guter Segeltrimm sind wichtig, um ein Schiff mit möglichst geringen Gegenruderbewegungen möglichst schnell segeln zu lassen. Grosse Gegenruderbewegungen und Luvgierigkeit bedeuten „Segeln mit angezogener Handbremse“!
(Vergleiche auch das Buch „Selfsteering under Sail" )

Wenn ein Windsteuersystem jedoch nicht in der Lage ist, z.B in einer plötzlichen Bö notwendige grössere Gegenruderbewegungen zu veranlassen, da es über keine Steuerkraftreserven verfügt, wird das Schiff in derartigen Situationen in den Wind schiessen. Ein ruhiger Schlaf ist dann nicht mehr möglich!

Ein Windsteuersystem, das ständig mit nur geringen Steuerkraftreserven ein Schiff zu steuern in der Lage ist, muss durch übertriebenes Verkleinern der Segelfläche unterstützt werden. Klar, dass dies einen Kompromiss in Bezug auf die Schiffsgeschwindigkeit bedeutet!

Nur ein Windsteuersystem mit Steuerkraftreserven wird in der Lage sein, ein Schiff unter wirklich allen Wetterumständen sicher zu steuern. Ist diese Reserve zu klein, reichen die notwendigen Gegenruderbewegungen nicht aus, ist der wirksame Ruderwinkel zu klein. Dann wird manuelles Steuern notwendig – durchaus eine Strafe für einen Segler in schlechtem Wetter.

Ein Pendelrudersystem verstellt das Hauptruder über die Leinenverbindung nur um wenige Grad! Die Wirksamkeit wird dabei beeinflußt durch

  • Qualität und Länge der Leinenübertragung über Pinne oder Rad
  • Konstruktion, Proportion, Position und Leichtgängigkeit des Hauptruders
  • schlechten Schiffstrimm, da Luvgierigkeit vom System getragen werden muß

Ein Doppelrudersystem kann bis ca 25 Grad wirksam Gegenruder geben. Die Wirksamkeit ist überragend, da

  • das System ohne Leinenübertragung arbeitet
  • Pendelruder und Hilfsruder perfekt aufeinander abgestimmt sind
  • das Hilfsruder stets am größten Krafthebelarm arbeitet: am Heck des Schiffes
  • Luvgierigkeit vom Hauptruder getragen wird, das festgesetzt wird

 

Systemabstimmung

Die Systemabstimmung eines Pendelrudersystems zum Hauptruder kann immer nur ein Kompromiss sein, da

  • die Kraftübertragung stets unterschiedlich arrangiert wird
  • Radsteuersysteme unterschiedlich in Bezug auf Rad-Durchmesser und Anzahl der Umdrehungen von Anschlag zu Anschlag ausgelegt sind
  • Hauptruder in Art und Ausführung vielfältig verschieden sind

Die Systemabstimmung eines Doppelrudersystems ist perfekt, da es sich um ein geschlossenes System ohne variable Komponenten handelt. Wenn ein Pendelrudersystem bereits im Grenzbereich arbeitet, steuert ein Doppelrudersystem stets noch mit enormer Kraftreserve !

Je länger die Reise, je kleiner die Crew.

Desto wichtiger die Entscheidung für möglichst vollständige Entlastung von manueller Steuerarbeit, auch in schwierigen Situationen.

Manuelles Steuern macht Spass – rund um die Bojen, ... kann jedoch zur Strafe werden - auf Langtörn!

 

Welches System für welches Fahrtgebiet ?

Urlaub oder Wochenende:

Vorteil PACIFIC :

  • Pendelruder Lift - Up
  • Manövriereigenschaften bleiben unverändert
  • Kompakte Abmessungen
  • Geringeres Gewicht

Blauwasser:

Vorteil PACIFIC PLUS:

  • Grössere Steuerkraft
  • Vollwertiges Notruder

Wenn PACIFIC und PACIFIC PLUS infrage kommen, hilft häufig ein Preisvergleich: PACIFIC zuzüglich Anbauteile und Radadapter gegenüber PACIFIC PLUS

Viele Segler haben die Mehrkosten für das bessere System im Verlauf nur weniger Nachtwachen „vergessen“, ganz einfach, weil sie festgestellt haben, wie unendlich bequem es ist, sich für ein System mit enormer Steuerkraftreserve entschieden zu haben. Je grösser die Steuerkraftreserve eines Systems, desto ruhiger die Freiwache, der Schlaf. Auch ein Spinnackerbaum hält länger, wenn das Windsteuersystem über Steuerkraftreserven verfügt.

Welches System für Ihr Schiff?

PACIFIC LIGHT

  • generell nur für Schiffe bis ca 27 ft / 2,5 t.
  • Es wird nicht empfohlen, die PACIFIC LIGHT an größeren Schiffen einzusetzen, da der Pendelarm und andere Bauteile konstruktiv nur für auftretende Lasten auf kleineren und leichteren Schiffen ausgelegt sind.

PACIFIC

  • für Schiffe mit Pinnensteuerung
  • für Schiffe mit mechanischer Radsteuerung
  • für Schiffe mit Cockpit achtern

PACIFIC PLUS

  • für Schiffe mit Radsteuerung im Mittelkockpit
  • für Schiffe mit hydraulischer Radsteuerung
  • für Schiffe mit Radsteuerung im Achterkockpit
  • wenn ein Windsteuersystem mit großer Steuerkraftreserve und der besten Steuerqualität gewünscht wird (Blauwassersegeln).
  • Wenn ein Notruder als wichtig erachtet wird

WINDPILOT, weil es Wichtigeres gibt, als Rudergehen!

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