Windvaanstuurinrichtingen.
Hoe leuk zeilen ook kan zijn, soms zit een schipper verlegen om een extra hulpje bij het sturen. Vooral solozeilers zullen dit herkennen, onder bepaalde omstandigheden is een hulp die stuurt wenselijk. Ook bij lange tochten kunnen stuurinrichtingen een grote bijdrage leveren aan comfort en veiligheid. Immers bemanning hoeft niet geconcentreerd bezig te zijn met sturen, maar kan andere zaken voor zijn rekening nemen. De toename van het solozeilen brengt ook de behoefte van een stuurinrichting met zich mee en in het begin van 1900 worden de eerste boten met een zelfstuurinrichting uitgerust. In de loop der jaren worden vele verschillende systemen ontworpen en uitgeprobeerd. Na de jaren ’70 van de vorige eeuw hebben de ontwikkelingen een grote versnelling gekend door een toenemende belangstelling voor het oceaanzeilen, wat voor meer mensen binnen handbereik kwam. De laatste 20 jaar zijn het vooral de elektronische stuurinrichtingen waarbij de ontwikkelingen snel gaan.
In principe zijn er twee methoden beschikbaar, besturing via een elektrische stuurautomaat of besturing via een windvaanstuurinrichting. Beide principes worden veel gebruikt, waarbij vooral de elektronische stuurautomaat de laatste jaren een grotere vlucht heeft. Beide systemen hebben natuurlijk hun voor- en nadelen.
Elektrische stuursystemen.
Al deze systemen werken via een kompas. De kompas kan los geplaatst zijn of in het apparaat ingebouwd. De kompaskoers wordt ingesteld en de boot wordt door de stuurautomaat op de gestelde koers gehouden. Wijkt de boot af van koers dan zal de stuurautomaat corrigeren tot op de goede koers. Tegenwoordig kunnen stuurautomaten aan kaartplotters gekoppeld worden zodat de boot vanzelf de ingegeven route volgen. Bij deze manier van varen zullen de zeilen getrimd moeten worden naar de omstandigheden op de ingestelde koers. Boot- en zeiltrim zijn hierbij belangrijk om de stuurautomaat niet teveel te moeten laten werken. Dit betekent dus regelmatig de zeiltrim controleren en bijstellen. Bij een toenemende wind en zeegang zal een stuurautomaat steeds meer kracht moeten gaan leveren om de boot op koers te kunnen houden.
Als voordelen van een elektronische stuurautomaat kunnen genoemd worden de vastgestelde kompaskoers, klein en in toenemende mate betrouwbaar (zeker de laatste jaren). Nadelen zijn er ook, zo gebruikt een stuurautomaat stroom en er zal dus een voldoende accucapaciteit voorradig moeten zijn. Stuurautomaten kunnen last hebben van magnetisme, zeker in de buurt van zendinstallaties of bouwwerken met veel ijzer.
Windvaanstuurinrichting.
Windvaanstuurinrichtingen zijn niet afhankelijk van elektriciteit maar van de wind zelf. Het moet dus wel een beetje waaien willen deze systemen kunnen werken. In grote lijnen komt het er op neer dat het systeem een windvaan heeft welke in een bepaalde windhoek wordt geplaatst. Wanneer de boot van deze windhoek afwijkt, zal de windvaan gaan bewegen. Deze beweging wordt omgezet in een stuurcorrectie zodat de boot weer terugkomt op de windhoek. Omdat de wind nooit constant uit een bepaalde hoek komt, maar altijd wat variatie kent zal de koers met een windvaanstuurinrichting nooit helemaal recht zijn. Ook door de eigenschappen van het systeem zelf zal de koers een kleine golfbeweging zijn rondom de ingestelde koers. Voor de wind hebben de meeste windvaanstuurinrichtingen het moeilijk, de boot zal neiging krijgen om te gaan gieren. Dit kan beperkt worden door de windvaan gevoeliger te maken door kantelen van het vaanblad.
De kracht voor dit sturen wordt meestal gegenereerd door een (servo)pendulum of soort hulproer. Bij de windvaanstuurinrichtingen zijn in principe twee systemen te benoemen, dit naar indeling van de as waarom de windvaan draait. Er bestaan zogenaamde V-vanen, waarbij de windvaan om een verticale as draait, en H-vanen waarbij de windvaan om een (soms met een kleine hoek) horizontale as draaien. V-vanen sturen meestal een hulproer aan en het oppervlakte van de windvaan zal dan ook groot moeten zijn om voldoende kracht te kunnen leveren. Bij afwijking van de ingestelde windhoek zal de vaan gaan draaien en direct het roer van de boot bedienen via lijnen. De boot wordt zo weer op de ingestelde windhoek terug gestuurd. Voorbeelden van deze windvanen zijn de oude Windpilots of de Hasler. Bij H-vanen kunnen de windvanen kleiner blijven omdat de kracht wordt geleverd door een (servo)pendulum. Bij afwijking van de ingestelde windhoek zal de windvaan gaan bewegen en het pendulum ook. Dit pendulum levert dan de kracht om de helmstok (of stuurwiel) te bedienen. Dit sturen gebeurt via lijnen welke aan de helmstok (of stuurwiel) verbonden zijn. Als voorbeelden van H-vanen kunnen de Aries en de Navik genoemd worden.
Voordelen van een windvaanstuurinrichting zijn de onafhankelijkheid van elektriciteit en betrouwbaarheid. Bij toenemende windsterkte en golfslag gaan windvaanstuurinrichtingen steeds beter werken. Nadelen kennen deze systemen ook, zo zijn er vaak lijnen in de kuip noodzakelijk om te kunnen sturen en zijn de windvaanstuurinrichtingen vrij groot van omvang.
“Best of both worlds”?
Sommige wereldomzeilers hebben beide systemen gecombineerd. Het voordeel hiervan is dat je met zeer geringe kracht van een stuurautomaat die gekoppeld is aan het vaanblad van de windvaanstuurinrichting kunt sturen. Zeker als er geen wind is. Omdat het vaanblad in een balans verkeerd is het sturen via het vaanblad een licht karweitje. Hierdoor hoeft er voor een grote boot geen grote stuurautomaat aan boord te zijn en kan met een minimum aan stroomverbruik nauwkeurig gestuurd worden.
Voor meer informatie, kijk een op de volgende linken:
www.cruisenews.net/cgi-bin/windvane/windvane.pl
www.mindspring.com/~waltmur/Self-Steering/
www.windpilot.com/Grafiken/pdf/bookhol.pdf
Ook heeft Gerard Dijkstra een leuk boekje geschreven,
Windvaanstuurinrichtingen (ISBN 9022811417), soms nog via Internet te verkrijgen.
Mijn eigen ervaringen.
Ik heb aan boord van mijn Waarschip 8.70 (Halfton) zowel een windvaanstuurinrichting (Navik servopendulum) en een stuurautomaat (Navik VR10). Mijn vaargebied is voornamelijk het IJsselmeer en soms Wadden en Noordzee.
Als het voldoende waait, mijn criterium hierbij is dat de boot minimaal 2 knopen vaart, gebruik ik mijn windvaanstuurinrichting op koersen van hoog aan de wind tot ruime wind. Voor de wind stuur ik de boot zelf of gebruik ik de stuurautomaat. Bij weinig wind of als ik op de motor vaar gebruik ik de stuurautomaat. Beide systemen leveren bij mij aan boord hun bijdrage. De windvaanstuurinrichting stuurt het vaakst, puur omdat ik zo onafhankelijk mogelijk van elektra wil zijn. De Navik stuurt de boot altijd netjes, wel schommelt de koersafwijking rond de 5 tot 10 graden ten opzichte van de ingestelde koers, afhankelijk van de koers ten opzichte van de wind. Maar de boot reageert hierbij goed op windvlagen en loopt dan ook nooit uit het roer. De windvaanstuurinrichting heeft al vele mijlen gestuurd zonder problemen die niet voorzien waren.
Mijn beide systemen hebben mij overigens nog nooit in de steek gelaten, ik kan er nog steeds voldoende op vertrouwen. Zelfstuur is prettig, zelfs als je niet de wereld om vaart. Ook op het IJsselmeer is comfortabel om eens niet altijd zelf te hoeven sturen om rustig een kop koffie of een broodje te maken. Ook heb ik regelmatig onderweg staan koken en zitten eten en de afwas gedaan op het IJsselmeer terwijl de boot zichzelf stuurt. Prachtig, dat is dan pas echt genieten van het water! Ik zou niet meer zonder kunnen!
