Návrh ovládania od serva po plachtu

Podrobnosti

Kategória: stavba

Uverejnené pondelok, 21. január 2013, 10:15

Napísal: Jack

Prečítané: 5588x

Keď sa rozhodnete postaviť svoju prvú plachetnicu - myslieť budem konkrétne plachetnicu triedy RG65 - tak si najskôr vyhliadnete takú, ktorá sa vám páči svojim tvarom trupu a oplachtením a prípadne zahrniete aj hľadisko, že táto loď bola v regate úspešná. Potom pátrate po plániku, prekresľujete rebrá a všetko dookola.

Tak to bolo aj so mnou.

Skôr, či neskôr ale prídete na to, že k plániku vám chýba podrobný popis a nákres, ako vyriešiť ovládanie plachiet od pomerne malého serva s výchylkou páky 90° od jednej krajnej polohy po druhú, pričom dĺžka ráhna hlavnej plachty (aj kosatky) je cca 21 cm a výchylka cca 70° na každú stranu.

Poznámka: Obe plachty (hlavná aj kosatka) sú ovládané jedným a tým istým servom a ich výchylky od základnej polohy (rahno v osi lode) musia byť rovnaké; kosatka má principiálne už v neutráli nastavenú väčšiu výchylku, či skôr odchylku od hlavnej plachty (5° až 10°). Servom neprestavujeme plachty zo strany na stranu, tie prestavuje "priateľ" vietor; servom len priťahujeme a povoľujeme plachty a to rovnako a rovnakým spôsobom na obe strany.

Ale ako určiť bod uchytenia ovládacieho lanka na ráhne plachty v závislosti od dĺžky páky serva, aby sa ráhno pri plnom pritiahnutím páky na vysielači presunulo do základnej polohy (do osi lode) a maximálnym potlačení páky na vysielači nastavilo do uhla 70° od základnej polohy?

Toť otázka, nad ktorou sa chcem v tomto článku zamyslieť a ukázať riešenie. Priatelia matematici - poďme na to!

Najskôr schématický obrázok:

Je na ňom obrys lode a ráhno hlavnej plachty, ktoré sa vychyluje okolo stožiara o max. 70°. Potom je tu servo s pákou, ktorá má výchylku 90°, pričom páka serva je v takej polohe, aby ovládacie lanko viedlo do bodu C, kde prechádza cez očko nad palubu a prichytáva sa na rahno hlavnej plachty.

Z obrázka je jasné o čo ide! Páka serva je schopná lanko "potiahnuť" o dĺžku úsečky AB (vyznačené červenou farbou), ale na vychýlenie ráhna o 70° potrebujeme dĺžku CD (vyznačené červenou farbou), ktorá je dlhšia ako AB.

Poznámka: Rozdielne dĺžky je možno zdánlivo riešiť dvoma spôsobmi:

1. Na servo dáme takú dlhú páku, ako je dĺžka rahna - bohužiaľ by sa do trupu nevošla.

2. Rahno prichytíme v bode C tak, že sú úsečky AB a CD rovnaké. Ovládanie by ale v tomto prípade bolo veľmi nepresné. 

Na zdvojnásobenie "ťahacej schopnosti serva" používajú modelári jednoduchý trik: kladku! Opäť obrázok na vysvetlenie:

Ovládacie lanko je pevne prichytené "niekde v podpalubí" v mieste tesne pri bode C, odkiaľ ide na kladku na páke serva, otočí sa okolo nej, vracia sa do bodu C, na ktorom je očko v palube, ním prechádza a nad polubou sa upevňuje na ráhno hlavnej plachty. Z obrázka vidno, že ovládacie lanko sa pri plných výchylkách serva predlžuje (resp. skracuje) o dvojnásobnú dĺžku úsečky AB.

Nástroj ako dosiahnuť cieľ už máme. Teraz len vypočítať, kde má byť bod C na ráhne (a očko v palube), aby sa ráhno vychýlilo o požadovaných 70°, pri maximálnej dĺžke páky na serve s kladkou, aká sa nám do trupu vojde.

Poznámka: Budem písať o konkrétnych dĺžkach, ktoré sa používajú, aby nebol popis veľmi teoretický ale radšej praktický. Z rovnakého dôvodu budem zaokrúhlovať výsledky výpočtov. 

Výpočet:

Použijeme páku serva s dĺžkou 6 cm.

Dĺžku úsečky AB vypočítame jednoducho ako preponu pravouhlého trojuholníka: odmocnina z 2x 6² = 8,5 cm. Použitím kladky získame dvojnásobok dĺžky, teda 17 cm.

Pozrime sa na prvý obrázok: Tých 17 cm je dĺžka úsečky CD.

Ešte ale nevieme, kde je bod C na ráhne. To vypočítame takto:

Vytvoríme pomocný pravouhlý trojuholník tak, že od stožiara vedieme kolmicu na úsečku CD. Tá ju rozdelí v bode E na dve rovnako dlhé úsečky a rovnako uhol 70° rozdelí na 2x 35°.

Vzdialenosť bodu C od stožiara je: (17/2)/sin35° = 14,8 cm.

V tejto vzdialenosti umiestnime na ráhne upinák (krúžok zo silikónovej hadičky) na ovládacie lanko. A presne pod ním, na palube, bude otvor - očko, ktorým lanko bude vychádzať z podpalubia.

Ak zvolíme inú dĺžku páky serva, resp. aj iný uhol vychýlenia ráhna, nové hodnoty vo výpočte zmeníme a dostaneme požadovaný výsledok. Rovnako možno postupovať, ale opačným smerom, ak máme určený bod C a hľadáme dĺžku páky serva.

Poznámky na záver:

Ovládanie spravené podľa takéhoto výpočtu skutočne "funguje" a preto sa vyvarujme vytváraniu zbytočných "rezerv" v zmysle: "Spravím páku na serve radšej o centimeter dlhšiu, aby boli výchylky dostatočné!" Vedie to potom k tomu, že servo pracuje namiesto s výchylkou 90° len na 45° a prichádzame tak o presnosť ovládania. Nechcem tým ale povedať, aby ste dĺžky po výpočte neprekontrolovali jednoduchým nákresom a premeraním - to určite skôr doporučujem. 

Kosatku ovládame lankom vedeným paralelne s lankom hlavnej plachty. Vyvedieme ho nad palubu rovnako cez očko v bode C a potom do druhého očka pod ráhnom kosatky. Aby sa obe plachty vychylovali rovnako, je potrebné, aby aj vzdialenosti bodov C uchytenia ovládacích laniek na oboch ráhnach boli rovnaké.

Možeme ale na páku serva prichytiť ešte jednu, samostatnú kladku pre kosatkové lanko. Ak bude uchytená na inej dĺžke páky, tak musíme urobiť samostaný výpočet, aby vychylky plachiet boli rovnaké (mám to tak spravené). 

Prakticky je vždy ráhno plachty vyššie nad palubou a teda aj vyššie od očka vyvedenia lanka od serva. To spôsobuje, že výchylka ráhna je trochu iná, menšia, ako vypočítaná. Z tohto dôvodu vidno na lodiach "trubičky"  zastoknuté  do paluby, ktorými je lanko vedené k ráhnu. Má to aj ďalšie pozitívum, že nezateká toľko voda do trupu.

Aby mali obe plachty rovnaké výchylky, je ďalej nutné, aby aj zvyslé vzdialenosti ráhien od očiek na palube (resp. "trubičiek"), ktorými je vedené lanko, boli v základnej polohe rovnaké. A kedže prakticky ráhna nie sú rovnako vysoko nad palubou, tak sa používajú rôzne podložky pod očká, resp. sa použijú rôzne dlhé trubičky

Jack

• < Predch.
• Nasl. >