42 fot organisert vanvidd: Hydraulisk styring

Del 11

42 fot organisert vanvidd

Hydraulisk styring

I marsutgaven beskrev Ragnar selvbygger hvordan han laget og monterte roret. Nordisk Båtstandard (heretter NB) dimensjonerte roraksling og krefter på roret. Denne gang monterer han hydraulisk styring, lager nødstyring og bygger autopilot inn i hydraulikken. Dimensjoner og CE-merking er viktig. Skal selvbyggeren klare dette, må han få hjelp fra leverandørene. Kommunikasjon blir nøkkelen til suksess.

Tekst og foto: Ragnar Steinhovden

Hydraulisk styring

For å styre en 42 fot og 15 tonn tung båt, er hydraulisk styring nødvendig. Mange produsenter oppgir for eksempel at: ”hydraulikk type A passer til båter fra 12 - 15 meter”. Det er som å si at alle personer med høyde 1,8 m skal ha sko nummer 42. For valg av hydraulikktype er bestemt ut fra båttype, maksfart og utforming av roret (rorareal, ballansert ror eller ikke, profilert eller plateror.)
En seilbåt trenger etter NB kraftigere hydraulisk styring enn en motorbåt på samme størrelse og med samme fart. Faktisk må Njord som seilbåt ha hele 2 ½ gang kraftigere hydraulisk styring enn om den hadde vært motorbåt. (Utregningene for dette ligger på internettsiden min.) Derfor må du gi alle rordata, båttype m.m. til leverandøren og be ham regne ut hvilken hydraulisk styring som passer til din båt. Og her gjør vi klokt i å be leverandøren dokumentere at hydraulikken stemmer med regelverket.
Jeg valgte hydraulisk styring fra Sleipner. Den er norskprodusert, CE-merket og det var uproblematisk å få regnet ut styresylinder. Min egen kontroll mot NB ga bra samsvar med det ingeniørene hos Sleipner valgte. Styresylinderen fra Sleipner gir en styrekraft på ca. 860 kg, mens egne beregninger etter NB viser et behov på 780 kg.

Rorkult

Rorkulten overfører kraften fra styresylinder til roraksel. Rorakselen til Njord er 50 mm i diameter. Hos Tenfjord fant jeg en kraftig rorkult beregnet på ”yrkesbåter”. Først trodde jeg rorkulten var overdimensjonert. Men beregninger viste at den måtte være så sterk. Rorkulten har en 15 cm lang dobbel arm og får ytterst påført en last på 860 kg. Det kritiske er imidlertid festet til akslingen. Tenfjord-kulten har et 55 mm langt kilspor for feste til rorakslingen. Utregninger viser at kilsporet skal ta opp 5400 kg ved bruk. Og 50 % mer i såkalt ”bruddgrensetilstand”, altså hele 8100 kg.
Be derfor leverandøren din å dokumentere med beregninger at rorkulten de leverer er sterk nok. Faktisk var rorkulten til Njord ett av de mest kritiske delene av hele styresystemet.
Rorkulten er så sterk at den tåler å bli brukt som rorstopper. Rorstopper skal lages som en stålbrakett som er foret med gummi for å redusere slag når rorkulten treffer. NB krever at det monteres rorstoppere som hindrer roret i å komme for langt over til siden ved bakking.

Nødstyring

Etter NB skal en båt med hydraulisk styring ”ha muligheter til å arrangere” nødstyring. Nødstyringen på Njord er lagt av et firkantrør tredd ned på tilslipt topp av roraksling og låst med en låsepinne. Røret går over i et rundt stålrør som er ført opp gjennom akterdekket i en dekksgjennomføring. Over dekk lages det en rorkult for montering på røret.
Rormomentet til Njord er 135 kgm med rorkult på 15 cm. Dette tilsvarer det samme som en person skjøv med 45 kg på en 3 m lang rorkult. (Kraft x arm; 45 kg x 3 m = 135 kgm). Her må vi passe på at momentet på 135 kgm er ved maks rorvinkel og fart. For å nødstyre en båt, er det langt mindre krefter som er nødvendig. Nødstyring blir derfor med en ca 2 m lang rorkult.

Montering

Her lønner det seg å tegne en skisse før monteringen starter. (se tegn) Selv om du ikke monterer autopilot nå, bør du forberede røranlegget for den. Dette gjøres enkelt ved å legge ut rør til ”fremtidig” hydraulikkpumpe og avslutte dem med stengekraner.
For båter på Njords størrelse brukes kobberrør i stedet for hydraulikkslanger. Men overgangen til sylinderen må ha hydraulikkslange for å ta opp bevegelse. Kobberrørene må kuttes med rørkutter (hjul som skjærer) og alle grader fjernes etter skjæring. Bruker du baugfil e.l., kan du være sikker på å få masse metallpartikler i rørene. Metallpartiklene vil etter kort tid ødelegge styresylinderen og hydraulikkpumpa. Og dette dekker ingen garanti, så det lønner seg å blåse rørene helt rene før montering.
Rørdelene monteres sammen med koblinger med klemringer. Rørene må legges opp slik at du unngår ”svanehalser”. I slike bøyer vil luft kunne samle seg og være vanskelig å få ut. Jeg skal i tilegg montere på ”rattlås”. Dette er en ”hydraulisk” ventil fra Sleipner påmontert lås. Med denne låst, vil det være umulig å styre båten fordi låsen hindrer oljen å sirkulere i rørene. Og bryter tyven den opp, renner oljen ut, og styringen funger ikke mer.
Styresylinderen må festes skikkelig. Feste skal ta opp hele 1290 kg i såkalt bruddgrensetilstand. Jeg lagde meg en 5 cm tykk plate limt sammen av furulekter. Platen ble bort hull i for roraksling og festet til bunnstokken med lim og skruer. Styresylinderen vil få slag fra roret ved bruk. Derfor lønner det seg å montere en metallplate under sylinderfeste slik at boltene ikke får slå seg løse i treverket.
Rattpumpene til Sleipner er lette å montere. Et hull i skottet og så feste med 4 bolter. Men her må vi passe på å ikke kle inn baksiden av rattpumpa. NB krever at det må være tilgang til koblingene slik at lufting kan skje selv under bruk på sjøen.

Autopilot

For 20 år siden hjemme i Sunnfjord husker jeg godt da en ”forhenværende” hotelldirektør monterte autopilot i sin 35 fot store båt. Uka etterpå ble båten observert i 30 knops fart med stø kurs rett mot land. Den stanset 20 meter oppe på land i en vik som heter Engen. Ut av båten ramlet direktøren, og en dame ”uten en tråd”, nokså forslått. Dette ga inspirasjon til den lokale skald. Dagen etterpå kunne vi lese i avisen en nidvise der refrenget var ”de kjørte på land i Engen, for de trodde de lå hjemme i sengen”
I dag er elektronikken kommet så langt at det er håp for fyrrige sunnfjordinger. Med radar, GPS, vindfløy og digitaliserte kart, kan en autopilot klare det meste. Selv ser jeg på autopiloten som et av båtens viktigste instrumenter. Derfor satser jeg maksimalt på å få en pilot som fungerer under alle forhold. En pilot som slutter å virke fordi det blåser kuling, har ingenting å gjøre om bord i en seilbåt!
Utfordringen gikk til Simrad. De har fabrikk rett i nabolaget og valget ble en Robertson AP-20 autopilot.

Hydraulikkpumpe

For å styre Njord med autopilot, må en hydraulikkpumpe presse oljen til styresylinderen for å gi styrekraft. Hydraulikkpumper bruker strøm og i en seilbåt må du derfor bruke en strømsnill pumpe. Men den kan heller ikke være for svak. Det ideelle for en autopilot er at pumpen kan bringe roret fra borde til borde på 10 –15 sekunder. Derfor må hydraulikkpumpa tilpasses volumet på styresylinderen. Leverandøren regner ut dette for deg.
Hydraulikkpumper støyer en del. Derfor må vi unngå å plasser dem under køyer o.l. Pumpa må monteres lavere enn styresylinderen for å unngå problemer med lufting. Og et godt råd fra Simrad: Bruk ventiler på alle rørene som går til pumpa, slik at du kan stenge av oljen til pumpa dersom den svikter og går lekk. Dermed vil du ikke få luft i styresystemet og miste styringen.

Kompasset viktig

Simrad mener at opp mot 80 % av alle problemer med autopiloter, kan tilskrives for dårlig kompass. Simrad bruker et fluxgatekompass som standard som er et magnetisk kompass. Fluxgatekompass klarer 35 graders helling. Det er noe påvirket av rull og stamp.
Ratekompasset derimot, er uavhengig av magnetisme og er minimalt påvirket av rulling. Ratekompasset er egentlig et fluxgatekompass stabilisert av en ratesensor. Resultatet blir bedre kurshold og mindre ”jobbing” (rorbruk) for piloten, særlig ved rull og stamp. Følgelig også mindre strømforbruk, noe som er viktig i en seilbåt.
Alle båter har sin egen styrkarakteristikk og nykker. Njord er tung og langkjølet og burde være retningsstabil. Derfor prøver jeg først om fluxen klarer jobben. Hvis ikke, kan kompasset enkelt oppgraderes til et ”rate stabilisert kompass” ved å sette inn et ratetilleggskort i fluxgatekompasset. Dette koster ikke mer enn om jeg hadde valgt rate stabilisert kompasset fra starten.
Plassering av kompasset er viktig. Ideelt sett burde det være montert i båtens rulle- og stampesenter. Men her er det som regel motor og elektrisk utstyr som påvirker kompasset. Njord har i tilegg jernkjøl som skaper magnetfelt. Kompasset må være lengst mulig vekk fra den. Det beste er å bruke et vanlig håndholdt kompass og prøve seg frem til man finner det ideelle stedet. For Njord antar jeg det vil være oppunder dekk i kahytten, ca 2 m vekk fra motor og vindupussemotorer.

Montering

Simrad har en 125 sider bruk- og monteringsveiledning på norsk. Her er ikke en eneste kabel eller skrue overlatt tilfeldighetene. Alle menyer på piloten er også på norsk. Piloten er ”selvdiagnoserende”, dvs. elektronikken oppdager koblingsfeil. Skulle hydraulikkpumpa få feil polaritet, vil piloten selv stille seg om slik at systemet blir riktig.
Piloten har i tillegg ”sjøprøve”. Ved denne prøvekjører piloten båten og lærer seg hvordan den reagerer på de forskjellige rorutslag og stiller seg selv inn på riktige styringsparametere. Den lærer seg altså båtens styringskarakteristikk på samme måte som du selv må lære en båt å kjenne.
Selve piloten og elektronikken blir ikke montert i Njord før etter sjøsetting. Når du står i en plasthall slik som jeg, er dette altfor kostbart utstyr til å være løst montert i båten. For å unngå tap, bør mest mulig skrus løs og tas med hjem etter prøvemontering.
Neste artikkel:
Bøker for båtbygging. Her vil jeg også se hva båtbyggeriene har i bokhylla si. Ellers beskrives en fyllingsdør i alm lages for båtinteriør.

Internett:
https://home.c2i.net/rsteinho