Začetnik v jadranju se verjetno sprašuje kakšen smisel ima nadzor nad jadrnico prepustiti elektronski napravi (avtomatski pilot), če pa je lepota jadranja ravno v upravljanju s plovilom. Potem pa pride do situacije, ko se posadka loti napačnga manevra in potrebuje skiperja ali pa ko je član posadke, ki je že več ur na straži za krmilom, utrujen in bi si šel skuhati kavico…medtem pa jadrnica neustrašno ohranja svojo smer pod sunki vetra; to je ta čarovnija, ki jo sproži ta neživa, a inteligentna “stvar” in s tem pokaže svoj pravi pomen. Resnica je, da vsakdo, ki poskusi udobje avtopilota, ga ne le zelo ceni, ampak brez njega skoraj ne more več.

Ime avtopilot ali samoupravni sistem je splošni izraz, ki dejansko zajema veliko različnih vrst naprav, imajo pa vse isto osnovno načelo: da avtomatski sistem nekako zazna smer plovila ali smer vetra ali pa oboje in se odloči, kako bo krmil pod vašim nadzorom in z minimalnim posredovanjem krmarja. Z drugimi besedami: avtopilot je nekakšna nevidna posadka.

Pomorski avtopiloti – zgodba, ki se je začela že zdavnaj

Samoupravljanje na jadrnicah obstaja že dolgo časa, čeprav velja, da je prvi, ki je uporabil pravi, čeprav nepopoln sistem za nadzor krmila plovila, Joshua Slocum. On je namreč leta 1890 spoznal, da bo njegova jadrnica “Spray” držala naravnost na tisoče milj, če bo krmilnik blokiran. Številni izkušeni jadralci trdijo, da ni bila zaslužna le palica, s katero je zaklenil krmilo, temveč kombinacija obrobe jader in oblike trupa, ki je držala Spray na poti. Kakorkoli, trik, ki ga je Slocum uporabil, je omogočil prvo plovbo z nevidno posadko. Takšen podvig je očitno vzbudil široko zanimanje za samoupravne sisteme. Začetki razvoja teh sistemov segajo v zgodnja desetletja 20. stoletja. V tem obdobju je bilo razvitih nekaj avtopilotov za regate čolnov, ki so tekmovali v dolgih kanalih. Prvi sistem, ki temelji na žiroskopu, je bil ustvarjen v dvajsetih letih prejšnjega stoletja, vendar je bil takrat na voljo le za velika plovila. Navtiki so morali počakati do sedemdesetih let prejšnjega stoletja, ko je Derek Fawcett ustvaril prvi avtopilot za majhna plovila.

Elektronski avtopiloti so danes zapletena mešanica prefinjene elektronike in kompleksnih algoritmov, ki ne zagotavljajo le natančno, ampak tudi učinkovito krmiljenje plovila. Vendar pa prefinjenost današnjih avtopilotov ne pomeni, da so enostavnejši mehanski sistemi izgubili svoje mesto na krovu; nasprotno še vedno so ključni, če ne že bistveni kos opreme, na katero mnogi navtiki prisegajo. Torej, poglejmo najprej, kako ti sistemi delujejo.

Elektronski avtopiloti 

Elektronski avtopiloti so preprosto majhni računalniki, ki sprejemajo informacije od različnih senzorjev, se odločajo kako krmiliti in nato tudi premaknejo krmilo. Da bi se odločili, kako bodo krmilili plovilo, morajo avtopiloti najprej pridobiti nekaj osnovnih podatkov. V ta namen je najpomembnejši podatek o smeri čolna, ki ga avtopilot pridobi iz elektronskega kompasa. Poleg tega avtopiloti uporabljajo žiroskope, ki označujejo hitrost spremembe tečaja ali, če želite, hitrost obrata. Drugi senzor, ki je pogost pri nekaterih avtopilotih, meri dejanski kot krmila. Elektronski avtopiloti lahko prejemajo informacije iz različnih drugih virov, odvisno od tega, kako izpopolnjeni so. Podatki GPS na primer omogočajo avtopilotu, da se obrne proti smerni točki, medtem ko podatki senzorja vetra omogočajo avtopilotu, da vzdržuje stalen kot proti vetru, namesto da se usmerja proti kompasu. Današnji najnaprednejši sistemi vključujejo senzorje, kot je 9-osni merilnik pospeška, ki zagotavljajo zelo natančne loke, tudi ko je plovilo podvrženo zdrsom, nagibu in zibanju ali pluje pri nizki hitrosti.

Avtopilotski računalnik in pogonska enota

Računalnik z avtopilotom je dejansko mozeg celotnega sistema, čigar naloga je sprejemanje in obdelava podatkov iz več senzorjev in skiperjevih navodil ter odločitev, kako krmiliti plovilo. Številni sodobni avtopiloti se povežejo z risalniki kart in lahko dejansko upravljajo plovilo. Z drugimi besedami, lahko uporabnika popeljejo od točke A do točke B brez večjih posegov s strani skiperja, ob tem se pa izognejo tudi nevarnostim. V resnici ste pa lahko, če pustite avtopilot popolnoma brez nadzora, na koncu v resnih težavah. Ampak dokler ga imate pod nadzorom je le-ta lahko zelo koristen.

Pogonska enota je mišica avtopilota, ki je odgovorna za dejansko gibanje krmila. Običajno se poveže s krmilom neposredno ali preko krmila ali kolesa. Preprosto povedano, pogonska enota je le motor, ki ga krmili avtopilotski računalnik. Skiperji koristijo avtopilot s pomočjo krmilne enote. Te enote imajo običajno nekaj gumbov, ki omogočajo vklop in izklop avtopilota ali spreminjanje smeri postopoma za eno ali nekaj stopinj.

Energetska poraba – šibka točka elektronskih avtopilotov

Glavna pomanjkljivost avtopilotov je poraba energije. Torej pred namestitvijo le-tega skrbno pretehtajte svoje dejanske potrebe in se prepričajte ali so baterije res kos zahtevani porabi. Je pa mogoče zmanjšati zahtevan nivo energije s strani avtopilota, če ugotovimo kateri drugi dejavniki vplivajo na njegovo porabo energije. Značilnosti plovila, kot sta izpodriv in oblika trupa, igrajo zelo pomembno vlogo pri porabi energije. Vendar pa je glavni dejavnik, ki vodi do velike potrebe energije, verjetno prav trimanje jader. Dobro uravnoteženo plovilo bo od avtopilota porabilo veliko manj energije kot slabše uravnoteženo. Na energetsko porabo avtopilota močno vplivajo tudi razmere na morju. Veliki valovi zahtevajo precej pogostih prilagoditev krmila in zato tudi veliko moči. V takih situacijah bi moral nekdo prevzeti krmilo in za nekaj časa prihraniti delo avtopilota. 

Mehanski avtopilot: prednosti in slabosti

V bistvu je glavni koncept mehanskih samoupravnih sistemov enak kot pri njihovih elektronskih kolegih. Oboji za usmerjanje plovila potrebujejo senzorje, da določijo smer plovbe. Vendar se podobnosti tu končajo in obstaja veliko pomembnih razlik. Predvsem v mehanskih sistemih senzorji niso elektronski, ampak preprosto fizični objekti, kot sta vremenska lopatica ali jadro. Poleg tega uporabljajo mehansko opremo za prenos sil, ki premikajo krmilo, torej nimajo elektromotorjev ali drugih elektronskih komponent.

Najpogostejši tip mehanskega samokrmiljenja je mehanski vetrni avtopilot, ki je na voljo le v dveh tipih. Prvi je sistem, ki ga imenujemo “pomožno krmilo”. Pri tej vrsti lopatice je pomožno krmilo nameščeno na krmi in postane “pravo” krmilo, ki usmerja plovilo. Pri uporabi pomožnega krmila je treba krmilo plovila pritrditi, na primer z zaklepanjem kolesa ali s privezovanjem droga. Lopatica ima protiutež, ki jo drži navpično, razen če je veter dovolj močan, da jo sam obrača. Ko je veter vzporeden z lopatico, ostane le-ta navpična in v tem primeru ostane krmilo poravnano s plovilom. Če jadrnica spremeni smer, veter potisne lopatico, ki nato zavrti pomožno krmilo, da se plovilo vrne na predvideno smer. Za pravilno delovanje na kateri koli točki jadranja preprosto naravnajte lopatico proti vetru. Prav tako je mogoče prilagoditi občutljivost odziva krmila. Pomožno krmilo je pravzaprav odlično, saj lahko deluje tudi kot krmilni sistem v sili, če je nanj pritrjen majhen krmilnik.

Druga zelo pogosta vrsta vetrnega krmila je servo nihalo. Na voljo je sicer veliko znamk servo nihalnih vetrnih lopatic, vendar delujejo vse zelo podobno. Tako kot direktni pogon ima tudi servo nihalo majhno veslo v vodi, ki je sicer videti kot krmilo, vendar pa dejansko ne krmili plovilo. Lopatica v tem primeru premika veslo na enak način kot zobnik z neposrednim pogonom, vendar pa celotno veslo lahko prosto niha od strani do strani, torej kot nihalo. Ko se veslo vrti, hidrodinamična sila povzroči, da niha na obe strani, odvisno od smeri vrtenja. Nekaj ​​vrvic nato prenese to gibanje na kolo ali ročico. Skratka, glavna razlika med sistemom neposrednega pogona in sistemom servo nihala je v tem, da je pri slednjem tisto, kar na koncu krmili plovilo je krmilo jadrnice in ne pomožno krmilo avtopilota.

Avtopilot – elektronski ali mehanski? 

Zdaj, ko vemo nekaj več o avtopilotih, pridemo do glavnega vprašanja: je boljši mehanski avtopilot ali elektronski? Odgovor je: odvisno. Noben sistem ni popoln in vsak ima svoje prednosti in slabosti. Lahko je mamljivo razmišljati o novih elektronskih sistemih kot o zamenjavi za njihove prednike, staromodne mehanske sisteme. Dejstvo pa je, da so kljub desetletjem napredka na področju elektronske strojne in programske opreme, mehanski sistemi še vedno prednostna izbira večine navtikov, ki plujejo po dolgih križarjenjih in po svetu. Vendar to ne pomeni, da elektronski avtopiloti niso dobri. Pravzaprav je večina novih jadrnic zdaj opremljena z vnaprej nameščenimi elektronskimi avtopiloti in za to obstajajo še kako dobri razlogi.

Glavna privlačnost mehanskega avtopilota je enaka kot pri večini mehanskih sistemov na splošno. Ko se pokvarijo, obstaja velika verjetnost, da jih je mogoče popraviti. In ko ste obkroženi z na tisoče milj oceana, je popravljivost zelo dobrodošla. Na dolgih potovanjih lahko mehanski avtopiloti krmilijo plovila na stotine milj, zahtevajo le manjše prilagoditve na poti. Poleg tega bodo to storili brez porabe energije. To je verjetno njihova druga velika prednost pred elektronskimi.

Odločajo stil plovbe in energijske zaloge

Ravno zaradi trdnosti, fleksibilnosti in odsotnosti porabe energije je mehansko samokrmiljenje še posebej privlačno za jadranje na morju. Poleg tega se mehanski avtopiloti najbolje obnesejo v vetrovnih razmerah, kar je nasprotje elektronskih avtopilotov, katerih motorji se ob močnem vetru težko držijo smeri. Vetrna lopatica je tudi zelo tiha v primerjavi s hrupnim motorjem nekaterih elektronskih sistemov.

Mehanski avtopiloti opravljajo fantastično delo, vendar imajo eno veliko omejitev. To pomeni, da se zanašajo na veter, da usmerja plovilo in posledično ne delujejo, če vetra ni. Če imate na krovu samo eno lopatico, boste morali vzeti krmilo, ko zaženete motor. Takrat so elektronski avtopiloti najbolj uporabni in to je razlog, zakaj ima veliko navtikov kar oba sistema na krovu. To dejstvo pa tudi pojasnjuje, zakaj je veliko novih plovil opremljenih z elektronskimi avtopiloti. V kombinaciji z elektronskimi kartografi bodo slednji dejansko naredili tudi vašo plovbo ob obali veliko bolj gladko in varnejšo.