En modells köregenskaper, del 3

Att styra med motorerna

För fartyg med flera propellrar kan drivmaskinerna ibland användas för att påverka manövreringen. En av världens förmodligen mest analyserade manövrer är Titanics försök att undvika isberget. Man slog full back och gav maximalt roderutslag för gir åt babord. De båda yttre av de tre propellrarna drevs av konventionella ångmaskiner och kunde slå back. Centerpropellern som satt direkt framför det enda rodret drevs av en ångturbin matad av utloppsångan från de båda yttre maskinerna. Den kunde bara gå framåt. Resultatet av manövern var att propellertrycket på rodret försvann när centerpropellern stannade, samtidigt som de båda yttre propellrarna arbetade för back och skapade turbulens i vattnet som ytterligare reducerade roderverkan. Titanic girade nästan inte alls. De flesta så kallade experter anser att om man slagit back i babords maskin, och låtit styrbords maskin och med den även centerpropellern fortsätta på gång framåt, så hade fartyget svarat mycket bättre på rodret. Om det hade räckt för att undvika katastrofen är det naturligtvis ingen som vet.

Utan någon annan koppling till Titanic än att ibland behöva gira för att undvika ett hinder, i mitt fall en boj, har jag på tre av mina modeller byggt in system för att med propellrarnas hjälp öka styrförmågan. Jag tycker det fungerar bra, även om det för tillfället bara är en av modellerna där jag regelbundet använder funktionen.

Yamato, som var mitt första försök på området, har fyra propellrar drivna av fyra motorer matade från ett gemensamt fartreglage. Hon byggdes med en vanlig fyrkanalsradio helt utan finesser. Det som skulle lösas fick lösas med enkla medel. Den funktion jag byggde in var att kunna reversera ena eller andra yttre propellern, medan de övriga tre fortsätter i riktning enligt spakutslaget för fartreglaget. Polvändande reläer sitter i matningarna till yttermotorerna. Reläerna styrs via mikrobrytare. De påverkas vid ändlägena för ett servo kopplat till sidorörelse på vänstra styrspaken på sändaren (det servot styr också ett mekaniskt fartreglage för vridning av kanontornen). Funktionen är att jag normalt styr med högra spaken, som påverkar rodret. Om styrverkan inte räcker kan jag dra vänstra spaken till ändläget åt samma håll som roderspaken, och därmed reversera den i giren innersta propellern. Eftersom tre propellrar fortfarande går åt ”rätt” håll fortsätter drivningen, även om det naturligtvis bromsar lite. Funktionen är likadan vid backning som vid gång framåt. Alla som sett min Yamato, långsmal, nio kilo tung och 130 cm lång, kan räkna ut att en liten propeller med 25 mm diameter som börjar gå åt andra hållet inte direkt vänder henne på en femöring. Effekten är knappt synlig för ögat. Funktionen gör dock nytta framförallt vid backning. Då utgör den skillnaden mellan lite manöverförmåga och ingen alls. Det är ofta jag gör i stort sett hela backningen mot backportarna med ena propellern envist jobbande åt motsatt håll, för att motverka vind eller ström. Vid gång framåt använder jag i stort sett aldrig funktionen.

Reverseringsmanövreringen i Yamato. Det mekaniska fartreglaget styr kanontornsvridningen, och microbrytarna vid ändlägena styr propellerreverseringen.

 

Mitt i bilden ses Yamatos fyra drivmotorer. Servot till höger reglerar via kamskiva vilket/vilka kanontorn som ska manövreras. Reverseringsreläerna för drivmotorerna ligger direkt framför (till höger på bilden) motorerna, under kanontornsstyrningen. Det är bara lödanslutningarna som skymtar fram.

 

Om man inte har ett separat servo tillgängligt, som t ex på modeller som bara har två kanaler, så finns det en enklare variant. Mikrobrytarna som styr reverseringsreläerna kan påverkas av roderservot vid dess ändlägen. Det innebär att om man ger maximalt roderutslag så får man också reversering av ena propellern. Fördelen är att man spar en kanal och ett servo. Nackdelen är att det inte går att ge maximalt roderutslag utan reversering. Vid drivmotorer med riktigt låg strömförbrukning borde man också kunna hoppa över reläerna och låta mikrobrytarna utföra reverseringen direkt. Det skulle förmodligen fungera utmärkt på t ex Yamato. Då behövs dock mikrobrytare med två switchade funktioner, istället för en som brytarna på Yamato har.

Calypso, vars drivmaskineri byggdes vintern efter att jag börjat köra med Yamato, fick ett likadant system. Calypso har i och för sig bara två propellrar och motorer, men i övrigt är lösningen identisk. Resultatet var utmärkt om man med det menar att det gick att göra mycket skarpa girar. Till skillnad från Yamato var effekten mycket påtaglig, beroende på en mindre och lättare modell med starkare motorer. Vid backning fick jag vara lite försiktig. Med en propeller arbetande framåt och en bakåt får man en liten drivkraft framåt, eftersom propellrarna är mer effektiva framåt än bakåt. Om jag använder funktionen för länge under ett backmoment blir resultatet att modellen stannar och därefter börjar gå sakta framåt i en mycket snäv cirkel. Den effekten var dock lätt att lära sig hantera. Ett värre problem var relaterat till den radio jag använde, och fortfarande använder, för Calypso. När alla funktioner med ljus, ljud, radar och manövrering av kranen fått sitt fanns det bara en lite underlig kanal kvar för reverseringsfunktionen. Den är av någon anledning inte proportionell utan har tre fasta lägen, de båda ändlägena samt neutral. Det borde passa utmärkt för en sådan här funktion, men av någon anledning intar servot det ena ändläget så fort man rör spaken det minsta åt det hållet. Reverseringsfunktionen ligger på samma spak som fartreglaget. Om jag drar fartreglagespaken det minsta snett i sidled åt ”fel” håll så reverseras ena motorn. När jag totalmissat några tilläggningar genom att oavsiktligt få fram på ena motorn när jag skulle bromsa i kajen drog jag ur kabeln till reverseringsservot från mottagaren. Det är nog närmare tio år sedan, och kabeln hänger fortfarande lös. Sedan dess har Calypso körmässigt varit en vanlig tvåkanalsmodell med roder och fartreglage. Inga manövreringsfinesser överhuvud taget. Reverseringsfunktionen i sig fungerade dock utmärkt och hade jag tyckt att den behövdes för att få Calypso att gå dit jag ville så hade det säkert varit enkelt att åtgärda problemet. I planeringen för kommande byggverksamhet ingår ett radiobyte i Calypso, så jag kan använda samma sändare som jag gör för mina övriga modeller. När det blir gjort kommer Calypso att få reverseringsfunktionen inkopplad igen. Det har ju varit några situationer under åren då funktionen hade varit bra att ha…

Reverseringsmanövreringen på Calypso. Servot med microbrytarna ses till vänster på bilden och reverseringsreläerna till höger bredvid den synliga motorn.

 

 

Mister Darby är min tredje modell med reverseringsfunktion. Här behövdes en lite mer komplicerad lösning. Hon byggdes inte för att passa i manöverbanan, utan för att i så hög grad som möjligt vara en fungerande bogserbåt med en manöverförmåga och kapacitet som motsvarade originalet. För att uppnå det var individuell manövrering av de två propellrarna ett villkor. Darby har alltså separata fartreglage för sina båda huvudmotorer, styrda med fram-bak rörelse på de båda styrspakarna. En inkopplingsbar mixer ger möjlighet att manövrera båda motorerna parallellt med vänsterspaken. Det är så jag normalt kör i manöverbanan. Jag ville också ha en reverseringsfunktion liknande den på Yamato och Calypso, kopplad till roderutslaget. Här vågade jag inte använda reverseringsreläer. Att momentant polvända motorer med den storleken och effekten kändes inte lämpligt. Istället monterade jag enkla omkastarreläer (bilreläer) på båda matningarna till båda motorerna. När först det ena reläet slår om kopplas motorns båda poler till samma utgång från fartreglaget och motorn stannar. När också det andra slår om börjar motorn arbeta reverserat. Reläerna styrs via mikrobrytare som i sin tur manövreras från roderservot. En ca 15 cm lång mässingsstång rör sig linjärt fram och tillbaka kopplad till roderservot. På stången är fyra hylsor fastskruvade. Hylsorna trycker på mikrobrytarna. Genom att flytta hylsorna på stången kan jag ställa in vid vilka roderutslag motorerna ska stoppa respektive reversera. De inställningar jag använder är stopp vid ca 70 % och reversering vid ca 90 % av maximalt roderutslag. Genom att via radion slå till eller från manövreringsspänningen till reläerna kan jag koppla till eller från hela reverseringsfunktionen. Kopplinsschemat visas i figur 1. Det hela har fungerat utmärkt i många år. Det är effektivt och driftsäkert. En eventuell nackdel, som inte spelar någon som helst roll i Mister Darby, är att utrustningen tar plats och väger en del. Det går säkert att banta systemet jämfört med installationen i Darby, där allt är dimensionerat efter principen ”ta till så det räcker”.

 

Fig. 1

 

 

 

Reverseringsmanövreringen i Mister Darby. Till höger i bild ses roderservot och länkaget till de båda rodren, samt till manövreringen av microbrytarna för reverseringen (i överkant på bilden). Reverseringsreläerna syns inte på bilden.

 

Under säsongen 2003 har Mister Darby varit provbänk för diverse försök att åstadkomma ”motorstyrning” med hjälp av mixerfunktioner mellan roder och fartreglage. Om det går slipper man en massa utrustning i modellen som både tar plats och adderar vikt. Att åstadkomma en bra mixning mellan roder och fartreglage som fungerar under alla körförhållanden är dock inte helt enkelt. Trots resonemang med både radiotillverkaren direkt och deras svenska representation och servicecenter lyser en bra lösning fortfarande med sin frånvaro. En mixning från roder till flera fartreglage där det ena reglaget ökar och det andra minskar sitt pådrag när rodret manövreras är enkelt att åstadkomma, men det är inte det jag vill ha. En sådan mixning ger lika stor effekt, mätt i gaspådrag, vid full fart som vid stillastående. Om man ställer in mixningen så den ger bra effekt vid normal fart får man hopplösa överreaktioner vid krypkörning. Om man krypkör, eller kanske bara driver, in till kajen och ger maximalt roder kommer båda motorerna att reagera kraftigt. Den ena framåt och den andra bakåt. Inte bra! För att fungera lika bra som systemet med mikrobrytare och reläer ska mixerfunktionen kunna minska och reversera fartreglagets pådrag relativt utslaget på fartreglagespaken, men den ska aldrig ge ett större pådrag än vad spaken anger. Det är här det blir riktigt svårt. Eventuellt är det inte ens möjligt. Även om så är fallet kan mixning mellan roder och fartreglage vara ett bra alternativ för körning framåt och bakåt i ”normal” fart. Det gäller i så fall bara att komma ihåg att koppla ur funktionen innan man ska krypköra. En sidoeffekt av experimenterandet har varit att tävlingsheaten med Mister Darby under 2003 blivit lite speciella. Hon är inte direkt samarbetsvillig i normala fall. Med olika experimentella mixerinställningar vid varje tävling, naturligtvis inte testade i förväg, har upplevelsen fått extra krydda.

En av de saker jag testat fungerar oerhört bra, och går in i kategorin ”varför gjorde jag inte så från början”. Det är en reverserad mixning mellan roder och bogpropeller att använda vid backning. Jag kopplar in den med en switch på sändaren just innan jag ska börja backa. Den kombinerade effekten av roder och bogpropeller ger mycket bra manöverförmåga bakåt. Genom bogpropellern kan modellen till och med börja svänga (dvs. vrida sig) när den ligger still, innan man fått upp någon styrfart bakåt. Och det bara genom att röra roderspaken. I teorin går detsamma att åstadkomma utan mixer, med roder på en spak och bogpropellern på den andra. Det är dock lättare att säga än att göra. Vid backning ska man ju dessutom köra bogpropellern åt ”fel håll” för att svänga. Risken för felmanövrering är stor. Med en reverserad mixning (där bogpropellern skjuter fören åt styrbord när rodret svänger åt babord) behöver man som skeppare inte bry sig om ifall det är rodren eller bogpropellern som gör jobbet. Det här fungerar så bra att behovet av reverseringsfunktionen för att svänga vid backning i stort sett försvunnit, åtminstone på Mister Darby. Jag fortsätter dock experimenterandet. Alla modeller har ju inte bogpropeller. Att det fungerar så bra på Darby beror nog på en kombination av ett äggformat mycket lättsvängt skrov, och en kraftfull bogpropeller manövrerad via ett bra fartreglage. Hur det skulle fungera med ett mer långsmalt skrov och en ”vanlig” bogpropeller som styrs med en ”styrbord – stopp – babord” omkopplare vet jag inte.

Trots att jag i dagsläget bara använder motorreversering för styrning på en av de tre modeller där jag har funktionen, tycker jag det är väl värt att testa för alla modeller med flera drivmotorer. Speciellt vid backmomenten ger det goda förutsättningar att rädda många annars bortblåsta poäng. Och det är inte förrän man provat som man vet hur stor effekt det har på en enskild modell.


Lasse Björkström
2003-11-20