Samoster jest urządzeniem mechanicznym (w odróżnieniu od elektrycznego autopilota), w którym statecznik wiatrowy ustawia się pod żądanym kątem do wiatru.

Przez sprzęgła, linki, przekładnie i przeguby ruch płetwy wiatrowej w momencie, gdy wychodzi ona z linii wiatru, przenosi się na ster główny, pomocniczy lub fletner, który w efekcie tak poprawia kurs jachtu, by statecznik wiatrowy wrócił na swoje poprzednie położenie.

Przechył statecznika wiatrowego napedza ster

Stateczniki wiatrowe, najczęściej wykonywane z mocnej sklejki, mocuje się na osi pionowej (wertykalnej, nazywanej V-vane) lub poziomej (horyzontalnej, H-vane). Te ostatnie są bardziej czułe na odchylenie od wiatru, ale jedne i drugie działają na zasadzie przekazania impulsu na urządzenie sterowe.

W najprostszym wykonaniu jest to pociągnięcie linkami za rumpel, w bardziej skomplikowanym - obrót płetwy wodnej, która zmieniając kąt, powoduje wypchnięcie wahadła na bok z siłą proporcjonalną do prędkości jachtu. Tu siły przykładane na rumpel czy koło sterowe są znacznie większe. Na największych jachtach montuje się dodatkowy ster napędzany przez samoster zgodnie z przedstawioną tu zasadą, podczas gdy ster główny pozostaje zablokowany w pozycji zapewniającej zrównoważenie kursowe.

Statecznik o osi pionowej zachowuje się jak wimpel, ustawiając się w kierunku wiatru, oś obrotu jest równocześnie osią ustawienia statecznika na odpowiedni kurs względem wiatru.

Dla przeniesienia odpowiednio mocnego impulsu na ster powierzchnia statecznika powinna być stosunkowo duża – do 1 m². Stateczniki wiatrowe powinny być zrównoważone, by wyeliminować wpływ kołysania, szczególnie przy słabszych wiatrach. Kto miał do czynienia ze zrównoważeniem wimpla, zna istotę sprawy – środek ciężkości statecznika łącznie z przeciwwagą powinien wypadać na osi obrotu statecznika.

Stateczniki H-vane, czyli te o osi poziomej, w gruncie rzeczy obracają się wokół dwóch osi: w pionie następuje ustawienie statecznika do kursu względem wiatru, natomiast napęd na ster uzyskuje się w wyniku obrotu płetwy statecznika wokół osi poziomej .

Główną zaletą stateczników typu H-vane jest większa możliwość oddziaływania – obrót statecznika może wynieść nawet 60º od pionu, podczas gdy siła oddziaływania statecznika o jednej osi (V-vane) zawiera się w kącie równym zboczeniu z kursu i jest około pięciokrotnie niższa.

Połączenie statecznika wiatrowego z urządzeniem sterującym może przybierać różne formy. Najprostszą jest bezpośrednie mechaniczne połączenie statecznika ze sterem – wspólną tuleją, linkami, łańcuszkami, paskiem klinowym, tarczą z otworami, w które wchodzą sworznie statecznika, zaciskami, zębatkami, ślimakiem i ślimacznicą itd. Rozwiązanie linkowe polega na zamocowaniu bębna na osi obrotu statecznika i przeniesieniu napędu skrzyżowanymi linkami przez bloki na rumpel .

Przy samosterach najchętniej wykorzystuje się ster główny, bo to najprostsze – ster już istnieje i wystarczy podłączyć napęd ze statecznika wiatrowego. Łatwiej gdy steruje się rumplem, nieco trudniej gdy kołem sterowym. Kłopot zaczyna się wtedy, gdy statecznik wiatrowy nie jest w stanie opanować steru – siły działające na płetwę sterową są tak duże, że statecznik nie jest w stanie uciągnąć rumpla. W tej sytuacji trzeba zastosować taki ster dodatkowy, któremu podoła statecznik wiatrowy. Może on działać samodzielnie lub w połączeniu ze sterem głównym.

Wahadło Haslera

Największą popularność zyskały stery pomocnicze w formie wahadła wspomagającego ster główny. Blondie Hasler, którego nazwisko jest ściśle związane z całą historią samosterów, opracował w 1964 r. statecznik wodny, skutecznie rozwiązujący problem niewielkiej mocy napędowej samosterów .

Statecznik wodny ma postać wahadła zawieszonego za rufą. W położeniu zerowym statecznik utrzymuje się w linii strug przepływającej wody i zwisa pionowo. Najmniejszy obrót statecznika wokół osi A sprawia, że wytwarza się na nim siła wypychająca go na bok (działająca wokół osi B). W tym momencie ujawnia się największa zaleta systemu. Do obrócenia statecznika w wodzie potrzebna jest bardzo niewielka siła, natomiast wzmocnienie, jakiego dostarcza wahadło, zależy od szybkości przepływającej wody, czyli od szybkości jachtu.

Tu przypomnijmy, że trudności samosterów działających na ster główny zwiększały się wtedy, kiedy na sterze występowały duże siły, czyli w ciężkich warunkach, przy dużych szybkościach jachtu. W tych warunkach nie brak siły do napędu steru w systemie Haslera.

Statecznik wodny powinien być zawieszony za rufą lub na pawęży, ze względu na swój wahadłowy ruch, poprzeczny do ruchu jachtu. Samo zawieszenie na wysięgnikach lub specjalnym rusztowaniu nie jest skomplikowane, natomiast uwzględnienie ruchu wokół osi statecznika i ruchu wahadłowego tego samego statecznika wymaga szczególnego łożyskowania i nieuchronnej złożoności urządzenia.

Na zakończenie proszę przyjrzeć się „systematyce” samosterów przygotowanej przez największego ich producenta Petera Förthmana z Hamburga.

Systematyka samosterów wg.Petera Forthmana

..