Ster do jachtu i płetwy sterowe

Ster to urządzenie służące do kierowania jednostką pływającą, zarówno do utrzymywania, jak i do zmiany kierunku jej ruchu. Urządzenie sterowe składa się z obrotowej płetwy, mechanizmu obrotowego i mechanizmu regulującego położenie płetwy sterowej.

Działanie steru

Na płetwie sterowej wytwarzana jest siłą hydrodynamiczna, która nadaje ruch obrotowy jednostce.

Do zaistnienia takiej siły konieczne jest spełnienie co najmniej jednego z dwóch warunków:

• prędkość jednostki – dająca przepływ wody w otoczeniu steru,
• wytworzenie przez napęd jednostki przepływu lub wody w otoczeniu steru.

Mówiąc prościej – ster działa tylko wtedy, gdy jacht jest w ruchu lub woda wokół steru jest w ruchu. Przy czym im większa prędkość jednostki tym ster działa intensywniej – jacht ma większą sterowność.

Optymalny kąt wychylenia płetwy sterowej

Na działanie steru mają wpływ przede wszystkim dwa czynniki: prędkość jednostki oraz kąt wychylenia płetwy sterowej. Na wychyloną płetwę sterową działa siła naporu mas wody Fp.

Można ją rozłożyć na dwie składowe:

• siłę hamującą Fh – działającą w kierunku przeciwnym do ruchu jachtu,
• siłę skręcającą Fs – działającą prostopadle do płaszczyzny symetrii jachtu, w kierunku przeciwnym do kierunku wychylenia płetwy sterowej.

Oznacza to, że im większe wychylenie płetwy sterowej, tym większa jest siła skręcająca oraz siła hamująca na płetwie sterowej.

Dlatego optymalny kąt wychylenia płetwy sterowej to zwykle około 30-45°.

Większe wychylenie płetwy sterowej powoduje nieznaczny wzrost siły skręcającej, natomiast bardzo duży wzrost siły hamującej. Prawidłowości te są niezależne od tego, jakim urządzeniem operujemy płetwą (rumpel, koło sterowe).

Ster a urządzenie sterowe

Zasadniczo ster to sam płat wytwarzający siłę skręcającą – w żeglarstwie płetwa sterowa. Potocznie „ster” mówi się na całość urządzenia sterowego, czyli płetwę i wszystko, co służy do jej poruszania (np. koło sterowe, rumpel, rogatnica).

Koło sterowe na pokładzie jachtu Beneteau Oceanis 45 podczas rejsu na Wyspach Kanaryjskich. Jachty tej klasy są dodatkowo wyposażone w stery strumieniowe.

Koło sterowe

Koło sterowe jest rozwiązaniem stosowanym na większych jednostkach pływających w miejsce prostego, ale wymagającego większej siły rumpla. Koło sterowe – w zależności od rozmiarów jednostki – ma zazwyczaj duży promień, aby zapewnić odpowiednio duże przełożenie na przekładnię steru.

Koło sterowe na jachtach zwykle jest połączone z płetwą sterową za pomocą sterociągów – specjalnych lin lub łańcuchów (na większych jachtach). Innym rozwiązaniem jest szturwał (mechanizm Daviesa). Rozwiązanie to jest współcześnie rzadko stosowane. Obecnie nawet na większych jednostkach z kołem sterowym, istnieje możliwość użycia rumpla awaryjnego w razie uszkodzenia sterociągów szturwał.

Przy pomocy koła sterowego łatwiej zachować precyzję położenia płetwy. Koło sterowe zazwyczaj ma jednak duży promień, czego ubocznym skutkiem jest konieczność wykonywania często dużej liczby obrotów, aby wychylić ster na burt.

Rumpel

Na małych jachtach śródlądowych najczęstszym rozwiązaniem jest rumpel –najprostsze urządzenie sterowe służące do poruszania sterem jednostki pływającej. Rumpel to ramię nałożone bezpośrednio na trzonu steru lub na górną część płetwy sterowej. Rumplem operuje bezpośrednio sternik.

Na niektórych jachtach do rumpla mocuje się przedłużacz rumpla, w postaci dodatkowego drążka połączonego z rumplem ruchomym przegubem. Jest to rozwiązanie szczególnie przydatne wówczas, gdy sternik nie siedzi w jednym miejscu, lecz przemieszcza się po pokładzie w celu balastowania.

Zaletą rumpla jest bardzo duża wrażliwość i szybkość reakcji, natomiast przy działaniu dużych sił naporu mas wody sterowanie rumplem może być fizycznie trudne.

Rogatnica

To rozwiązanie obecnie rzadko stosowane, niegdyś montowano rogatnice na małych jachtach mieczowych, takich jak Omega. Rogatnica (inaczej sterownica) – to rodzaj rozwidlonego rumpla. Jej działanie jest analogiczne do przedłużacza rumpla – pomaga sternikowi w obsłudze steru z burty nawietrznej, umożliwiając większe wychylenie steru bez przesiadania się.

Schemat przedstawiający płaski ster zawieszony. 1. rumpel 2. przedłużacz rumpla 3. jarzmo steru 4. fał płetwy sterowej 5. płetwa sterowa 6. kontrafał płetwy sterowej
Grafika autorstwa Lips – Praca własna, CC BY-SA 3.0.

Rogatnica

Grafika autorstwa Lonio17 – Praca własna, CC BY-SA 4.0.

Duży opór na płetwie sterowej – co zrobić?

Przy żeglowaniu czasami zdarza się, że sternik czuje znaczny opór na płetwie sterowej i ciężko jest utrzymać rumpel. Pewien opór jest oczywiście nieunikniony, ponieważ tak właśnie działa ster.

Natomiast nadmierny, uniemożliwiający swobodne sterowanie jest spowodowany najczęściej:

• zbyt mocnym wybraniem żagli (szczególnie grota) – co powoduje silną nawietrzność jachtu,
• za słabo wybranym kontrafałem płetwy sterowej.

Pływanie na przebranych żaglach, to przypadłość wielu początkujących żeglarzy. Szkolenie żeglarskie oczywiście jest tu kluczowe, ale obycie się z żaglami i ich „wyczucie” wymaga po prostu czasu.

Bardzo ważne jest, aby zawsze pływać na dobrze wybranym kontrafale płetwy sterowej, czyli płetwie opuszczonej maksymalnie pionowo w dół. W trakcie żeglugi, szczególnie przy dużych prędkościach, może się zdarzyć, że pod naporem wody płetwa sterowa unosi się. Nawet niewielkie odchylenie płetwy sterowej od pionu powoduje znaczny wzrost oporu odczuwanego na rumplu.

Sterowanie jachtem wymaga jednoczesnej obsługi rumpla i szota grota. Przy sterze zawsze siedzimy i obsługujemy go jedną ręką – druga pracuje z szotem grota.

Kontrafał płetwy sterowej

Niekiedy kontrafał płetwy sterowej jest zrobiony z elastycznej linki. W innych przypadkach na rumplu jest tzw. „automatyczna knaga”, co w praktyce oznacza knagę szczękową, która bardzo słabo trzyma fał. Są to celowe zabezpieczenia, aby w razie wpłynięcie na przeszkodę podwodną kontrafał płetwy sterowej automatycznie zwolnił płetwę.

Zabezpiecza to przed uszkodzeniem płetwy sterowej w razie napłynięcia na przeszkodę. Natomiast elastyczny kontrafał płetwy sterowej czy „automatyczna knaga” sprawiają niekiedy, że płetwa sterowa unosi się od samego naporu mas wody, co powoduje niepotrzebny opór na rumplu.

Płetwa steru podniesiona za pomocą kontrafału. Ster jachtu musi zostać podniesiony przy podejściach do dzikiego brzegu lub w płytkich portach. Wówczas manewrowanie jachtem odbywa się za pomocą samego silnika. Przy podnoszeniu płetwy sterowej trzeba uważać, aby kontrafał płetwy sterowej nie wplątał się w śrubę silnika.

Ster strumieniowy

Działanie steru strumieniowego znacznie różni się od działania tradycyjnego steru. Jest to rodzaj pędnika, który wytwarza siłę naporu wody prostopadle do płaszczyzny symetrii jednostki poniżej linii wodnej w części dziobowej lub (rzadziej) rufowej.

Ster strumieniowy znacznie zwiększa manewrowość jednostki przy małych prędkościach oraz umożliwia manewrowanie jednostką nieruchomą (niepłynącą w przód ani w tył). Ster strumieniowy pozwala np. na odsuwanie jednostki od nabrzeża, manewrowanie w bardzo ciasnych miejscach i zawężenie cyrkulacji jachtu.

Słowniczek pojęć żeglarskich:

• Fał płetwy sterowej – lina służąca do podnoszenia płetwy sterowej na jachtach śródlądowych
• Kontrafał płetwy sterowej – lina służąca do opuszczania płetwy sterowej na jachtach śródlądowych, najczęściej służy też do zabezpieczania płetwy sterowej przed unoszeniem się w trakcie żeglugi
• Nawietrzność – właściwość jachtu, oznaczająca tendencję do samoistnego ostrzenia na wiatr
• Jarzmo steru – stalowy element mocujący płetwę sterową z pawężą jachtu.
• Pawęż – zakończenie rufy jachtu, stanowi płaszczyznę prostopadłą lub lekko pochyłą do powierzchni wody
• Przedłużacz rumpla – ruchome przedłużenie zamocowane do zakończenia rumpla, pozwala na przemieszczanie się sternik po pokładzie podczas sterowania
• Rumpel – drąg (pręt, rura_ służący do poruszania płetwą sterową
• Rogatnica – rodzaj rumpla w kształcie trójkąta
• Sterowność – podatność jednostki pływającej na działanie steru
• Sterociągi – stalowe liny bądź łańcuchy łączące płetwę sterową z kołem sterowym

Bibliografia:

Ster [w:] Wikipedia, the free encyclopedia [online] pl.wikipedia.org w: https://pl.wikipedia.org/wiki/Ster [dostęp 16.03.2021].
Rumpel [w:] Wikipedia, the free encyclopedia [online] pl.wikipedia.org w: https://pl.wikipedia.org/wiki/Rumpel [dostęp 16.03.2021].

Grafiki:

Lips – Praca własna, Rudder.svg, Wikimedia Commons, opis: Schemat przedstawiający płaski ster zawieszony, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rudder.svg [dostęp 16.03.2023], licencja CC BY-SA 3.0.
Lonio17 – Praca własna, Rogatnica 1.png, Wikimedia Commons, opis: Rogatnica (żeglarstwo), https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rogatnica_1.png [dostęp 16.03.2023], licencja CC BY-SA 4.0.