20210820_192549Po začátku sezóny 2020 bylo jasné, že tratě pro tlačné remorkéry prakticky vyčerpaly svůj potenciál a že bude potřeba je nějakým způsobem zpestřit. Samotný remorkér s nákladní vanou příliš mnoho variací pro manévry už nedává. Myšlenka postavit funkční plovoucí jeřáb se zdála být ideální. Již dříve jsme vlek v podobě plovoucího jeřábu měli. Byl ale vyloženě pasivní a jeho využití bylo problematické a nakonec byl „sešrtotován„.

Stavby nového vleku se ujala domácí loděnice MoNaKo. Důraz měl být kladen především na funkčnost, spolehlivost a snadnou přepravitelnost. Rozhodně neměla být zanedbána ani vizuální stránka. Vlastní stavbě předcházely desítky hodin hledání vhodné předlohy na internetu. Nakonec se jako ideální ukázal největší polský plovoucí jeřáb Conrad Consul, který pracuje ve službách Marine projects Ltd. (https://marineprojects.pl/).

20200712_124753konstrukční práce na novém vleku

Po nalezení předlohy následovaly další desítky hodin strávené projekcí vleku a jeho funkčních prvků. Tužka, papír a hezky ručně. Padl na to skoro jeden celý blok. Vše se zdálo být jasné. Jeřáb měl pracovat v automatickém režimu. Kapitán remorkéru vydá pouze pokyn k zahájení manévru. Následně jeřáb začne spouštět zavěšené břemeno a po dosažení předepsané výšky se přepne a začne břemeno zase zvedat. Jakmile je břemeno vytaženo do původní polohy, manévr se automaticky ukončí. Vše mělo být řízeno jen pomocí mechanických přepínačů a spínačů včetně automatické signalizace úspěšnosti manévru. Samozřejmě bylo zvažováno i použití krokových motorů a řídící elektroniky. Má to ale jeden háček. Když se při regatě v elektronice něco pokazí, těžko se to opravuje. Mechanickou poruchu lze většinou relativně snadno najít a odstranit. Finanční náklady na řídící elektroniku nejsou taky zanedbatelné. Je třeba brát do úvahy, že vlek většinu času tráví v suchém doku.

20200718_192310

Stavba trupu proběhla z osvědčeného materiálu Forex o tloušťce 5mm. Dobře se opracovává, snadno lepí a je pevný a lehký. Délka trupu je 90 cm, šířka 35 cm a výška 12 cm. Trup je konstruován tak, aby se po spuštění na vodu automaticky zaplavil. Tím odpadá vkládání zátěže a s ní spojená složitá manipulace. Po vyzvednutí trupu z vody z něj voda zase samovolně vyteče. Pokud by bylo potřeba, lze objem zaplaveného prostoru zmenšit a tím zvýšit výtlak trupu. Balastní prostor je rozdělený přepážkami (peřejky), které zabraňují dynamickému přelévání balastní vody.

20200809_180212

Ramena jsou udělána z duralových trubek o průměru 15 mm. Spojení je provedeno pomocí závitových tyčí o průměru 3 mm. V půlce srpna 2020 byl trup již kompletní a provedeny testy tuhosti ramene. Zdálo se, že vše bude brzo hotovo, protože hlavní úlohu měl při další stavbě sehrát hlavně 3D tisk.

Nyní bylo potřeba sestavit naviják a celý systém kladek. Jeřáb k manipulaci s břemenem nevyužívá jedno lano, ale dvě rovnoběžná. Jsou vedena přes pevné kladky na konci ramene a zavěšené kladky (kočky), které jsou spojeny traverzou. Tím je zabráněno rotaci zavěšeného břemene podél vertikální osy vlivem větru. Naviják je dvojbubnový se společným pohonem. Aby nedocházelo k samovolnému povolení lana vlivem hmotnosti zavěšeného břemene, byl zvolen pro přenos výkonu motoru na naviják šnekový převod. Teoreticky vše jasné. Realizace ale přinášela jeden problém za druhým.

20210125_213057

Nejdříve vhodná lana. Nesměla držet vodu, nesměla se protahovat a musela být maximálně ohebná. Ještě že máme ten internet. Bohužel nejmenší balení mělo 150m délky. Jeřáb dohromady potřebuje asi 6 m. Další problém kladky. Bylo potřeba vytisknou asi 35 zkušebních vzorků, než byly nalezeny ty správné. Celkem je jich potřeba 29. Konečně bylo vše vytištěno a sestaveno. Naviják krásně točil, lano z kladek nevypadávalo. Už to vypadalo, že práce pokročí dále, ale ouvej. Nový problém byl v navíjení a odvíjení lana na buben. Pokud se obě lana neodvíjela a nenavíjela naprosto stejně, traverza se v horizontální rovině naklonila a tento náklon se zvětšoval s délkou odvinutého lana. Udělat ukladač lana při navíjení není zrovna snadná záležitost. Opět se nabízel 3D tisk, ale díly vycházely příliš titěrné a to znamenalo jediné, nespolehlivost. Problém se podařilo vyřešit pomocí hmotnosti zavěšeného břemene a způsobu uchycení lana na bubnu. Hmotnost břemene zajišťuje rovnoměrné ukládání lana (je dostatečně utažené) a uchycení zaručí, že je na obou bubnech navinut stejný počet závitů lana v jedné vrstvě.

Nyní bylo potřeba vyřešit automatický chod jeřábu. Ten zajišťuje mechanický „programátor“. Jedná se o motorem poháněnou kruhovou kulisu. Po startovacím impulsu se sepne spínač pro napájení motoru navijáku a programátoru. Dva čepy na kruhové kulise ovládají páčkový přepínač, který mění směr otáček navijáku a programátoru. Jeden čep je posuvný. Tím lze nastavit kolik lana se odvine. Jakmile se kruhová kulisa vrátí do původní polohy spínač se rozpojí a programátor s navijákem se zastaví. Fungovalo to skvěle! Až na jeden detail. Délka odvinutého lana nebyla shodná s délkou navinutého lana. Motor navijáku, při navíjení udělal méně otáček než při odvíjení. Motor programátoru jich ale udělal vždy stejně. Výsledkem bylo, že se břemeno nezvedlo do stejné polohy z jaké bylo zahájeno spouštění. Odchylka narůstala až se odvinulo veškeré lano z navijáku. Bylo tedy nutné zajistit, aby se břemeno vždy zvedlo do výchozí polohy. To se podařilo vyřešit pomocí koncového spínače na konci ramene jeřábu. Tento spínač ovládá zavěšená traverza. Okamžitě nastal další problém. Pokud se břemeno houpe, nemusí koncový spínač správně fungovat. Desítka pokusů a i tento problém se nakonec podařilo vyřešit.

20210125_212945

Jeřáb je dálkově ovládán na frekvenci 433 Mhz. Jednoduchý programovatelný přijímač za 300 kč a tlačítkový vysílač za 100 Kč spolehlivě zajistí uvedení jeřábu v činnost. Napájení zajišťuje LiPol tříčlánek. Proudový odběr obou motorů je nízký a doba chodu krátká (několik sekund). Jeřáb by vydržel v provozu bez nabíjení několik dní.

Konečně bylo spouštění a zvedání břemene spolehlivé. Byla provedena asi stovka testovacích cyklů s různě těžkými břemeny, která byla rozhoupávána různými směry.

Povrchová úprava trupu je udělána klasicky. Nástřik plničem a následně akrylátové barvy ve spreji. Pacholata jsou udělána z duralových trubek a prochází skrze palubu až na dno trupu. To  zaručuje jejich tuhost. Všechny prvky jsou k palubě přišroubovány pomocí vrutů.

Jeřáb byl hotov, ale bylo ještě potřeba vyřešit signalizaci úspěšného provedení manévru. Tedy že břemeno bylo spuštěno na určené místo. K tomu slouží malý ponton. Na něm je instalována spínací skříňka s bateriemi. Signalizaci zajišťuje malý maják. Signál není světelný, ale mechanický. Když sepne kontakt, roztočí malý motorek černobílou kulisu na vrcholu majáku. Výhodou je, že je to vždy dobře viditelné pro rozhodčí. Na kulisu bude instalováno ještě malé zrcátko a přibude i zvuková siréna. Ponton je vybaven háky, které ho umožňují fixovat k trubkám ze kterých jsou stavěny překážky tratě. Při stavbě pontonu hrál hlavní roli 3D tisk. Břemeno v podobě mostu, pilíře, spínací skříňka, dopadová kulisa a maják jsou zhotoveny pomocí 3D tiskárny. Jen tak pro zajímavost, prozatím bylo potřeba nakreslit přibližně 90 výkresů pro 3D tiskárnu a to ještě stavba není zdaleka u konce.

20210304_190146

Když se v březnu konečně oteplilo natolik, že bylo možné jeřáb spustit na vodu, proběhly testy manévru. Máme na zahradě takový malý vodní prvek, který je pro testování ideální. Manévrování s jeřábem zajistil můj remorkér Monako V. Podmínky byly ideální. Slunečno, vítr do jednoho metru za sekundu, hladina zcela klidná. Kladky a převody byly promazány, baterie nabité, ponton připravený. Na programátoru jsem nastavil délku odvíjeného lana, chopil se vysílače a hurá na testování. Jeřáb fungoval naprosto spolehlivě. K mému překvapení se ani jednou nic nepokazilo, nic nezadrhlo. Jen jedna věc se nedařila. Úspěšně provést manévr. Ale i to se nakonec povedlo! Mostní konstrukce správně dosedla na pilíře a maják signalizoval úspěšně provedený náročný manévr!

Zbývající práce na nástavbách odvedla hlavně 3D tiskárna a ještě některé detaily zůstávají k dodělání. 

Minulý týden bylo příznivé počasí na finální test jeřábu. Slunečno, vítr mírný, hladina místní louže klidná. Ponton s majákem byl spuštěn na vodu a následně i jeřáb. Ponton byl upraven na břemeno „válce„. Jak se při prvním testu ukázalo uložit most na pilíře není opravdu snadné. Úspěšné pokusy střídaly ty neúspěšné. Během testu se projevili ještě dva nedostatky. Tím hlavním bylo rozhoupání břemene při jeho zdvihu. Lehkou úpravou koncového vypínače byl nedostatek odstraněn. Druhým nedostatkem je rychlost plavby. Více vyložené břemeno zanořuje více příď a při rychlejší plavbě jde voda na palubu. To bude odstraněno „vlnolamem“ na palubě.

Fotogalerie

Video:

První test jeřábu

Jeřáb poprvé na vodě

Závěřečný test jeřábu

Stavbu nového funkčního vleku jsem popsal opravdu stručně. Problémů, které bylo potřeba během stavby vyřešit bylo mnohem více a jejich řešení si vyžádalo mnoho hodin práce. Vše se ale vyplatilo, protože nyní máme pro tug towing druhý funkční vlek, který umožní nové manévry a tím zpestření celé regaty.

Keba