Rudersteuersystem
Das Rudersteuersystem ist die Elektronik zwischen Rad oder Autopilot und dem Hydraulikaggregat — es bewegt das Ruder nicht selbst, und ein Fehler hier kann eine völlig gesunde Rudermaschine unansprechbar machen; darum werden NFU-, FU- und Autopilot-Signalpfade getrennt von der Hydraulik der Maschine geprüft und dokumentiert.
Was man an einem Rudersteuersystem prüft.
15 Modelle von Sperry Marine in Rudersteuersystem. Darunter die vollständige Modellliste.
Was das Rudersteuersystem deckt und was nicht
Die Rudermaschine — Zylinder, Pumpen und Ruderantrieb — erzeugt die physische Kraft, die den Ruderschaft dreht. Das Rudersteuersystem ist die Schicht darüber: Rad, Nichtfolge-(NFU-)Hebel, Folge-(FU-)Rad und Autopilotschnittstelle, die dem Hydraulikaggregat sagen, in welche Richtung und wie weit es bewegen soll. Ein Schiff kann voll funktionsfähige Hydraulik haben und trotzdem nicht steuern, wenn der Steuersignalpfad versagt — genau darum behandelt SOLAS beide als getrennte Systeme mit getrennter Redundanz: mindestens zwei unabhängige, von der Brücke bedienbare Rudersteuersysteme, jedes fähig, dieselbe Rudermaschine über einen unabhängigen Signalpfad zu befehligen.
Legende
- Steuerrad
- Ruderlagenrückmelder
- Selbststeueranlage
- Steuereinheit der Ruderanlage
- NFU-Hebel (nicht folgsame Steuerung)
- Hydraulikaggregat (Magnetventile)
- Ruderlagenanzeiger
Hauptkomponenten
Folgeregelung (FU)
Nimmt eine Rad- oder Pinneneingabe und befiehlt dem Ruder, diesen Winkel proportional einzunehmen, mit einem Rückmeldesignal vom Ruderlagengeber, um zu wissen, wann der befohlene Winkel erreicht ist. Das ist der normale Steuermodus für die Handsteuerung.
Nichtfolgeregelung (NFU)
Ein einfacher Backbord/Steuerbord-Hebel, der das Ruder so lange in die befohlene Richtung fährt, wie er gehalten wird, ohne automatischen Stopp bei einem Zielwinkel — der Rudergänger beobachtet den Ruderlagenanzeiger und lässt den Hebel von Hand los. NFU ist der geforderte unabhängige Ersatzmodus, wenn das FU-System versagt.
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Autopilotschnittstelle
Nimmt einen Kurs- oder Bahnbefehl vom Autopilotrechner und übersetzt ihn in Ruderbefehle, typisch über denselben Signalpfad wie die FU-Regelung, mit jederzeit verfügbarer harter Umschaltung auf Handsteuerung.
Ruderlagengeber und -anzeiger
Ein getrenntes, oft verdoppeltes Rückmeldegerät, das die tatsächliche Ruderlage ans Steuersystem und an die Ruderlagenanzeiger auf der Brücke und im Rudermaschinenraum meldet — die einzige Art zu bestätigen, dass das Ruder wirklich dort ist, wohin es befohlen wurde.
Auswahl und Auslegung
- Die Zahl der geforderten unabhängigen Steuersysteme richtet sich nach der Redundanzklasse der Rudermaschine des Schiffs, üblich zwei Systeme bei einer Hauptrudermaschinenanordnung mit verdoppelten Aggregaten.
- Die Unabhängigkeit der Signalpfade — getrennte Verkabelung, Stromversorgungen und, wo gefordert, getrennte Steuerstände, damit ein einzelner Fehler nicht beide Systeme zugleich lahmlegt.
- Die Verträglichkeit mit der Aggregatschnittstelle der konkreten Rudermaschine, denn Steuersysteme sind zwischen verschiedenen Hydraulikantriebsfabrikaten selten ohne Änderung austauschbar.
- Die Umschaltzeit zwischen den Steuersystemen, die SOLAS von der Brücke aus binnen Sekunden erreichbar fordert.
Vorschriften und Klasse
SOLAS Kapitel II-1 fordert, dass der Verlust eines einzelnen Rudersteuersystems das Schiff nicht ohne Steuermittel lässt, und schreibt einen Umschalter auf der Brücke vor, der die Kontrolle ohne Verzug auf das alternative System legt. Die Notsteuerung, örtlich vom Rudermaschinenraum ganz ohne Brückensteuersystem bedienbar, ist ein weiterer Pflichtrückfall und muss periodisch geübt und protokolliert werden. Klassebesichtigungen prüfen die Umschaltung zwischen den Systemen und die Notsteuerübung als Teil der jährlichen und periodischen Rudermaschinenuntersuchung, nicht bloß eine statische Inspektion der Ausrüstung.
Typische Fehler
| Fehler | Ursache | Folge |
|---|---|---|
| Das Ruder folgt dem Rad nicht | Signalfehler im FU-Steuerpfad, Ausfall einer Steuerkarte | Steuerverlust im Primärmodus, es muss auf NFU oder die Reserve gewechselt werden |
| Der Ruderlagenanzeiger widerspricht der tatsächlichen Lage | Ruderlagengeberdrift oder Verschleiß im Rückmeldegestänge | Der Rudergänger steuert nach einer falschen Anzeige, Übersteuerungsrisiko |
| Der Autopilot pendelt oder schwingt | Verstärkungseinstellungen nicht auf Seegang oder Beladungszustand abgestimmt | Übermäßige Rudertätigkeit, Brennstoffnachteil, Maschinenverschleiß |
| Der Umschalter überträgt die Kontrolle nicht | Korrodierte Kontakte oder ungewarteter Schaltermechanismus | Verzögerung bei der Wiederherstellung der Steuerung während eines Steuersystemfehlers |
Worauf es beim Lieferanten ankommt
- Eine dokumentierte Verträglichkeit mit dem vorhandenen Rudermaschinenaggregat und Ruderlagengeber des Schiffs.
- Ein wirklich unabhängiger zweiter Steuerpfad, nicht zwei Steuertafeln, die sich dasselbe Signalkabel oder dieselbe Stromversorgung teilen.
- Ersatzteile und Diagnoseunterstützung für die konkret verbauten Steuerkarten oder Module, die zwischen Herstellern deutlich variieren.
- Inbetriebnahme-Prüfakten, die eine echte Umschaltung und Notsteuerübung zeigen, nicht bloß eine Werkbankprüfung.
Die Umschaltung auf das zweite Steuersystem und auf die Notsteuerung im selben Intervall üben, nicht bloß die eine, die in der Checkliste steht — eine Notsteuerübung, die seit Monaten niemand wirklich gefahren hat, ist genau das Versagensbild, gegen das diese ganze redundante Anordnung existiert.
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