Overzicht vario types
Bedankt, Daan
---
Toen ik aan het experimenteren sloeg met een eigen vario, dacht ik één en ander al te weten vanwege mijn zweefvlieg achtergrond. Maar naarmate ik vorderde, kwam ik er ook achter hoe oppervlakkig deze kennis was. Nu ik in het buitenland zit zonder de mogelijkheid om er verder aan te werken, ben ik maar gaan ordenen wat ik de laatste tijd bijgeleerd heb.
Hierbij een begin met opsomming van verschillende vario types ter lering, vermaak en commentaar.
OK, er zijn dus verschillende vario types die allemaal iets anders meten om een andere vraag beantwoorden zoals:
- Ga ik omhoog?
- Hoe presteer ik?
- Wat doet de lucht?
- En, hoe hard zou ik omhoog kunnen gaan?
Altitude vario* – Ga ik omhoog?
Altitude vario’s zijn relatief simpele instrumenten voor het weergeven van de verticale snelheid (climb rate) van de kist. Hiervoor wordt de statische druk gemeten en waarmee de vlieghoogte wordt berekend. Hoogteverschil per seconde is de verticale snelheid (m/s) die dan omgezet wordt in de typische vario piepjes. Nu het toch berekend wordt, geven ze natuurlijk ook de vlieghoogte op de ene of andere manier door.
Het is wel jammer dat deze vario’s misleidende signalen kunnen geven op cruciale momenten vanwege de zgn. knuppelthermiek (stick thermal) fenomeen. We krijgen last van knuppelthermiek wanneer de door de piloot veroorzaakte hoogteverschillen ten onrechte als thermische activiteit worden weergegeven.
Als een kist in stille lucht aan gaat duiken, gaat de hoogte omlaag en de snelheid omhoog. Als het daarna weer gaat klimmen wordt de snelheid weer omgezet in hoogte. Daarbij wordt de potentiële energie (hoogte) omgezet in kinetische energie (snelheid) en daarna weer terug. Intussen blijft de totale energie (potentieel + kinetisch) van de kist ongeveer hetzelfde terwijl de vario eerst dalen en daarna stijgen aangeeft zonder dat er sprake is van thermiek. Bij thermiek zou de totale energie wel veranderen.
Dit zijn de meest toegepaste vario’s in de modelvliegwereld. Ze worden niet meer gebruikt in de bemande zweefvliegerij vanwege hun gevoeligheid voor knuppelthermiek.
*Ik heb eigenlijk geen idee hoe deze vario’s aangeduid worden. Ik heb het maar Altitude Vario genoemd omdat het de hoogteverschillen aangeeft. Een alternatief zou Static Vario kunnen zijn omdat het op basis van de statische omgevingsdruk opereert.
TEK vario – Hoe presteer ik?
TEK (Total Energie Kompensation) vario’s zijn bedacht om de knuppelthermiek te elimineren. Een correct gekalibreerde TEK vario zou gedurende hierboven beschreven dolfijn-vlucht geen signaal geven. Hiervoor wordt het effect van de snelheidsveranderingen gecompenseerd door de ingang van een ‘normale’ vario te voorzien van een TEK buis (TEK probe, Venturi probe, …). Deze TEK buisjes zijn zo geconstrueerd dat ze de statische druk iets verlagen afhankelijk van de snelheid.
TEK vario’s geven een betere indicatie van vliegprestaties aan omdat ze laten horen of de totale energie van de zwever toe- of afneemt zonder dat het verstoord wordt door valse (knuppel)thermiek. Als ze het stijgen aangeven dan is het door de thermiek (of de motor). Na het aansluiten van een TE buis kan er geen hoogte meer gemeten worden of moet er een tweede sensor bij komen.
De mate van compensatie van de TEK buisjes hangen sterk af van de uitvoering en de gevlogen snelheid. Het komt dan ook vaak voor dat ze over of onder gecompenseerd zijn. Desondanks zijn ze nog altijd beter dan de altitude vario’s. Daarom worden nagenoeg alle moderne 1:1 zweefvliegtuigen voorzien van TEK buisjes. Ook wordt het regelmatig aangetroffen op de ‘serieuzere’ model zwevers.
TE vario – Hoe presteer ik?
Een TE vario is anders dan een TEK vario omdat het de ‘echte’ totale energie (= energie inhoud) van de kist berekent aan de hand van haar hoogte en luchtsnelheid. Voor het meten van de hoogte en de luchtsnelheid wordt er gebruik gemaakt van de statische- en stuwdruk die door twee sensoren gesampled worden. SuperVario (of RaptorSense) is een TE vario.
Een TE vario kan naast de variaties van de totale energie ook de hoogte en de luchtsnelheid aangeven. De output van de TE vario kan op meerdere manieren geïnterpreteerd worden.
- J/s*mg – Variatie in specifieke totale energie: De energie wordt gemeten in Joules, dus er komt Joules per seconde x gewicht uit.
- W/mg – Specifieke vermogen: We kunnen het ook interpreteren als watt per gewicht omdat energieverschil per seconde (J/s) gelijk staat aan vermogen (power)(Watt).
- m/s – Variatie in energiehoogte: De specifieke totale energie (TE/mg) kan ook uitgedrukt worden als energie hoogte waardoor we gewoon in meters per seconde kunnen interpreteren.
Vooral de tweede en de derde interpretaties zijn interessant voor ons.
Een TE vario hoeft niet gekalibreerd te worden zolang er een betrouwbare bron voor de statische en stuwdruk voorhanden is. Hiervoor kan een pitot buis gebruikt worden die in de onverstoorde luchtstroom geplaatst moet worden. Het kan wel een opgave zijn om zo een plek te vinden en om pitot buis te installeren in een (ARF) kistje.
Nieuwere computer vario’s van de 1:1 zweefvliegtuigen lijken ook gebruik te maken van deze principe. Voor het modelvliegen ken ik alleen de mijne.
Netto vario – Wat doet de lucht?
Soms willen we gewoon weten hoe hard de lucht stijgt of daalt. Een netto vario (of airmass vario) laat zien/horen wat de stijgsnelheid van de omringende lucht is. Hiervoor wordt de gemeten verticale snelheid gecorrigeerd met de daalsnelheid aan de hand van de snelheidspolaire van de kist.
Om een netto vario te laten werken, moeten we de dus de gemeten verticale snelheid, de luchtsnelheid, de vleugelbelasting en de snelheidspolaire van de kist bij de hand hebben. Normaliter hebben we geen snelheidspolaires van onze modelvliegtuigen maar het is mijn plan/droom om ze in de toekomst semiautomatisch te creëren.
Bij 1:1 zweefvliegerij is dit natuurlijk geen probleem omdat de polairen gewoon beschikbaar zijn. Het duurt nog even voordat ze ook beschikbaar zijn voor de modelvliegerij.
Relative netto vario - Hoe hard zou ik omhoog kunnen gaan?
Wat nou, als we zouden willen weten hoe hard we omhoog zouden gaan als we perfect met de minimale daalsnelheid zouden cirkelen? Daar hebben we dus een Relative Netto vario (of Super Netto vario) voor.
Hiervoor wordt de verticale snelheid van de thermiek gecorrigeerd met de minimale daalsnelheid van de zwever. Bv. als de netto vario zou aangeven dat de thermiek met 5 m/s stijgt en de minimale daalsnelheid van het kistje is 1 m/s is, dan geeft het instrument dus 4 m/s aan. Je zou dus in dit belletje 4 m/s kunnen stijgen als je je best doet. Tja…
Sinan
