Výkonné plachtenie a TE variometre.

 

Ak sa v našich aerokluboch spýtate každého plachtára-preletára, čo je to TE variometer,   bez váhania odpovie, že je to variometer, ktorý meria celkovú energiu. S tým musím súhlasiť. Na otázku, ako má správne skompenzovaný TE variometer ukazovať, už tak jednoznačnú odpoveď nedostanete. Väčšina odpovie, že nereaguje na dotiahnutie, alebo tzv. knipeltermiku. To už celkom pravda nieje. Ako to teda je?  Nasledujúce  riadky by mali výkonným plachtárom pomôcť lepšie porozumieť  výchylkám variometru a tiež zlepšiť ich systém na vetroni, ktorý používajú, či už vlastnom alebo z aeroklubu.

 

Na výchylky  Te-variometra pôsobí niekoľko vplyvov:

 

-Vplyv preťaženia

Ak pri rýchlom lete pritiahnete,  ručička nekompenzovaného variometru vyletí až na doraz do plusu. Prvotná indikácia  TE variometru (TE je skratka z Angličtiny- total energy) je, že sa ručička pohne smerom dole.Výckylka ručičky smerom dole bude tým väčšia, čím bude väčšie preťaženie. Kladiete si otázku prečo je to tak? Tu je odpoveď. Pri ustálenom kĺzavom lete, musí byť  vztlak na krídle v rovnováhe z  hmotnosťou vetroňa. Ak začnete ťahať vznikne preťaženie. Vztlak na krídle sa musí zväčšiť tak, aby uniesol  zvýšenú hmotnosť vetroňa (hmotnosť krát násobok) a ešte aj previedol vetroň do stúpania. Väčší vztlak indukuje aj väčší odpor . Väčší odpor spotrebuje viac energie. To spôsobí, že vetroň má väčšie klesanie ako by mal, keby nepôsobilo preťaženie. Aj keď ste v skutočnosti neklesali, čo je vidieť na klasickom variometri,  TE-variometer zaznamená túto stratu energie. Táto strata energie vysvetľuje prvotný pohyb ručičky TE varia dole. Pri lietaní v termike tento pohyb ľahko prehliadnete.

Te variometer neukazuje vertikálnu rýchlosť, ale  rýchlosť zmeny celkovej energie vetroňa. Celková energia vetroňa je súčet polohovej (výška) a pohybovej (rýchlosť) energie. Ak získavate výšku na úkor rýchlosti vaša energia sa nemení a TE-vario neukáže stúpanie. Neukáže ani klesanie ak rozbiehate vetroň na úkor výšky. Údaje  TE-varia  sú zhodné z vertikálnou rýchlosťou vetroňa len vtedy, ak sa nemení rýchlosť. Pri potlačení keď je preťaženie menšie ako 1G, zareaguje správne skompenzované TE-vario tak že indikuje menšie klesanie po dobu trvania preťaženia, ako zodpovedá klesaniu podľa poláry vetroňa . Ideálne skompenzované TE-vario by  nemalo ukázať stúpanie v kľudnom ovzduší a nezáleží aký manéver s vetroňom robíte. Z predchádzajúcich riadkov je zrejmé, že TE- vario úplne neodstráni efekt ťahania a tlačenia, ale  berie do úvahy zmeny energie doprevádzajúce tieto manévre. Treba to mať na  pamäti pri delfínovaní a pri  letení podľa optimalizátora. Čím jemnejšie bez hrubých zásahov do riadenia budete lietať, tým spoľahlivejšiu indikáciu variometra budete mať.

-Vplyv turbulencie.

Už vieme že TE-vario ukazuje zmenu celkovej energie. Plachtári si zmenu energie spájajú so zmenou výšky v stúpaní alebo klesaní. Každý pilot sa asi už stretol s turbulenciou a vie ako sa prejavujú horizontálne nárazy. Pri horizontálnych nárazoch, ktorých osa je zhodná so smerom letu, môže kolísať rýchlosť plus- mínus 10 až 20 km/h aj viac. Túto zmenu celkovej energie zaznamená aj TE-variometer. Niekedy bývajú horizontálne  zmeny nárazov v turbulencii dosť rýchle. Na ručičke TE-varia sa môžu prejaviť kmitaním hore-dole. Ak majú zmeny rýchlosti dlhšie trvanie a  rýchlosť narastá, ukazuje TE-vario stúpanie. Ak dotiahnete, môžete nejakú výšku získať, ale často príde vzápätí náraz zozadu a získanú výšku opäť stratíte pri získavaní rýchlosti. Ak plachtár podľa takejto indikácie začne točiť,  ručička varia okamžite klesá. Pýtate sa, ako rozoznáte čisto horizontálny  náraz turbulencie od stupáku, keď indikácia TE-varia môže byť rovnaká a tieto dva javy často spolu súvisia? Rozdiel je v tom, že pri stupáku je určité  kladné preťaženie, ktoré zaregistruje len povestný plachtársky zadok. Ak sa jedná čisto o horizontálny  náraz zadkom preťaženie nezaregistrujete.  Samozrejme nesmiete začať ťahať skôr, ako rozlíšite o aký druh nárazu ide. Spomeňte si koľko krát ste sa bavili po letovom dni s ostatnými plachtármi  na téma, že dnes bolo ale  zvláštne počasie, vario vybehlo na 3, otočím, a nič. Nemohlo to byť tým, že ste si nesprávne vyhodnotili údaj TE-varia? 

Zatiaľ sme spomínali  horizontálne nárazy pozdĺž smeru letu. Krúženie v termike je často spojené s turbulenciou a bočným ofukovaním, spôsobeným  s prúdením v stupáku. Nárazy z boku sú viditeľné na bavlnke, ako poskakuje na kabíne. Niektoré spôsoby kompenzácie sú citlivé na  bočné nárazy a TE-vario pri nich môže skreslene ukazovať väčšiu výchylku ako by malo.

 

Najpoužívanejšie spôsoby kompenzácie.

 

-Membránová kompenzácia. Výhodou je jednoduchá zástavba. V podstate stačí  kompenzátor zapojiť na celkový tlak. Výstup z kompenzátoru na termoflašu a vario. Nemusíte zvonka nič montovať na vetroň. Nevýhoda je starnutie membrány a pružinky v kompenzátore, čo spôsobí nesprávnu indikáciu .

 

-Elektronická kompenzácia. Túto možnosť môžeme využiť u  elektrických variometrov a plachtárskych počítačov (spoľahlivejšia je ale dýza). Výhoda je že nemusíte montovať na vetroň žiadny snímač. Stačí zapojiť normálny statický tlak zo snímačov na trupe a potom elektronicky skompenzovať podľa návodu k prístroju. Nevýhoda je, že snímače tlaku na trupe sú citlivé na bočné ofukovanie, či už spôsobené turbulenciou alebo technikou pilotáže. To spôsobuje chybnú indikáciu varia.

 

-Aerodynamické snímače. Na začiatku sa používali na kompenzovanie Venturiho trubice. Tieto trubice sú náročné na výrobu, znečistenie a vyhovujú skôr menším rýchlostiam. Dnes sa skoro nepoužívajú. U nás sú najznámejšie trubice, ktoré boli montované na VSO 10 s jednou dierkou. Sú nenáročné na výrobu, ale sú tiež citlivé na bočné ofukovanie. Hojne používané sú snímače z dvomi drážkami. Tieto sú náročné na vyladenie, ale ak sa vám to podarí, máte výborne fungujúci snímač vo veľkom rozsahu rýchlostí, s dobrou odolnosťou na bočné ofukovanie. Najmladší, nedávno vyvinutý (cca 20 rokov) je snímač s dvoma dierkami pootočenými voči sebe 30°. Výhoda voči snímaču s jednou dierkou je, že je menej citlivý na bočné ofukovanie.

Ceny dobrých značkových snímačov sa pohybujú v tisícoch. Priemerne zručný plachtár si snímač dokáže vyrobiť za hodinu s nákladmi na materiál menej ako  100Sk a ušetrené peniaze prelieta pri vyladení dýzy.

 

          Otestujte si TE systém.

 

Predtým ako začnete, skontrolujte si tesnosť sústavy (napojenie dýzy, hadičiek, tesnosť prístroja). Každá netesnosť má vplyv na správnosť indikácie (napr. netesnosť prístroja, alebo zapojenia hadičky na prístroj sa prejaví pohybom ručičky varia pri otvorení vetrania kabíny)   Za letu si môžete otestovať  svoju TE sústavu niekoľkými spôsobmi.

-Priama metóda. Aby boli výsledky testu spoľahlivé, testovací let by mal byť vykonaný v kľudnom ovzduší bez termiky. Postup testu:

-I. Leťte rýchlosťou minimálneho opadania vetroňa podľa rýchlostnej poláry, alebo minimálnou rýchlosťou + 10 Km/h minimálne 10 sekúnd. Pozorovanie: variometer sa musí ustáliť na aktuálnom minimálnom klesaní.

-II. Plynulé potlačte, tak aby ste dosiahli pozdĺžny sklon 10°-15°pod horizont. Preťaženie pri tomto manévre by malo zostať kladné, okolo 0,5G až 0,2G (prach v kabíne zostáva na podlahe).Pozorovanie: pri tlačení sa má ručička variometru pohnúť smerom k nule, pretože sa násobok znížil.

-III. Jemnými pohybmi udržujte pozdĺžny sklon podľa horizontu. Pozorovanie: rýchlosť plynule narastá. Dobre skompenzovaný variometer ukazuje klesanie zodpovedajúce klesaniu podľa rýchlostnej poláry vzhľadom na indikovanú rýchlosť. Treba mať na pamati rýchlostnú konštantu varia. Pri pomalých variometroch bude indikácia klesania zaostávať za indikovanou rýchlosťou, to znamená, že bude ukazovať menšie klesanie.

-IV. Začnite ťahať pred dosiahnutím Vne (maximálka), tak aby ste dosiahli pozdĺžny sklon 10°-15° nad horizont. Preťaženie pri tomto manévre by malo byť 2G až 3G. Pozorovanie: Ručička varia zareaguje na preťaženie pohybom dolu.

-V. Jemnými pohybmi udržujte pozdĺžny sklon podľa horizontu. Pozorovanie: tak ako vetroň spomaľuje, vario ukazuje klesanie vetroňa podľa rýchlostnej poláry. Pomalé varia budú indikovať väčšie klesanie.

 

 -Test z dvoma rýchlomermi. Je dostatočne popísaný, vrátane zapojenia, vo V-PL-6 Metodika výcviku na kluzácích, preto sa o ňom bližšie nebudem zmieňovať. (je tam aj návod na výrobu  dvoch typov kompenzačných trubíc)

 

-Test na citlivosť voči bočnému ofukovaniu.

-I. Leťte ustálenou rýchlosťou 90-100km/h. Pozorovanie: TE-vario ukazuje klesanie podľa rýchlostnej poláry.

-II: Uveďte vetroň do sklzu (20°-30°). Udržujte sklz asi 3 až 5sekúnd. Počas sklzu sa snažte udržať pozdĺžny sklon. Pozorovanie:  Ručička TE-varia ukazuje veľké klesanie.

-III: Zrovnajte sklz bez prekmitu do druhej strany. Rýchlosť výstupu zo sklzu má byť rovnaká ako vstupová. Pozorovanie: Ručička TE-varia sa musí plynule, bez kmitania vrátiť na klesanie zodpovedajúce klesaniu vetroňa podľa poláry. Nikdy by nemala ukazovať menšie klesanie ako očakávate podľa poláry. Pri tomto teste nie je dôležité indikované klesanie, ale spôsob vrátenia ručičky varia do normálneho klesania.

            Vzhľadom na cirkuláciu vzduchu v stupákoch je  prakticky  nemožné lietať v termike bez bočného ofukovania. Len veľmi dobre skompenzované dýzy obstoja v predchádzajúcom teste.

 

-Test na zmenu pozdĺžneho sklonu.

Používané spôsoby kompenzácie sú relatívne dobre odolné voči pozdĺžnemu sklonu. Určité problémy by mohli nastať, keby ste používali krátke dýzy, a boli by ovplyvnené prúdením okolo trupu, alebo vychyľovaním kormidiel v prípade umiestnenia dýzy na chvoste. Krátka dýza je taká , ktorá nedosahuje dĺžku priemeru trupu v mieste na ktorom je umiestnená, alebo  aspoň polovicu hĺbky kýlovka+smerovka, v prípade umiestnenia na chvoste.

-I. Pri teste leťte ustálenou rýchlosťou. Začnite robiť rýchle pohyby výškovkou dopredu-dozadu tak, aby sa nezmenila rýchlosť letu. Pozorovanie:  Ručička TE-varia by sa mala odchýliť  smerom dole, ale nie smerom hore k nule.

 

Ovplyvňovanie variometrov.

 

Často sa stáva, že do vetroňa si majiteľ kúpi nový el. variometer, alebo celý plachtársky počítač. Zapojí ho podľa návodu a pri prvom lete je sklamaný. Nové vario ukazuje zle a ešte aj staré sa akosi zbláznilo. Pomoc môže byť jednoduchá. Ak je viac TE-variometrov napájaných z jedného zdroja (statiky alebo dýzy), môžu sa ovplyvňovať.  Každý prístroj má inú rýchlostnú konštantu (oneskorenie), najme ak skombinujete mechanické vario s elektrickým. V zásade je možné napájať dva TE variometre z jedného zdroja, ale treba ich od seba  izolovať čo najviac. Najlepšie je mať dva vývody priamo z dýzy, pre každý variometer zvlášť. Ak to nejde, umiestnite rozdvojku čo naďalej od prístrojov. Napríklad pod sedačku pilota, alebo ešte ďalej do trupu. Indikácia sa určite zlepší.

 

 

Na záver. Mať dobrý TE-variometer nie je zadarmo. Na druhej strane, ak ho máte, lietate s väčšou pohodou a hlavne nerobíte veľa zbytočných kruhov. Každý kruh naviac je 30sekúnd strata . Skúste si spraviť rozbor svojich letov a spočítajte si, koľko zbytočných kruhov ste spravili za prelet, teda svoju zbytočnú stratu.

Dúfam, že som vám nasadil chrobáka do hlavy a budete mať nad čím premýšľať celú zimu.

  

                                                                                           Pavol Černý