5. De snelheidsmeter

Hier zie je een snelheidsmeter van het merk Winter. Voor elk type zweefvliegtuig wordt een aparte snelheidsmeter gemaakt. Het zweefvliegtuig waar deze snelheidsmeter uit komt heeft flaps. Verder zie je aan het driehoekje dat de landingssnelheid bij rustig weer voor deze kist 95 km/h is. Met de flaps in een positieve stand (zoals de landingsstand) mag maximaal 160 km/h gevlogen worden. In de neutraalstand 180 km/h en met negatieve flaps maximaal 275 km/h.

 

De kleuren op deze snelheidsmeter hebben de volgende betekenis:

 

groen

Veilig gebied. In dit gebied mag je hele uitslagen met de roeren geven. De ondergrens van de groene kleur (hier 95 km/h) geeft de minimumsnelheid aan met maximum gewichten de flaps neutraal.

wit Gebied waar met flaps naar beneden mag worden gevlogen
gele driehoek Landingssnelheid bij rustig weer en zonder water

geel

Deze kleur geeft een waarschuwing. Wees voorzichtig! Bij turbulent weer niet in de gele zone vliegen. Te grote krachten op de vleugels  voorkomen door kleine (maximaal 1/3 van de totale)  uitslagen met de roeren te geven.
rood Markering maximum snelheid.

blauwe lijn

Optimale klimsnelheid met de motor aan.

 

De Engelse naam voor snelheidsmeter is air speed indicator (ASI). Dat is een betere naam want de snelheidsmeter geeft niet de snelheid aan, zoals bij auto's, maar de snelheid t.o.v. de omringende lucht. Wanneer je 100 km/h vliegt, met een rugwind van 30 km/h, dan vlieg je een grondsnelheid van 130 km/h. Bij tegenwind is dit precies andersom. We onderscheiden drie soorten snelheid::

 

IAS

indicated airspeed. De snelheid die de snelheidsmeter aanwijst. Op grote hoogte is de lucht ijler. De snelheidsmeter geeft dan een te lage snelheid aan. De werkelijke snelheid (airspeed) ligt dan hoger en dat noemen we de TAS.

TAS

True airspeed. Dit is de snelheid die je kunt berekenen als je op grote hoogte vliegt. Tot 6000 m moet je per 1000 m 6% bij de snelheid optellen. Vlieg je op 3000 m met een snelheid van 250 km/h (IAS) dan is de true airspeed 250 km/h + (3x6%)= 250 km/h + 45 km/h = 295 km/h. Aangezien de lucht ijler is blijft het zweefvliegtuig bij de op de snelheidsmeter aangegeven snelheid overtrekken. Dus bij de zelfde IAS als op lage hoogte. Voor sommige types zweefvliegtuigen staat in het handboek dat, in verband met fluttergevaar,  een maximum true airspeed geldt die lager ligt dan de maximale IAS die met een rode streep op de snelheidsmeter staat. Met andere woorden de snelheidsmeter wijst 250 km/h per uur aan maar de true air speed ligt dan aanmerkelijk hoger. Sommige zweefvliegtuigen mogen op grote hoogte niet met de maximale indicated airspeed vliegen.

GS

Grondsnelheid. Dit is de TAS vermeerderd of verminderd met de windsnelheid. Voor berekening van de finalglide heb je deze snelheid nodig. Een finalglide computer met een GPS berekent de GS. Aan de hand van het weggezet worden bij het draaien in de thermiek,  kan de de windrichting berekend worden. Aan de hand van de TAS en de GS kan de windsnelheid worden weergegeven.

 

De werking van de snelheidsmeter

 

 

De snelheidsmeter bestaat uit een membraandoos die in een huis geplaatst is. In het huis heerst de statische druk (p) omdat het huis aangesloten is op de slang van de statische openingen van het vliegtuig. De andere kant van de membraandoos is open en staat in verbinding met de pitotbuis of stuwbuis. Daar heerst de druk van de totale energie (p+q). Wanneer de snelheid toeneemt dan wordt de totale energiedruk groter en dan zet de membraandoos uit. De wijzer geeft dan een hogere snelheid aan.

 

Controle en onderhoud

-          Een juiste aanwijzing van de snelheid is bij de landing en ter voorkoming van vrilles heel erg belangrijk. Na het uitbouwen en inbouwen van het instrument moet gecontroleerd worden of de juiste slangen goed zijn aangesloten. De snelheidsmeter wordt aangesloten op de slangen van de statische druk (p) en op de slang van de stuwbuis (p+q).

-          De snelheidsmeter moet onderhouden worden volgens het voorschrift van de fabrikant van het vliegtuig (zie hierboven bij de hoogtemeter). Door ijking wordt dan bekeken of de aangewezen snelheden overeenkomt met de werkelijke luchtsnelheid. Een afwijking van maximaal 1% van de eindwaarde valt binnen de toegestane tolerantie.

-          Om de werking van de snelheids meter te controleren mag nooit rechtstreeks op de stuwbuis geblazen worden. De snelheidsmeter is een zeer gevoelig instrument die al hele kleine drukverschillen weergeeft. Blazen met de mond een eindje van stuwbuis af, kan geen kwaad. Bij een snelheidsmeter die bij een beetje slippen een onjuiste snelheid aanwijst, staat de stuwbuis niet juist in de vliegrichting.

-          Bij ijsafzetting is het mogelijk dat de stuwbuis en/of de statische buis dichtvriezen. De snelheidsmeter geeft dan niet meer de juiste snelheid weer. Wanneer beide buizen bevroren zijn dan geeft de meter steeds dezelfde snelheid weer. Is één van tweeën bevroren dan geeft de meter te hoog of te laag weer.

-          Een GPS geeft de grondsnelheid weer. Wanneer je de windsnelheid kunt schatten dan kun je enigszins controleren of de snelheidsmeter een te lage of te hoge snelheid aangeeft.

 

 

6. De variometer

 

Beschrijving

Hier zie je een afbeelding van de meest gebruikte variometer in Nederlandse zweefvliegtuigen. Bij een variometer hoort een thermosfles. Meestal van een halve liter. Wanneer een zweefvliegtuig stijgt komt hij in een gebied waar een lagere luchtdruk heerst.  Dan stroomt er lucht uit de fles via de stuwschijfvariometer naar buiten. Dat geeft de meter weer in meters per seconde. Bij dalen gebeurt precies het omgekeerde. 

 

 

Op de Rhönwedstrijd van 6 augustus 1928 vloog Kronfeld voor het eerst met een variometer. Hij vloog een nieuw record en maakte een vlucht van 3 uur. Tijdens die vlucht vloog hij naar een berg die 8 km verderop lag. Die dag geldt als de geboortedag van het moderne zweefvliegen met behulp van thermiek. Zweefvliegen is dankzij de variometer mogelijk zonder hellingstijgwind.   De eerste jaren werd het gebruik van dit instrument geheim gehouden. Nieuwsgierigen die naar de thermosfles wezen, werd verteld dat het voor de koffie  was. In 1930 paste ook Wolf Hirth de variometer toe in zijn zweefvliegtuig. Hij ontdekte direct het grote nut van dit instrument en publiceerde het in een blad. Sindsdien is de variometer een onmisbaar instrument voor thermiekvliegen en krijgt het  een centrale plaats in het instrumentenbord.

 

Werking stuwschijfvariometer

 

Wanneer een vliegtuig stijgt dan loopt er een heel klein beetje lucht uit de fles. Op  ongeveer 5500 m is nog maar de helft van de lucht uit de fles gestroomd. Het gaat bij een stijgen van 1 m/s dus om hele kleine hoeveelheden. Via de opening tussen de stuwschijf en de stuwschijfkamer stroomt de lucht via de slang voor de statische druk naar buiten. Tijdens het stijgen oefent de eruit stromende lucht een kracht uit op de stuwschijf. Daardoor geeft de rode pijl het stijgen weer. De schaal geeft het stijgen in m/s aan. Op deze tekening ruim 1 m/s stijgen. Bij dalen gebeurt het omgekeerde. Het spiraaltje zorgt voor een weerstand en houdt de wijzer bij geen dalen en geen stijgen in het midden op de 0 m/s.

 

Het compenseren van de knuppelthermiek

Wanneer we gaan zweefvliegen met een variometer, die aangesloten is zoals hierboven afgebeeld, dan krijgen we last van knuppelthermiek. Wanneer we bijvoorbeeld 150 km/h vliegen en we brengen de snelheid terug naar 85 km/h, dan stijgt het zweefvliegtuig flink en dan zal de variometer sterk stijgen aangeven. Dit noemen we knuppelthermiek. Wanneer we met grote snelheid een thermiekbel binnenvliegen en we brengen snel de snelheid terug, dan weten we niet of het stijgen door de snelheidsvermindering komt of door de bel. We willen zo snel mogelijk weten of de bel goed stijgen geeft of weinig. Daarom zijn de vario’s in zweefvliegtuigen gecompenseerd voor knuppelthermiek. We doen dat meestal met een TE- of Braunschweigbuis. Op de tekening hieronder zie een vario die door een TE-buis voor knuppelthermiek gecompenseerd wordt.

Tijdens het vliegen met constante snelheid in een stijgende thermiekbel stroomt er lucht uit de fles via de TE-buis naar buiten. De letters TE komen van totale energie.  Een TE-buis heeft aan de luwzijde een paar kleine gaatjes. Daardoor krijg je hetzelfde effect als bij een schoorsteen en een venturi-buis. Bij snelvliegen ontstaat er onderdruk die gelijk is aan de stuwdruk. Je krijgt dan p-q. Bij langzamer vliegen neemt die onderdruk af. De stuwdruk neemt af (q wordt kleiner).  Er stroomt dan lucht in de TE-buis. Dit voorkomt dat er, door het omzetten van snelheid in hoogte, lucht uit de fles stroomt. Zo geeft een gecompenseerde variometer alleen stijgen als er sprake is van thermiek en niet het gevolg van snelheid die omgezet wordt in hoogte.

Ook d.m.v. een compensatiedoos kan een variometer voor knuppelthermiek worden gecompenseerd. De werking is als volgt. Bij het verhogen van de snelheid drukt de toegenomen energiedruk een membraandoos iets in. Bij snelheidsverhoging wordt hoogte omgezet in snelheid. Door de extra daling zou er extra lucht in de fles moeten stromen en zou de variometer extra dalen aan moeten wijzen, maar door het in elkaar drukken van de compensatiedoos, wordt er nog voor de variometer, lucht in de fles geduwd. Bij snelheid verminderen gebeurt het omgekeerde. Dan wordt snelheid omgezet in hoogte. De druk op de compensatiedoos neemt af. Het volume wordt groter. Er stroomt dan lucht uit de fles in de compensatiedoos en de variometer geeft geen knuppelthermiek weer.

 

Vario met MacCreadyring

 

Rondom de variometer zit in een zweefvliegtuig meestal een MacCreadyring. Zo’n ring ziet er voor elk type zweefvliegtuig weer iets anders uit. Bij elke hoeveelheid dalen past namelijk een optimale snelheid die voor elk type zweefvliegtuig net weer iets anders is. Hij geeft ook aan met welke snelheid je met krachtige thermiek moet vliegen om een zo hoog mogelijk reissnelheid te krijgen.  

 

 De meest gebruikte variometer in Nederland is de linker met een meetbereik van -5 tot +5 m/s. Deze vario heeft een lineaire schaal. De afstand van 0 m/s naar 1 m/s en van bijvoorbeeld 4 m/s naar 5 m/s blijft gelijk. Op de rechterafbeelding zie je een logaritmische variometer. De afstand van 0 tot 5 m/s is veel groter dan de afstand van 5 tot 10 m/s.
Een andere veelgebruikte variometer is die van het merk Bohli. Deze variometer staat

bekend om z'n snelle en nauwkeurige aanwijzing van de thermiek. Hij gebruikt geen stuwschijf maar een  membraandoos waar de lucht langzaam via een capillair  uitstroomt. Aan de ene zijde van de membraandoos zit een soort ingebouwde thermosfles en via het capillair en de membraandoos stroomt de lucht eruit bij stijgen en erin bij dalen. Het membraan is verbonden met een wokkelvormige draad. In het midden van de draad is de wijzer bevestigd. Het membraan spant en ontspant de draad en daardoor beweegt de wijzer. Omdat er bijna geen massa in beweging gezet hoeft te worden, is het instrument erg snel. Zie: http://www.bohli-magnete.ch/pdf/ba_vario1d.pdf

 

Aanwijzingsfouten van de variometers

 

instrumentfout Bij het ijken van vario's blijkt dat een afwijking van 10% vaak voorkomt.
traagheidsfout Wanneer je een thermiekbel invliegt, geeft de vario dit niet direct aan. Pas na enig stijgen stroomt er lucht uit de fles en geeft de vario het stijgen weer. Wanneer je  tijdens het cirkelen uit het sterkste stijgen vliegt dan geeft de variometer dit iets later aan. Je ontkomt niet aan een zekere traagheid. De Bohli-variometer staat bekend om z'n snelle aanwijzing. Ook elektrische variometers werken sneller (met minder vertraging) dan een gewone stuwschijfvariometer.
lierstartthermiek Tijdens een snelle lierstart van 0 naar bijvoorbeeld 500 m, neemt de luchtdruk af. De in de fles aanwezige lucht zet uit. Het uitzetten van de lucht gaat met temperatuurdaling gepaard. Net zoals de lucht in een stijgende thermiekbel met 1° C per 100 m afkoelt, zo koelt ook de lucht in de fles af. De warmere fles geeft z'n warmte af aan de lucht. Die lucht zet uit. Daardoor stroomt er, bijvoorbeeld direct na de lierstart, nog even lucht uit de fles. De variometer geeft dan ten onrechte stijgen aan. Dit kun je enigszins onderdrukken door kopergaas in de fles te doen. Daardoor vindt er een snellere temperatuuraanpassing plaats.

Datum laatste update 01-06-07

 startpagina