Nopeuskompensoiva variometri
Tapio Linkosalo
... ja edelleen: ilmanpaine merenpinnassa lienee jotain 105 kPa? Vaan kuinka
ripeästi se pienenee korkeuden lisiessä?
-Tapio-
Tapio Linkosalo
Käsittääkseni purjekoneiden variometri perustuu ilmanpaineen vaihteluihin?
Lisäksi olen ollut ymmärtävinäni, että niiden asennuksessa on jokin näppärä
konsti, joka automaattisesti huomioi myös nopeuden muutokset, ja mittaa siis
koneen kokonaisenergiaa, eikä vain korkeutta (ts. sauvaa vetämällä ei saa
variota näyttämään nousua, tai työntämällä vajoamista, vaan sauvan liikeuden
vaikutus lentonopeuteen kompensoituu mittarissa). Onko näin, ja jos on,
niin miten moinen on toteutettu?
-Tapio-
Tauno Voipio
"Tapio Linkosalo" <link...@cc.helsinki.fi> wrote in message
news:9drive$qct$1...@oravannahka.helsinki.fi...
>
> ... ja edelleen: ilmanpaine merenpinnassa lienee jotain 105 kPa? Vaan
kuinka
> ripeästi se pienenee korkeuden lisiessä?
>
Nyrkkisääntö pintakorkeuksissa on 27 ft / mb, siis n. 8 m / hPa.
Tauno Voipio
tauno voipio @ iki fi
Antti Laukkanen
Hiukkasen kuullostaa merkilliseltä, mutta laitanpa tähän Winterin (sangen
suosittu purjekonemittarivalmistaja) sivuilta copy-pastettua informaatiota
variometristä. Käännöstyöhön en jaksa ryhtyä (saattaisi nimittäin vaikuttaa
paikoin huvittavalta, jos asioista on perillä...).
Joidenkin vuosien kokemuksen perusteella rohkenen kuitenkin olla sitä
mieltä, että kun kone menee ylöspäin variometri näyttää plussaa ja
päinvastoin, sauvan asentoa tai koneen vaakanopeutta sen kummemmin
kyselemättä.
Vane type variometer
Vane type variometer measure the change in air pressure inherent to changes
in altitude. The instrument consists of a cylindrical chamber with a
precision-fit baffle (vane) rotating on shockproof jewel bearings and
centered by a coil spring. The vane divides the chamber in two: one section
is open to static pressure, while the other is connected to an expansion
tank, in which a volume of air is insulated against the thermal effects.
Differences in pressure are compensated by the narrow gap between vane and
chamber wall. There is a change in static pressure when an aircraft climbs
or descends, and a differential pressure is established between the tow
sections of the chamber.
The resultant defection of the vane provides a measure of the vertical speed
and this deflections is transferred to the pointer of the instrument. The
response rate of a variometer is important. In high performance gliding,
up-currents can be identified all the quicker and used all the more
efficiently if the variometer responds without delay.
Defined as the length of time the instrument takes to reach 65 % of its
final reading in response to a sudden change in vertical speed, the time
constant serves as a standard for gauging speed of response. The faster a
variometer responds, the smaller is its time constant.
Veli M Virvel
Tapio Linkosalo wrote:
Ball valmistaa variometrejä, joissa on "Total energy and Netto Variometers".
http://www.ballvarios.com/F_Products.html
Sivulta voi ladata variometrin manuaalin. Kokonaisenergia ja nettovariometristä
kerrotaan sivulta 47 alkaen.
Vellu
Antti Laukkanen
"Veli M Virvel" <vir...@sci.fi> wrote in message
news:3B018589...@sci.fi...
Jouni Laukkanen
Aluksi aloittelijoille:
Perusjärjestelmähän on tämä: Variometrillä eli
pystynopeusmittarilla mitataan termospullosta
(pitää ilman vakiolämpötilassa riittävällä
tarkkuudella) ulosvirtaavan tai sinne menevän
ilman virtausnopeutta. Mittaus voidaan suorittaa
mekaanisesti (patolevy joka "vuotaa") tai
sähköisesti (esim. termistoreilla. Virtausnopeus
on suhteessa pystykorkeuden muutosnopeuteen (nopea
korkeudenmuutos -> suurempi virtaus). Kalibroituna
järjestelmä antaa arvot pystynopeusindikaationa.
Kokonaisenergiavariometrissä lasketaan yhteen
purjekoneen kokonaisenergian muutosta eli
potentiaalienergian (korkeus) ja kineettisen
energian (nopeus) muutosten yhteenlaskettua
summaa. Jos korkeus suurenee, mutta nopeus
pienenee ei kokonaisenergia välttämättä kasva.
Todennäköisesti nopeus on muutettu korkeudeksi ja
lentäjää eniten kiinnostava tieto, termiikin
nousunopeus, jää hämärän peittoon.
Edistyneempien osuus:
Kun em. puolisuljettuun lisätään tieto
nopeusmittarilla, voidaan esim. pitotpaine ottaa
laskennassa huomioon kalvotasaimen avulla: kun
nopeus lisääntyy, kasvanut paine pienentää
ilmamäärän tilavuutta termospullon ja mittarin
välissä ja antaa, aivan oikein: indikaation
lisääntyneestä kohoamisnopeudesta (ts.
kokonaisenergian lisääntymisestä). Laitan aiheesta
kuvan sfnet.tiedostot -ryhmään, että asia olisi
helpommin tajuttavissa.
Kuvaa hetken tuijoteltuaan voi asioihin perehtynyt
henkilö päätellä, että myös venturiputkityyppistä
(alipaine) järjestelyä voidaan käyttää. Silloin
venturi on sijoitettava variometrin ja staattisen
paineen aukkojen väliin.
Tästä edelleen pohdittavaksi: kun otetaan huomioon
purjekoneessa todettu absoluuttinen
korkeudenmuutos, kulloisen ilmanopeuden vaikutus
kokonaisenergiaan, sekä kullekin ilmanopuden
arvolle tyypillinen purjekoneen vajoamisnopeus
(yksilöllinen kullekin purjekonetyypille /
siipikuormitukselle) ns. nopeuspolaarista olaankin
lähellä tilannetta, jossa saadaan selville
termiikin todellinen nousunopeus.
Skannasinpa vielä yhden sivun edesmenneen
lentokoneen rakennesuunnitelun proffani Ulv Main
kirjasta "Lentokoneen suoritusarvot", jossa on
taulukkomuodossa ICAOn standardi-ilmakehä.
Jouni
Tapio Linkosalo
Näissäpä riittää taas opiskelemista :-) Kiitokset kaikille vastauksista!
-Tapio-
Henrik Soderstrom
Tapio Linkosalo wrote:
<snip>
> koneen kokonaisenergiaa, eikä vain korkeutta (ts. sauvaa vetämällä ei saa
> variota näyttämään nousua, tai työntämällä vajoamista, vaan sauvan liikeuden
> vaikutus lentonopeuteen kompensoituu mittarissa). Onko näin, ja jos on,
Täsmennyksenä mainittakoon että sauvaa vetäessä pitää kyllä näyttää pienempää,
ja työntäessä suurempaa vajoamista kokonaisenergiaakin mitatessa siitä syystä
että suuremmalla nopeudella energiaa kuluu nopeammassa tahdissa (*).
Sen sijaan se hetkellinen lisävajoaminen, joka aiheutuu kiihdyttämiseen
kuluneesta
energiasta, tai hidastamalla saatu hetkellinen nousu, ei pitäisi olla
havaittavissa
oikein kompensoidussa kokonaisenergiamittarissa.
terv. /Henrik
(*) Niin kauan kun liikutaan polaarikäyrän laen oikealla puolella eli pienintä
vajoamisnopeutta vastaavaa nopeutta suuremmilla nopeuksilla.
Markku Hiedanpää
"Henrik Soderstrom" <eme...@rioja.ericsson.se> kirjoitti viestissä
news:3B023BA8...@rioja.ericsson.se...
>
> Täsmennyksenä mainittakoon että sauvaa vetäessä pitää kyllä näyttää
pienempää,
> ja työntäessä suurempaa vajoamista kokonaisenergiaakin mitatessa siitä
syystä
> että suuremmalla nopeudella energiaa kuluu nopeammassa tahdissa (*).
Jos näyttää, niin kompensointiputkea ei ole osattu tehdä tai sen
asennuspaikka on virheellinen ! Kompensointiputkella (-anturilla) halutaa
saada aikaiseksi alipaine, joka on vastakkainen ja täsmälleen samansuuruinen
kuin pitotputkesta saatava ylipaine.
Asiaa kokeiltiin pitkään ja hartaasti PIK-20 sarjan koneissa ja oikea paikka
variometrin kompensaattorille löytyi sivuvakaimen edestä noin
korkeusohjaimen jänteen verran eteenpäin ja puolen jänteen verran alaspäin,
jos kompensointi oli ylempänä tai lähempänä vaikutti korkeusperäsimen
poikkeutus kompensointitulokseen.
Ilmavirta muuttaa suuntaansa jo ennen korkeusvakaimen etureunaa kun
korkeusperäsintä poikkeutetaan jota tehostaa korkeusohjauksen aiheuttama
kulmamuutos lentosuuntaan nähden ja anturista saatava alipaine ei vastaa
lentonopeutta.
Purjekoneella on helppo kokeilla kompensointiputken tarkkuutta kahdella
samanlaisella (oltava sama tarkkuus) nopeusmittarilla, ensimmäinen kytketään
normaalisti pitot-pitot ja staattinen-staattinen ja toisessa mittarissa
staattinen-pitotpaineeseen ja kompensointiputki-staattiseen paineeseen, jos
mittarit näyttävät koko lentonopeusalueen samaa ja sietävät vielä
korkeusperäsimen jne poikkeutuksia niin järjestelmä on onnistunut.
Muuttujana on tietysti koneen oman pitot-staattisen järjestelmän virheet,
jos ne ovat suuret niin järjestelmään voi tulla heittoja eri nopeusalueille.
Nimimerkillä "kokemusta on"
MH
Henrik Soderstrom
"Markku Hiedanpää" wrote:
>
> "Henrik Soderstrom" <eme...@rioja.ericsson.se> kirjoitti viestissä
> news:3B023BA8...@rioja.ericsson.se...
> >
> > Täsmennyksenä mainittakoon että sauvaa vetäessä pitää kyllä näyttää
> pienempää,
> > ja työntäessä suurempaa vajoamista kokonaisenergiaakin mitatessa siitä
> syystä
> > että suuremmalla nopeudella energiaa kuluu nopeammassa tahdissa (*).
>
> Jos näyttää, niin kompensointiputkea ei ole osattu tehdä tai sen
> asennuspaikka on virheellinen !
Aaha, olenko kenties käsittänyt väärin ?
Kuitenkin Jouni Laukkanen oli vastauksessaan samoilla linjoilla, ja ilmaisi
sen ehkä selkeämmin kuin minä, eli seuraavasti:
: Kokonaisenergiavariometrissä lasketaan yhteen
: purjekoneen kokonaisenergian muutosta eli
: potentiaalienergian (korkeus) ja kineettisen
: energian (nopeus) muutosten yhteenlaskettua
: summaa.
ts. suuremmalla nopeudella lennettäessä, kun nopeuden muutos on nolla
(hetken päästä nopeuden vakiinnuttua uuteen arvoonsa), kokonaisenergia-
variometrin näyttämä = potentiaalienergian muutosnopeus eli todellinen
vajoamisnopeus joka puolestaan on suurempi kuin ennen kun alettiin
työntämään sauvaa (polaarikäyrällä oikeammalla ja alempana).
Eikö tämä siis pidä paikkaansa ?
Sellaisiakin järjestelmiä taitaa olla olemassa jossa polaarikäyrä
on kokonaan kompensoitu pois eli näyttävät ainoastaan ympäröivän
ilman nousu- tai laskunopeutta piittaamatta koneen nopeudesta.
Siinä tapauksessahan sauvan liikkeillä ei lainkaan voi vaikuttaa
variometrin näyttämään. Korjatkaa ihmeessä jos olen väärässä mutta
niin kuin minä olen asian käsittänyt tällainen järjestelmä on
kuitenkin jotain muuta kuin kokonaisenergiavariometri !?
terv. /Henrik
Jere Knuuttila
> ts. suuremmalla nopeudella lennettäessä, kun nopeuden muutos on nolla
> (hetken päästä nopeuden vakiinnuttua uuteen arvoonsa), kokonaisenergia-
> variometrin näyttämä = potentiaalienergian muutosnopeus eli todellinen
> vajoamisnopeus joka puolestaan on suurempi kuin ennen kun alettiin
> työntämään sauvaa (polaarikäyrällä oikeammalla ja alempana).
Näin minäkin olen käsittänyt kokonaisenergiakompensoidun variometrin
toimivan.
> Sellaisiakin järjestelmiä taitaa olla olemassa jossa polaarikäyrä
> on kokonaan kompensoitu pois eli näyttävät ainoastaan ympäröivän
> ilman nousu- tai laskunopeutta piittaamatta koneen nopeudesta.
>
> Siinä tapauksessahan sauvan liikkeillä ei lainkaan voi vaikuttaa
> variometrin näyttämään. Korjatkaa ihmeessä jos olen väärässä mutta
> niin kuin minä olen asian käsittänyt tällainen järjestelmä on
> kuitenkin jotain muuta kuin kokonaisenergiavariometri !?
Jep, ympäröivän ilman nousu/laskunopeutta näyttävä mittari on tässäkin
threadissa aiemmin mainittu nettovariometri.
Mikko Korhonen
> (hetken päästä nopeuden vakiinnuttua uuteen arvoonsa), kokonaisenergia-
> variometrin näyttämä = potentiaalienergian muutosnopeus eli todellinen
> vajoamisnopeus joka puolestaan on suurempi kuin ennen kun alettiin
> työntämään sauvaa (polaarikäyrällä oikeammalla ja alempana).
>
> Eikö tämä siis pidä paikkaansa ?
Jep toki toimii täsmälleen kuin normaali vario jos ajetaan vakionopeudella
yhtä geetä. Siis minimivajoamisen nopeudella mennään hitaimmin alaspäin ja
sitä nopeammin tai hitaammin lennettäessä vajotaan nopeammin.
Toinen asia on sitten vetäminen ja työntäminen, näissä kun kuormitusmoninkerta
muuttuu niin seurauksena on se että vedettäessä vastus kasvaa,
kokonaisenergiaa kuluu ja vario näyttää (hiukan) suurempaa vajoamista.
Työnnettäessä päinvastoin. (Ihan) kaikkia nopeutta ei ole mahdollista saadaa
korkeudeksi, koska pieni osa menee purjekoneellakin vastuksena hukkaan.
t. Mikko
Tapio Linkosalo
Palaanpa vielä tähän ikuvanhaan keskusteluketjuun toisella, edellistä
sivuavalla kysymyksellä: jos haluan sijoittaa lentolaitteeseen
ilmanpaineeseen perustuvan korkeusmittarin, niin mikä olisi otollisin
paikka paineanturille? Jotta siis lentonopeus ei sotkisi mittausta...
-Tapio-
AT
Laitappa se anturi vaikkapa kabiinin sisälle. Paitsi jos Sinulla on
paineistettu kabiini.
AT
"Tapio Linkosalo" <link...@cc.helsinki.fi> kirjoitti viestissä
news:9qjurk$qa1$1...@oravannahka.helsinki.fi...
Nils Rostedt
anturit sijoitetaan yleensä rungon sivulle sen etuosassa, missä virtaus on
aika tasainen. Kabiini on huonompi paikka. Muistuu mieleen eräs
onnettomuustutkimus parin vuoden takaa. Ko koneessa paine mitattiin
kabiinissa, ja todettiin korkeusmittarin virhenäyttämän riippuvan siitä
oliko tuuletusikkuna auki vai kiinni. Eli rungon sisällä syntyy helposti
hieman yli- tai alipainetta ulkoilmaan verrattuna.
- Nils
"AT" wrote ...
> Tapio,
>
> Laitappa se anturi vaikkapa kabiinin sisälle. Paitsi jos Sinulla on
> paineistettu kabiini.
>
> AT
>
> "Tapio Linkosalo" kirjoitti ...
Tapio Linkosalo
: Olen hieman eri mieltä tuosta. Purjekoneissa ja mopuissa staattisen paineen
: anturit sijoitetaan yleensä rungon sivulle sen etuosassa, missä virtaus on
: aika tasainen. Kabiini on huonompi paikka. Muistuu mieleen eräs
: onnettomuustutkimus parin vuoden takaa. Ko koneessa paine mitattiin
: kabiinissa, ja todettiin korkeusmittarin virhenäyttämän riippuvan siitä
: oliko tuuletusikkuna auki vai kiinni. Eli rungon sisällä syntyy helposti
: hieman yli- tai alipainetta ulkoilmaan verrattuna.
Noh, varsinaista kabiinia ei vapaastilentävässä ole. Jos sijoitan anturin
vapaaseen virtaukseen rungon vierelle, niin millainen letkun pään muotoilun
tulisi olla?
-Tapio-