Eines der Grundprobleme beim Segelfliegen ist die Wahl der Geschwindigkeit beim Gleiten. Darüber findest du ein eigenes Kapitel.

Die optimale Geschwindigkeit ist in den meisten der für unsere Fliegerei interessanten Situation (Ausnahmen beim Wellenfliegen und Hangfliegen) abhängig vom derzeitig anliegenden Steigen oder Sinken.

Bevor es elektronische Instrumente gab, die die notwendigen Rechnungen vornehmen konnten, wurden rein pneumatische Lösungen für dieses Problem gesucht.

Die bekannteste Lösung dazu ist der MacCready-Ring, erstmals beschrieben und genutzt von Dr. Paul MacCready kurz nach dem zweiten Weltkrieg. In Europa wurden zwar schon die dem Ring zugrunde liegenden Prinzipien beachtet (Späte 1939), aber der MacCready-Ring brachte den praktischen Durchbruch.

Die Einstellmarke des Rings wird im Uhrzeigersinn auf der Vario-Skala auf den Wert gedreht, der der gewünschten MacCready-Einstellung entspricht. Unterhalb der Einstellmarke (gegen den Uhrzeiger) sind auf dem Ring Geschwindigkeitsangaben zu sehen. Wenn sich die Varionadel bewegt, steuert der Pilot die Geschwindigkeit an, auf die der Vario-Zeiger auf dem Ring zeigt. Das Hundsgemeine an diesem Instrument ist: Wenn du im Fallen bist und und drückst, geht die Nadel des Varions noch mehr ins Fallen, dann drückst du noch mehr ... und so fort. Aber irgendwann saust die Nadel wieder nach oben, dann bist du wahrscheinlich maßlos zu schnell. Du darfst nur in der Tendenz nachfliegen: Ein bisschen schneller - warten, wohin geht die Nadel und wie schnell - noch ein bisschen schneller, usw.

Das Einhalten der Sollgeschwindigkeit ist - nicht nur mit dieser primitiven Instrumentierung - trickreich, denn das Gesamtsystem (Vario, Mensch, Flugzeug) neigt zum Schwingen und Übersteuern. Überall da, wo das Fliegen nach Sollfahrt auf dieser Seite angesprochen wird, wird auch dieses Problem angesprochen.

Der Rest dieses Artikels ist was für Nostalgiker !

Es gab in der Noch-Nicht-Elektronik-Zeit noch eine raffiniertere Lösung des Sollfahrt-Anzeige-Problems: Die Netto- Kompensation eines Varios.

Es wäre doch schick, auf einem Vario nur das meterologische Steigen und Sinken zu sehen, aber nicht das polare Sinken. Dann ließe sich ein MacCready-Ring bauen, der nicht durch die eigenen Knüppelbewegungen beeinflusst wird.

In modernen Bordrechnern ist das gang und gäbe. Das gab es aber schon 1975 und früher.

Wenn du mit deinem Flugzeug gleichmäßig durch ruhende Luft gleitest und sinkst, dann strömt dauernd eine nahezu konstante Luftmenge in das Ausgleichsgefäß. Der Zeiger deines Varios steht auf z.B. 1,2 m/s Sinken und du fliegst 130 km/h. In dieser Situation dürfte ein "Netto"-Variometer nur NULL anzeigen.

Um das zu erreichen, müsste doch nur ein Weg gefunden werden, dem Ausgleichsgefäß genau die notwendige Luftmenge zuzuführen - aber am eigentlichen Variometer vorbei.

Wie geht das ?

Du nimmst ein totalenergiekompensiertes Variometer und führst dem Schlauchsystem zwischen Vario und Ausgleichsgefäß einen Schlauch zu, der an den Staudruck angeschlossen ist. In diesen Staudruck führenden Schlauch muss eine genau bemessene Kapillare eingebaut sein, die als Luftstromwiderstand wirkt. Das wurde damals meistens mit sehr dünnen Injektionsnadeln realisiert.

Du kannst dir sicher sofort vorstellen, dass, wenn dieses System im Flugzeug fliegt, der Staudruck immer Luftmasse in das Ausgleichsgefäß schieben will, denn der Staudruck ist in der Regel ja höher als der statische Druck, der normalerweise - mit einiger Verzögerung = Zeitkonstante des Varios - am Ausgleichsgefäß herrscht.

Wenn es dir gelingt, die Kapillare richtig zu bemessen, dann wird das Vario keinen Ausschlag zeigen. Die Kompensation durch die Kapillare muss genau das polare Fallen deines Flugzeugs kompensieren.

Das Problem ist, dass die Kompensationsströmung durch den Staudruck angetrieben wird - und der wächst quadratisch mit der Fahrt. Über einige physikalische Ecken hinweg ist das auch der Grund, weshalb eine Flugzeugpolare ungefähr wie eine Parabel aussieht. Aber dadurch wächst auch die Stärke der Kompensationsströmung quadratisch mit der Fahrt.

Baustelle : Wenn du das Bild deiner Polare statt mit linearer Geschwindigkeitsachse mit einer quadratischen Geschwindigkeitsachse zeichnest, dann wird aus der grob quadratischen Parabel deiner Polare eine Gerade, die je nach Flugzeugtyp die Y-Achse des Koordinatensystems oberhalb des Nullpunktes schneidet. Diese Gerade wird durch den Strömungswiderstand modelliert.

Hier fehlen noch

• eine Zeichnung der Polare auf einer quadratischen V-Achse
• die Bauregeln für den Netto-Ring

... kommt in V6