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

Die optimale Geschwindigkeit wird - außer beim Wellenfliegen und Hangfliegen - durch die MacCready-Theorie vorgegeben. Diese theoretische Vorgabe führt praktisch zur s.g. MacCready-Einstellung oder auch Ringeinstellung, die im Zusammenspiel mit der aktuellen Sinken-Anzeige auf dem Variometer signalisiert, ob wir zu langsam oder zu schnell gegenüber der "Sollfahrt" fliegen.

In der Welle oder am Hang gilt die MacCready-Theorie nur in Ausnahmefällen, dort gelten andere Überlegungungen zur Definition der optimalen Geschwindigkeit. Aber auch diese Theorien enden jeweils in einer MacCready-Einstellung.

Das heißt : Unabhängig wie der Sollfahrtwert gewonnen wird (MacCready-Theorie oder Hangflug oder Welle), die Ringeinstellung als Parameter kann in allen Situationen genutzt werden.

MacCready-Ring für die  ASH25Bevor 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. 

Der Rest dieses Artikels ist was für Nostalgiker !

Es gab in der Vor-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 1985 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 ?

Die Polare eines Segelflugzeug ist in recht guter Näherung eine Parabel. Wenn du eine Parabel nicht über einer linearen Geschwindigkeitsachse ( 0, 100, 200), sondern über einer quadratischen Geschwindigkeitsachse (0 - 10.000 - 40.000) aufzeichnest, dann wird die Parabel in eine (NaJa-)Gerade gestreckt. Ich habe das hier für eine LS4-Polare mal gemacht.

Du siehst, die Polare ist gestreckt und - naja - fast eine Gerade (weil sie ja auch keine richtige Parabel ist). Die "Gerade" habe ich dann durch eine richtige Gerade (weißer Strich) nachempfunden.

Wenn ich jetzt aus dem Staudruck eine Verbindung schaffe zur Verbindung des Varios zu seinem Ausgleichsgefäß und in diese Verbindung eine Kapillare (einen Luftwiderstand) einbaue, dann wird in Abhängigkeit zum Quadrat der Geschwindigkeit ein Luftstrom durch die Kapillare ins Ausgleichsgefäß fließen.

Netto-Vario

Wenn es mir jetzt auch noch gelingt, die Kapillare so zu bemessen (Innerdurchmesser und Länge), dass sie dem weißen Strich in der Zeichnung entspricht, dann fließt im Flug - mehr oder minder genau - ein Luftmassenstrom ins Ausgleichsgefäß, der dem Luftstrom des polaren Sinken entspricht, allerdings, wie gewollt, am Vario vorbei. Das Vario würde diesen Luftmassenstrom nicht anzeigen und bei Null bleiben. Damit hätten wir ein Netto-Vario.

Damit sind wir in den 70-iger Jahren erfolgreich geflogen. Dieses Prinzip habe ich auch selbst beim Bau meiner ersten Variometer verwendet.

Natürlich braucht man dazu einen anders geteilten als den Standard-MacCready-Ring. Und der ist auch anders zu handhaben. Ich hoffe, es äußert niemand Bedarf, diese ollen Kamellen en detail zu kennen, sonst muss ich noch tiefer in meinen Annalen graben.

 

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