Wariometry modelarskie

Co to jest i do czego służy wariometr

Wariometr jest przyrządem pomiarowym, który pokazuje pilotowi prędkość pionową samolotu. Dzięki temu urządzeniu pilot jest w stanie stwierdzić, czy samolot się wznosi czy opada oraz ocenić szybkość tegoż wznoszenia lub opadania. W szybowcach ma to zasadnicze znaczenie, gdyż "napędem" szybowca jest jego masa (ciężar) i bez wpływu prądów termicznych szybowiec nie potrafił by się przez dłuższy czas utrzymać w powietrzu. Tym samym jasne się staje jak istotną jest ta informacja odczytywana z wariometru.

W modelach szybowców również istotna jest ocena czy model się wznosi czy opada. Zwykle oceny tej dokonuje pilot obserwując model z ziemi. Prawidłowość tej wizualnej oceny jest w dużym stopniu zależna od wysokości na której znajduje się model, kąta obserwacji, wielkości i typu modelu. Najłatwiejsza jest ta ocena w lotach na zboczu prawie na wysokości oczu i w warunkach górskich gdzie termika jest zwykle znacznie silniejsza niż na nizinach. Właśnie żeby ułatwić znajdowanie i wykorzystywanie prądów termicznych od pewnego czasu stosuje się w modelarstwie odpowiednio skonstruowane wariometry. Często mają one oprócz podstawowej funkcji wskazywania prędkości wznoszenia lub opadania różne dodatkowe funkcje. Osobliwością odróżniającą wariometr modelarski od takich zamontowanych w kabinach pilotów jest konieczność przekazywania danych pilotowi sterującemu model z ziemi. W pierwszych wariometrach stosowano np. silne diody świecące montowane na spodzie kadłuba i wizualnie przekazujące informacje o wznoszeniu czy opadaniu. Była to jednak bardzo prymitywna i mało skuteczna metoda, dlatego też w dzisiejszych czasach stosuje się praktycznie wyłącznie przekaz sygnałów za pomocą fal radiowych. Wariometr jest więc wyposażony w nadajnik radiowy. Informacje te przekazywane są do odbiornika i albo (przede wszystkim w starszych modelach) wskazywane są na wyświetlaczu, albo we współczesnych urządzeniach sygnał przekazywany jest w postaci akustycznej poprzez głośnik lub słuchawki pilotowi.

Wariometry modelarskie działają na zasadzie bardzo precyzyjnie mierzonych zmian ciśnienia powietrza. Czym wyżej, tym powietrze jest rzadsze i tym mniejsze jest jego ciśnienie. Aby ten pomiar był wystarczająco dokładny należy jeszcze wyeliminować wpływ temperatury powietrza na jego ciśnienie. Czym wyżej tym zimniej. W kominie termicznym jest cieplej niż w prądach zstępujących. W wariometrach wyższej klasy istnieje jeszcze możliwość nastawienia jego czułości. Najlepsze wariometry modelarskie mają czułość od ok. 0,05 m/s! W warunkach silnej termiki taka czułość prowadziła by do bardzo "nerwowych" reakcji, więc można tą czułość zmniejszyć. Natomiast w słabych warunkach (wieczorna termika) ta wysoka czułość pomaga jak najlepiej wykorzystać najdrobniejszy wpływ termiki. Tu trzeba dodać, że spotyka się na rynku wariometry modelarskie, których czułość zaczyna się od 4 m/s. Są to np. wariometry rozprowadzane przez niemiecką firmę Conrad Electronic, albo firmę ELV. Tego typu wariometry moim zdaniem nie nadają się zupełnie do użycia w modelach latających, gdyż tak silną termikę bez problemu widzi się bez wariometru.

Funkcje w wariometrach spotykanych na rynku niemieckim na przykładzie wariometru "Picolario Talk"

1. Podstawową funkcją jest oczywiście wskazywanie prędkości pionowej. We współczesnych wariometrach informacja o wznoszeniu jest przekazywana jako przerywany ton, o wzrastającej częstotliwości (wysokości tonu) w zależności od szybkości wznoszenia. Opadanie jest natomiast sygnalizowane w postaci nieprzerywanego tonu o częstotliwości malejącej (niższy dźwięk) w zależności od szybkości opadania. Tym samym można więc nie tylko ocenić czy model się wznosi czy opada, ale także ocenić szybkość opadania lub wznoszenia. Ułatwia to niezmiernie centrowanie komina termicznego, a co za tym idzie maksymalne jego wykorzystanie. Brak sygnału oznacza że model ani nie opada ani się nie wznosi.

2. WEC - ten skrót oznacza wariometr energii całkowitej (w niemieckim - TEK Totalenergiekompensation). O co tu chodzi? Załóżmy, że model leci ze stałą szybkością i w pewnym momencie wlatuje w komin termiczny - wariometr wskazuje wznoszenie, czyli de facto termikę, która to wznoszenie powoduje. Drugi przykład: szybowiec leci ze znaczną prędkością i w pewnym momencie pilot ściąga drążek a szybowiec siłą inercji zaczyna się wznosić. Wariometr i w tym przypadku wskazuje wznoszenie a wpływu termiki nie było. Aby wyeliminować tego rodzaju błędne wskazania (ostatecznie szukamy termiki) stosuje się w dużych szybowcach WEC. Na pewno zauważyliście na statecznikach pionowych szybowców dość długą rurkę poziomą, na końcu zakrzywioną na dół. To jest właśnie rurka urządzenia kompensującego WEC. W wariometrach modelarskich ta kompensacja jest jednak prawie niemożliwa do osiągnięcia w zadawalającej jakości. Wpływ ma na to stosunkowo mały zakres prędkości modelu, oraz brak możliwości dokonania tej precyzyjnej regulacji w tunelu aerodynamicznym. Uważam więc tą funkcję za nie najważniejszą choć jest ona argumentem w walce o rynek między przodującymi producentami wariometrów (Picolario / Skymelody). Zaznaczyć jeszcze należy, że do każdego modelu trzeba by tą regulację osobno przeprowadzać i przekładanie wariometru z modelu do modelu nie było by takie proste.

3. Pomiar napięcia w instalacji elektrycznej modelu. Jest to moim zdaniem wyjątkowo ważna funkcja. W moim przypadku uchroniła już jeden z moich modeli przed wypadkiem. Spadek napięcia meldowany mi przez wariometr doprowadził do poszukiwań możliwej usterki. Co się okazało były skorodowane styki wyłącznika napięcia. Gdyby w locie nagle wyłącznik przestał przewodzić prąd, skończyło by się to nieciekawie. Testy sterów przed startem nie wykazywały nic niepokojącego. Najlepsze z dostępnych na rynku wariometrów są w tą funkcję wyposażone. Informacja ta jest w przypadku mojego wariometru (Picolario Talk) przekazywana w formie meldunku np.: napięcie 4,6 volt (po niemiecku ale za to miłym damskim głosikiem ;-). Wskazywany jest spadek napięcia o -0,1V. W przypadku opisanego przeze mnie przypadku miałem meldunki np.: napięcie 4,8 V i za chwilę 3,9V poczym znowu 4,8V. Po prostu momentami wzrastała impedancja skorodowanych styków powodując spadek napięcia. W normalnym przypadku, można bezpiecznie wykorzystać do końca akumulatorki, bez niebezpieczeństwa, że model w pewnym momencie wymknie nam się spod kontroli na skutek braku energii elektrycznej.

4. Pomiar wysokości. Mając już czujnik ciśnienia i nadajnik w modelu, aż się prosi o pomiar wysokości lotu. Jest to również bardzo istotna funkcja. W moim "Picolario" pomiar wysokości jest możliwy w zakresie od -500 do +9000 m! Po co ta ujemna wartość, mógłby ktoś zapytać. Włączając instalację modelu przed startem inicjalizuje się wariometr (mówię tu przykładowo o moim Picolario) i automatycznie zeruje się wysokość. Powiedzmy, że startujemy na zboczu i model opada. Możliwe jest oczywiście latanie poniżej miejsca startu i tym samym wyjaśnia się sens minusowych wartości wskazań wysokości. Jest to też funkcja która pomogła mi w górach spokojnie dalej szukać termiki po uprzedniej znacznej utracie wysokości. Latałem na Wasserkuppe, wiedząc, że znajdująca się u podnóża góry łąka jest o 400 m niżej. Latałem na minus 250 metrach szukając termiki, a koledzy modelarze gorączkowali się że zaraz zaczepię o krzewy rosnące na łące! Tak zwodnicza jest wizualna ocena wysokości. Dzięki informacjom o wysokości i funkcji wario znalazłem termikę i niedługo później w słuchawce usłyszałem jakże miłe dla ucha: wysokość zero metrów! Dokładność wskazań jest na tyle wysoka, że widziałem modele lądujące na tej łące przy pomocy informacji z wario i kolegów obserwujących lot przez lornetkę. Ale zdarzają się i takie przypadki jak koledze klubowemu też na Wasserkuppe. Latamy - dużo modeli w powietrzu. Dobra termika. W pewnym momencie kolega stwierdza głośno: coś to moje wario głupieje. Latam tak wysoko a mi mówi o minus 150 metrach. Nagle wario zamilkło. Co się stało? Musielibyście zobaczyć minę tegoż kolegi, który "sterował" dłuższy już czas nie swój model! Niestety nikt nie zwrócił uwagi i nie wiadomo było gdzie ten model mógł spaść. Leży prawdopodobnie do tej pory w głuchym lesie. I tu możemy przejść do jeszcze jednej możliwej funkcji wariometru, mianowicie:

5. Szukanie modelu. W razie straty modelu, naturalnie gdy wario jeszcze funkcjonuje, można wykorzystać sygnał do poszukiwania modelu. Potrzebna jest do tego tylko antena kierunkowa podłączana do odbiornika. Niestety w przypadku mojego kolegi nie było takiej anteny a i wario po upadku nie dawało więcej znaków życia. Szkoda.

6. Logbuch. Picolario Talk ma jeszcze funkcję zapisywania parametrów lotu. Po lądowaniu można "odpytać" parametry z 10-ciu ostatnich lotów. Tymi parametrami są: największe opadanie, największe wznoszenie, najniższe napięcie, najwyższa i najniższa wysokość.

7. Szybkość. Do wariometru Picolario jest jeszcze w przygotowaniu a raczej już w fazie ostatnich prób (maj 2002) dodatkowy moduł pomiaru szybkości. Dalsze moduły rozszerzające funkcje są w planie. Należą do nich pomiar prądu, pomiar temperatury, interface do komputera.

8. Informacja o włączeniu "failsafe". W systemie pracy nadajnika / odbiornika PCM, a i nawet coraz częściej w systemie PPM istnieje możliwość zaprogramowania funkcji "failsafe". Polega to na tym, że w przypadku zaniku czy zakłócenia prawidłowości odbioru sygnału można zaprogramować ustawienie awaryjnych pozycji podłączonych serw. Na przykład w modelach silnikowych przestawienie gazu na bieg jałowy i jednoczesne ustawienie innych serw na neutrum. Często takie zakłócenia występujące na granicy dobrego odbioru są krótkotrwałe i niezauważalne przez pilota. Takie zaprogramowanie kanału do którego przyłączone jest wario, że w przypadku włączenia failsafe wario melduje wysokość, ostrzega przed grożącym niebezpieczeństwem. W tenże sposób, nagłe meldunki o wysokości informują o zaistnieniu problemów z odbiorem sygnału przez odbiornik w modelu.

9. *patrz uzupełnienie na końcu strony

Obsługa wariometru ogranicza się do zainicjowania (automatycznie przy włączeniu) oraz do wywoływania funkcji poprzez wolny kanał w odbiorniku. I tak + 100% sygnału - wario podaje sygnał, wysokość jest podawana co 50 metrów a napięcie przy różnicy 0,1V. 0% sygnału - wario wyłączone (spokój w eterze) i tylko sygnalizowany jest spadek napięcia. - 100% sygnału - w momencie włączenia podawana jest aktualna wysokość i napięcie oraz przekazywany jest sygnał wario. Przy pozostawieniu tego ustawienia jest automatycznie wysokość podawana co 15 sekund, przekazywany sygnał wario i napięcie jak zwykle co 0,1V. To manualne odpytanie wysokości jest istotne gdy "walczy" się w bardzo słabym kominie. Zdarza się, że przy krążeniu jedna część okręgu daje sygnał wznoszenia, druga opadania. Wystarczy wtedy po np. dwóch kręgach odpytać ponownie wysokość by się przekonać czy wysokość wzrosła czy zmalała. Chcąc korzystać z "logbuch", należy po locie, przed wyłączeniem prądu nacisnąć przycisk na wariometrze, wtedy parametry lotu zostają przekazane do stałej pamięci i wyłączenie zasilania nie spowoduje ich skasowania.

Konkurencyjnym do powyżej opisanego "Picolario Talk" jest z pewnością wariometr "Skymelody". Niestety jego funkcje są rozszerzane przez dodawanie dodatkowych modułów. Tym samym jest większy i bardziej skomplikowany. W "Skymelody" położono większy nacisk na poprawienie funkcji WEC. Poza tymi dwoma przodującymi wariometrami jest jeszcze starszy już "Helios" firmy Multiplex. Nie jest on już popularny ze względu na inną częstotliwość i związaną z tym konieczność stosowania specjalnej długiej anteny nadawczej. Są na rynku wspomniane już wariometry Conrada i ELV (identyczne) oraz wariometr "Clasic Sound" firmy Wstech. Jest to prosty wariometr jednokanałowy o czułości 0,1 m/s. Oprócz Heliosa do którego konieczny jest specjalny odbiornik, do wszystkich opisanych wariometrów używa się zwykłych odbiorników typu LPD (radiotelefony o niewielkim zasięgu, pracujące w paśmie 430 MHz). Picolario lub Skymelody mają możliwość ustawiania kanałów. Rosnąca popularność wariometrów prowadzi do tego, że ich kanały trzeba sobie na lotnisku podobnie "rezerwować" jak kanały nadajnika! W klubie w którym latam sądzę , że jest już ponad 20 pilotów używających wariometry i liczba ta stale rośnie!

No cóż. Tak to już jest, że życie idzie naprzód. Kiedyś, i tu mało kto będzie sobie przypominał, że ogrzewanie w samochodzie wydawało się wielu zbytnim luksusem. Dziś do normalnego wyposażenia należy i ABS. A czy bez ABS-u nie potrafiliśmy pojazdem hamować? Któż się nie cieszy z elektronicznych mikserków w nadajniku? Ja i bez wariometru przynajmniej jako tako umiałem latać w termice. Startowałem m.in. w dwóch Mistrzostwach Niemiec w F3J. Szukanie i ocena termiki wizualnie nie była mi więc obca. Jednak kiedy kupiłem wariometr, zacząłem latać dłużej. Nauczałem się lepiej centrować kominy. Lepiej zauważać reakcję modelu na termikę. W końcu nauczyłem się dzięki wariometrowi lepiej latać i bez wariometru. Moje spostrzeżenia podzielają i moi koledzy. Wniosek - brak postępu jest cofaniem się...

Aby ułatwić szukanie dalszych informacji i cen, podaję odnośniki internetowe do producentów / sprzedawców wspomnianych wariometrów:

• "Picolario Talk" - http://www.thommys.com/

• "Skymelody" - http://www.tek-variometer.de/

• "Clasic Sound" - http://www.wstech.de/

Piotr Piechowski

09.05.2002

UZUPEŁNIENIE Z 16.11.2002

Od listopada 2002 oprogramowanie wariometru "Picolario Talk" zostało rozszerzone o dodatkową i moim zdaniem bardzo istotną funkcję. Jest to mianowicie ostrzeżenie o problemach z czystym odbiorem sygnału z nadajnika. Wariometr kontroluje poziom sygnału i w razie jego nadmiernego spadku (zbliżająca się granica zasięgu), informuje o tym pilota. Pilot wiedząc odpowiednio wcześniej o problemach, może odpowiednio zareagować tym samym zażegnując grożące niebezpieczeństwo. Dzięki tej funkcji można też zoptymalizować instalację w modelu (np. poprzez zmianę położenia anteny w stosunku do innych komponentów itp.) Funkcja ta daje się zaprogramować w 6 stopniach czułości, od "bardzo czułe" do "wyłączone". Oczywicie możliwy jest "update" oprogramowania w wariometrach znajdujących się już na rynku.