VITORLÀZÒREPÜLÈS. M szertan és rádiózási ismeretek

Átírás

1 VITORLÀZÒREPÜLÈS M szertan és rádiózási ismeretek

2 Tartalom Elméleti alapok, Pitot csö, Venturi csö, nyomásfajták Vitorlázórepül gép légnyomáson alapuló m szer rendszere Magasságmér, barográf Sebességmér : skálák, jelölések, McCredy tárcsa Variométerek: kompenzáció, TE variométer, TE szonda Elfordulás és csúszásjelz, golyó és fonál Irányt : inklináció, deklináció, deviáció, kompenzálás, Bohli Siklókomputerek, loggerek és a FLARM PDA PNA Smartphone ebook reader Az OGN rendszer Müszer rendszerrel kapcsolatos teend k, hibák, speciális helyzetek Rádió kommunikáció a sportrepülésben Földi és fedélzeti rádióberendezések Rádióhasználat szabályai, gyakorlati tapasztalatok A témához kapcsolódó kérdések, válaszok

3

4 Repülési magasság, magasságmér Légnyomás A nyomás mint állapotjelz - felületi terhelés, tehát egy felületre mer legesen ható er nek és a felületnek a hányadosa. p = F/A A kiválasztott felületegység fölötti légoszlop (ön)súlya. SI mértékegysége a Pascal (Pa). 1 = 1N/m2 A meteorológiai gyakorlatban használatos még a bar 1 bar = Pa valamint a millibar (mb): 1 mb = 100 Pa = 1 hpa 1 Hgmm = 133,322 Pa = mb 1013,25 hpa=760 Hgmm

5 Repülési magasság, magasságmér A légnyomáson a talajszinten vagy a légkör adott magasságban, a vonatkoztatás helyét l a légkör fels határáig terjed függ leges légoszlop felületegységre ható súlyát értjük A légnyomás értéke id ben és térben változik A légnyomás értéke h mérséklet változásra változik

6 Repülési magasság, magasságmér Repülési magasságfajták: Valós magasság: a repülési magasság a terep felett, melynek értéke vízszintes repülés esetén a terepnek megfelel en változik. ( Hval) Abszolút magasság: a tengerszint feletti repülési magasság, vízszintes repülésnél állandó, a terep nem befolyásolja. (QNH) Relatív magasság: a repülési magasság egy meghatározott ponthoz képest, pl. a repül tér szintjéhez képest (QFE) Standard magasság: a p=760 Hgmm=1013,25 mbar -os, mint 0 m es szinthez képesti magasságérték. (STD)

7 Repülési magasság, magasságmér Szelencék: Aneroid: zárt szelence, a szelence kett, a pereménél összeforrasztott hullámosított membránból készül. A membránok közötti tér hermetikusan le van zárva a küls tért l. A gyártás során a bels térb l kiszivattyúzzák a leveg t, mely közel 0 mmhg nyomású lesz, vagy semleges gázzal töltik meg a., b., c., d., e., Vidi: nyitott szelence, direkt nyomáskülönbség mérésére alkalmas

8 Repülési magasság, magasságmér Szelencés magasságmér A szelencés magasságmér a relatív, az abszolút, és a standard magasságmérésre alkalmas M ködési elve a statikus nyomás mérésén alapul A nyomás nagyságától függ en a m szerházban lev aneroid szelence ( vákuum ) kitágul ( emelkedés ), vagy összenyomódik ( süllyedés )

9 Repülési magasság, magasságmér H mérséklet kompenzálás: kétréteg, különböz h tágulási együtthatójú fémb l egymásra hengerelt, "szendvicsszer " lemezanyag. Az ikerfémet melegítve vagy h tve (a h tágulások különbsége miatt) a lemezcsík meggörbül, alakját változtatja

10 Repülési magasság, magasságmér

11 Barometrikus vagy GPS alapú magasságmérés? A GPS alapú méreshez minimum 4 m hold vétele szükséges. A kering 30-ból ez nem probléma. A több m hold pontosabb mérést eredményez. Az ionoszféra torzító hatásait két különbözö frekvencia alkalmazásával csökkentik. Az ered geometriai mérési pontoság függ legesen 10-20m. (!) A barometrikus magaságmér a légoszlop nyomását méri. A légkör gáz halmazállapotú, a magasságtól változó sürüség és hömérséklet miatt a barometrikus magasság mérése pontatlan. A nyári id szakban a hiba elérheti akár a 7-8% ot is (a légoszlop h tágulása, eltérés az ISA-tól) Ennek megfelelöen a GPS alapú logger (siklókomputer) a ~ helyes végsiklási (magassági) adatokat fogja rögzíteni, mig a regisztrált barometrikus magasság értékek végig kissebbek lesznek. A ballonrepül k korrigált barometrikus (pressure altitude) magassági adatokat használnak ( )

12 Repülési sebesség, sebességmér Pitot cs leveg össznyomását leveg statikus nyomását közvetíti a müszerek felé pt = pst + pdin pst = *h pdin = ½* *v 2

13 Repülési sebesség, sebességmér Sebességmér A sebesség meghatározásához a dinamikus nyomás nagyságát kell mérni, amely a torló- és a statikus nyomás különbségével kapható. A teljes nyomás a Vidi szelence belsejébe, a statikus pedig a m szerházba, a szelence köré kerül A sebesség változásakor a dinamikus nyomás nagysága változik dinamikus nyomás nagysága arányos a repülési sebesség négyzetével, ezért a szelence elmozdulása is arányos azzal

14 Repülési sebesség, sebességmér

15 Függ leges sebesség, variométerek A variométer a repülési sebesség függ leges összetev jét, a gép emelkedési illetve süllyedési sebességét méri A variométerekben a statikus nyomás id beli változásának sebességét mérik Fajtáik: Kapilláriscsöves variométer Torlólemezes variométer Elektronikus variométer Összenergia variométer

16 Függ leges sebesség, variométerek Kapilláriscsöves variométer a m szer érzékel eleme egy Vidi szelence bels tere a statikus hálózattal van összekötve A m szerház tere egy hajszálcsövön keresztül kapcsolódik a statikus hálózathoz tényleges emelkedési vagy süllyedési sebességet késve jelzik A kapilláris cs átmér jének növelése befolyásolja legjobban a variométer késésének csökkentését, de ennek következtében a m szer érzékenysége is csökken

17 Függ leges sebesség, variométerek Ha a szelencén kívüli és a szelencén belüli nyomás eltér érték, akkor a szelence deformálódik, és áttételen keresztül a m szermutatóra jut az elmozdulása. Amikor a gép emelkedik a vidi szelencében a statikus nyomás csökken. A m szerházban lév nyomás is igyekszik kiegyenlít dni, de a kapilláris csövön keresztül késleltetve van.

18 Függ leges sebesség, variométerek Torlólemezes variométer lapát egyik oldalára a küls leveg nyomása, a másik oldalára a kiegyenlít tartályban lev leveg nyomása hat kalibrált rés a lapát éleinél A lapát kitérésének nagyságát a két oldalra ható nyomások különbségéb l származó nyomaték és a spirálrugó nyomatéka határozza meg A torlólemezes variométer érzékenyebb, mint a szelencés, és a jelzési késése is kisebb

19 Függ leges sebesség, variométerek Összenergia variométer A variométer azonban nemcsak az emel vagy merül áramlatban történ emelkedést vagy süllyedést mutatja, hanem a repül gép siklószögének megváltoztatásából adódó emelkedést vagy süllyedést is. emel áramlásban a magassági kormány meghúzásával a variométer nemcsak az emel áramlatban történ emelkedést mutatja, hanem a bot meghúzásából adódó emelkedést is jelzi összegezve mutatja az emel áramlatból adódó emelkedést és a bot meghúzásából bekövetkez emelkedést Az összenergia variométerbe egy kompenzátor vagy más néven kiegyenlít doboz van beépítve A kiegyenlít doboz egy néhány köbcentiméter rtartalmú szelence, amely középen egy membránnal két félre van osztva. Egyik oldalába a torlónyomás, másik oldalába a variométer kiegyenlít tartálya van kötve. Sajnos folyamatosan jelen vannak zavaró hatások (pl: vizszintes légmozgás, szélnyírás lásd az ábrát) amelyek megértése fontos

20 Függ leges sebesség, variométerek Kompenzátor A rugalmas membrán a sebességváltozások miatt fellép nyomáskülönbséget és az emiatt bekövetkezett magasságváltozásokból ered statikus nyomásváltozást egyenlíti ki. Ennek hatására a variométer az emelkedés helyes értékét mutatja.

21 Függ leges sebesség, variométerek Összenergia variométer hibái

22 Függ leges sebesség, variométerek Elektronikus variométer a cs ben felmelegítet légoszlop nyomás változás függvényében történö elmozdulását érzékeli ~ 100 C ra melegített miniatür termisztorok hídkapcsolású elrendezés Tranzisztoros differenciál erösítöhöz csatlakozik, ami a kijelzö müszert hajtja meg Jól kompenzálható, kalibrálható Nagyon gyors és érzékeny, külön csillapítást kell benne alkalmazni Egyszerü felépítés

23 Függ leges sebesség, variométerek

24 Függ leges sebesség, variométerek Totál Energia: a repülögép mint mozgó test összenergiája Et =Edin +Est ahol Est = m*g*h, Edin = ½*m*v 2 ; Fx=½*Cx* *v 2 Siklás közben a gép összenergiája folyamatosan csökken (h). Az energia veszteség pótolja a légellenállás által felemésztett energiát, így a mozgási energia (v) állandó maradhat. Az energia pótlási lehetöségei: vonó- illetve tolóerö alkalmazása (vontatás, motoros repülés) helyzeti energia növelése (felszálló légtömegek)

25 Függ leges sebesség, variométerek TE szonda Repülés közben a mozgási és a helyzeti energia oda-vissza konvertálható, veszteségesen. A cél az összenergia változásának kijelzése a két energia komponens egymásba alakulásának hatásai nélkül. A speciális kialakítása miatt közvetlenül (!) a gép összenergiájával arányos nyomást szolgáltat a varióméter nyomásérzékel je felé

26 Elfordulás- és csúszásjelz Csúszásjelz A csúszásjelz egy golyós libella R sugárban hajlított üvegcs belsejében fémgolyó van, amely a cs ben szabadon gurulhat (csillapító folyadékban a lengések ellen) A golyó úgy viselkedik, mint az R hosszúságú és m tömeg inga, ahol Q a golyó súlya, és g a nehézségi gyorsulás

27 Elfordulás- és csúszásjelz Minden d lési szöghöz és sebességbez meghatározott sugarú forduló tartozik. Csúszás akkor nem lép fel, ha a fordulóban G súlyer és Fc centrifugális er ered je a repül gép y tengelyével párhuzamos lépj a golyóra elv

28 Elfordulás- és csúszásjelz A kabintetöre rögzített fonal darab folyamatosan jelzi a géptörzs körüli áramlás irányát >>> érzékeny, nincs késleltetés, azonnal látható a csúszás nagysága és iránya. A fonal kitérése a golyóval ellentétes irányú (lábbal kell vissza csalogatni középre)

29 Elfordulás- és csúszásjelz Az elfordulásjelz érzékel eleme a két szabadságfokú pörgetty ( egy tengely körül nagysebességgel forgó hengeres test x tengely, keretben van csapágyazva, a keret pedig el tud forogni a saját tengelye, az y tengely körül

30 Elfordulás- és csúszásjelz A két szabadságfokú pörgetty ket a gép valamely tengelye ( x, y, z ) körüli elfordulás szögsebességének mérésére használják elfordulásjelz a repül gép függ leges tengelye körüli elfordulás irányát, és az elfordulás szögsebességét jelzi pörgetty x tengelye párhuzamos a gép kereszt, azaz z tengelyével, y tengelye a gép hossztengelyével

31 Elfordulás- és csúszásjelz két szabadságfokú pörgetty t olyan tengely körül kényszerítjük forogni, amely nem esik bele a két tengelyét tartalmazó síkba, akkor az y tengely körül pörgetty nyomaték keletkezik ez a nyomatok precessziós mozgást hoz létre

32 Elfordulás- és csúszásjelz Forduló esetén a pörgetty precessziós mozgást végez, az vektor a legrövidebb úton igyekszik elfordulni az M vektor felé

33 Elfordulás- és csúszásjelz

34 Mühorizontok, giroszkópok 3 szabadságfokú pörgettyüs müszer Szabadon forgó pneumatikus vagy elektromos meghajtású nagy tömegü forgórész A felfüggesztö keretek elmozdulásának érzékelése és kijelzése Súrlódás, vándorlás, aretálás

35 Mühorizontok, giroszkópok Piezo-elektromos mikrogiroszkópok (MEMS) forgó tömeg helyett rezg Piezo kristály (irány) Pozícó érzékelés kell, a gyorsulásérzékelés nem elég (okostelefonokban általánosan használt egyszer bb megoldás)

36 Mágneses irányt k Airpath tipus (általánosan elterjedt) Zárt fémház, ligroinnal töltve Achát vagy rubin csapágyazás Tágulási membrán a hátoldalon Kompenzációs csavarok Deviációs táblázat Légtelenítés, utántöltés Hibái (pozícó, gyorsulás, inklináció, deklináció, deviácó)

37 Mágneses irányt k Bohli speciális felfüggesztésü mágneses mutató kis tömeg, kis tehetetlenség kereszt és hossz irányú bedöntés nem befolyásolja, nagy bedöntésekig helyesen m ködik spirálozás közben is ~ helyesen jelez Korrekciós segédskála (keresztdölés) 1. mágnes 2. kar 3. kijelzö 4. skála

38 PDA / PNA v. siklókomputerek Siklókomputerek Pontos elektronikus variométerrel felszerelve Többféle vario értéket tud egyidej leg megjeleníteni (2 kijelz ) Extra GPS jelet igényel a teljes funkcionalitáshoz Loggerként is m ködhet Egyszerüsített moving map Repülési feladat és követése Termik és siklás optimalizálás (real-time sebességi polárdiagram számítás) Viszonylag nagy méret és nagy elektromos fogyasztás Kommunikáció gyakran csak RS232 szerint lehetséges Körülményes a konfigurálásuk

39 Loggerek és a FLARM Nano3, Colibri II, FLARM

40 Loggerek és a FLARM

43 Loggerek és a FLARM ütközések elkerülésére fejlesztett megoldás kis méret, alacsony fogyasztás pozíció és sebsségvektor sugárzása rádiófrekvencián (868Mhz) a környezetben lev többi FLARM eszköz figyelése mozgás-el rejelzési algoritmus segíti a biztonságos VFR repüléseket 2004 óta db eladott eszköz több mint 8 gyártó

45 PDA PNA Smartphone ebook reader stabil müködés 3-5 órán át (külsö akku) kijelzö mérete ( átló 4-6 inch) fényerö és kontraszt (!) GPS vevö minösége Windows, WinCE, Android, Linux platform Freeware / Open source alkalmazások Xcsoar LK8000 GPS / BT / USB (RS232?) PNA (personal navigation assittent) Okostelefonok Tabletek (méret, tömeg) e-book olvasók (GPS v BT!)

46 OGN rendszer - Open Glider Network Jelent sen növeli a repülés biztonságát Egy OGN vev hálózat megléte jobban ösztönzi a pilótákat az összeütközés le het ségére el re figyelmeztet FLARM készülékek beszerzésére Olcsó OGN adó (tracker) készülékekkel a FLARM al nem rendelkez repül eszközök is láthatóvá válnak a légi közlekedésben résztvev többi sze repl számára. Megoldható a hazai vitorlázórepül versenyek (akár Nemzeti Bajnokságok, s t területi versenyek) nyomkövetése A légi sportokat közvetíthet bbé, eladhatóbbá teszi a valós idej megjelenít rendszer álta A közösségi médián keresztül jobban elérhet egy mobil eszközökön is rendelkezésre álló nyomkövet rendszer Pécs-Pogány, Dunaújváros, Dunakeszi, Hajdúszoboszló, Miskolc, Atkár, Nyíregyháza, Szatymaz, csény, Budakeszi, Siófok...stb.

47 OGN rendszer

48 OGN rendszer live.glidernet.org wiki.glidernet.org

49 M szerekkel kapcsolatos teend k Gépkönyv szerinti ellen rzések Kalibrálás, felújítás Id szakos ellen rzések Repülés elötti ellen rzés FAI loggerek kalibrálása, hitelesítése Pneumatikus cs rendszer ellenörzése, tömítettség Nyomásadó szondák (statikus, Pitot, Venturi, TE ) ellen rzése Vizzsákok, kiegyenlít tartály, kompenzátor Irányt, ligroin, tömítetség, kompenzáció Akkumulátorok, túláram-védelem, csatlakozók

50 Hibák, problémák, speciális helyzetek A m szerek vélhetöen hibás értékeket jeleznek egyes m szerek 0 helyzetben vagy végállásban vannak (helyettesítés, közvetlen érzékelés, biztonságra törekvés Repül gép fekészitése a repülésre, felszállás elötti ellen rzések, chek-list, kabin ellenörzés Elektromos rendszer, meghibásodás, olvadó bizosító betétek, kábelt z a kabinban, akkumulátorok és tartók Víz a magasságmér ben? Vizszákok szerepe és elhelyezése a pneumatikus cs rendszerben

51 Rádiókommunikáció a sportrepülésben Repülésben használt rádókészülékek: A polgári repülésben használatos URH frekvencia tartománya 117, ,000 MHz. Eredetileg 50 khz es csatornaosztással 360 csatorna volt használatos Az es években a technikai fejlödés eredményeképpen, és a növekvö igények miatt a 25 khz-es csatormakiosztást vezettek be, amivel 720 kommunikációs csatorna vált használhatóvá Legújabban a 8,33 khz es kiosztást vezetik be (FL195 felett már most is) ami töl minden légijármüre kötelezö lesz. Adóteljesítmény ~5W, érzékenység < 5 V Hatótávolság földröl 30-40km, levegöben km Kézi, asztali vagy fedélzeti beépített formátum

52 Rádiókommunikáció a sportrepülésben Repülésben használt rádókészülékek: Saját beépitett akkumulátor zagy a fedélzeti 12V-os aksi táplálja Stand-by áramfelvétel ~ ma, adás üzemben ennek a 10 szerese is lehet Antenna általában a géptörzsben belül van kifeszítve Alkalmazása a vitorlázórepülésben is szinte kötelezö, mert nagymértékben növeli a repülés biztonságát Kezelöszervek: Ki-be kapcsoló, zajzár Csatornaválasztó (elöre programozott csatornák) Hangerö és Store gomb Frekvencia szelektor (egész és tört MHz)

53 Rádiókommunikáció a sportrepülésben Rádióhasználati szabályok: Használata vizsgához kötött (része az elméleti vizsgának) Rövid, tömör, egyszerü kifejezések használata Lehet leg állandó hanger, össze-adás elkerülése Adógomb és mikrofon kezelése Csak szükség esetén, fontos informácók közlésére Mindig a hívott állomás nevével kezdeni, majd az saját azonosítót megadni Angol fóniában használatos betüzés a lajstromjelekhez Elsö jelentkezés után az utolsó 2 vagy 3 jel is elég Nyugtázás a hívójellel (fontos info esetén) Kötelezö bejelentkezés az irányításnak a légtér megközelítésekor, leszállási szándék esetén, majd a hosszúfalon illetve final-en

54 Rádiókommunikáció a sportrepülésben Fontosabb frekvenciák (MHz): Vészhelzeti frekvencia (fizetös!) 121,500 Kelet tájékoztató 133,000 Nyugat tájékoztató 125,500 Èszak tájékoztató 119,350 Debrecen reptér 125,900 INFO Szolnok-Szandasz l s 134,300 Nyíregyháza reptér 119,400 INFO Hajduszoboszlo reptér 124,200 Békéscsaba reptér 123,250 INFO Hármashatárhegy reptér 120,300 Miskolc reptér 132,200 Budapest-Ferihegy ATIS 132,375 METEOR

55 VITORLÀZÒREPÜLÈS M szertan és rádiózási ismeretek Köszönöm a figyelmet! Kajó Gábor