Variometer als Thermikschnüffler immer mehr im Trend

Der vorliegende Artikel ist weder als versteckte Werbung für bestimmte Produkte noch als detailreicher Testbericht konzipiert. Die vier vorgestellten Systeme wurden entweder in der Schweiz oder im benachbarten süddeutschen Raum entwickelt und von dort aus mehrheitlich im Direktbetrieb via Onlineshops verkauft. Der Verfasser benutzt regelmässig zwei der vier Produkte selbst und kennt darum auch deren Anwendung.

In den zwanziger Jahren des letzten Jahrhunderts wurde in Deutschland die Existenz der Thermik als Auftriebsquelle im bemannten Segelflug entdeckt. Parallel dazu gelang es, ein Messinstrument zur Anzeige der Sink- oder Steigrate zu entwickeln. An der Wasserkuppe wurde im Jahre 1928 der Segelflug dank neu gewonnener Erkenntnisse völlig revolutioniert und der bisher existierende Höhenrekord mehr als verdoppelt. Dazu kamen bald auch Streckenflüge über sehr lange Distanzen. Der Grund dafür war die Verfügbarkeit des neuen Instrumentes Variometer, welches dem Piloten Gebiete mit Aufwind oder Thermik zuverlässig anzeigte und so das Auffinden von Aufwindfeldern zuverlässig ermöglichte.

Im Modellflug konnte das Variometer erst zusammen mit der Miniaturisierung der Elektronik vor ungefähr 20 Jahren Einzug halten. Stromsparende Microcontroller, hochpräzise Drucksensoren und sehr kleine Sendemodule ermöglichten die zusätzlich notwendige Funkübermittlung des Variotones an den steuernden Modellpiloten.

Die Integration von Telemetrie in die RC-Anlagen führte nochmals zu einer grösseren Verbreitung von Variometern. Denn nun war ja plötzlich eine komplette Rückfunkstrecke mit Datenwiedergabe am Sender vorhanden, die nur noch eines geeigneten Sensors im Flugmodell bedurfte. Dabei entstanden parallel zu den leistungsfähigen Produkten auch zahlreiche Billiglösungen. Diese eignen sich mit ihrem geringen Funktionsumfang hauptsächlich zur Feststellung der Flughöhe und liefern nur grobe Angaben, die ein präzises Zentrieren in einem Thermikschlauch kaum ermöglichen.

Die nachfolgenden Informationen beziehen sich ausschliesslich auf zeitgemässe Systeme, die den aktuellen Stand der Technik repräsentieren.

Eigentlich misst der Drucksensor nur die barometrische Veränderung des Luftdruckes im oder am Flugzeug. Daraus wird die Steig- oder Sinkrate ermittelt und dazu auch noch die Flughöhe über Grund. Ob der Auftrieb am Hang oder in der Thermik entsteht, spielt dabei gar keine Rolle. Die Auflösung der Messwerte liegt bei wenigen Zentimetern und ist damit äusserst präzise. Beim Start wird die Höhe in der Regel «genullt» und die Höhenangabe bezieht sich auf den Startort. Bei starken Luftdruckänderungen während eines längeren Fluges (z.B. im Vorfeld eines Gewitters) kann sich als Folge der Höhenwert leicht verfälschen. So verursacht dann eine gemeldete Landehöhe von –4 m noch längst keinen Totalschaden, dafür ein wenig Denkarbeit beim Piloten. Varios der gehobenen Preisklasse verfügen sogar über zwei Drucksensoren. Der mit der Messsonde verbundene Sensor misst die Steig- oder Sinkrate, während dem der zweite Sensor ausschliesslich zur Ermittlung der Flughöhe dient. Die Höhenmessung wird damit weniger abhängig von der Fluggeschwindigkeit (vorteilhaft bei Messung mit TEK-Sonde).

Eine tolle Steigrate kann auch durch eine sogenannte Knüppelthermik verursacht werden. Das Flugzeug hat durch einen rasanten Abschwung viel potentielle Energie «getankt» und wird nun durch Ziehen des Höhenruderknüppels in einen steilen Steigflug versetzt. Die nun festgestellte Steigrate wird in diesem Fall nicht durch den Aufwind verursacht, was der Drucksensor jedoch nicht erkennen kann und darum nur die physikalische Steigrate angibt. Mittels Totalenergiekompensation (TEK) soll nun dieser Effekt kompensiert werden, sodass nur noch die durch den Auf- bzw. Abwind verursachte Rate dem Piloten übermittelt wird. Dafür gibt es speziell gebaute TEK-Messsonden, welche aufgrund von Grösse und Gewicht hauptsächlich an grösseren Seglern eingesetzt werden.

Manche autonomen Systeme übermitteln den Varioton mittels Funkübertragung im 70-cm-Band zu einem einfachen Funkempfänger und von dort aus zum «Ohrstöpsel» des Piloten. Damit bleibt der Blickkontakt zum Modell erhalten und im Falle einer grösseren Flughöhe kann ein Sichtverlust infolge Ablesung von Werten auf dem Display des Senders vermieden werden. Moderne Systeme liefern noch weitere gesprochene Informationen. Diese können durch einen Zusatzschalter am Sender gezielt abgefragt werden. Zusätzliche Alarmschwellen melden gefährliche Zustände im Flugmodell, wie beispielsweise eine Unterschreitung der Empfängerspannung sofort. Weitere Angaben wie Restenergie im Akku, Flugzeit, gesamte Steighöhe und noch einiges mehr können ebenfalls übermittelt werden.

Mittels GPS-Sensor können die Koordinaten des Flugzeuges ständig im dreidimensionalen Raum ermittelt und aufgezeichnet werden. Daraus können auch Alarme bei Höhen- oder Distanzüberschreitung erzeugt werden. Bei einer ungeplanten Aussenlandung sind die letzten übermittelten Koordinatenwerte des Flugzeugstandortes sehr nützlich. Besonders dann, wenn diese Angaben auch noch im Sender gespeichert sind (üblicherweise bei den in die Telemetrie integrierten Varios). Die Daten können dann in ein vorhandenes tragbares Fahrzeugnavigationsystem eingegeben werden und ermöglichen damit eine gezielte Suche nach dem vermissten Modell.

Wie bei der personentragenden Fliegerei sind bei einer Landung mit Deformationseffekt die Flugdaten des Modells zur Ursachenermittlung sehr nützlich. Moderne Telemetriesysteme oder Varios zeichnen diese Werte in kurzen Intervallen auf eine kleine Speicherkarte auf (Micro-SD-Format), von wo sie später zur Auswertung bequem auf einen PC übertragen werden können. Die Kapazität einer solchen Karte liegt bei mehreren Gigabytes, sodass darauf oft weit über tausend Flugstunden Platz finden.

*Hermann Mettler*

Am NOS-Symposium vom 14. Dezember 2013 im Technorama Winterthur wird das Thema Variometer in einem Referat vertieft werden.

Basisstation am Boden (hinten), Flugmodule und optionales GPS-Modul mit GPS-Sensor (vorne). Kurzbeschreibung: Autonomes digitales 2,4-GH-System, Optionen: GPS-Modul, Bluetooth-Modul in Bodenstation zur Datenübertragung an Sky-navigator und zu drahtlosem Ohrkörper.

Bemerkung: Schweizer Produkt, für enge Rumpfe geeignet, modular erweiterbar.

Vertrieb über eigenen Onlineshop: www.flightgadgets.ch

Kleines, robustes Gehäuse mit eingesteckter SD-Karte und externem 433-MHz-Sendemodul. Kurzbeschreibung:

Kleines robustes und platzsparendes System, kann autonom (mit 433-MHz-Modul) oder integriert (derzeit mit Robbe/Futaba) betrieben werden, SD-Karte, Optionen: zwei Drucksensoren, TEK-Sonde. Bemerkung: Konfiguration am PC via USB-Verbindung möglich, leicht und sehr robust, Entwicklung und Service durch Renschler Instruments Stuttgart.

Vertrieb über eigenen Onlineshop: www.thommys.com

LinkVario mit Empfänger, GPS-Sensor, Pitot-Speedsensor und Temperatursensor, dazu Strom- und Spannungssensor und TEK-Düse. Kurzbeschreibung:

Integriert in Weatronic RC-System, platzsparend, leicht und geringer Stromverbrauch, Optionen: Zwei Drucksensoren, TEK-Sonde, GPS-Modul, externer Strom- und Spannungssensor, Pitot-Speedsensor, Temperatursensor; Bluetooth-Schnittstelle zu Sky-navigator und drahtlosem Ohrkörper

Bemerkung: Preislich eher obere Klasse, kompromisslose Integration in Telemetrie, Rückkanalreichweite sehr gross, Datenlogging im Sender auf SD-Karte sehr umfangreich, setzt Weatronic-System voraus, Vario entwickelt durch WSTech.

Vertrieb über eigenen Onlineshop und Fachhandel: www.weatronic.com.

LinkVario von WSTech mit GPS-Sensor, Pitot-Speedsensor und Temperatursensor, dazu Strom- und Spannungssensor und TEK-Düse. Kurzbeschreibung:

CS DataVario mit autonomer Funkübertragung 433 MHz; LinkVario mit Integration in Jeti; Graupner- HOTT und Multiplex, M-Link für Multiplex und ACT; Optionen: Zwei Drucksensoren, TEK-Sonde, GPS-Modul; externer Strom- und Spannungssensor, Pitot-Geschwindigkeitssensor, Temperatursensor

Bemerkung: Derzeit technologisch führend, gutes Preis-/Leistungsverhältnis, Entwicklung, Verkauf und Support aus einem Haus, LinkVario's können kostenpflichtig auf andere Systeme umgebaut werden, breiter Funktionsumfang, CS DataVario mit sehr reinem Ton für Puristen, vollständige Dokumentation und bei Interesse an Details sehr umfangreiche Zusatzinformationen auf Webseite.

Vertrieb über eigenen Onlineshop: http://www.wstech.de

Fotos: Hersteller des jeweiligen Produktes