MŰSZERTAN


Miután az ember beült a repülőbe, jópár műszert lát maga előtt.


 
Itt négy alapműszert láthatunk, amiknek a működésére mindjárt kitérünk:

  • Sebességmérő: A levegőhöz viszonyított sebességet méri.
  • Magasságmérő: A repülési magasságot mutatja, a levegő nyomása alapján. Mivel a légnyomás óránként változik, felszállás előtt mindig nullára kell állítanunk a műszert.
  • Variométer: Az emelkedés és süllyedés sebességét adja meg méter per másodpercben. Innen látjuk, hogy épp emelkedünk vagy süllyedünk.
  • Mágneses iránytű: A repülési irányt adja meg a Föld mágneses sarkpontjához képest.

Nézzük őket sorban működés szerint:


Magasságmérő

Itt egy új fogalommal kell megismerkednünk, de nem vészes. Statikus nyomás, mindenki tanulta fizikából, elevenítsük fel egy kicsit.
Környezeti nyomásnak is hívják, a levegő különböző magasságokban különböző sűrűségű, felfele egyre ritkább, egyre kisebb a nyomás (egyre kisebb a fölötte levő levegőoszlop ami lefele nyomja). A Föld a gravitációja segítségével tartja a levegőt maga körül, meg szerencsére minket is, meg mindent aminek tömege van. 2000 méteren 20 százalékkal kevesebb levegő van mint idelent, 5000 méteren meg már csak a fele. Itt már megterhelő lehet a levegővétel, így 4000 méter fölött kötelező az oxigénpalack használata a repülésben. A víz alatt a nyomás lefele haladva sokkal gyorsabban növekszik, elég 10 méter mélyre menni, ott már kétszer akkora nyomás hat ránk. Ha elengedünk egy léggömböt, a belsejében fix mennyiségű hélium van, elkezd emelkedni. Mivel kívül egyre kisebb nyomás hat a felületére, ahogy egyre magasabbra ér, elkezd tágulni. Egy bizonyos magasságon már akkorára kéne tágulnia, amit a gumi nem bír, és szétdurran, ezért nem jutnak ki az űrbe.
Ezt a táguló hatást használja ki a magasságmérő. Egy rugalmas szelencében fix mennyiségű levegő van, és ahogy megyünk felfele, ez tágul, és mozgatja a magasságmérő tűjét. A műszerbe csak a környezeti nyomást kell bevezetni, amihez a törzs oldalán vannak pici lukak. Ezeket nem szabad letakarni, bepiszkolni, mert megkergülnek a műszerek.
A magasságmérő nem más mint egy barométer, az aktuális nyomást is kiírja felül a kis ablakban kilopascalban. Mivel a levegő nyomása napközben változhat (ettől lesznek a szelek is), felszállás előtt a nulla értékre kell állítanunk a magasságmérőt.

  • több aneroid szelencéből álló barométer
  • műszerházba be van vezetve a statikus nyomás



Magassági fogalmak:

  • AMSL:Tengerszint feletti magasság (Above Mean Sea Level)
  • AGL:    Terep feletti magasság (Above Ground Level)
  • QFE:    Reptérre átszámított légnyomás
  • QNH:    Tengerszintre átszámított légnyomás 


Sebességmérő

Kicsit bonyolultabb, két cső megy bele. Itt a statikus nyomás mellett meg kell ismernünk a dinamikus nyomást is. Tegyük ki a kezünket menet közben a kocsi ablakán, tartsuk tenyerünket függőlegesen. Valami nyomja hátrafele, minél gyorsabban megyünk, annál jobban. Ez a dinamikus nyomás. A repülőn a dinamikus nyomást az orrában elhelyezett cső (Pitot-Prandtl cső, továbbiakban Pitot cső) vezeti a műszerhez.


Pitot cső:

A repülőgép szárnyán lévő Pitot cső elején (jobb oldalt, felső kép) lévő csövön át egy szelencébe vezetik a torlónyomást (kék nyomás), ami "felfújja" a szelencét. Ekkor a szelencéhez erősített mutató mutatja a torlónyomás (a levegő légellenállásából adódó nyomás) nagyságát. A sárga csőben a statikus nyomást jelöltem, amit a szelence házba vezetünk be. Azért kell ezt így megoldani, mert a statikus nyomáshoz viszonyított torlónyomásból számolják ki, hogy mekkora a gép sebessége.

 



Azért kell az orrába lennie, mert itt még nem zavar be a gép körüli áramlás. A repülő a levegőhöz képest mért sebességet tudja mérni ezzel a sebességmérővel, ami azért jó, mert a sebességhatárokat a levegőhöz képest kell betartani, nem a földhöz képest. Képzeljük el, hogy a repülőnek kell egy minimális sebesség, hogy repülni tudjon. Ez vitorlázórepülőnél 60-70 km/óra szokott lenni, ez alatt a repcsi dugóhúzóba esik, mert kevesebb erő emeli felfele, mint amennyi húzza lefele. A papírrepülőt is el kell hajítanunk valamilyen sebességgel, hogy repülni tudjon, ha csak elengedjük, leesik. Ha fent 70 km¬/órás szél fúj, és a repülő is 70-el megy a szembeszél fele, akkor a földről úgy tűnik, hogy a gép megállt a levegőben, de a sebességmérő a gépben 70-et mutat. Ezért kell, hogy a levegőhöz képesti sebességet mutassa a műszer. Sokszor láthatunk madarakat is egyhelyben vitorlázni, ekkor ők is olyan gyorsan repülnek, mint ahogy a szembeszél. A sebességmérő nagyobb magasságokban elkezd csalni a ritkuló levegő miatt, de ezzel egyelőre nem kell foglalkoznunk. A sebességmérő mutatója a kocsikkal ellentétben nem csak 3/4ed kört tesz meg, hanem akár több mint másfelet is, mert így pontosabban leolvasható a kis mérete ellenére is. A magasságmérő igen lomha, ha a pontos magasságra vagyunk kívácsiak, megkopogtathatjuk finoman.
 
 

Venturi csöves sebességmérő. Ez nem a műszer működésében, hanem a nyomásértékek „kinyerésében” különbözik. Mivel a Pitot cső kis sebességnél csak kis nyomáskülönbséget nyújt, ezért ezekben az esetekben, ahol kis repülősebesség van, venturi csöves (elszívásos) sebességmérőt alkalmazunk, mert ott kis sebességnél (40-160 km/h) nagyobb a nyomáskülönbség.
Az elszívásos sebességmérőnél a Venturi cső által keltett szívást a műszerházba (kék), a statikus nyomást (sárga) pedig a szelencébe vezetik. Itt is be kell tartani azt a szabályt, hogy a venturi cső középvonalának az áramlás irányával megegyezőnek kell lennie. Innetől kezdve a működése ugyanaz, mint a Pitot csöves sebességmérőnek.


Variométer  (emelkedés, süllyedésmérő) 

A Variométer a repülőgép függőleges süllyedési vagy emelkedési sebességét méri.

A műszerházba a statikus nyomás csak egy hajszálnál is vékonyabb csövön (kapilláris cső) juthat be, illetve ki.
A variométer hasonlóképp működik mint a sebességmérő, csak a dinamikus nyomás helyett egy kiegyenlítő tartály van rákötve. Ha a repülőgép emelkedik, a környezeti nyomás csökken, a kiegyenlítő tartályból levegő áramlik a szelencébe, a mutató kitér plusz irányban, emelkedést jelez. Ha most nem emelkedik tovább a repülő, a mutatónak vissza kell állni nullára, erre szolgál a kapilláris nyílás (kis furat), amin keresztül a nyomás idővel kiegyenlítődik a műszer háza és a szelence között. Ha ez a furat nem lenne, sima magasságmérőként működne, ha nagyobb lenne, akkor hamar kiegyenlítődne a szelencében és a műszerben a nyomás és folyton nullát mutatna. Ha a repülő süllyed, fordítva működik, a környezeti nyomás nő, és a szelence összemegy, és a mutató a mínusz fele megy el.


Ha folyamatosan emelkedünk állandó sebességgel, a folyamat állandósul, és a környezeti nyomás csökkenését a kapilláris miatt követi a kiegyenlítő tartály nyomása is, és a mutató fixen megáll pl. 3m/sec-nál, ha egy jó termiket találunk. Működési elvénél fogva ez a műszer is késik, ma már van elektromos verziója is, az gyorsabb.
 


 

Torlólapos variométer


A kisgépes sportrepülésben (főleg a vitorlázórepülésben) nagy hátrányt jelent, hogy a Vidi szelencés variométernek (mint minden szelencés műszernek) nagy a késése. Ezért dolgoztak ki egy érzékenyebb, jóval kisebb késésű variométert (bár ez is késik kb. 1-2 sec.-ot).
A torlólapos (torlólapátos, zászlós) variométer egy gyűrűhöz hasonló kamrában mozgó torlólapból áll, amely egy közös tengelyen lévő mutatót mozgat. A torlólap két részre osztja a kamrát: Az egyik részbe a statikus nyomást (rajzon jobboldalt), míg a másik felébe a kiegyenlítő tartály nyomását vezetjük (a rajzon baloldalt). A mutatót visszatartó rugók tartják 0 állásban, a kapilláris szerepét pedig a torlólap és a gyűrű fala közötti hézag tölti be.
Amikor a gép emelkedni kezd, a statikus nyomás csökken, a kettéosztott kamrában keletkezett nyomáskülönbség folytán a torlólap elmozdul (nagyobb felöl a kisebb felé), és magával viszi a mutatót is.
A résen az emelkedés alatt folyamatos a nyomáskiegyenlítődés, de teljesen kiegyenlítődni csak akkor tud, ha a gép vízszintesen repül.



A Pitot csöves gép nyomáshálózata:

pirosl az össznyomást jelöli, a
kék pedig a statikus nyomást.

Szelencés műszerek hibái:

  • a műszer szerkezeti, kivitelezési pontatlanságából adódó mérési hibák,
  • a szelence hőtágulásából adódó hiba,
  • a szelence anyagának (foszfor-bronz) rugalmasságának megváltozása öregedés, „anyagfáradás” miatt.
  •  késési hibák a tehetetlenség miatt.
  •  Módszerbeli, időjárási hibák (szélbefújások, időjárás miatti légnyomásváltozások).


 Szelence: 



Pörgettyűs műszerek

A Pörgettyűs műszerek alapelve a következő:
Ha egy testet gyorsan megpörgetünk valamelyik tengelye körül, egyre stabilabb lesz és nehéz lesz kitéríteni erre a tengelyre merőlegesen. Kb. ezért nem dőlünk el a biciklivel, motorral menet közben. Ha a repülőben villanymotorral megpörgetünk egy kis kereket, ami megfelelően fel van függesztve, az megtartja függőlegességét akkor is, amikor a repülőt a fordulóban bedöntjük. Ennél kicsit bonyolultabb a szerkezet, de nagyjából így működik.
A tankönyvben ez úgy van megfogalmazva, hogy: „Pörgettyűnek azt a viszonylag súlyos, magas fordulatszámmal (20.000-50.000 fod./perc) pörgő testet nevezzük, mely úgy van felfüggesztve, hogy a forgástengelye a térben megtartja helyzetét”.
Pörgettyűből létezik egy, kettő és három szabadságfokú. Ez azt jelenti, hogy hány tengely körül tud a pörgettyű szabadon forogni.

Elfordulásjelző: Az a pálcika, ami jobbra-balra imbolyog. Ebben is van pörgettyű, ami a függőleges tengely körüli elfordulás mértékét (szögsebesség), és irányát jelzi. Csak akkor működik, ha van akksi a gépben, és be van kapcsolva.
Működése a két szabadságfokú pörgettyű tulajdonságain alapszik. Ezt csak a műszerrepülésnél kell használni, ezért ne is bonyolodjunk itt bele.


Golyó: olyan, mint egy fordított vízmérték, csak ebben nem buborék van, hanem csillapító lében egy golyó. Ennek a feladata, hogy lásd, ha a gépre ható erők nem a függőleges tengellyel párhuzamosan hatnak rá. Magyarán, lásd, ha csúszik, ha dugózik, stb.

Repülés közben arra kell törekedni, hogy a golyó mindig középen legyen. Fordulóban is, és repülés közben is.
Rövid szabály: golyó fele lépni, ellene csűrni. (a golyó fél a pedáltól )
Ha kint van a golyó valamelyik oldalon, te választod ki, hogy most a bedöntésen korrigálsz, vagy belépsz arra az oldalra, ahol a golyó van, vagy mindkettő. 

Fönt, a bal oldali fényképen van egy „elfordulásjelző és golyó” viszont látszik, hogy a Messerschmitten ez kombinálva van a műhorizonttal.

Műhorizont   

A műhorizont a műszerrepülés egyik legfontosabb műszere. Segítségével meg tudjuk állapítani a repülőgépnek a látóhatárhoz viszonyított helyzetét. Működése a három szabadságfokú pörgettyű mozgástörvényein alapszik. A pörgettyű forgástengelye a műhorizontnál függőleges, így segítségével a repülőgép hossz és kereszttengelyének helyzetét állapíthatjuk meg a vízszintes síkhoz viszonyítva (vagyis a repülési irányt nem képes jelezni).

A műhorizontok lehetnek hidraulikus, pneumatikus és elektromos meghajtásúak.
A műhorizontok kétféle szerelésűek lehetnek:
Az egyik fajtánál a horizontot jelölő vonal fixen van rögzítve, a műszer repülő-sziluettje ehhez képest mozdul el.
A másik fajta műhorizontnál a repülőgép-sziluett van rögzítve a műszerfalon (A számlap közepén, vízszintesen), ehhez képest mozdul el a „föld és ég” sziluett.

A műhorizontoknak van egy rögzítő szerkezetük (arretálójuk), amely segítségével a földön, vagy a levegőben, amikor használata nem szükséges, rögzítjük a kereteket, egyúttal ezzel lehet a műhorizontot alaphelyzetbe állítani.

Ha a műhorizont nincs bekapcsolva, akkor rögzített állapotban kell lennie. Ha be van kapcsolva, akkor a rögzítést fel kell oldani, még akkor is, ha csak a földön gurulunk, mert a nagy fordulatszámmal működő pörgettyű csapágyai elgörbülhetnek, beverődhetnek, és rövid időn belül használhatatlanná válhatnak.

Repülés közben azért kell 0 variométer állás és vízszintes szárnyak mellett az arretálást (rögzítést) feloldani, mert a mutató ahhoz az alaphelyzethez mutatja a gép helyzetét a levegőben, melynél a műhorizontot feloldottuk.

Iránytű

Ezt mindenki ismeri, a nulla fok észak, a 180 dél, és egy kör 360 fok. Körözés közben késik a tehetetlenségénél fogva, de nem is ezt kell nézni termikelésnél. Navigációhoz ma már GPS-t használunk, de nem árt figyelnünk, mert az elektronika megtréfálhat, de a Föld mágnese tere nem szokott elromlani.

 

Irányok
Ha a térképen lévő helyünkhöz viszonyítjuk:

  • Észak:        000 fok
  • Kelet:         090 fok
  • Dél:        180 fok
  • Nyugat:    270 fok   



Ha a géphez viszonítjuk:
Gép orra felé:        12 óra
Jobb szárny felé:    03 óra
Hátunk mögött:    06 óra
Bal szárny felé:    09 óra
(de persze pontosítva használható az összes idő)


Folyadékos mágneses iránytű 
Az iránytűházban (7) több, egymás mellé helyezett, azonos pólusú rúdmágnes van (3) egy irídium tűcsapon (8) zafír vagy achát csészében (9) felerősítve. A rúd¬mágneseket egy alumínium, vagy réz iránytűrózsa veszi körül (2) (hogy oldalról lehessen olvasni), amin 5°-ként bejelölt vonalak vannak, 30°-ként számokkal kiegészítve. A fő égtájak betűvel vannak kiírva. Mindez a műszerház oldalán lévő műanyag ablakán olvasható le (1), amin van egy függőleges vörös vonal, amit útvonalindexnek nevezünk.
Az irídium tűcsapon forgó mágnest folyadék csillapítja mozgásában (6), ami általában ligroin. A házban lévő membrán (5) a folyadék hőmérsékletváltozására történő térfogatváltozását egyenlíti ki.
Az iránytű alján, a repülőgép deviációja (mágneses zavarás – lsd. Lent) miatt kompenzáló mágneseket (4) építenek be, hogy az eltérést csökkentsék.
Némelyik iránytűn található egy (függőleges) forgatható körtárcsa, amin az irányszöget állíthatjuk be emlékeztetőnek.
Az iránytű alkatrészei nem mágnesezhető anyagokból készülnek, a műszerfalra történő felerősítésük is rézcsavarokkal történik. Mint ahogy az összes műszer.



Az iránytű hibái:
- A földet is (mint minden mágnest) mágneses erővonalak veszik körül. A mágneses észak azonban nem esik egybe a földrajzi északkal. Azt a szöget, amelyet a mágneses délkör síkja a földrajzi délkör síkjával bezár, mágneses eltérítésnek (deklinációnak) nevezzük. Ez lehet Keleti (+) vagy Nyugati (-), és fokokban fejezzük ki. A föld különböző pontjain a deklináció nem egyforma, és évenként keveset változik.
- Egy felfüggesztett iránytű az É-i féltekén az É-i végével, a D-i féltekén a D-i végével a horizont alá hajlik (A mágneses erővonalak nem párhuzamosak a föld síkjával. Ezt a szöget, melyet a fel¬füg-gesz¬tett iránytű a vízszintes síkkal bezár, mágneses lehajlásnak (inklinációnak) nevezzük. Hazánkban az inkli¬náció értéke kb. 63,5°, az egyenlítőn 0°. A mágneses lehajlást ellensúllyal kompenzálják (10).
- A repülőgépbe épített mágneses iránytűre a repülőgép vas és acél alkatrészei eltérítő hatással vannak, ezért nem mutatja pontosan a mágneses irányt, attól egy keveset eltér (deviációnak nevezzük). Ezt kompenzálással csökkentik (műanyag csavarhúzóval, szakember végzi), vagy amit nem lehet, azt grafikonon, vagy táblázaton a repülőgép műszerfalán helyezzük el.

- A folyadékos mágneses iránytű 20°-os bedöntésig jelez pontosan, azt követően kiakad. (Szerkezeti felépítés miatt). Ha a bedöntést megszüntetjük, akkor az iránytű újra mutatja a helyes irányt (de várjuk meg, amíg megállapodik egy helyen).
- Az inklináció kompenzálására beépített súly (ami nálunk a Déli felén van) számos pontatlanságot okoz. A repülőgép gyorsulásakor, lassulásakor a tehetetlensége miatt mutat eltérő értéket. Fordulóból való kivétel miatt ugyanezen tehetetlenség miatt lendül tovább a pontos értéktől. Mindazonáltal meg kell jegyezni, hogy ezek az eltérések vagy rövid ideig hatnak, vagy igen csekély méretűek, tehát csak nagy távolságú repüléseknél jelenthetnek gondot.
 

Hosszdőlés mérő

A hosszdőlés mérő feladata a gép repülési szögének mérése. Ahol van műhorizont, ott ez szinte felesleges, hasznát csak abban az esetben veszik, ha a műhorizont (mondjuk elektromos hiba miatt) használhatatlan.
A műszer működési elve végtelenül egyszerű: Az üreges belső térben folyadék van (amit a hátsó kis tartály „táplál”). Az elől lévő skálán a folyadék szintje aszerint mozog, amekkora a dőlési szög.


 
Gyorsulásjelző (accelerometer)

Ha a repülés közben hirtelen emelkedést, süllyedést vagy fordulót kezdünk, akkor a repülőgépre és a repülővezetőre a centrifugális erő is hatást gyakorol. A gyorsulásjelzőről a repülőgép függőleges tengelye irányában keletkezett erők eredőjét olvashatjuk le.

Az elmozdulás mértéke a gyorsulástól függ (földön állva 1 G-t kell mutatnia). Ezt az elmozdulást különféle mechanikai megoldásokkal kivezetik a mutatóhoz. A skálán leolvasható a „G” érték (G= Gravitáció hányszorosa). Ha a botot előrenyomod, akkor negatív G, ha húzod, akkor pozitív G terhelés éri a gépet. 0 G-t úgy lehet elérni, hogy enyhe emelkedési szakaszban addig nyomod a botot, amíg a mutató 0-t mutat. Ekkor a kabinban súlytalanság van.

A mutató maga előtt tol két, un. úszó mutatókat is (sárga mutatók), amik mindig a legnagyobb értéket mutatják. Az egyik úszó mutató a pozitív, a másik a negatív G-t jelzi (ellenőrizni lehet, hogy túl lett-e terhelve a repülőgépgép repülés közben, vagy nem). Ezt egy nyomógombbal lehet lenullázni. Ez a műszer +10 -4 G gyorsulást képes mérni. Amint látható, a műszeren itt nem a 0 az alaphelyzet, hanem az 1... ez elsőre furcsa lehet :)


Kapcsolat

Telephely:     9099 Pér, Repülõtér

Klubhelyiség: 9021 Gyõr, Városház tér 3.

E-mail: info@aeroclub-gyor.hu

Telefon: 06-20-777-9106

Adószám: 19113832-2-08

  
Joomla űrlapépítő by JoomlaShine
JSN Metro template designed by JoomlaShine.com