TEK-Düse PRO für Modellflug-Variometer

Die TEK-Düse PRO ist das Ergebnis einer langjährigen Entwicklungs- und Optimierungsphase von Rolf Schuler.

Erste Muster dieser Düse wurden bereits 1996 aufgebaut als mit der Entwicklung der ersten Modellflug-Variometer begonnen wurde. Damals wurden verschiedene, in dem Buch Streckensegelflug von Helmut Reichmann beschriebene Düsenbauformen untersucht. Sogar ein kleiner Windkanal für Vergleichsmessungen wurde gebaut.
Die meisten zeigten jedoch ein unbefriedigendes Kompensationsverhalten, meistens Unterkompensation.
Auch die einfach herzustellende und deshalb oft verwendete Nicks-Düse zeigt dieses Verhalten.
Anmerkung: Im bemannten Segelflug erzielt die Nicksdüse gute Ergebnisse, was an der größeren Bauform und den höheren Fluggeschwindigkeiten liegt. Die Düse arbeitet dort bei größeren Re-Zahlen.

Mit der sog. Braunschweiger Düse wurden sehr viel bessere Ergebnisse erzielt. Sie ist etwas aufwendiger herzustellen, erreicht aber abhängig von den Abmessungen sicher den Beiwert (-1), also eine 100%ige Kompensation. Darüber hinaus kann der Kompensationswert bei dieser Düse sehr einfach abgeglichen werden, wodurch eine individuelle Anpassung an das Modell möglich wird.

Die TEK-Düse PRO von wsTech ist deshalb nach dem Prinzip der „Braunschweiger Düse" realisiert.

Oben die Version für die Montage am Seitenleitwerk, darunter die Version für V-Leitwerke. Kann aber auch an Modellen mit Kreuzleitwerk eingesetzt werden.

Sie ist ähnlich wie die einfache Nicks-Düse sehr Anstellwinkel- und Schiebewinkel- unempfindlich, zeichnet sich aber gegenüber dieser durch eine deutlich verbesserte Kompensation aus.

Die PRO-Düse ist komplett in Edelstahl gefertigt und hartgelötet.

Die Länge der Düse beträgt ca. 180mm. Sie passt zu Modellen im Maßstab 1:4 bis 1:3,5 (ca. 5m Spannweite). Für 1:3 Modelle ist sie rein optisch etwas zu klein, was aber die Wirkungsweise nicht beeinträchtigt. Piloten, welche auf Scale-Abmessungen wert legen, können die ca. 240mm lange Version der Düse bestellen.

Der Anschluss-Durchmesser der PRO-Düse ist kompatibel mit dem der Nicks-Düse (2,5mm). Sie kann somit problemlos auch vorhandene Nicks-Düsen ersetzten. Es sind keine Umbauten oder Anpassungen am Modell oder am Variometer erforderlich.
Für den Anbau der Düse bzw. des Düsenhalters am Modell gelten die gleichen Hinweise und Empfehlungen wie für die Nicks-Düse. Sie sollte möglichst parallel zur Nulllinie des Höhenruders ausgerichtet werden.

Selbstverständlich funktioniert die PRO-Düse auch mit allen anderen Modellflug-Variometern sofern ein Düsenanschluss (2,5mm) vorhanden ist.

Der Kompensationswert der Düse ist im Auslieferungszustand nach unserem Empfinden optimal abgestimmt und sollte normalerweise nicht verändert werden.
Piloten, welche trotzdem etwas experimentieren oder „optimieren" möchten, können den Grad der Kompensation ganz einfach verändern:

Wenn die Kompensation verringert werden soll, kleben sie einen Tesafilm so auf die Endscheibe der der Düse, dass ein Teil der Austrittsöffnung abgedeckt wird. Je mehr verschlossen wird, desto geringer wird die Kompensation. Schneiden sie den Tesa sauber ab, so dass außen nichts übersteht (siehe Foto).
Wenn die Kompensation vergrößert werden soll, vergrößern sie den Durchmesser der Bohrung am Eingang der Düse.
Dabei allenfalls 1/10mm-weise vorgehen!

Hinweise zur Überprüfung der Kompensation im Flug
Diese Hinweise gelten prinzipiell für alle TEK-Düsen, nicht nur für die Düse PRO.
Für die folgenden Hinweise wird die Kenntnis der prinzipiellen Wirkungsweise der Totalenerie-Kompensation vorausgesetzt. Grundsätzliches können sie hier unter Theorie nachlesen. Die Informationen wurden zum größten Teil aus dem Buch Steckensegelflug übernommen.
Eine gute und sehr aufschlussreiche Auseinandersetzung mit dem Thema TEK finden sie hier:
http://www.schempp-hirth.com/fileadmin/Pdfs/TEdeutsch.pdf
Sehr empfehlenswert, unbedingt lesen! Die Publikation ist zwar ebenfalls für den manntragenden Segelflug bestimmt, die Aussagen lassen sich jedoch auf Modellflugverhältnisse übertragen.

Ziel der Kompensation:
Ein optimal TE-kompensiertes Variometer zeigt in absolut ruhiger Umgebungsluft in jeder beliebigen Flugphase das Eigensinken des Flugzeugs gemäß seiner (für den momentanen Flugzustand gültigen!) Geschwindigkeitspolare an. Siehe folgendes Bild, welches aus Streckensegelflug entnommen wurde. Die angegebenen Zahlenwerte gelten für ein bemanntes Segelflugzeug und sind entsprechend anzupassen, am Prinzip ändert sich aber nichts.

Wird angedrückt, also Höhe in Geschwindigkeit umgesetzt (v1 -> v2), so nimmt die Anzeige des Sinkwertes entlang der Polare (schwarze Kurve) zu. Wird hochgezogen, also Geschwindigkeit wieder in Höhe umgesetzt (v2 -> v1), so nimmt die Anzeige des Sinkwertes entlang der Polare wieder ab. Es darf nie Steigen angezeigt werden!

Ist die Kompensation zu gering, so erhält man bei Andrücken einen Verlauf entlang der blauen Kurve, beim anschließenden Wiederhochziehen einen Verlauf entlang der roten Kurve (Steigen wird angezeigt). Ist die Kompensation zu groß, verhält es sich genau umgekehrt (beim andrücken wird Steigen angezeigt).

Sehr oft wird dabei vergessen, dass diese Polare keine Konstante ist. Sie hängt ab vom „Beladezustand" des Flugzeugs (die gesamte Polare verschiebt sich abhängig vom Gewicht), zu dem auch das in der jeweiligen Flugphase anliegende Lastvielfache (g) gehört! Bei Lastvielfachen >1g muss mehr Auftrieb erzeugt werden, die Energieverluste nehmen zu und das Sinken wird größer als im normalen Gleitflug. Die Zunahme entspricht etwa der Wurzel aus dem Lastvielfachen, bei 2g also ca. das 1,4-fache, bei 4g das doppelte. Bei Lastvielfachen zwischen 0g und 1g wird es entsprechend kleiner, da weniger Auftrieb erzeugt wird. Bei negativen Lastvielfachen wird das Sinken wieder rapide größer!
Bei allen Steuerbewegungen welche zusätzliche g-Kräfte erzeugen tritt dies in der beschriebenen Weise auf. Dies ist kein Fehler oder Mangel der Kompensation, im Gegenteil, es zeigt die wahren physikalischen Verhältnisse. Die Kenntnis dieser Zusammenhänge hilft, die Varioanzeige richtig zu interpretieren.

Eine ausführliche Beschreibung ist ebenfalls hier zu finden:
http://www.schempphirth.com/fileadmin/Pdfs/TEdeutsch.pdf

Durchführung der Testflüge
Für die Testflüge einen möglichst „thermiklosen" Zeitpunkt wählen.
Stellen sie am wstech Variometer den Mode für den Varioton in Setup 8 auf Mode 3. Dadurch hat man eine ständige Toninformation, ohne die eine vernünftige Einschätzung der Verhältnisse nicht möglich ist. Stellen sie in Setup 7, die Sinktonschwelle auf das Eigensinken des Modells, also z.B. -0,7m/s. Schalten sie alle überflüssigen Ansagen (Geschwindigkeitsansagen usw.) aus, damit sie nicht im entscheidenden Moment dadurch gestört werden!
Fliegen sie einen geraden Bahnneigungsflug (ca.20° abwärts) bis der Sinkton verstummt (ca. -4m/s), mit anschließendem geraden Wiederhochziehen bis fast zur Trimmgeschwindigkeit während dem der Sinkton wieder einsetzt und höher wird. Beim Nachdrücken in den Trimmflug (Lastvielfaches < 1g aber nicht negativ!) muss der Ton für den „Nullschieber" einsetzen, aber gerade noch kein Steigton.
Fliegen sie dieses Manöver möglichst kontrolliert und gefühlvoll mehrmals und beobachten sie den Variometer-Ton genau. Das Ergebnis sollte reproduzierbar sein.
Sollte beim Nachdrücken in den Trimmflug ein einziger „Piep" des Steigtons kommen, so ist das noch tolerabel (minimale Unterkompensation), mehr jedoch nicht.

Technische Daten
Düsen-Typ: „Braunschweiger-Düse" für Seitenleitwerke
Kompensations-Beiwert: sehr nahe 1 (kann angepasst werden)
Modellgröße:geeignet für Modelle ab ca. 3m Spannweite
Abmessungen der Düse: ca. 180mm lang und 40mm hoch, lange Version mit ca. 240mm Länge
V-Leitwerksversion: ca. 105 bzw. 155mm hoch
Abmessung des Halters: 20mm lang, 3mm Außendurchmesser
Verbindungsschlauch: 2x Silikon 2x1mm Verbinder u. 2.5mm Teflon-Druckschlauch (2m, optional länger) ca. 5g/m.
Gewicht:TEK-Düse mit Halter wiegt ca. 5g

Selbstverständlich funktioniert die PRO-Düse auch mit allen anderen Modellflug-Variometern sofern ein Düsenanschluss vorhanden ist.

Hier gibts etws Theorie um TEK besser zu verstehen

Wie funktioniert Total-Energie-Kompensation? Hier finden sie unfangreiche Information zu diesem Thema.

Dokumente zum Download
Beschreibung und Anleitung als pdf-Datei

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