Variometre nasıl çalışır: basınç sensörü ve filtreleme

Vario ötüyor ve sen ona göre dönüyorsun. Ama ötüş, havanın ne yaptığının değil, cihazın içindeki bir hesabın sesidir. Bu hesabın üç katmanı vardır: sensör, gürültü ve filtre. Üçünü bilmek, varioya ne zaman güvenip ne zaman güvenmeyeceğini söyler.

Katman 1: basınç sensörü

Vario irtifayı ölçmez. Küçük bir barometrik sensör, hava basıncını ölçer. Basınç yükseklikle düşer: deniz seviyesine yakın her 8 metre yaklaşık 1 hektopaskal. Modern sensörler bu basıncı, birkaç desimetrelik irtifa farkına karşılık gelen hassasiyetle, saniyede onlarca kez okur.

Tırmanış hızı, ardışık iki okuma arasındaki irtifa farkının zamana bölünmesidir. Yani vario, basıncın değişim hızını gösterir; kendisi hız ölçmez.

Bu yüzden vario iki şeye karşı hassastır. Birincisi basınç değişimi: yaklaşan bir cephe ya da gün içindeki doğal basınç düşüşü, cihazın gösterdiği irtifayı hareket etmeden kaydırır. İkincisi hava akışı: sensörün olduğu bölmeye rüzgâr girerse basınç yerel olarak değişir ve vario yalancı tırmanış ya da batış gösterir. Cihaz üreticileri sensörü bu yüzden dış hava akışından yalıtılmış bir hazneye koyar.

Katman 2: gürültü

Sensör her okumada küçük bir hata yapar. İrtifada birkaç desimetre olan bu hata, türev alındığında büyür: 0,3 metrelik bir okuma sıçraması, saniyede 20 okumada 6 m/s'lik yalancı bir sıçrama demektir. Ham türev bu yüzden kullanılamaz; saniyede birkaç kez yön değiştiren bir sayıdır.

Gürültünün ikinci kaynağı senin kendinsin. Fren vermek, ağırlık kaydırmak, türbülansa girmek irtifayı gerçekten değiştirir ama havanın yükselişiyle ilgisi yoktur. Vario için bunlar da gürültüdür.

Katman 3: filtre

Cihaz, ham türevi yumuşatır. En basit yöntem son bir iki saniyenin ortalamasıdır; daha gelişmiş cihazlar ivmeölçer verisini de katan bir tahmin filtresi kullanır: ivmeölçer, irtifa değişiminin senin manevrandan mı havadan mı geldiğini ayırmaya yardım eder.

Filtrenin gücü bir dengedir:

• Güçlü filtre: sakin gösterge, az yalancı ötüş, ama gecikme. Termiğe girdiğini bir iki saniye sonra öğrenirsin; çıktığını da.
• Zayıf filtre: anında tepki, ama her türbülans darbesi ötüş olur.

Cihazlardaki "tepki süresi" ya da "hassasiyet" ayarı bu dengeyi seçer. Termik merkezlemede gecikme pahalıdır: ötüş geldiğinde çekirdek zaten yanından geçmiş olabilir. Çoğu pilot için orta değer doğrudur; dar termikli sahalarda biraz hızlı, türbülanslı günlerde biraz yavaş.

Ses neden var?

Görsel gösterge bakmayı gerektirir; termikte bakılacak yer dışarıdır. Ses, tırmanış hızını ton ve tekrar sıklığına çevirir. İyi ayarlanmış bir vario sesi, sayıya bakmadan "artıyor" ile "azalıyor"u ayırt ettirir. Merkezleme kuralları bu ayrımın üstüne kuruludur.

Kayıtta vario

Uçuş kaydına cihazın gösterdiği vario değeri yazılmaz. IGC dosyasına genellikle saniyede bir kez basınç irtifası ve GPS irtifası yazılır. Variograph dikey hızı bu satırlar arasındaki irtifa farkından hesaplar. Bu değer cihazın ekranındakinden farklıdır: daha kaba (saniyede bir örnek) ama filtresiz (gecikme yok). Kayıt aralığı 5 saniyeye çıkarsa dikey hız 5 saniyelik ortalamaya dönüşür ve kısa termikler kaybolur; ayrıntı için IGC veri kalitesi.

Ölçülen tırmanış ne cihazda ne kayıtta havanın gerçek tırmanışıdır; kanadının kendi batışı ondan düşülmüştür. Havanın ne yaptığı için netto vario gerekir.

Kısa özet

• Vario basınç ölçer, hızı hesaplar.
• Ham hesap gürültülüdür; filtre onu kullanılabilir yapar, karşılığında gecikme alır.
• Ayar, gecikme ile sakinlik arasındaki tercihtir.
• Kayıttaki dikey hız cihazın gösterdiği değil, irtifa satırlarından yeniden hesaplanmış olanıdır.