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Tek-Düse

Aus RC-Network Wiki

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TeK duese.jpg

Die TeK-Düse (Totalenergie-Kompenstion) ist eine Vorrichtung an Segelflugzeugen die einen sog. negativen Staudruck erzeugt.

Sinn ist es, die sog. "Knüppelthermik" aus der Anzeige des Variometers herauszukompensieren.

Funktionsweise:

Ein Variometer misst die Zu- und Abnahme der Luftdichte um ein Flugzeug.

Dieser Wert wird mit dem Druck in einem Behälter (Ausgleichsgefäß) im Flugzeug verglichen. Durch eine Kapillare passt sich der Druck im Gefäß langsam dem Außendruck an, und der Druckunterschied bzw. die Geschwindigkeit mit der das geschieht wird gemessen und vom Variometer (elektrisch oder mechanisch) angezeigt.

Allerdings zeigt ein solches Variometer auch die Steiggeschwindigkeit an, die z.B durch "wegziehen" der Fahrt entsteht--- also die sog. "Knüppelthermik".

Die TeK-Düse zieht nun die durch das Hochziehen zwangsläufig abnehmend Geschwindigkeit des Flugzeuges (bzw. die zunehmende Fahrt beim Nachdrücken) dazu heran, diese Werte zu korrigieren.

Somit zeigt ein gut kompensiertes Vario nun zunächst nicht mehr den Wert an mit dem das Flugzeug die Höhe ändert, sonder "nur" den Wert mit dem die umgebende Luftmasse steigt oder fällt. Bei unveränderter Geschwindigkeit (gleichbleibender Druck an der TeK-Düse) wird dann wieder der normale Steigwert angezeigt, wie bei einem unkompensierten Vario.


Rechnung dazu

Aus Forumsbeitrag von Steffen

Wir setzen (idealerweise) potentielle Energie in kinetische Energie verlustfrei um (zum Verlust später).

Potentielle Energie ist  m \cdot g \cdot h, kinetische ist  \frac{1}{2} \cdot \rho \cdot v^2.

Die Umwandlung heißt das der Verlust an potentieller Energie dem Gewinn an kinetischer entsprechen muss:

 -m \cdot g \cdot \Delta h = \frac{1}{2} \cdot m  \cdot \Delta(v^2) \qquad (1)

Δh und Δ(v2) sind die veränderlichen Deltas, Rest ist ja konstant.

Also gilt -g \cdot \Delta h = \frac{1}{2} \cdot \Delta(v^2)

Die Druckänderung statischer Druck ist:

 \Delta p = -\rho \cdot g \cdot \Delta h
 \Leftrightarrow \Delta h = \frac {\Delta p}{ -\rho \cdot g }

Die Druckänderung Staudruck ist:

 \Delta q = \frac{1}{2} \rho \Delta(v^2)
 \Leftrightarrow \Delta(v^2) = \frac{2 \Delta q}{\rho}

Einsetzen in (1):

 \frac{-g \Delta p}{ -\rho g} = \frac{ 2 \Delta q}{2 \rho}

Kürzen führt zu:

 \Delta p = \Delta q \quad

Das heißt also dass die statische Druckänderung gleich der Staudruckänderung sein muss, um voll kompensiert zu sein.

Das wiederum heißt, das der Gesamtdruck (Staurohr) um soviel höher als der statische Druck sein muss, wie der Düsendruck kleiner als der statische Druck sein muss:

p_\mathrm{gesamt,Staudruck}=p+q \quad
p_\mathrm{D\ddot{u}se}=p-q \quad

Da man einen dynamischen Druck üblicher als Staudruck mal Druckbeiwert (cp) ausdrückt, heißt das, dass die Düse einen Druckbeiwert von -1 haben muss:

p_\mathrm{D\ddot{u}se}=p + c_p \cdot q = p - q

Also wird die TeK-Düse üblicherweise als nach hinten offener Rohrquerschnitt gebaut.

(Alles Theorieunterricht PPL-C, Technik, oder auch Reichmann: Streckensegelflug)