Der Variometer / Vertical Speed Indicator (VSI) zeigt die vertikale Geschwindigkeit (Steig- oder Sinkrate) in Fuß pro Minute (ft/min).
Funktionsprinzip
Im VSI strömt der statische Druck in eine Druckdose. Vom selben Static-Port führt eine kalibrierte Leck-Kammer (Calibrated Leak / Capillary) mit definiertem Strömungswiderstand. Die Druckdifferenz zwischen Druckdose und Kammer ist proportional zur Steig-/Sinkrate.
Der VSI vergleicht also den aktuellen statischen Außendruck mit dem früheren statischen Druck im Reservoir — die Verzögerung im Reservoir (durch das kalibrierte Leck) erzeugt eine Druckdifferenz, die proportional zur Steigrate ist:
- Steigflug → aktueller Druck < Reservoir-Druck → positive Anzeige (climb).
- Sinkflug → aktueller Druck > Reservoir-Druck → negative Anzeige (descent).
- Horizontalflug → Druckausgleich → null Anzeige.
| Zustand | Druckverhalten |
|---|---|
| Horizontalflug | beide Drücke gleich → null Differenz → Anzeige null |
| Steigflug | Druckdose senkt schneller als Kammer → Differenz → positive Anzeige |
| Sinkflug | Druckdose steigt schneller als Kammer → Differenz negativ → negative Anzeige |
Schnelle Reaktion auf Höhenänderungen
Der VSI reagiert sehr schnell auf Höhenänderungen (vertikale Steig- oder Sinkrate) — bereits wenige Sekunden nach einer Pitch-Änderung beginnt sich die Druckdifferenz aufzubauen und der Zeiger schlägt aus.
QNE — Höhe über 1013,25 hPa Referenz
Der QNE-Wert ist die Höhe über dem Referenz-Druck-Level von 1013,25 hPa (Standard-Druckhöhe). Bei einer Subskala-Einstellung auf 1013,25 hPa zeigt der Höhenmesser die Druckhöhe = QNE = entsprechender Flight Level.
(Anmerkung: dies betrifft primär den Altimeter; im VSI selbst ist die Subskala irrelevant — der VSI misst nur die Drift in der Druck-Differenz.)
Bauarten — Capsule vs. Baffle Plate
| Bauart | Funktionsweise | Reaktionsgeschwindigkeit |
|---|---|---|
| Klassischer VSI mit Aneroid-Kapsel + Capillary-Leak | Kapsel + Reservoir, kalibriertes Loch als Leck | Langsamer — 6-9 Sekunden Verzögerung |
| VSI mit Baffle Plate (Prallplatten-VSI) | Statt einer kalibrierten Kapilare wird eine Prallplatte mit Loch verwendet, die durch Strömungswiderstand die Druckdifferenz erzeugt | Schneller — kürzere Verzögerung, bessere Reaktion auf Höhenänderungen |
| IVSI (Instantaneous VSI) | Zusätzlicher Beschleunigungsmesser kompensiert die Verzögerung | Praktisch verzögerungsfrei — Anzeige stimmt fast augenblicklich |
→ Baffle-Plate-VSI liefern schnellere Anzeigen als die klassischen Capsule-Type-VSI mit Kapillare.
Größe des Ausgleichs-Reservoirs
Die Größe des Ausgleichs-Behälters (equalizing tank / reservoir) beeinflusst die Skalierung der Anzeige:
- Bei einem zu großen Reservoir: der Druck im Reservoir verändert sich langsamer, also wird die Druckdifferenz zur Druckdose größer als kalibriert → der VSI zeigt zu hohe Werte (Indications are too high).
- Bei einem zu kleinen Reservoir: umgekehrte Wirkung — VSI zeigt zu niedrig.
Konstruktive Verzögerung (Lag)
Aufgrund der Kalibrierkammer hat der klassische VSI eine Verzögerung von einigen Sekunden. Diese ist im Reiseflug ohne Bedeutung, kann aber bei Übergängen (Beginn/Ende Steig-/Sinkflug) zu kurzfristigen Fehlanzeigen führen.
Verhalten bei Static-Blockade
Bei blockierter Statik kann sich der Druck in beiden Kammern nicht ändern → VSI zeigt null, unabhängig von der tatsächlichen Vertikalbewegung. Alternativen: Alternate Static Source, oder VSI-Anzeige ignorieren und mit Höhenmesser + Stoppuhr arbeiten.