Navigation, Teil 2 - renenav.de

Winter 2017 © René Brodmühler, Olaf

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PPL-C Theorie

Navigation,

Teil 3


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Navigation, Teil 3

Themenkreise

Flugnavigation: Kursarten, Bezugsnordrichtungen

Windeinfluß, Winddreieck

Navigationsrechner

Ziel- und Endanflüge, McCready-Theorie

Berlin, November 2003

René Brodmühler, Olaf Linsener

Bildquelle u. a.: Der PrivatflugzeugführerBand 4 A FlugnavigationWolfgang KührISBN: 3-921 270-10-31995


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Navigation, Teil 3

Gliederung

1. Kursarten

1.1 Bezugsnordrichtungen1.1.1 Missweisung (Variation)1.1.2 Deviation

1.2 Kursschema1.3 Windeinfluß1.4 Winddreieck

2. Navigationsrechner

3. Ziel- und Endanflüge

4. McCready Theorie


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1. Kursarten

Die KompassroseN

360°

S180°

O90°

W270°

NO45°NW

315°

SW225°

SO135°


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1. Kursarten

1.1 Bezugsnordrichtungen1.1.1 Missweisung

(Variation)

Der magnetische Nordpol liegt nicht auf dem geographischen Nordpol. Die magnetischen Feldlinien der Erde werden außerdem lokal abgelenkt. Beide Abweichungen zusammen ergeben die mittlere Missweisung (Variation), die in Form von Isogonen auf der Luftfahrtkarte angegeben sind.

Agone sind Linien mit der Missweisung 0°. Da sich der magnetische Nordpol bewegt, müssen die Karten ständig auf den neuesten Stand gebracht werden.

(+)

rwN

mwN

östliche Missweisung

(-)

rwNmwN

westliche Missweisung


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1. Kursarten

Bild 01: Östliche Missweisung

Der missweisende Kurs (mwK) ist bei östlicher Missweisung (Var) immer kleinerals der rechtweisende Kurs (rwK)

(+)

rwN

mwN


KursliniemwK

rwK

1. Missweisung


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1. Kursarten

Bild 02: Westliche Missweisung

Der missweisende Kurs (mwK) ist bei westlicher Missweisung (Var) immer größer als der rechtweisende Kurs (rwK)

(-)

rwNmwN


Kurslinie

mwK

rwK


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Konvention:

westliche Missweisung (-)östliche Missweisung (+)

(+)

rwN

mwN


(-)

rwNmwN


1. Kursarten


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1.2 Kursschema

Rechtweisender Kurs rwK

mwNrwN

Missweisende Kurs mwK

Kurschema: Beispiel:rwK 80°

- Mw - (-5°)

= mwK 85°


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1. Kursarten

1.1.2 Deviation

Die Deviation ist die durch das Magnetfeld des Flugzeugs verursachte Abweichung des Kompasses.Die im Flugzeug angebrachte Deviationstabelle gibt diese Werte in Abhängigkeit vom Steuerkurs an.


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Konvention:

westliche Deviation (-)östliche Deviation (+)

(+)

mwN

KN

östliche Deviation

mwNKN

westliche Deviation

1. Kursarten


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1. Kursarten

Begriffe und Abkürzungen:

Rechtweisender Kurs rwK: Winkel zwischen rechtweisend Nord und dem geplanten Kurs (Kartenkurs)

Variation (Ortsmissweisung) Mw: Winkel zwischen missweisend, magnetisch Nord und rechtweisend Nord (Ost positiv/ West negativ)

Missweisender Kurs mwK: Winkel zwischen magnetisch Nord und der geplanten Richtung über Grund

Rechtweisender Steuerkurs rwSK: Winkel zwischen geografisch Nord und der tatsächlichen Richtung über Grund

missweisender Steuerkurs mwSK: Winkel zwischen magnetisch Nord und der Vorausrichtung der Flugzeuglängsachse

Deviation DEV: Winkel zwischen missweisend Nord und Kompass Nord

Kompasskurs KK: Ergibt sich aus dem mwsK und der Berücksichtigung der Deviation

Kompasssteuerkurs KSK: ist gleich KK


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1.2 Kursschema

rwK 88° 88°- VAR - 4° O - (-4)°W

= mwK 84° 92°

- DEV - 2° O - (-2)°W

= KK 82° 94°

Wichtig: Östliche Ortsmissweisung positives VorzeichenÖstliche Deviation positives VorzeichenWestliche Ortsmissweisung negatives Vorzeichen Westliche Deviation negatives Vorzeichen

Achtung: alles noch ohne den Wind !!!!!!


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1.3 Windeinfluss

Hätten wir keine Bewegung der Luftmasse unserer Atmosphäre, so wäre die Navigation einfach:Der Pilot müsste „nur“ die Ortsmissweisung und die Deviation für die Berechnung seines Kurses berücksichtigen.Absolute Windstille ist jedoch besonders in der Höhe nur sehr selten anzutreffen, deswegen muß der Einfluss des Windes bei der Navigation berücksichtigt werden.

Bild 05: Rechtweisender Kurs bei Windstille

Wind


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1.3 Windeinfluss

Bild 07: Mißweisender Steuerkurs mit Windeinfluß


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1.3 Windeinfluss

Bild 06: Rechtweisender Steuerkurs mit Windeinfluss

l=Abdrift


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1.4 Winddreieck

Bild 09: Aufbau des Winddreiecks

Eine einfache Möglichkeit zur Ermittlung der zu fliegende Kurse ist die grafische Lösung durch Verwendung des Winddreiecks.


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1.4 Winddreieck

Beispiele: Winddreieck

Bild 11: Flugzeuge in Gegenrichtungen (Windeinfluss)


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1.4 Winddreieck

Bild 12: Flugzeuge auf Gegenkurs (Windeinfluss)


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1.4 Winddreieck

Bei der Vorbereitung eines Überlandfluges stehen uns immer folgende Navigationsdaten zur Verfügung:Kurs über Grund : TrackEigengeschwindigkeit: veWindgeschwindigkeit und Richtung: W/VMit Hilfe des Winddreiecks lässt sich der Abdriftwinkel ( l ) und daraus der zu fliegende Kurs ermitteln. (Abdriftwinkel ist gleich Vorhaltewinkel)

Bild 10: Ermittlung von Abdriftwinkel ( l ), Steuerkurs (sK) und Geschwindigkeit über Grund (vg) mit dem Winddreieck

A

l

W/V

Track

ve


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1.4 Winddreieck

1. Schritt: rwK (TC) eintragen

rwK=120°


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1.4 Winddreieck

2. Schritt: Wind eintragen1cm = 10kt1cm = 10km/h

rwK=120°

Wind: 030°/20kt

WSP = Windstillepunkt

WSP


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1.4 Winddreieck

3. Schritt: TAS eintragen; Abmessen ab WSP, Zirkelbogen1cm = 10kt1cm = 10km/h

rwK=120°

Wind: 030°/20kt


WSP

TAS


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1.4 Winddreieck

4. Schritt: beschriften

rwK=120°

Wind: 030°/20kt


WSP

V=TAS

l

rwSK=120°

V=GS

V=Wind


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Konvention:

Abdrift nach links (+)Abdrift nach rechts (-)

(+)

+l = linke Abdrift

rwK

(-l) = rechte Abdrift

1.3 Windeinfluss

rwKrwSKrwSK


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Wie komme ich nun auf den Kompasssteuerkurs (KSK) unter Berücksichtigung aller Einflüsse? Kursschema!!!

☺ Wind:

Abdrift n. re -

Abdrift n. li +

☺ Konventionen:

☺ Variation:

Ost (E) +

West (W) -

rwk 112°

± l -(15°)

rwsk 97°

- VAR -(+1°)

mwsk 96°

- DEV -(-2°)

KSK 98°

Kursschema


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1.2 Kursschema

Rechtweisender Kurs rwK

rwNmwN

Missweisende Kurs mwK

Kompasskurs KK

KN


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1.3 Windeinfluss

Wind tatsächlich

Wind Planung

Kompasssteuerkurs KK

Kartenkurs o. rwSK

Kurs über Grund

KN

mwNrwN


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Teil 1

ScheibeTeil 2

ZungeTeil 3

Bild 13: Holtkampschieber ( Navigationsseite, die Vorderseite ist der Endanflugrechner )

2. Navigationsrechner ( am Beispiel einer einfachen Ausführung: Rückseite des Holtkampschiebers

Um das Zeichnen des Winddreiecks während des Fluges zu ersparen kann man sich des Navigationsrechners bedienen. Der Holtkamp Navigationsschieber) besteht aus:

Teil 1: Einer Klarsichtscheibe mit konzentrischen Kreisen, deren Radien der mittleren Reisegeschwindigkeit ve entsprechen. Die Richtung der waagerechten Mittellinie gibt an, wo der rechtweisende Kartenkurs rwK von Teil 2 eingestellt werden muss.

Teil 2: Eine durchsichtige, drehbare Scheibe, die konzentrisch auf der Klarsichtscheibe befestigt ist. Diese Rundscheibe ist als Kompassrose mit 360° eingeteilt.

Teil 3: Ein Schieber, der unter den Teilen 1 und 2 waagerecht verschoben werden kann. Der Schieber besitzt eine Nulllinie und eine Aufteilung für die Geschwindigkeit über Grund ve.


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Anwendung zur Berechnung des Winddreiecks

Zur Berechnung eines Winddreiecks wird folgendermaßen vorgegangen: Die Radialstrahlen von Teil 1 legen mit seinen Geschwindigkeitskreisen den Steuerkursvektor fest (rwSK ve). Die Radialstrahlen von Teil 2, zusammen mit den Geschwindigkeitskreisen, legen den Windvektor fest ( W, vw). Die horizontalen Hilfslinien des Teils 3 legen, zusammen mit den Geschwindigkeitsgeraden , den Grundvektor ( rwgk, TT ) fest.


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Beispiel:

Gegeben sind:

Kartenkurs rwK (TC) = 240°mittl. Reisegeschw. Ve (TAS) = 70 km/hWind W/vw,(WD/WS) = 190°/16kts (=30 km/h)Ortsmißweisung OM (var) = 4° westAblenkung Dev (dev) = -3°

Gesucht sind:Kompaßsteuerkurs KSK (CH) = ?Grundgeschwindigkeit vg (GS) = ?Gegenwindkomponente (TWC) = ?


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Lösung

Wir drehen die Kreisscheibe Teil 2 so, daß die Gradzahl des Kartenkurses (240°,) auf der mittleren waagerechten Linie des Schiebers liegt.Dann wird auf der Kreisscheibe der Schnittpunkt A zwischen dem 190° Radius (Windrichtung) und dem Geschwindigkeitskreis (30 km/h) festgehalten.Jetzt wird die Zunge (Teil 3) des Schiebers so verschoben, daß die Nullinie unter dem Punkt A verläuft.Vom Punkt A nach links zum Geschwindigkeitskreis 70 km/h (Reisegeschw.) erhalten wir Punkt B.

(TC) = 240°

(TAS) = 70 Km/h

(WD/WS) = 190°/16kts (=30 km/h)

AB


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OM (var) = 4° west

Dev (dev) = -3°

KSK (CH) = ?

(GS) = ?

(TWC) = ?

Die Richtung 0-B lesen wir an der Gradskala der Kreisscheibe mit 221° ab. Dies ist der rwSK (TH). Im Kopf ausrechnen müssen wir:KSK= rwSK - OM - dev

221 - (-4) - (-3)221 + 4 + 3

= 228°Vom Punkt B gehen wir senkrecht nach unten und lesen an den klein geschriebenen Geschwindigkeitswerten die Reisegeschwindigkeit über Grund ab.vg = GS = 47 km/hDie Gegenwindkomponente TWC (Track wind component) ist die Differenz zwischen der Reisegeschw. und der Geschwindigkeit über Grund.TWC = 70 - 47 = 23 km/hDiese müssen wir beim Endanflug berücksichtigen.

B A


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3.1. Der Endanflugrechner ( Beispiel: Holtkampschieber)Da während eines Überlandfluges und insbesondere während eines Wettbewerbsfluges in aller Regel gerade im Endanflugteil die fliegerischeLeistungsfähigkeit des Piloten stark strapaziert wird, ist es ratsam, sich bei der Berechnung der notwendigen Abflughöhe einer Rechenhilfe zu bedienen.Basis für derartige Schieber ist die Flugleistungspolare des Flugzeugs. Der Holtkampschieber sieht verschiedene Zungen für die unterschiedlichen Flugzeugtypen vor.

Platzdistanz 36 km

Gleitflughöhe 940 m

0.5 m steigen10 km/h Rückenwind

Abflughöhe 940m +300m Sicherheit

Bild 15: Holtkamp-Endanflugrechner


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Bild 16: Flugzeugpolare ASK 21


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Bild 17: Endanflug unter Windeinfluss


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Bild 18: Beispiel einer Polaren mit zeitoptimalem Zielanflug


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Bild 19: Instrumentenanzeige: Streckenoptimaler bzw. geschwindigkeitsoptimaler Gleitflug


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3. Ziel- und Endanflüge Flugzeitverlängerung in %

Flu

gzeit

verl

änge

rung

in

%

Bild 20: Einfluss der Einstellungsgenauigkeit der Mc Cready Werte


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Bild 21: Vergleich unterschiedlicher Mc Cready Einstellungen



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Zur nächsten Veranstaltung möglichst folgendes mitbringen:

ZirkelGeodreieckICAO Karte, wenn möglichPapierBleistiftGeduldAufmerksamkeit

!!!!


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Navigation, Teil 3

Nun ist`s erst einmal genug für

heute…


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