PPL-C Theorie Navigation, Teil 3 Seite 1
Navigation, Teil 3 Themenkreise Flugnavigation: Kursarten, Bezugsnordrichtungen Windeinfluß, Winddreieck Navigationsrechner Ziel- und Endanflüge, McCready-Theorie Berlin, November 2003 René Brodmühler, Olaf Bildquelle u. a.: Der Privatflugzeugführer Band 4 A Flugnavigation Wolfgang Kühr ISBN: 3-921 270-10-3 1995 Seite 2
Navigation, Teil 3 Gliederung 1. Kursarten 1.1 Bezugsnordrichtungen 1.1.1 Missweisung (Variation) 1.1.2 Deviation 1.2 Kursschema 1.3 Windeinfluß 1.4 Winddreieck 2. Navigationsrechner 3. Ziel- und Endanflüge 4. McCready Theorie Seite 3
1. Kursarten Die Kompassrose N 360 NW 315 NO 45 W 270 O 90 SW 225 S 180 SO 135 Seite 4
1. Kursarten 1.1 Bezugsnordrichtungen 1.1.1 Missweisung (Variation) mwn rwn rwn mwn 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. westliche Missweisung Agone sind Linien mit der Missweisung 0. Da sich der magnetische Nordpol bewegt, müssen die Karten ständig auf den neuesten Stand gebracht werden. (-) (+) östliche Missweisung Seite 5
1. Kursarten rwn mwn östliche Missweisung (+) mwk Kurslinie rwk Bild 01: Östliche Missweisung Der missweisende Kurs (mwk) ist bei östlicher Missweisung (Var) immer kleiner als der rechtweisende Kurs (rwk) Seite 6
1. Missweisung Seite 7
1. Kursarten mwn rwn (-) westliche Missweisung mwk rwk Kurslinie Bild 02: Westliche Missweisung Der missweisende Kurs (mwk) ist bei westlicher Missweisung (Var) immer größer als der rechtweisende Kurs (rwk) Seite 8
1. Kursarten Konvention: mwn rwn rwn mwn westliche Missweisung (-) östliche Missweisung (+) (-) (+) westliche Missweisung östliche Missweisung Seite 9
1.2 Kursschema mwn rwn Missweisende Kurs mwk Kurschema: Beispiel: rwk 80 - Mw - (-5 ) = mwk 85 Rechtweisender Kurs rwk Seite 10
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. Seite 11
1. Kursarten Konvention: KN mwn mwn KN westliche Deviation (-) östliche Deviation (+) (+) westliche Deviation östliche Deviation Seite 12
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 Seite 13
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 Vorzeichen Östliche Deviation positives Vorzeichen Westliche Ortsmissweisung negatives Vorzeichen Westliche Deviation negatives Vorzeichen Achtung: alles noch ohne den Wind!!!!!! Seite 14
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. Wind Bild 05: Rechtweisender Kurs bei Windstille Seite 15
1.3 Windeinfluss Bild 07: Mißweisender Steuerkurs mit Windeinfluß Seite 16
1.3 Windeinfluss l=abdrift Bild 06: Rechtweisender Steuerkurs mit Windeinfluss Seite 17
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. Seite 18
1.4 Winddreieck Beispiele: Winddreieck Bild 11: Flugzeuge in Gegenrichtungen (Windeinfluss) Seite 19
1.4 Winddreieck Bild 12: Flugzeuge auf Gegenkurs (Windeinfluss) Seite 20
1.4 Winddreieck Bei der Vorbereitung eines Überlandfluges stehen uns immer folgende Navigationsdaten zur Verfügung: Kurs über Grund : Track Eigengeschwindigkeit: v e Windgeschwindigkeit und Richtung: W/V Mit Hilfe des Winddreiecks lässt sich der Abdriftwinkel ( l ) und daraus der zu fliegende Kurs ermitteln. (Abdriftwinkel ist gleich Vorhaltewinkel) v e A l Track W/V Bild 10: Ermittlung von Abdriftwinkel ( l ), Steuerkurs (sk) und Geschwindigkeit über Grund (v g ) mit dem Winddreieck Seite 21
1.4 Winddreieck 1. Schritt: rwk (TC) eintragen rwk=120 Seite 22
1.4 Winddreieck 2. Schritt: Wind eintragen 1cm = 10kt 1cm = 10km/h Wind: 030 /20kt WSP = Windstillepunkt WSP rwk=120 Seite 23
1.4 Winddreieck 3. Schritt: TAS eintragen; Abmessen ab WSP, Zirkelbogen 1cm = 10kt 1cm = 10km/h Wind: 030 /20kt WSP = Windstillepunkt WSP TAS rwk=120 Seite 24
1.4 Winddreieck 4. Schritt: beschriften Wind: 030 /20kt WSP = Windstillepunkt rwsk=120 V=Wind WSP l V=TAS V=GS rwk=120 Seite 25
1.3 Windeinfluss Konvention: Abdrift nach links (+) Abdrift nach rechts (-) rwsk rwk (-l) = rechte Abdrift +l = linke Abdrift rwk rwsk (+) Seite 26
Kursschema Wie komme ich nun auf den Kompasssteuerkurs (KSK) unter Berücksichtigung aller Einflüsse? Kursschema!!! Konventionen: Wind: Abdrift n. re - Abdrift n. li + Variation: Ost (E) + West (W) - rwk 112 ± l -(15 ) rwsk 97 - VAR -(+1 ) mwsk 96 - DEV -(-2 ) KSK 98 Seite 27
1.2 Kursschema mwn rwn KN Missweisende Kurs mwk Kompasskurs KK Rechtweisender Kurs rwk Seite 28
1.3 Windeinfluss mwn rwn KN Wind Planung Wind tatsächlich Kompasssteuerkurs KK Kartenkurs o. rwsk Kurs über Grund Seite 29
2. Navigationsrechner 2. Navigationsrechner ( am Beispiel einer einfachen Ausführung: Rückseite des Holtkampschiebers Teil 1 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 v e 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 v e. Scheibe Teil 2 Zunge Teil 3 Bild 13: Holtkampschieber ( Navigationsseite, die Vorderseite ist der Endanflugrechner ) Seite 30
2. Navigationsrechner 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 v e ). Die Radialstrahlen von Teil 2, zusammen mit den Geschwindigkeitskreisen, legen den Windvektor fest ( W, v w ). Die horizontalen Hilfslinien des Teils 3 legen, zusammen mit den Geschwindigkeitsgeraden, den Grundvektor ( rwgk, TT ) fest. Seite 31
2. Navigationsrechner Beispiel: Gegeben sind: Kartenkurs rwk (TC) = 240 mittl. Reisegeschw. V e (TAS) = 70 km/h Wind W/v w,(wd/ws) = 190 /16kts (=30 km/h) Ortsmißweisung OM (var) = 4 west Ablenkung Dev (dev) = -3 Gesucht sind: Kompaßsteuerkurs KSK (CH) =? Grundgeschwindigkeit vg (GS) =? Gegenwindkomponente (TWC) =? Seite 32
2. Navigationsrechner 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. B A (TC) = 240 (TAS) = 70 Km/h (WD/WS) = 190 /16kts (=30 km/h) Seite 33
2. Navigationsrechner 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. v g = GS = 47 km/h Die Gegenwindkomponente TWC (Track wind component) ist die Differenz zwischen der Reisegeschw. und der Geschwindigkeit über Grund. TWC = 70-47 = 23 km/h Diese müssen wir beim Endanflug berücksichtigen. B A OM (var) = 4 west Dev (dev) = -3 KSK (CH) =? (GS) =? (TWC) =? Seite 34
3. Ziel- und Endanflüge 3.1. Der Endanflugrechner ( Beispiel: Holtkampschieber) Da während eines Überlandfluges und insbesondere während eines Wettbewerbsfluges in aller Regel gerade im Endanflugteil die fliegerische Leistungsfähigkeit 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. 0.5 m steigen 10 km/h Rückenwind Platzdistanz 36 km Bild 15: Holtkamp-Endanflugrechner Gleitflughöhe 940 m Abflughöhe 940m +300m Sicherheit Seite 35
3. Ziel- und Endanflüge Bild 16: Flugzeugpolare ASK 21 Seite 36
3. Ziel- und Endanflüge Bild 17: Endanflug unter Windeinfluss Seite 37
3. Ziel- und Endanflüge Bild 18: Beispiel einer Polaren mit zeitoptimalem Zielanflug Seite 38
3. Ziel- und Endanflüge Bild 19: Instrumentenanzeige: Streckenoptimaler bzw. geschwindigkeitsoptimaler Gleitflug Seite 39
Flugzeitverlängerung in % 3. Ziel- und Endanflüge Flugzeitverlängerung in % Bild 20: Einfluss der Einstellungsgenauigkeit der Mc Cready Werte Seite 40
3. Ziel- und Endanflüge Bild 21: Vergleich unterschiedlicher Mc Cready Einstellungen Seite 41
Zur nächsten Veranstaltung möglichst folgendes mitbringen: Zirkel Geodreieck ICAO Karte, wenn möglich Papier Bleistift Geduld Aufmerksamkeit!!!! Seite 42
Navigation, Teil 3 Nun ist`s erst einmal genug für heute Seite 43
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