9.4  Koppelnavigation

               Dead reckoning navigation (DR)

 

Koppelnavigation ist eine Navigationsmethode zur laufenden Positionsbestimmung nur mit Karte, Kompass und Stoppuhr. Ausgehend von einem bekannten Ausgangspunkt wird aus Kurs, Windversatz, Geschwindigkeit und abgelaufener Zeit die aktuelle Position graphisch in der Karte bestimmt.

Grundlage der Koppelnavigation ist das Weg - Zeit – Gesetz. Wenn du von einem bekannten Ort aus für eine bestimmte Zeit mit einer bestimmten Geschwindigkeit in eine bestimmte Richtung fliegst, kannst du ausrechnen, wo du hinterher sein wirst.

Weg = Zeit x Geschwindigkeit

Wenn du 30 Minuten lang mit 120 km/h fliegst, hast du am Ende 60 km zurückgelegt – durch die Luft, und jetzt wird es doch noch ein wenig komplizierter.

Weil das Flugzeug sich durch das „Luftmeer“ bewegt, und dieses Luftmeer in den seltensten Fällen ruht, musst du immer den Einfluss des Windes dabei berücksichtigen.

 9.4.1Abb. 9.4.1  Das Flugzeug wird durch den Wind nach rechts versetzt

Da der Wind so gut wie nie genau von vorne oder von hinten kommt, erfährst du immer eine Seiten- und Rücken- oder Gegenwindkomponente.

9.4.2Abb. 9.4.2  Seiten-, Gegen- und Rückenwindkomponente

Den Winkel, um den du seitlich vertrieben wirst, nennt man Abtrift. Oder genauer ausgedrückt:

Abtrift ist der Winkel zwischen Deinem Steuerkurs (da, wo die Flugzeugnase hinzeigt) und dem Weg, den du über Grund tatsächlich zurücklegst.

9.4.3Abb. 9.4.3  Abtrift

Um diesen Seitenwindeinfluss auszugleichen und den vorherbestimmten Weg über Grund auch tatsächlich zu fliegen, musst du gegen den Wind um den Luvwinkel vorhalten. Luvwinkel deswegen, weil du die Nase gegen den Wind, also auf die windzugewandte Seite (Luv) drehen musst. Mathematisch sind Abtrift und Luvwinkel nicht exakt gleichgroß (ausser, dass sie sich auch im Vorzeichen unterscheiden), in der Praxis können sie aber als gleichgroß angesehen werden.

9.4.4Abb. 9.4.4 Luvwinkel

Durch Einnehmen des Luvwinkels kannst du also deinen aus der Karte entnommenen Kurs einhalten, durch Bestimmung der Grundgeschwindigkeit kannst Du in Verbindung mit der Entfernung auch die Zeit berechnen, die du benötigst, um den vor dir liegenden Streckenabschnitt zurückzulegen.

9.4.5Abb. 9.4.5  mit Luvwinkel auf Kurs bleiben

Bei der Planung ist es ratsam, als nächsten Wegpunkt ein markantes Bodenmerkmal auszuwählen, das eindeutig identifiziert werden kann, also einen Flugplatz, ein Autobahnkreuz oder einen See z.B. Du wirst nämlich weder deinen Kurs über Grund noch deine berechnete Grundgeschwindigkeit genau einhalten können, weil du erstes kleine Steuerfehler machen wirst, und weil zweitens der Wind, mit dem du rechnest, ein vorhergesagter Wind ist, der wahrscheinlich aus einer etwas anderen Richtung mit einer etwas anderen Geschwindigkeit weht.

Außerdem solltest du immer eine Auffanglinie haben, z.B. einen Kanal, eine Bahnlinie oder Autobahn. Wenn du den Kanal erreichst, der in Kursrichtung hinter deinem nächsten Wegpunkt liegt, hast du den Wegpunkt verpasst.

9.4.6Abb. 9.4.6  Auffanglinie

Wenn du von Westen auf den Flugplatz Lüneburg zufliegst, kannst du den Elbe-Seitenkanal als Auffanglinie gut benutzen, sobald du ihn überfliegst, hast du den Wendepunkt verpasst!

Du kannst aber auch auf dem Streckenabschnitt jederzeit überprüfen, ob du noch mit der richtigen Geschwindigkeit auf Kurs bist. Wenn dein Kursstrich nach etwa halber Wegstrecke z.B. an einer kleinen Stadt vorbeiführt, kannst Du feststellen, ob die Stadt auf der richtigen Seite liegt, und ob seit dem letzten Wegpunkt etwa die Hälfte der berechneten Zeit verstrichen ist. Stellst du eine Abweichung fest, kannst du schon jetzt erste Korrekturen vornehmen.

9.4.7Abb. 9.4.7  Leitlinie

Wenn du vom Flugplatz Dornberg zum Flugplatz Bad Hersfeld fliegst und für den Schenkel eine Flugzeit von 30 Minuten berechnet hast, musst du nach etwas mehr als 15 Minuten an der Stadt Bebra vorbeifliegen. Sie muss dann etwas rechts von Dir liegen. Für den weiteren Weg nach Bad Hersfeld kannst du die Eisenbahnlinie als Auffanglinie nach Westen nutzen. Du darfst sie nur unwesentlich nach Westen überfliegen, um nicht in das Beschränkungsgebiet einzufliegen.

 

Beispiel Flugplanung

Als navigatorische und meteorologische Flugeinweisung wird ein Streckenflug mit einer DG 500 über die Strecke Aichach – Stillberghof – Eichstätt – Aichach geplant. Das Wetter aus PC-Met Toptask sagt gute Thermik mit einer Basishöhe von 2400m MSL voraus, QNH 1023 hPa. Die geplante durchschnittliche Reisegeschwindigkeit beträgt 70 Km/h. Der Wind ist aus 300° und 20 Km/h in 2000m vorhergesagt.

Auf der ICAO Karte Blatt München wird am rechten Kartenrand die Isogone (OM) mit 3° E gefunden.

Die Deviationstabelle aus Abb 9.1.2.6 zeigt folgendes

 9.1.2.6b

In die aktuelle ICAO Karte wird der Kurs eingezeichnet. Daraus ergeben sich folgende Werte:

  1. Flugabschnitt Aichach – Stillberghof rwK 322° Distanz 36 Km
  2. Flugabschnitt Stillberghof – Eichstätt rwK 057° Distanz 30 Km
  3. Flugabschnitt Eichstätt – Aichach rwK 184° Distanz 45 Km

 9.4.8

Abb. 9.4.8 ICAO Karte Ausschnitt Blatt München

Flugdurchführungsplan

Als nächstes ist zeichnerisch oder mittels Navigationsrechner die Luvwinkel und Grundgeschwindigkeiten der 3 Streckenabschnitte zu bestimmen und in den Flugdurchführungsplan einzutragen.

9.4.9a

Abb. 9.4.9  Zeichnerische Ermittlung von Luvwinkel und Grundgeschwindigkeit

 

9.4.10

Abb. 9.4.10  Flugdurchführungsplan

Aktueller Flug

  1. Schenkel

Nach dem Ausklinken aus dem Windenstart in 800m MSL geht der Windenbart zügig mit 2 m/s. Wir steigen nur auf 1500m MSL da hier in 5500ft MSL der Luftraum Charlie beginnt (Siehe Kartenausschnitt). 5000ft * 0.3048 = 1676m

Die Steigzeit beträgt: 1500m – 800m = 700m / 2m/s = 350“ ~ 6‘ (Min).

Der Abflug erfolgt um 14:30 local = 12:30 UTC exakt auf KsK 315°. Nach ca. 17 Km direkt auf der Kurslinie wird der nächste Aufwind auf 2200 m MSL ausgekreist. Der Flugplatz Stillberghof wird um 15:12 erreicht, exakt nach Plan, d.h. die Windvorhersage passt.

  1. Schenkel

Der Weiterflug Richtung Eichstätt erfolgt direkt auf dem Steuerkurs unter einer Wolkenstraße und endet schon nach 20 Minuten mit dem Erreichen der Flugplatzes Eichstätt, 4 Minuten früher als geplant. Dies bedeutet natürlich eine höhere VG und damit eine Zunahme des Windes unter der Annahme dass die VE unverändert blieb. Überschlagsmäßig sind dies: 30 Km / 20‘ * 60‘ = 90 Km/h. Der Rückenwindanteil hat sich daher von 7 Km/h auf 20 Km/h gesteigert, dies wird im weiteren Flug zurück nach Aichach zu einer spürbar angewachsenen Rückenwind- als auch Seitenwindkomponente führen.

  1. Schenkel

Von Eichstätt geht es jetzt zurück Richtung Aichach. Was ist hier navigatorisch zu beachten?

Auf Kurs liegt die Kontrollzone des Nato Flugplatzes Neuburg voraus. Die Karte sagt hierbei D(HX) vom Boden bis in 3700ft MSL. Ein Funkspruch zu Langen Information auf 120.650 gibt Auskunft über den Status der Kontrollzone. Man kann natürlich auch Donau Turm direkt auf 129.855 rufen wird allerdings am Wochenende meist keine Antwort bekommen da das Militär am Wochenende meist nicht fliegt. Man sollte aber in jedem Fall auf der Frequenz hörbereit sein, eventuell bekommt man auch Antwort von den dortigen Sportfliegern mit Rufzeichen Neuburg Info.

3700 ft MSL = 3700 * 0,3048 = 1128m MSL ist die Obergrenze der Kontrollzone.

Die Faustformel zur Umrechnung lautet - 3700 / 3 - 10% - und ergäbe 1110m, ist also recht nahe dran.

Szenario

Angenommen man stellt beim Rückflug im Bereich des Flugplatzes Egweil fest das sich südlich der Donau ein größeres Gewitter gebildet hat welches man nicht durchfliegen kann. Was wäre der Umkehrkurs zurück nach Eichstätt ?

Wir sind auf Kurslinie und der momentane Steuerkurs beträgt 194°, der Luvwinkel ist +15°. Die Rechnung ist ganz einfach. 199° - 180° - (2 *L) = 19° - 30° = 349° ist der Umkehrsteuerkurs.

Hinweis: Diese Rechnung ist navigatorisch nicht 100% korrekt wird aber in der Navigationsprüfung nach diesem Prinzip berechnet!

Frage:

Wir sind mittlerweile südlich der Kontrollzone Neuburg angekommen und durch den stärkeren Wind etwas rechts unserer geplanten Kursline abgetrieben worden und befinden uns am nördlichen Rand der ED-R 143 in 1100 m MSL. Müssen wir die ED-R 143 umfliegen?

Antwort: Nein, sofern wir beim Überflug eine Höhe von 762m MSL mit Sicherheit nicht unterschreiten.

Frage:

Wir befinden uns in 1100 m MSL und planen den Endanflug auf Aichach. Die DG 500 hat eine angegebene Gleitzahl von 40 bei 103 km/h. Der aktuelle Wind braucht nicht berücksichtigt werden, da wir eh Rückenwind haben. In welcher Entfernung können wir mit dem Endanflug beginnen mit einer Ankunftshöhe von 200m über dem Flugplatz Aichach?

Antwort:

Elev. Flugplatz Aichach 1430ft MSL, entspricht 436m MSL

1100 m – 436 m – 200 m = 464 m * 40 = 18560 m ~ 18,5 km

Wir können also in 18,5 Km Enfernung mit dem Endanflug beginnen!

Im nächsten Abschnitt Kap 9.5 Terrestrische Navigation erfolgt eine weitere Besprechung dieses Fluges unter dem Gesichtspunkt was sind gute und schlechte Navigations-Punkte oder -Flächen, -Leit- und -Auffanglinien.

Hinweis

Natürlich wird man im Segelflug weder eine genaue Geschwindigkeit VE einhalten, noch ist ein genaues Kurshalten möglich da sich der Kurs im Segelflug immer nach den thermischen Gegebenheiten richten muss. Ein Umweg unter dem Gesichtspunkt günstigere Luftmassen und/oder bessere Thermik anzutreffen führt in der Realität zu deutlich höheren Schnittgeschwindigkeiten und ist immer zu bevorzugen und oft auch unabdingbar, um einen Streckenflug überhaupt durchführen zu können.

Insofern ist die obige Flugplanung ausschließlich unter dem Gesichtspunkt des Erlernens und Vertiefens der Navigationsgrundlagen zu sehen.

Diese Flugplanung ist allerdings prüfungsrelevant!