Modul: Grundlagen der Navigation (NAV01)

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Dieses Modul behandelt die Grundlagen der Navigation, nach erfolgreichem Abschließen von NAV01 könnt ihr euch für die Module NAV02, NAV04, NAV05 und NAV06 anmelden. NAV01, NAV03, NAV04, NAV05 und NAV06 sind für das P1-Rating erforderlich. Für das Abschließen von NAV01 und NAV03 werden keine anderen Module vorausgesetzt.


Allgemeine Grundlagen

Koordinatensystem

Karten

Groß- und Kleinkreise

Loxodrome

Zeit


Grundlagen der Sichtnavigation

Grundlagen

Unter Sichtnavigation versteht man das Navigieren in räumlicher Umgebung unter Sichtwetterbedingungen an visuellen Referenzen mit kartographierten Vergleichsmaterial. Um überhaupt nach Sicht zu navigieren, müssen ein paar Voraussetzungen erfüllt sein. Diese lassen sich zusammenfassen in die Sichtflugmindestbedingungen.

Dazu zählen: - Sichten - Hauptwolkenuntergrenze - Abstand zu den Wolken - Wettererscheinungen

Diese variieren von Luftraum zu Luftraum.

Des Weiteren ist bei der Sichtnavigation darauf zu achten, dass man nicht nur nach draußen schaut um sich zu orientieren, sondern auch, um den Luftraum zu beobachten. Sollte ein Flugzeug auftauchen, muss nach den Ausweichregeln verfahren werden.

Sichtflugpunkte

Sichtflugpunkte sind geographische Stellen in der Landschaft, die sich stark von dem umliegenden Territorium abgrenzen. Dazu zählen Straßen, Flüsse, Seen, Berge, Landschaftszüge, Wälder, Fabriken und viele mehr. Dabei unterscheidet man zwei Hauptgruppen. Einmal die wirklichen Punkte die nur an einer Stelle existieren und Strecken die einen Verlauf aufweisen.

  • Punkte
    Dazu zählen Windmühlen, Städte, Berge… Als Beispiel ist eine geographische Erhebung dargestellt nördlich von Magdeburg. Diese ist bei gutem Wetter über 50km weit zu sehen. Im Vordergrund sieht man einen See, an dem man sich auch orientieren könnte.
    Quelle: PTD
    In der Karte von openflighmaps sind beide dargestellt. Man sollte sich in der Flugvorbereitung schon mit solchen Punkten entlang der Strecke auseinandersetzen.
    Quelle: www.openflightmaps.org
  • Strecken
    Flüsse, Straßen, geographische Landschaften (Küste) … können zum Navigieren entlang oder mit einer Strecke genutzt werden. Im Bild sieht man die Elbe. Sie ist natürlich eine Strecke, die man kaum verfehlen kann. Somit ist sie leicht erkennbar, auch von der Ferne.
    Quelle: PTD
    In der Karte von Openflighmaps ist die Elbe dann auch als Fluss dargestellt. Man sieht außerdem die kleineren Flussarme, sowie Brücken etc. Somit ist auch eine Positionsbestimmung entlang einer Strecke möglich.
    Quelle: www.openflightmaps.org

Navigation

Bei der Navigation nach Sicht ist es erstmal wichtig, dass die in den Grundlagen genannten Punkte erfüllt sind. Für die praktische Ausführung werden dann zwei Methoden unterschieden. Zum einen gibt es das Navigieren entlang des direkten Kurses. Hier versucht man entlang des direkten Vektors anhand von einzelnen Punkten oder Strecken, die man auch teilweise offset nutzt, also neben diesen navigiert. Dabei ist die erste Methode zwar schnell, aber nicht so sicher, da man nicht ständig auf einen sicheren Punkt oder eine Strecke fixiert ist. Eine weitere Methode wäre das Navigieren entlang einer Strecke. Hier fliegt man rechts, wie im Straßenverkehr, entlang dieser Strecke und bestimmt seine Position anhand von einzelnen Merkmalen an der Strecke. Das Verlieren der Strecke ist somit sehr unwahrscheinlich und damit ist diese Methode auch sicherer. Allerdings ist diese Methode, je nach Beschaffenheit der Strecke, auch länger und ineffizienter. Somit muss man von Strecke zu Strecke abwägen, wann es Sinn macht, welche Methode zu nutzen. Dabei darf die Sicherheit nie beeinträchtigt werden. Ein Problem, welches das Navigieren generell beeinträchtigt, ist der Wind. Durch extreme Seitenwinde kann ein Flugzeug abgetrieben werden und beim Navigieren zu einem Punkt entsteht eine Kurve, auch als Hundekurve bezeichnet, die den Weg deutlich länger macht. Um sich davor zu schützen, kann man einen zweiten geographischen Punkt zur Hilfe ziehen, der hinter dem ersten liegt, um einer geraden Linie zu folgen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin aus dem Fenster zu schauen, wie die Bewegung über dem Grund ist und seinen Vorhaltewinkel anzupassen.
Quelle: www.openflightmaps.org

Wenn wir dann zur Streckenplanung kommen wird diese nach vier Punkten durchgeführt:

  1. Strecke planen
  2. Route berechnen
  3. Platzinformationen
  4. Fluginformationen

Weiter sollte die Vorbereitung mindestens folgende Informationen enthalten:

Rufzeichen
Startflughafen,
Zielflughafen,
Ausweichflughafen
Name
ICAO
Frequenz
Rufzeichen
Platzrundenrichtung
Platzrundenhöhe
Pistenbeschaffenheit
Pistenlänge/Ausrichtung
FIS Frequenz/Gebiet/Bemerkung
Route
Routeninformation Auffanglinie
Entfernung DCT
TRUE
True Heading TC
Variation TH
Deviation CH
Wetter:
Startflughafen,
Zielflughafen,
Ausweichflughafen
QNH
Windrichtung
Windstärke
Sichtweite
Wolken
Trend
Flughöhe
Geschwindigkeit IAS, TAS, GS
Flugzeit
GAFOR Durchschnittliche Windrichtung
Durchschnittliche Wingeschwindigkeit
Temperatur
Treibstoffverbrauch
Extra Treibstoff
Treibstoff

Auffanglinie

Die Auffanglinie ist eine Sicherheitsfunktion beim Fliegen, die unerlässlich ist. Sie schützt den Pilot vor Fehlern und deren Folgen. Deshalb gehört sie in jede Flugplanung dazu. Sie stellt extrem markante Punkte oder Strecken abseits der Strecke dar, die einen Piloten darauf aufmerksam machen, dass er sich verflogen hat und geben einen neuen Start zur Orientierung. Beispielsweise wenn ich zu einem Flughafen an der Ostsee aus Richtung Süden fliege und an der Küste bin weiß ich das ich den Flughafen hätte schon längst sehen müssen und kann dann an der Küste weiterfliegen um mich neu zu orientieren. Die Ostsee ist dabei unübersehbar und die Küstenformationen markant.

Verhalten in besonderen Fällen

Jeden Piloten kann es passieren, dass eine unerwartete Situation auftritt, auf die er nicht vorbereitet ist. Dafür hat die Luftfahrt zum Glück genug Backups, damit es zu keinen Unfällen kommt.

Orientierungsverlust Falls man während der Navigation die Orientierung verliert ist es wichtig, erstmal die Ruhe zu bewahren. Im nächsten Schritt fliegt man idealerweise zu seiner Auffanglinie. Falls diese nicht auffindbar ist versucht man eine Radarlotsen zu erreichen. Dabei ist es ganz egal welcher, Hauptsache er ist in der Nähe. Es ist auch nicht schlimm dies zu tun, auch kein Anfängerfehler, das ist Professionalität, da der Orientierungsverlust eine Dringlichkeitsmeldung ist. In der Realität steht neben den normalen Frequenzen auch die Notfallfrequenz 121.500 zur Verfügung.

Schlechtes Wetter Für das Fliegen auf Sicht müssen die Sichtflugmindestbedingungen erfüllt sein. Bei schlechtem Wetter kann es passieren, dass dies nicht mehr gegeben ist und der Rückweg auch von einer Wolkenfront versperrt wird. In einer solchen Situation ist unverzüglich eine Sicherheitsaußenlandung durchzuführen, sofern das möglich ist. Ansonsten kann weitere Hilfe auch wieder durch Radarlotsen in Anspruch genommen werden.

Grundlagen der Koppelnavigation

Definition

Koppelnavigation bezeichnet ein Navigationsverfahren unter Sichtflugbedingungen, welches mit Kurs α und Geschwindigkeit v eine ungefähre Position errechnet. Dabei ist zu beachten, dass man wirklich VMC ist, da es sich um ein reines VFR Verfahren handelt. Weiter muss das Flugzeug mit entsprechend genauen Instrumenten ausgestattet sein, um auf der Strecke keine zu hohen Abweichungen zu erzeugen. Die Strecke sollte schon in der Flugplanung festgelegt und ausgerechnet werden. Außerdem sollte hier ein besonderes Augenmerk auf die Auffanglinie gelegt werden, um die nötige Sicherheit zu garantieren.

Anwendung

Von der Flugplanung kennen wir den Kurs den wir auf der Strecke fliegen wollen, sowie die Geschwindigkeit über Grund an dieser Stelle. Nun müssen wir folgende Überlegung anstellen: Wenn ich eine bestimmte Zeit eine bestimmte Geschwindigkeit fliege, lege ich einen bestimmten Weg zurück oder anders herum, wenn ich weiß wie lange die gesamte Strecke ist, kann ich die Zeit errechnen, die für diese Strecke benötigt wird. Die Berechnung erfolgt nach dem Weg-Zeit-Gesetz. Dabei gilt: v=s/t. Die Formel kann dann beliebig umgestellt werden. Ein Problem, was sich bei dieser Methode auftut, ist der Wind der nur teilweise mit einberechnet werden kann, sowie die Ungenauigkeiten der Instrumente. Somit kann es zu leichten Abweichungen des Endpunktes kommen und das endgültige Navigieren zu einem Sichtflugpunkt bleibt unerlässlich.
Quelle: PTD

Anwendungsbereiche

Hauptsächlich wird diese Methode genutzt, wenn die Sichtnavigation in dem Moment nicht möglich ist. Dies kann z.B. direkt nach dem Start sein, wo man einen hohen Anstellwinkel hat und so die Sicht nach draußen eingeschränkt ist. Die Methode wird außerdem gebraucht, falls keine Sichtflugpunkte vorhanden sind. Ein Klassiker ist da eine Meeresüberquerung.

Grundlagen der Funknavigation

Wird demnächst hinzugefügt.


Grundlagen der Satellitennavigation

Wird demnächst hinzugefügt.