Blockschulung
Navigationsschule
Thema
Grundlagen der Navigation
Die Grundlagen der Navigation sind wichtiges Wissen, um sich überhaupt orientieren zu
können. Da die Navigation ein sehr umfassender Themenbereich ist, können wir nur das Allernötigste anschneiden, um einen minimal erforderlichen Wissensstand zu erreichen. Um diesen Themenbereich wirklich zu beherrschen, bedarf es sehr großen Willens und Zeitaufwandes, den wir in der bereits umfangreichen Blockschulung von keinem verpflichtend erwarten. Deshalb werden wir dieses Thema nur im geringst möglichen Umfang bearbeiten. Wer weiteres Interesse an diesem Themenbereich besitzt wird gebeten sich außerhalb der Blockschulung mit entsprechender Literatur zu befassen.
Hinweis: Dieser Teil wurde noch komplett mit 'Cliffs of Dover' erstellt.
Die Bilder aus dem Cockpit oder von der Karte werden also bei 'Battle of Stalingrad' deutlich anders aussehen.
Aber an den Problemen die wir bewältigen müssen ändert das nichts.
- Die Karte kann nicht gedreht werden (es sei denn man hat sie auf einem separaten und drehbaren Monitor - Tablet oder Smartphone zum Beispiel).
- Egal welches Simulation und welches Kartentool wir auch benutzen.
-- Da stehen immer nur die 'rechtweisenden' Kurse (also Kartenkurse).
-- Die berechnete Flugdauer für die eingestellte Geschwindigkeit gilt nur bei Meereshöhe.
-- Sobald Wind ins Spiel kommt passt nicht eimal mehr die berechnete Flugdauer auf Meereshöhe.
Aber andererseits, egal welches Spiel und welches Kartentool, die 'wichtigen' Informationen sind da.
- Rechtweisender Kurs
- Entfernung
Und mehr brauchen wir nicht, weil der Rest muss sowieso
- von Hand ermittelt (eigene Position, Kursberechnung, ...)
- oder Anhand der eigenen Position geschätzt (Position von gesichteten Kontakten)
werden!
Der Kompass – Das wichtigste Navigationsinstrument
Der Magnetkompass ist ein ausgesprochenes Navigationsinstrument und erlaubt dem
Flugzeugführer eine bestimmte Flugrichtung einzuhalten.
Die für die Navigation verwendeten Kompasse nutzen das erdmagnetische Feld zur Richtungsbestimmung aus. Da aber die magnetischen Pole nicht mit dem geographischen zusammenfallen, entsteht zwischen der Kompass-Nordanzeige und geographisch Nord eine Differenz, die als Missweisung oder Deklination bezeichnet wird. Diese Missweisung ist von Ort zu Ort verschieden und ändert ihren Wert im Verlaufe der Jahre. Deshalb ist es besonders wichtig, die bei der Benutzung von Magnetkompassen auftretenden Abweichungen zu berücksichtigen.
Zu der genannten Missweisung kommen noch durch magnetische Störfelder im Flugzeug selbst
hervorgerufene Ablenkungen. Diese Störfelder haben ihre Ursache z.B. in vorhandenen Stahlbauteilen, Zündmagneten und elektrischen Geräten. Diese Ablenkung, Deviation genannt, muss durch Anbringen kleiner Magnetstäbe kompensiert werden. Dazu dient die sogenannte Kompensierung. In der Praxis gelingt diese Kompensation selten vollständig, so dass die Restablenkung auf einer Deviationstabelle angegeben werden muss, um eine entsprechende Korrektur der Kompassablesung vorzunehmen. Die Deviationstabelle ist immer nur dem jeweilig geprüften Magnetkompass zugehörig.
Das wichtigste Bauelement des Magnetkompasses ist das Magnetsystem. Mit diesem ist die Kompassrose verbunden, auf welcher sich die Gradeinteilung (0-360°) befindet. An der Sichtscheibe des Kompassgehäuses ist ein Steuerstrich angebracht. Bei Kursänderungen dreht sich das Gehäuse und damit der Steuerstrich um die Kompassrose und zeigt dadurch die Richtungsänderung an.
Um trotz der dauernden Lageänderungen und auftretenden Beschleunigungen eine ruhige
Kompassanzeige zu erzielen, müssen die Bewegungen des Magnetsystems (Kompassrose) mittels einer „Dämpfungsflüssigkeit“ gedämpft werden. Als Dämpfungsmittel wird meist eine Flüssigkeit verwendet, die aus einer Mischung von Benzin und Mineralöl besteht.
Grundsätzlich finden wir in deutschen Flugzeugen zwei verschiedene Instrumente vor.
Führerkompass - Fl.23211
Ein eigenständiger Magnetkompass mit integrierten Kompensationsmagneten und schwimmend in Dämpfungsöl, daher ist er recht Störungsanfällig.
Der Kurszeiger ist leicht ablesbar, doch durch das gespiegelte Ziffernblatt kann er manchmal zu Verwirrung führen.
Führertochterkompass - Fl.23334
Die Werte des Mutterkompass (im hinteren Rumpf) werden elektrisch an das Anzeigeinstrument im Cockpit weitergeleitet, daher ist eine hohe Genauigkeit der Ausgabewerte und eine logische Darstellung möglich.
Navigatorische Aspekte die für 'Battle of Stalingrad' keine Relevanz haben
Die 'Abweichung' der Anzeige des im Flugzeug verbauten Kompasses (unabhängig von der Art des Kompasses) wird in 'Battle of Stalingrad' nicht simuliert.
Für den Flugzeugführer bedeutet das, das sein Kompass hier immer genau auf den Nordpol der Karte (rechtweisend Nord) ausgerichtet ist.
In der Realität (und auch in 'Cliffs of Dover') ist dies nicht der Fall!
Dreh- und Beschleunigungsfehler
Der Kompass im Flugzeug wird, abhängig vom geflogenen Kurs, bei Richtungsänderungen entweder 'vorauseilen' oder 'hinterherhinken'. Ist in der 'Instrumentenkunde' (Block 'Flugzeugkunde') bereits erläutert worden, spielt aber in der jetzt genutzen Simulation keine Rolle.
Dekliation (Ortsmissweisung)
Der Kompass im Flugzeug orientiert sich am 'magnetischen' Nordpol.
Die magnetischen Pole der Erde sind aber in Bewegung und verschieben sich.
Ist aber nur für die spätere Ermittlung des 'Kompass Steuerkurses' (also was wir im Flugzeug am Kompass fliegen müssen) notwendig und wird später in der Kursberechnung trotzdem noch erwähnt.
Deviation (Ablenkung des Kompasses im Flugzeug durch magnetische Felder im Flugzeug)
Der Kompass im Flugzeug wird weiterhin noch durch die 'bordinternen' Systeme beeinflusst.
Jedes stromführende Kabel erzeugt ein Magnetfeld, und jeder magnetische Teil im Flugzeug ebenfalls.
Um das zu kompensieren wird verucht, diese störenden Magnetfelder duch Anbringen kleiner Magnete im Flugzeug zu neutralisieren.
Da dies aber nicht zu 100% funktioniert wird für jedes Flugzeug ebenfalls eine 'Deviationstabelle' erstellt, aus der hervorgeht bei welchem geflogenen Kurs man welche Abweichung für den Kompass einbeziehen muss.
In Simulationen wird dies (sofern überhaupt eingebaut) nach den Flugzeugmustern realisiert. Jede Bf 109-E7 hat also die selbe Deviationstabelle.
In der Realität hatte (und hat immernoch) jedes einzelne Flugzeug seine eigene Deviationstabelle.
Gegenkurs
Es gibt viele Situationen in denen es wichtig ist den Gegenkurs zu wissen. Eine davon wäre zum Beispiel: "Wir fliegen über unbekanntem Gebiet vom Flugplatz in Richtung Front, wie komme ich also sicher wieder ins eigene Gebiet?". Mit einem Führertochterkompass können wir diesen einfach ablesen, doch mit einem einfachen Führerkompass besteht diese Möglichkeit nicht.
Hierzu teilt man die Kompassrose in 2 Hälften: Unter 180° und über 180°.
Im Bereich unter 180° rechnen wir auf die ersten beiden Kursstellen +2 / -2 und im Bereich
über 180° rechnen wir -2 / +2 auf die ersten beiden Kursstellen.
Das heißt bei einem Kurs von 236° liegt der Gegenkurs also bei 056° und anders herum bei Kurs
174° liegt der Gegenkurs bei 354°.
Kartenkunde
Beide Simulationen ('Cliffs of Dover' und 'Battle of Stalingrad') bieten die Möglichkeit, sich im Spiel die Karte anzeigen zu lassen.
Sowohl das Aussehen der Karte selber, als auch die angezeigten Details weichen hier in den Simulationen voneinander ab. In 'Cliffs of Dover' sind z.B. keine Eisenbahntrassen auf der Karte vorhanden.
Auch die Bezeichnung der einzelnen Kartenquadrate ist in den beiden Simulationen unterschiedlich.
Aber die Rastergröße ist in beiden Simulationen gleich.
Das Gitternetz
Um auf der Karte entsprechende Positionsangaben zu machen benutzen wir das Raster, nach dem in beiden Simulationen die Karte in jeweils 10 x 10 km große Quadrate aufgeteilt wird.
Die Bezeichnung der einzelnen Quadrate ergibt sich aus der Position im Raster, anhand der Nord-Süd-Ausrichtung (Zeile) und der Ost-West-Ausrichtung (Spalte).
Leider weichen sowohl die Benennungen der einzelnen Reihen und Spalten, als auch die genaue Bezeichnung eines Quadrates in beiden Simulationen voneinander ab.
Die Spalten werden entweder
mit Buchstaben ('Cliffs of Dover')
oder Ziffern ('Battle of Stalingrad')
und die Reihen in beiden Simulationen mit Ziffern beschriftet.
Allerdings werden die Ziffern in 'Cliffs of Dover' von Süden nach Norden höher,
während sie in 'Battle of Stalingrad' von Norden nach Süden höher werden.
Da eine Fläche von 100 km² sehr groß ist, teilen wir uns jedes dieser Quadrate noch einmal extra nach dem Schema eines
Ziffernblocks auf der Tastatur auf.
So kommt man auf kleinere Quadrate von 3,3 x 3,3 Kilometern, welche für unsere Zwecke eine ausreichend präzise Angabe ermöglichen.
Diese Kleinstraster werden, je nach Quelle, mit einem "," einem "." oder einem "-" an die Koordinaten angehängt, wir werden fortan die Variante mit einem "-" verwenden.
Um nun eine Position anzugeben nennen wir des Hauptraster, wobei sich auch hier wieder beide Simulationen unterscheiden.
In 'Cliffs of Dover' wird zuerst die Spalte und anschliessend die Zeile genannt (z.B.: "AL 17"),
während es in 'Battle of Stalingrad' genau anders herum ist. Zuerst die Zeile und anschliessend die Spalte (z.B.: "16 09").
Wenn wir die Angabe präzisieren wollen, fügen wir das Kleinstraster hinzu, also z.B.: "AL 17-5" bzw. "16 09-5".
Um nun die Position des roten Punktes zu betiteln geben wir je nach Simulation an:
AM 16-2, gesprochen: "ANTON - MARTHA - EINS - SECHS - STRICH - ZWO".
oder 17 10-2, gesprochen: "EINS - SIEBEN - EINS - NULL - STRICH - ZWO".
Lesen einer Karte aus der Luft
Eine Karte aus der Luft zu lesen lässt sich ein bisschen mit einem Memory-Spiel vergleichen, ich sehe eine markante Bodenstruktur und gleiche diese mit der Karte ab, ob dort etwas ähnliches zu finden ist. Diese Technik wende ich auf alle mir gegeben Erkennungsmerkmale an, z.B.: Küstenverläufe, Städte, Dörfer, Seen, Flüsse, Wälder, Straßen und Eisenbahntrassen die auch auf der Karte eingezeichnet sind.
Eisenbahntrassen z.B. sind in 'Cliffs of Dover' nicht auf der Karte verzeichnet, werden mir also in der Simulation nicht helfen...
Hier mal ein paar Beispiele die veranschaulichen, was ich aus dem Cockpit sehe und wie die entsprechenden Stellen auf der (nicht drehbaren) Karte im Spiel aussehen.
Auf fast allen modernen Karten ist der geografische Norden oben. Das vereinfacht natürlich
eine Orientierung auf der Karte. Doch entsteht dadurch, dass wir die Karte nicht einfach drehen können, in beiden Simulationen ein Problem: Wir müssen die "Symbolik" der Landschaft "auf Kopf" oder aus nachteilhaften Winkeln lesen.
Aus dieser Problematik ergibt sich natürlich, dass man manchmal gewisse Strukturen nicht erkennt und dadurch keine geeigneten Orientierungspunkte findet, hier hilft nur Übung und Routine.
Entfernungen
Wenn wir mit Hilfe der Umgebung unsere Position bestimmen wollen ist es wichtig die Entfernung richtig zu schätzen. Das wiederum ist Hauptsächlich eine Sache der Routine und Erfahrung.
Für 'Cliffs of Dover' konnten wir uns die Darstellungseigenschaften zu Nutze machen. Grundlegend galt: Jedes 3D-Modell wird ab 5 Kilometern dargestellt, also auch Gebäude und Bäume (Bäume vereinzelt bis 8 km), jedoch sind es 5 Kilometer von uns aus zum Objekt.
Wenn wir nun in 4.500 Meter
Höhe fliegen, dann ist das letzte Gebäude das wir sehen zwar 5 km von uns entfernt, aber von unserer eigentlichen Position ohne den Höhenversatz sind es nur ca. 2 km.
Für 'Battle of Stalingrad' kann man sich zwar an unterschiedlichen Detailstufen von sichtbaren Objekten orientieren, oder generell an der Sichtbarkeit von Objekten, aber was einem auf dem Bildschirm angezeigt wird hängt nicht nur von der Entfernung ab. Hier verändern auch die eigenen Grafikeinstellungen im Spiel und die 'Zoomstufe' die Anzeige.
Auch wurde (und wird weiterhin) an der Grafikengine gearbeitet, so das selbst früher mal bekannte Faktoren zur Entfernungsschätzung nicht mehr gültig sind.
Mit zunehmender Flughöhe wird das Schätzen von Entfernungen und Winkeln zu Bodenobjekten allerdings auch immer schwieriger, deshalb müssen wir versuchen immer mehrere Schätzungen zu machen um eine möglichst geringe Fehlerquote zu erreichen.
Die eigene Position
Die eigene Position zu bestimmen ist so ziemlich das Wichtigste was wir in der Navigation beherrschen müssen.
Gerade in großen Flughöhen entstehen, zumeist aus Nachlässigkeit oder durch Stress,
Positionsmeldungen die bis zu 30 Kilometer von der eigentlichen Position abweichen. Das bedeutet wenn sich zum Beispiel: Zwei Flugzeugführer suchen sich und beiden geben eine ungenaue Position mit "nur" 12 Kilometer Abweichung an, dann sind sie im schlimmsten Fall bis zu 24 Kilometer voneinander entfernt und haben daher keine Chance sich zu finden.
Deshalb ist es wichtig, sich im Flug immer wieder in Ruhe seiner Position zu vergewissern, so dass man, bei Beginn eines Luftkampfs oder bei einer Anfrage schnell und präzise antworten kann und nicht noch einmal, unter Zeitdruck, bis zu zwei Minuten für die Positionsbestimmung aufwenden muss.
Wenn wir einen Punkt in unserer Umgebung gefunden haben und eine relativ gute Entfernungsschätzung dazu abgeben, dann haben wir schon mal einen Anhaltspunkt wo wir eigentlich sind, doch bis dahin ist das noch viel zu ungenau. Mit einem zweiten Punkt kommen wir der Sache schon etwas näher und können bestätigen das der erste Punkt auch wirklich der ist, von dem wir ausgehen. Zur genauen Positionsbestimmung wenden wir das Prinzip der Triangulation an, mit 3 Punkten und einer groben Entfernungsschätzung sollten wir unsere Position bereits auf 2-4 Kilometer erfassen können. Je mehr Punkte wir zur Positionsbestimmung haben desto genauer wird diese sein. Ein geübter Flugzeugführer oder Navigator wird seine Position schnell und sicher auf einen Kilometer bestimmen können.
Wir befinden uns hier in AK 23-7, gesprochen: Anton - Kurfürst - Zwo - Drei - Strich - Sieben.
Die Position von fremden Flugzeugen
Natürlich kommt es vor, dass man auch einmal die Position eines fremden Flugzeuges angeben muss. Um eine solche Position anzugeben gehen wir immer von unserer eigenen Position aus und schätzen dann wo sich das andere Flugzeug von uns aus befindet.
Im folgenden Beispiel haben wir ein Flugzeug das auf unserer "Zwo Uhr unterhalb" fliegt.
Der Laie würde jetzt sagen: "der ist über Boulogne", doch schauen wir uns die Situation einmal genauer an.
Ich schätze, dass das andere Flugzeug ungefähr 3 Kilometer von mir entfernt ist und 1000
Meter tiefer fliegt.
Wenn ich nun meine eigene Position bestimme (AZ 20-2) und davon ausgehe, wo das andere Flugzeug (hier in Gelb) sich von mir aus befindet, stellen wir fest, dass er sich fast 10 km nördlich von Boulogne, in AZ 19-8, befindet.
Geschwindigkeit und Windeinfluss
Die verschiedenen Geschwindigkeiten sowie der Einfuss von Wind auf Geschwindigkeit und Kurs wird im nächsten Dokument (Flugplanung und Kursberechnung) noch eingehend erklärt.
In den Grundlagen beschränken wir uns auf die wichtigsten Begriffe.
Geschwindigkeit relativ zur Luft (Fahrt, Eile)
Durch Geschwindigkeit eines Luftfahrzeuges relativ zur Luft entsteht die Luftströmung an Steuer- und Tragflächen. Sie entscheidet daher über das aerodynamische Verhalten des Luftfahrzeugs (Auftriebserzeugung und Manövrierfähigkeit). Sie wird an der Außenseite des Luftfahrzeugs gemessen und auf dem Fahrtmesser im Cockpit angezeigt.
Die Fahrt oder Eile ist die aerodynamisch wichtige Geschwindigkeit.
Geschwindigkeit relativ zum Boden (Eile über Grund)
Die Geschwindigkeit eines Luftfahrzeuges relativ zum Boden entscheidet darüber, wann einzelne Wegpunkte der Flugstrecke und letztlich das Flugziel erreicht werden. Von der Fahrt oder Eile unterscheidet sie sich vor allem um den Windeinfluss und die Luftdichte in größeren Flughöhen. Sie kann aus der Fahrt oder Eile errechnet werden.
Die Eile über Grund ist die navigatorisch wichtige Geschwindigkeit.
Winddrift oder Abdrift
Verursacht wird die Abdrift bei Flugzeugen durch Seitenwind und Böen.
Bei Segelflugzeugen und langsamen Motorflugzeugen kann die Abdrift bei starkem Seitenwind
30° und mehr betragen. Wegen der Deutlichkeit des Effekts kann man den Kurs aber freiäugig - auch ohne Navigationsinstrumente - durch „Vorhalten“ gut korrigieren. Die kurzfristige Wirkung von Böen kann mit dem Wendezeiger „ausgependelt“ werden.
Hier gilt: Rückenwind erhöht die Eile über Grund, Seitenwind verändert den rechtweisenden Kurs und Gegenwind verlangsamt die Eile über Grund, weshalb auch möglichst gegen den Wind gelandet und gestartet wird.