Mehr als graue Theorie:
Themen aus dem Pilotenalltag

Teste dein Wissen mit offiziellen Prüfungsfragen aus dem PPL Fragenkatalog. 
Hier findest du die Fragen und Antworten aus unserer Rubrik #RepetitionCorner im Aerokurier.

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„Berechnen Sie den KSK (CH) und den Mindestkraftstoffbedarf für einen Flug auf rwK (TC) 328° über eine Distanz von 64 NM."

Gegeben sind:

  • Wind (W/V) 030° / 15 kt
  • MW (VAR) 0°
  • Dev (DEV) -2°

Leistungsdaten aus dem Flughandbuch für die geplante Druckhöhe sind:

  • % BHP = 70
  • KTAS = 111
  • (US)GPH = 8,1
  • Für Warmlaufen, Rollen, Steigflug, Abund Anflug sowie Reserve sind zusätzlich 6 USGal zu berücksichtigen.

Antwortauswahl:

(A) KSK (CH) 323° / 10 USGal
(B) KSK (CH) 342° / 8 USGal
(C) KSK (CH) 337° / 11 USGal
(D) KSK (CH) 339° / 19 USGal

Korrekt ist Antwort (C). 

Kümmern wir uns erstmal um die Ermittlung des Kompasssteuerkurs (KSK, Compass Heading). Hierzu wandeln wir den Kurs (Course) durch Berücksichtigung des Windes (Windvorhaltewinkel WCA) um in einen Steuerkurs (Heading). Die Ermittlung des Windvorhaltewinkels kann zeichnerisch erfolgen oder durch die Verwendung eines Navigationsrechners.

Gleichzeitig können wir schon einmal die Geschwindigkeit über Grund (GS) ermitteln, welche wir später zur Kraftstoffkalkulation benötigen. Die ermittelten Werte können wir anschließend in das Kursschema einfügen:

 

Zuerst wird der rechtweisende Kurs (rwK, True Course) unter Berücksichtigung des Windvorhaltewinkels (WCA) umgewandelt in einen rechtweisenden Steuerkurs (rwSK). Anschließend wird die Missweisung (MW, Variation) berücksichtigt und der missweisende Steuerkurs (mwSK, Magnetic Heading) ermittelt.

Zu guter Letzt wird die Deviation (DEV) berücksichtigt und das Ergebnis ist der Kompasssteuerkurs.

Jetzt geht es um die Ermittlung der Mindestkraftstoffbedarfsrechnung: Zuvor haben wir eine Geschwindigkeit über Grund ermittelt von 102 kt. Dies entspricht einer Geschwindigkeit von 102 NM/Stunde.

„Zwei Orte liegen 150 km voneinander entfernt. Der rwk (TC) beträgt 270°. Bei Windstille würde man für den Hin- und Rückflug (ohne Zwischenlandung) 02 Std. 00 Min. benötigen. Bei einem tatsächlichen Wind von W/V = 090°/20 kt dauert der Hin- und Rückflug ...?“

Antwortauswahl:

(A) 2 Std. 00 Min.
(B) 2 Std. 08 Min.
(C) 1 Std. 52 Min.
(D) 2 Std. 20 Min.

Korrekt ist Antwort (B). 

Bei dieser Aufgabe herrscht auf der Strecke von A nach B einmal Rückenwind und anschließend Gegenwind.

Aus dem Bauch heraus würden die meisten Prüflinge für die gleiche Zeit stimmen, wie wenn kein Wind vorherrscht; also ebenfalls 2 Std 00 Min. Einmal hat man eben den Wind von hinten und auf dem Rückflug den Wind von vorne. Das was ich anfangs gut gemacht habe, wird mir anschließend genommen. Das wird sich dann wohl gegenseitig aufheben.

Dem ist aber nicht so. Warum, wird einige verblüffen.

Ohne Windeinfluss beträgt die Zeit für den Hin- und Rückflug 2 Stunden, bzw. nur 1 Stunde für den Flug von A nach B. Die Eigengeschwindigkeit (VE, TAS) des Flugzeuges beträgt demnach 150 km/h oder umgerechnet 81 Knoten.

Anmerkung: Da der Wind in Knoten angegeben wird, rechnen wir die Eigengeschwindigkeit und die Distanz auch in Knoten um.

Wird nun der Wind auf der Strecke berücksichtigt, sollten wir mit dem Rechnen beginnen: Auf der Strecke von A nach B fliegen wir – bedingt durch den Rückenwind – mit einer Geschwindigkeit über Grund von 101 kt. Hierfür benötigen wir für die gegebene Distanz von 81 NM, eine Zeit von 48 Minuten.

Auf der Strecke von B nach A fliegen wir – bedingt durch den Gegenwind – mit einer Geschwindigkeit über Grund von 61 kt. Hierfür benötigen wir für die gegebene Distanz von 81 NM,eine Zeit von 80 Minuten.

Zusammengerechnet ergibt das eine reine Flugzeit von 2 Stunden und 8 Minuten für den Hin- und Rückflug.

„Ein Luftfahrzeug steigt von einem Flugplatz (ELEV = 1500 ft AMSL) auf gerader Strecke mit 600 ft/Min, QNH = 1013.2 hPA, VG (GS) im Steigflug = 85 MPH. In welcher Entfernung vom Platz wird FL 75 erreicht?“

Antwortauswahl:
(A) 20 NW

(B) 18 NM

(C) 12 NM 

(D) 16 NM

Korrekt ist Antwort (C). 

Da der QNH-Wert dem Standarddruckwert am mittleren Meeresspiegel entspricht, muss keine Korrektur am Höhenmesser beim Durchschreiten der Durchgangshöhe durchgeführt werden.
Die Differenz zwischen Flugplatzhöhe und FL 75 entspricht 6.000 ft.
Bei einer durchschnittlichen Steigrate von 600 ft pro Minute, benötigt man hierfür 10 Minuten.
Da die Geschwindigkeit über Grund hier in MPH angegeben wird, muss diese in Knoten (kt) umgewandelt werden.
85 MPH entsprechen 74 kt oder 137 km/h.
Wenn man in 1 Stunde 74 NM über Grund vorankommt, legt man in 10 Minuten eine Distanz von 12 NM zurück.

Begriffserklärungen

AMSL

Above Mean Sea Level; oberhalb des mittleren Meeresspiegels

GND

Ground; Grund

ELEV

Elevation; Flugplatzhöhe

FL

Flight Level; Flugfläche

QNH

Das auf Meereshöhe (NN) reduzierte QFE, wobei für die Reduktion die Flugplatzhöhe und die Temperaturverteilung der ICAO-Standardatmos­phäre verwendet wird. 

VG (GS)

Velocity Ground, Ground Speed; Geschwindigkeit über Grund

MPH

Miles per hour = Landmeile (statute mile, SM) pro Stunde. 1 Landmeile entspricht 1,609 km

NM

Nautic mile; Nautische Meile (Seemeile). 1 nautische Meile entspricht 1,852 km. 

TA 

Transition Altitude; Durchgangshöhe

Muss ein motorgetriebenes Luftfahrzeug, welches sich im Endanflug zur Landung befindet, einem Segelflugzeug, welches die Thermik ausnutzt, ausweichen?

Antwortauswahl:
(A) Nein, das landende Luftfahrzeug muss nur Segelflugzeugen, die sich auch im Landeanflug befinden, ausweichen.

(B) Ja, Segelflugzeugen ist immer auszuweichen.

(C) Nein, nur wenn es höher als das Segelflugzeug ist.

(D) Ja, da es nicht weiß, wie hoch das Segelflugzeug steigen kann.

Korrekt ist Antwort (A). Man findet die Erklärung in SERA.3210 Ausweichregeln:

Trotz der unmissverständlichen Beschreibung der Ausweichregeln gibt es immer wieder Unklarheiten. Frank Peter Dörner, Anwalt mit Schwerpunkt Luftrecht, hat für den Aerokurier einen ausführlichen Artikel über das Thema verfasst. 

>> Hier << könnt ihr den ganzen Text lesen. (Mit freundlicher Genehmigung des Aerokuriers.)  

Die fett gedruckten roten Zahlen auf der ICAO-Karte stellen die Maximum Elevation Figure dar. Was bedeuten sie?

Maximum Elevation Figure lässt sich übersetzen mit „größter Höhenwert“. Für die Ermittlung dieses Wertes gibt es zwei Rechenwege: die Höhenpunkt- und die Hindernisauswertung.

Höhenpunktauswertung

Es wird die Landschaftserhebung (Höhenpunkt) bezogen auf den mittleren Meeresspiegel verwendet. In unserem Beispiel beträgt die Höhe der Landschaft 2331 ft AMSL.
Auf diesen Höhenpunkt wird ein fiktives Hindernis von 328 ft (100 m) Höhe über Grund gesetzt. Grund für diesen fiktiven Wert ist der, dass Hindernisse bis 100 m nicht in der ICAO-Karte eingetragen werden.
Anschließend wird darauf noch ein Sicherheitszuschlag für etwaige Luftdruckänderungen und Einstellfehler am Höhenmesser von 30 ft gepackt.
Die Summe aus diesen drei Werten wird auf den nächsten 100 ft-Wert aufgerundet.

2331 ft + 328 ft + 30 ft = 2689 ft
Aufgerundet: 2700 ft AMSL

Hindernisauswertung

Es wird die Höhe eines bekannten Hindernisses verwendet, welches markant aus der Landschaft herausragt. In unserem Beispiel beträgt die Hindernishöhe 2463 ft AMSL.
Darauf wird ein Sicherheitszuschlag für etwaige Luftdruckänderungen und Einstellfehler am Höhenmesser von 60 ft gegeben.
Die Summe aus diesen beiden Werten wird auf den nächsten 100 ft-Wert aufgerundet.

2463 ft + 60 ft = 2523 ft
Aufgerundet: 2600 ft AMSL 

Hinweis: Für die Angabe auf der ICAO-Karte Deutschland und den V500-Karten wird übrigens der höhere der errechneten Werte verwendet. Eine Erklärung inkl. der Rechenwege findet sich jeweils auf der Karten-Rückseite

 

Dazu gibt es im PPL Fragenkatalog folgende Frage:

Bei einem Hindernis mit der Höhe von 2850 ft AMSL ergäbe sich welche Maximum Elevation Figure? Mit dem Rechenweg der Hindernisauswertung kann das Ergebnis wie folgt errechnet werden:

Hindernishöhe 2850 ft AMSL + Zuschlag 60 ft = 2910 ft AMSL

Aufgerundet: 3000 ft AMSL

 

Welche Bedeutung hat die Maximum Elevation Figure für den Piloten in der Praxis?

Gleich zu Beginn das Wichtigste: die Maximum Elevation Figure ist nicht mit der Sicherheitsmindesthöhe gleichzusetzen. Aber sie hilft Piloten in der Planung ihrer Flugrouten und vor allem in Situationen, in denen vom geplanten Flugkorridor abgewichen werden muss.

Bei der Planung eines Fluges muss die Sicherheitsmindesthöhe berücksichtigt werden. Bei der Ermittlung dieser unterstützt die MEF.

Wenn eine MEF von 13 angegeben ist, ist in diesem Rechteck von 30 x 30 Minuten, gerechnet auf dem Längen- und Breitenkreis kein natürliches oder künstliches Hindernis höher als 1.300 ft. Dieser Wert wurde aufgerundet auf den nächsthöheren Hunderter-Wert.

Laut SERA.5005 Buchstabe f (im deutschen Luftrecht umgesetzt in §37 der LuftVO) muss eine Mindesthöhe von 500 ft (150 m) über dem Boden oder Wasser oder 500 ft über dem höchsten Hindernis in einem Umkreis von 150 m um das Luftfahrzeug eingehalten werden. Über Städten, anderen dicht besiedelten Gebieten und Menschenansammlungen im Freien sind es sogar 1000 ft über dem höchsten Hindernis innerhalb eines Umkreises von 600 m um das Luftfahrzeug. Diese Höhen dürfen nur bei Start und Landung unterschritten werden. Segelflugzeuge, Hängegleiter und Gleitschirme, für die es bauartbedingt notwendig ist, dürfen die Mindestflughöhe unterschreiten. Dies könnt ihr auch im Luftfahrthandbuch AIP VFR in Kapitel ENR 1-16 noch einmal nachlesen.

Wenn man nun die MEF mit der Sicherheitsmindesthöhe addiert, bekommt man eine sichere Flughöhe. Natürlich muss auch die Luftraumstruktur noch berücksichtigt werden. Aber gerade in unerwarteten Abweichungen einer geplanten Flugroute ist der Wert eine sehr hilfreiche Angabe für einen weiterhin sicheren Flug.

Die Darstellung der MEF findet man nur auf der ICAO-Karte und den Europa-Karten der DFS. Karten anderer Hersteller zeigen direkt die Sicherheitsflughöhe an. Dort ist direkt der höchste Punk zuzüglich eines Sicherheitsabstandes von 1.000 bzw. 2.000 ft angegeben.

Die angezeigte Flughöhe beträgt 2500 ft, der Höhenmesser ist auf ein QNH von 1020 hPa eingestellt. Von einem Flugplatz mit Verkehrskontrolle erhalten Sie als neuen QNH-Wert 1010 hPa. In welcher ungefähren Höhe über MSL befinden Sie sich wirklich?

Grafik zu Frage aus Ausgabe 7

AltimeterDer Höhenmesser im Luftfahrzeug zeigt die Höhe über den Luftdruckwert an, der am Höhenmesser im Bezugsdruckfenster eingestellt wurde.

Im Bereich um das Luftfahrzeug herrscht ein um 10 hPa niedrigerer Luftdruck. Der Luftdruck nimmt nach oben ab und nach unten zu. Somit befindet sich die Bezugsfläche 1020 hPa unterhalb der –fläche 1010 hPa. Das heißt, wir messen die Höhe von 2500 ft über einer Fläche, die sich derzeit unterhalb des mittleren Meeresspiegels befindet.

Der vertikale Abstand zweier Druckflächen beträgt in den unteren Schichten etwa 27 ft (8 m) pro hPa. Die Differenz in unserem Fall beträgt demnach 270 ft (80 m).

Der Höhenmesser würde mit dem korrekt eingestellten QNH-Wert eine Flughöhe von 2230 ft AMSL anzeigen.

15 Minuten, nachdem Sie einen Kontrollpunkt auf der Kurslinie verlassen haben, befinden Sie sich trotz genauer Einhaltung des errechneten Steuerkurses 3 NM rechts von der Kurslinie, 20 NM von diesem Kontrollpunkt entfernt und 30 NM vor dem Zielpunkt auf dieser Kurslinie. Bestimmen Sie nach der 1:60-Regel den Verbesserungswinkel für den Flug zum Zielpunkt.

Die 1:60-Regel basiert auf der Tatsache, dass ein Flugzeug bei einem Kursfehler von 1° nach 60 NM Flugstrecke eine Ablage von 1 NM hat.

Formel 1:60 Regel: 

1:60 Regel

 

 

 

Das heißt:

  • befindet sich ein Flugzeug nach 60 NM Flugstrecke 1 NM neben der Kurslinie, beträgt der Kursfehler 1°
  • befindet sich ein Flugzeug nach 60 NM Flugstrecke 5 NM neben der Kurslinie, beträgt der Kursfehler 5°
  • usw.

Nachdem das Flugzeug versetzt wurde, lässt sich mit der 1:60 Regel der Winkel bestimmen, um den der Steuerkurs verbessert werden muss, um direkt zum Zielort (B) zu fliegen. Hierzu wird die 1:60-Regel zweimal angewandet:

 

 

 

 

Hinweis: Die 1:60-Regel findet Anwendung bei Kursversetzungen bis zu 20°.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Abb. 1: Kursverbesserung (α) auf Parallelkurs

 

 

 

 

 

 

 

 

Abb. 2: Zusätzliche Kursverbesserung (β) zum Zielort

Sie fliegen in einer Luftmasse, die kälter als die Standardatmosphäre ist. Was zeigt ihr Höhenmesser im Vergleich zur wahren Höhe an?

Grafik zu Frage aus Ausgabe 5

Die Höhenmesseranzeige im Flugzeug basiert auf dem Bezugsdruckwert, der in der Druck-Korrekturskala (Kollsman Window), mittels Druck-Einstellschraube eingestellt wurde. Der Höhenmesser misst die Höhe über dieser Bezugsfläche in Fuß.

Altimeter

Ein Höhenmesser kann nicht auf Schwankungen der Lufttemperatur eingestellt werden. Temperaturunterschiede zum ISA-Modell führen dementsprechend zu Fehlern bei der Höhenanzeige.
Innerhalb der Standardatmosphäre kann man davon ausgehen, dass in den unteren Höhen (bis etwa 6.000 m), die einzelnen Druckflächen im Mittel einen Abstand von 27 ft pro Hektopascal (hPa) zueinander haben. Der Abstand der einzelnen Druckflächen zueinander wird barometrische Höhenstufe genannt. Die Standard-Temperaturabnahme wird mit 2 Kelvin (K) pro 1.000 ft angegeben.

In der Flughöhe 3.000 ft AMSL (Druckfläche 908 hPa) herrschen demnach unter „Laborbedingungen“ 9 °C.
Ist die Temperatur in der Höhe unter realen Bedingungen kälter als in der Standardatmosphäre, sind die Abstände der einzelnen Druckflächen zueinander kleiner. Die wahre Höhe des Luftfahrzeuges ist demnach geringer als die angezeigte Flughöhe.

Übrigens: Auf dieser Tatsache beruht der Merksatz: „Von Warm nach Kalt wird man nicht alt“ oder „Im Winter sind die Berge höher“. Die Fehlanzeige des Höhenmessers beträgt 4% pro 10 °C Temperaturabweichung von den Werten der ICAO Normatmosphäre.

„Bei einer Missweisung MW (VAR) von 3° West und dem eingestellten missweisenden Steuerkurs mwSK (MH) von 003° ist das QDM ...?“

Grundsätzlich gilt: Das QDM ist die missweisende Peilung vom Luftfahrzeug zur Sendestation. Dies errechnet sich aus dem missweisenden Steuerkurs (mwSk, MH) und der Funkseitenpeilung (RB).

In unserem Beispiel wird ein Moving Dial Indicator (MDI) verwendet. Dieser besteht aus einem Relative Bearing Indicator (RBI) inkl. verstellbarer Kursrose. Mit dem Heading-Drehknopf (HDR) kann der momentane Steuerkurs unter der Kursmarke eingedreht werden. Dabei kann direkt an der Nadelspitze das QDM und – bei Bedarf – am anderen Ende der Nadel das QDR abgelesen werden.

Wie das Bild zeigt, ist unter der Kursmarke der Steuerkurs (003°) eingestellt. Die Nadelspitze zeigt zur Bodenstation und somit ermitteln wir direkt das QDM (060°).

Möchtest du die Aufgabe mathematisch lösen, benötigst du zusätzlich die Funkseitenpeilung (RB). Diese ist der Winkel zwischen der Flugzeuglängsachse und der Richtung zur Bodenstation, gemessen im Uhrzeigersinn. Die RB in diesem Fall beträgt 057°.Der Rechenweg ist dann wie folgt: MH (003°) + RB (057°) = QDM 060°.

Übrigens: Die Missweisung von 3° West ist bei dieser Aufgabe irrelevant, da nach dem QDM gefragt wird.

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