Querabweichung
Querabweichung (engl. Off course, Cross Track Error, Cross Track Distance, XTE, XTD, XTK) beschreibt in der Navigation den Abstand zwischen der geplanten Route (gegeben durch zwei Wegpunkte) und der tatsächlichen Position. Dabei wird senkrecht auf der geplanten Route gemessen.
Theorie
Eine Querabweichung entsteht, wenn die Strömungsrichtung des umgebenden Mediums (z. B. Luft oder Wasser) von der Wirkungsrichtung des Antriebes eines Fahr- oder Flugzeuges so abweicht, dass die Strömung nicht exakt von vorne oder von hinten wirkt.
Die mathematisch-physikalische Erklärung hierfür liegt in der Tatsache, dass die Wirkung zweier Kraftvektoren (hier: Antrieb und Strömung) auf das gleiche Objekt durch Vektoraddition einen neuen Gesamtkraftvektor bildet. Während die Gesamtbewegung des Objektes dem Gesamtkraftvektor folgt, resultiert die Querabweichung jedoch ausschließlich aus der Wirkung des Strömungsvektors. Wenn es sich beim Strömungsvektor um eine konstant wirkende Kraft handelt, steigt die Querabweichung mit der Zeit linear an. Es können erhebliche Abweichungen vom gewünschten Kurs entstehen.
Um einen Anstieg der Querabweichung zu vermeiden und diese möglichst bei Null zu halten, muss der Antriebsvektor so verändert werden, dass der aus der Addition von Antriebs- und Strömungsvektor resultierende Vektor dem gewünschten Steuerkurs entspricht. Dies wird erreicht, indem man den Strömungsvektor vom erwünschten Gesamtkraftvektor subtrahiert und als Ergebnis den benötigten Antriebsvektor erhält.
Praktische Auswirkungen
Bei der Instrumentennavigation in der Luftfahrt, die mit Hilfe von Peilsendern durchgeführt wird, ist der Zielpunkt des Fluges bekannt, so dass man in einer Welt ohne Wind nur genau auf das Peilsignal zuhalten muss, um am gewünschten Ziel anzukommen. Durch die Auswirkungen eines Querwindes jedoch wird das Flugzeug von seinem gewünschten Kurs abgebracht, so dass der Pilot ständig die Richtung seines Flugzeuges ändern muss, um auf den Zielpunkt zuzufliegen. Die tatsächlich geflogene Strecke beschreibt hierdurch einen Bogen, der nicht nur den Treibstoffverbrauch erhöht, sondern auch eine mitunter gefährliche Abweichung vom geplanten Kurs sein kann.[1] Es ist daher erstrebenswert, die Querabweichung jederzeit möglichst gering zu halten. Dies wird wie oben beschrieben erreicht, indem der vorherrschende Wind direkt in den Steuerkurs einbezogen wird. Ähnliches gilt auch in der Seefahrt.
Das Phänomen kann bei Fähren beobachtet werden, die einen Fluss überqueren. Die Fähre ist immer leicht schräg gegen die Strömung gestellt. Noch imposanter zeigt sich der Effekt bei Flugzeugen, die bei starkem Seitenwind landen. Vorhaltewinkel von 20° und mehr sind optisch gut als scheinbares „Schrägfliegen“ zu beobachten.
Siehe auch
Quellen
- ↑ Homing cross track error (eng.) (Memento des vom 4. Dezember 2008 im Internet Archive) Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.
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Navigational terms:
- Course: intended way from origin to destination;
- Track: actual course over ground;
- Bearing: direct line from position to destination;
- Heading: orientation of vehicle;
- Crosstrack error: distance between original course and parallel course to own position;
- Turn: angle difference between bearing and track;
- TKE Track (error) angle: difference between course and track;
- DA Drift angle: difference between heading and track.
