Magnetismus — Grundlagen für die Navigation
Diese Lesson behandelt erdmagnetische Grundlagen, soweit für Navigation relevant. Geräte-Details (Magnetkompass-Bauarten, Gyroplatzkompass etc.) sind in Subject 020 Allgemeine Luftfahrzeugkunde detailliert. Hier nur das Nötigste.
Erde als Magnet
Die Erde verhält sich wie ein schiefer Stabmagnet im Inneren. Die magnetische Achse ist gegen die Rotationsachse um ca. 11° geneigt und verlagert sich langsam.
- Magnetischer Nordpol: in 2024 ca. 86°N, 137°E (laut IGRF-13/NOAA WMM 2020), bewegt sich von der kanadischen Arktis Richtung Sibirien mit etwa 55 km/Jahr.
- Magnetischer Südpol: ca. 64°S, 137°E (südlich Australien).
Die Position ändert sich kontinuierlich — daher das World Magnetic Model (WMM) der NOAA mit fünfjährigem Update-Zyklus (aktuell WMM 2020, nächstes WMM 2025).
Erdmagnetisches Feld
An jedem Punkt der Erde lässt sich das Feld durch drei Größen charakterisieren:
| Größe | Symbol | Bedeutung |
|---|---|---|
| Totalfeldstärke | F | Betrag des Magnetfeldvektors (in nT, Nanotesla) |
| Inklination / Magnetic Dip | I | Neigungswinkel des Feldvektors gegen die Horizontale |
| Deklination / Variation | D | Winkel zwischen geographischem und magnetischem Nord (in der Horizontalebene) |
Magnetic Dip (Inklination)
- 0° am Magnetischen Äquator — Feldvektor verläuft horizontal.
- +90° am Magnetischen Nordpol (Vektor zeigt senkrecht in die Erde).
- −90° am Magnetischen Südpol (Vektor zeigt senkrecht aus der Erde).
- In Mitteleuropa (≈ 50°N): Inklination ca. 65°–68° Richtung Erdinneres.
Konsequenz für Magnetkompass: durch die starke Inklination wird die Horizontalkomponente des Felds klein in polnahen Breiten → Magnetkompass wird ungenau (>60° Breite Vorsicht, >70° kaum noch nutzbar).
Variation (siehe vorige Lesson)
- Lokaler Winkel zwischen TN und MN.
- Auf ICAO-Karten als Isogonen (gestrichelte Linien) eingezeichnet.
- Annual Change angegeben, da langsame Drift.
Deviation
- Verzerrung des Magnetfelds innerhalb des Flugzeugs durch:
- Eisenhaltige Strukturen (Motor, Triebwerksgehäuse, Stahlträger).
- Elektrische Ströme (Lichtmaschine, Avionik-Verkabelung).
- Permanent magnetisierte Teile.
- Wird auf Kompass-Rose kalibriert (Compass Swing) und auf Compass Correction Card dokumentiert.
- Veränderlich über Lebensdauer des Flugzeugs (z.B. neue Avionik installiert → neue Deviationskarte nötig).
Magnetkompass-Fehler im Flug
Der Magnetkompass ist im geradlinigen, horizontalen Reiseflug korrekt. In Beschleunigungs- und Drehphasen treten systematische Fehler auf:
1. Beschleunigungsfehler (Acceleration Error)
- Auf Ost- und Westkurs (NH): Kompass zeigt bei Beschleunigung scheinbar mehr Nordkurs, bei Verzögerung scheinbar mehr Südkurs.
- Merksatz: ANDS — Accelerate North, Decelerate South.
2. Dreh-Fehler (Northerly/Southerly Turning Error)
- Auf Nordkurs (NH): Kompass läuft beim Eindrehen nach (lag), Pilot muss früher zum Sollkurs zurückrollen.
- Auf Südkurs (NH): Kompass läuft beim Eindrehen voraus (lead), Pilot muss später zurückrollen.
- Merksatz: UNOS — Undershoot North, Overshoot South.
- Auf Ost-/Westkurs: kein Drehfehler.
Quelle: FAA-H-8083-25B Kapitel 8 Flight Instruments.
3. Schwingungs- und Pendelfehler
- Bei Turbulenz schwingt die Kompass-Rose; Mittelwert beachten.