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LUFTFAHRT Drittes Auge

Gegen Zusammenstöße in der Luft und gegen Auftriebsverlust durch »Scherwinde« - beides Alpträume von Piloten - wollen US-Techniker künftig Warngeräte einsetzen. *
aus DER SPIEGEL 34/1984

Bei strahlendem Wetter näherte sich eine Boeing 727 der Pacific Southwestern Airlines auf vorgeschriebenem Gleitweg dem Lindbergh-Flughafen von San Diego, Kalifornien.

Ein Kleinflugzeug vom Typ Cessna passierte die Boeing in sicherer Entfernung - die Fluglotsen im Tower hatten davor gewarnt. Doch 60 Sekunden später bohrte sich eine zweite Cessna von unten her in die linke Tragfläche des Passagier-Jets, die Boeing-Piloten hatten es nicht sehen können. Die Kollision in der Luft, am 25. September 1978, kostete 144 Menschen das Leben.

Auch die Piloten des Pan-American-Fluges 759 am 9. Juli 1982 konnten ein Unglück nicht verhindern: Unmittelbar nach dem Abheben ihrer Boeing 727 von der Startbahn in New Orleans, etwa 40 Meter über dem Boden, packten heimtückische Luftströmungen ("Scherwinde") das Flugzeug. Der Jet verlor an Auftrieb, sackte ab, streifte Bäume. Nach 21 Sekunden endete der Flug. Alle 145 Insassen des Flugzeuges und acht Flughafenanwohner starben.

Nun stehen technische Hilfsmittel vor der Einsatzreife, die nach Ansicht amerikanischer Flugsicherheits-Experten geeignet sind, Unfälle wie die von San Diego und New Orleans zu verhindern: *___An Bord einer Boeing 727 der amerikanischen ____Fluggesellschaft Piedmont Airlines soll ein ____Kollisions-Warngerät im Liniendienst erprobt werden. *___Seit Anfang Juli betreibt eine Gruppe von Meteorologen ____auf dem Flughafen von Denver (US-Staat Colorado) ein ____sogenanntes Doppler-Radar, um die gefährlichen ____Scherwinde aufzuspüren.

Das Auftreffen von Scherwinden auf ein landendes oder startendes Flugzeug gilt seit jeher als Alptraum der Piloten. Ein kräftig blasender Gegenwind, der dem Flugzeug Auftrieb verleiht, kann sich dann unvermittelt zum Schiebewind wandeln - der Auftrieb vermindert sich, das Flugzeug sackt durch.

Seit 1964, so ermittelten Flugunfall-Forscher der US-Luftfahrtbehörde Federal Aviation Administration (FAA), verursachten die jähen Windwechsel mindestens 16 Luftfahrtunfälle mit insgesamt 491 Toten und 219 Verletzten. Scherwinde, so die FAA-Experten, stellen ein »äußerst bedrohliches Sicherheitsrisiko« für die Luftfahrt dar.

Gleichsam als Beelzebub unter den Scherwinden gilt Fliegern jene meist aus

Gewitterwolken hervorbrechende Kaltluftströmung, die Meteorologie-Professor Theodore Fujita von der University of Chicago »Microburst« taufte. Wie aus einem »Wasserhahn«, so John McCarthy, Leiter der Denver-Meteorologengruppe, strömt dabei ein oft nur hundert Meter starker Strahl kalter Luft aus den Wolken zu Boden und »spritzt auseinander wie ein Wasserstrahl auf Beton«.

Dabei kann es, wie Fujita ermittelte, zu extremen Luftströmungen in Bodennähe kommen. Ein Beispiel: Nur etwa sechs Minuten nachdem die Präsidenten-Maschine »Air Force One« mit Ronald Reagan an Bord am 1. August letzten Jahres auf der Andrews Air Force Base nahe Washington gelandet war, traf ein Microburst den Flughafen: Ehe die Nadeln der Windmeßgeräte aushakten, zeigten sie Windgeschwindigkeiten von 240 km/h an.

Gewöhnlich liegen zwischen den ersten Anzeichen für die tückischen Böen und ihrem völligen Abklingen weniger als 15 Minuten. Meist beschränkt sich der Spuk auf Gebiete von nur ein bis zwei Kilometer Durchmesser.

Die bisher (auf 60 US-Flughäfen) erprobten Scherwind-Meßgeräte sind unvollkommen, ihr Netz von je sechs bis zwölf Windmessern ist zu weitmaschig, als daß nicht Microbursts unerkannt durchschlüpfen könnten. Auch taugen die bodennah installierten Instrumente nicht zur Vorhersage der sich in mehreren Hundert Meter Höhe zusammenbrauenden Wetterunbill.

Nun soll das Doppler-Radar es möglich machen, die tückischen Winde zuverlässig zu erkennen. So wie ein Fußgänger bei einem vorbeifahrenden Automobil zunächst einen hohen, dann plötzlich einen absackenden Motor-Sound wahrnimmt - so kann, dank der von Wolken mitgeführten Wassertröpfchen, der »Doppler-Effekt« von Luftströmungen auf dem Radarschirm entlarvt werden: Bewegen sich Luftmassen auf das Radar zu, zeichnet sie ein Computer in Lilatönen auf den Radarschirm; Luftmassen, die sich vom Radar entfernen, werden in Gelb- bis Rottönen erfaßt. Liegen Lila- und Gelb-Rot-Töne nahe beieinander, bedeutet das Scherwinde.

In Vorversuchen auf dem Flughafen von Denver demonstrierten Fujita und McCarthy im Sommer 1982, wie wirksam die Doppler-Methode ist: Während dreier Monate wiesen die Forscher auf und um den Flughafen 186 Microbursts nach, einmal sogar 25 der unheilvollen Scherwinde in nur 48 Stunden. Einige Windausbrüche, darunter die stärksten, tobten jeweils nur zwei Minuten lang auf Gebieten von weniger als 800 Metern Durchmesser - ein Grund dafür, daß Piloten oft ohne jede Warnung ins Unheil fliegen.

Verläuft der von der FAA mit gut 300 000 Dollar unterstützte 45tägige Test in Denver erfolgreich, soll das Doppler-System bald auch auf anderen Groß-Flughäfen der USA erprobt werden. Ende der 80er Jahre, so die FAA, sei womöglich mit dem serienmäßigen Einsatz von Doppler-Geräten zu rechnen.

Ebenfalls die späten 80er Jahre nennen Techniker als Einsatzzeitpunkt für das Warngerät, das Piloten auf mögliche Kollisionsgefahren aufmerksam machen soll. Den Traum, andere Flugzeuge auf einem Cockpit-Anzeigegerät gleichsam wie mit einem dritten Auge zu sehen, auch wenn sie außerhalb des optischen Blickfeldes fliegen, träumen Avioniker seit den 50er Jahren.

Dank Mikroelektronik könnte sich der Fliegerwunsch nunmehr erfüllen. Nach ersten Versuchen mit dem »Threat Alert and Collision Avoidance System« _(System zur Gefahren-Warnung und ) _(Kollisions-Vermeidung. )

(TCAS) 1981 und 1982 wurde jetzt eine verbesserte Version des Gerätes in einen Linien-Jet der Piedmont Airlines eingebaut.

Das TCAS strahlt ein Signal ab, mit dem die »Transponder« aller Flugzeuge im Umkreis von etwa 20 Kilometern angerufen werden. Transponder sind automatische Empfangs- und Sendegeräte, mit deren Hilfe alle Passagiermaschinen, aber auch Klein- und Geschäftsflugzeuge, soweit sie große Flughäfen anfliegen, sich durch eine Codezahl der Flugüberwachung zu erkennen geben.

Über einen vom Empfangskanal getrennten Sender funkt die angesprochene Maschine nun dem TCAS ihre Kennung. Das derart identifizierte Flugzeug erscheint auf einem TCAS-Monitor im Cockpit als wanderndes Dreiecks-Symbol (siehe Graphik Seite 139). Strahlt der Transponder - wie bei allen Linien-Jets seit langem vorgeschrieben - außer der Kennung auch noch die Flughöhe ab, so

erscheint auch eine Höhenangabe neben dem Warndreieck im Cockpit der TCAS-Maschine. Ein Mikroprozessor im Kollisions-Warngerät errechnet, ob und wann bei Annäherung der Flugzeuge Gefahr besteht.

Obschon alle Flugzeugführer sich Kollisions-Warngeräte wünschen, verfolgen viele Flugzeugführer die TCAS-Entwicklung - anders als die des Doppler-Radars - einstweilen noch mit Skepsis. Die Piloten fürchten, ihnen würde mehr Verantwortung als bisher für die Flugsicherheit zugeschoben - während andererseits das TCAS-Warngerät noch Schwächen aufweise.

So wird, um Systemfehler zu unterdrücken, beim jetzigen Modell die Empfindlichkeit des TCAS herabgesetzt, je niedriger das Flugzeug fliegt. Aber gerade in Flughafennähe, in geringen Flughöhen also, ereignen sich nach Ermittlungen der Nasa 65 Prozent aller gefährlichen Luftbegegnungen.

Ferner: Weniger als zehn Prozent aller Kleinflugzeuge verfügen gegenwärtig über Transponder mit Höhenkennung; die aber wären Voraussetzung für zuverlässige Kollisonswarnung. Auch können Piloten auf TCAS-Warnungen nur bei guter Rundumsicht reagieren. Wenn sie - etwa in dichter Wolkendecke - das Ausweichmanöver ins Ungewisse steuerten, käme das einem unvertretbaren Risiko gleich.

Und schließlich, bemängeln Kritiker, könnten auch die Kosten für das TCAS seiner allgemeinen Einführung fürs erste im Wege stehen. Ein voll funktionstüchtiges Warnsystem, das eine auf Kollisonskurs sich nähernde Maschine zuverlässig ortet, kostet mehr, als Besitzer von Kleinflugzeugen dafür werden ausgeben wollen: rund 50 000 Dollar.

[Grafiktext]

WARNDREIECK IM COCKPIT Kollisions-Warngerät für Verkehrsflugzeuge (schematische Darstellung) Kollisions-Warngerät STEIGEN SINKEN Warndreieck Meßgerät für die Vertikalgeschwindigkeit Einer landenden Verkehrsmaschine (oben) nähert sich ein Kleinflugzeug auf Kollisionskurs. (1): Das Meßgerät für die Vertikalgeschwindigkeit zeigt die Sinkrate der Verkehrsmaschine; der Bildschirm des Kollisions-Warngerätes signalisiert, daß sich im Umkreis von zwei Meilen kein fremdes Flugzeug aufhält. (2): Sinkgeschwindigkeit gleichbleibend; ein Warndreieck zeigt an, daß sich ein Flugzeug der Verkehrsmaschine von unten her nähert. (3): Sinkgeschwindigkeit gleichbleibend; das Warndreieck zeigt an, daß sich das fremde Flugzeug der Verkehrsmaschine auf weniger als zwei Meilen Abstand nähert. (4): Ein Warn-Pfeil im Meßgerät für die Vertikalgeschwindigkeit fordert den Piloten der Verkehrsmaschine auf, das Flugzeug hochzuziehen; das Warndreieck im Kollisions-Warngerät zeigt, daß sich die fremde Maschine auf weniger als zwei Meilen angenähert hat.

[GrafiktextEnde]

System zur Gefahren-Warnung und Kollisions-Vermeidung.

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