SPIEGEL ONLINE

Luftsicherheit Wirbelwarner soll Fliegen sicherer machen

Flugzeuge ziehen gefährliche, oft kilometerlange Luftwirbel hinter sich her und müssen deswegen große Sicherheitsabstände einhalten. Mit einem neuen Warnsystem wollen deutsche Forscher den Luftraum besser ausnutzen.

Flughäfen, Brücken und Tunnel gesperrt, Hochhäuser geräumt, Kampfjets in der Luft - am Morgen des 12. November 2001 schien der Terror nach New York zurückgekehrt. Über Rockaway Beach im Stadtteil Queens war ein vollbesetzter Airbus A300-605R abgestürzt. Kurz nach dem Start vom John F. Kennedy Airport war die Maschine, die auf dem Weg in die Dominikanische Republik war, zerbrochen. Aus rund 800 Metern Höhe krachte sie zu Boden. Alle 260 Insassen des Flugzeugs kamen ums Leben, fünf weitere Menschen am Boden.

Was wie ein Anschlag aussah, entpuppte sich als Unglück: Der Airbus, das zeigte der Untersuchungsbericht  des National Transportation Safety Board, war auf Runway 31L des Flughafens zu nah hinter einer Boeing 747-400 der Japan Airlines gestartet. Dabei war das kleinere American-Airlines-Flugzeug von den sogenannten Wirbelschleppen des Jumbos erfasst worden. Der Co-Pilot versuchte, die Turbulenzen auszugleichen. Er beschleunigte die Maschine und trat mehrfach hart auf die Pedale für das Ruder am Heck, wie er es im Training gelernt hatte. Doch das war ein fataler Fehler: Das Leitwerk wurde zu stark belastet und brach ab - die Katastrophe nahm ihren Lauf.

"Beim Flug durch eine Wirbelschleppe können extreme Belastungen für die Flugzeugstrukturen auftreten", Stefan Levedag, Chef des Instituts für Flugsystemtechnik am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Die Turbulenzen entstehen hinter jedem Flieger durch die an Tragflächen entlangströmende Luft. Je größer und schwerer die Maschine, desto kraftvoller werden die Wirbelschleppen. Lotsen legen, abhängig vom Flugzeugtyp, kilometerlange Sicherheitsabstände zwischen den Jets fest, weil die rotierenden Wirbel sonst zur Gefahr für nachfolgende Flieger werden könnten. Auch am Boden können sie Schaden anrichten .

Technik soll bessere Nutzung möglich machen

Doch Europas Luftraum ist voll - und wird noch voller. Nach einer Prognose  von Eurocontrol wird die Zahl der Flüge über dem Kontinent bis zum Jahr 2035 um 50 Prozent steigen, wenn man die Daten von 2012 zugrunde legt. "In Mitteleuropa können wegen Bürgerprotesten de facto keine neuen Startbahnen mehr gebaut werden. Daher wäre es gut, die einzelnen Maschinen enger zu takten", sagt Stefan Levedag. Wer es schafft, die Sicherheitsabstände ohne Gefahr zu verkürzen, kann die Kapazität der Flughäfen erhöhen.

Fotostrecke

Wirbelschleppen: Tückische Turbulenzen

Foto: DLR

Deswegen testen die DLR-Forscher jetzt eine Technik, die Flugzeugcrews auf die tückischen Luftbewegungen hinweisen soll. Diese soll vergleichsweise simpel sein, im Gegensatz zu aufwendigen Lasersystemen, die bereits vom DLR für die Wirbelschleppenwarnung getestet wurden.

Grundlage der aktuellen Lösung sind nun die Flugdaten der vorausfliegenden Maschinen, wie Geschwindigkeit, Flugzeugtyp, Flughöhe. Diese Informationen senden die Jets über ein System namens ADS-B. Für die Wirbelschleppenwarnung verwenden die Wissenschaftler außerdem noch aktuelle Wetterinfos.

Zwei Forschungsflugzeuge des DLR testen den Wirbelwarner seit Donnerstag in der Praxis. Dazu heben die Jets vom Flughafen Braunschweig ab und fliegen in einen für die Versuche gesperrten Bereich über Mecklenburg-Vorpommern. In diesem sogenannten Temporary Reserved Airspace fliegt dann eine Dassault Falcon 20E vorneweg. Sie sammelt normalerweise Luftproben für die Atmosphärenforschung. Doch beim aktuellen Test ist sie dafür da, die Luft absichtlich zu verwirbeln.

Der kleinen Maschine dicht auf der Spur ist ein Airbus A320, das größte Forschungsflugzeug des DLR. Es hat die Technik des Wirbelschleppenwarners an Bord. Dafür sind mehrere Sitzreihen ausgebaut worden.

"Es rumpelt ein bisschen"

Die Crew um Kapitän Hans-Jürgen Berns wird von einem Extra-Display im Cockpit über die tückischen Luftbewegungen informiert und fliegt dann in etwa zehn Kilometern Höhe absichtlich hinein, um die Information zu prüfen. In einer Art Kleeblattmuster jagen beide Maschinen gut zwei Stunden immer wieder über das Areal rund um Neubrandenburg. Maximal drei Sekunden bleiben die Piloten in der Wirbelschleppe, um Probleme mit den Triebwerken zu vermeiden.

Die Wirbel sind einige Minuten stabil, dann sinken sie langsam nach unten ab und lösen sich auf - und die Gefahr für nachfolgende Maschinen ist gebannt. Doch wie schnell das passiert, hängt von der Witterung ab. Das neue System soll diesen Faktor vorhersagen.

Generiert werden die Warnungen für die Besatzung durch mehrere Computer im Passagierbereich des Airbus. Dort sitzt Fethi Abdelmoula vom DLR-Institut für Flugsystemtechnik: "Es rumpelt ein bisschen, wenn man durch die Wirbelschleppe fliegt", sagt er. Das liegt daran, dass die Dassault Falcon deutlich kleiner ist als der Airbus. Umgekehrt wäre sehr viel mehr Gerüttel zu bemerken.

Nach dem ersten Versuch zeigen sich die Forscher zufrieden: Das System habe die Wirbelschleppen tatsächlich korrekt vorhergesagt, sagt Abdelmoula. An zwei weiteren Testtagen wolle man nun noch andere Wetterbedingungen und Flugmanöver ausprobieren.

Bis das System im Regelbetrieb eingesetzt wird, dürfte aber noch einige Zeit vergehen. Die Fachgremien der Zivilluftfahrtbehörde ICAO wollen ebenso überzeugt werden wie die Experten der zuständigen Flugsicherheitsbehörden in den USA (FAA) und Europa (EASA) - egal wie erfolgreich die Experimente jetzt auch laufen mögen. "Das ist nichts, was in den nächsten ein, zwei Jahren auf den Markt kommt", sagt Institutschef Levedag.

Dem Autor auf Twitter folgen:

Die Wiedergabe wurde unterbrochen.