Flugphasen

Den Verlauf eines Fluges kann man grob in fünf Phasen unterteilen: Start (Take-off), Anstieg, Reiseflug, Sinkflug und Landung. Je nachdem, ob es sich um einen Instrumenten- oder Sichtflug handelt, werden verschiedene Verfahren angewandt.

Start

Ein Start ist die Flugphase, bei der das Flugzeug vom Boden in die Luft abhebt.
Für Luftfahrzeuge, die horizontal starten, beinhaltet dies zuerst das Taxiing auf der Startbahn. Luftballons, Hubschrauber und einige spezialisierte Starrflügler brauchen das nicht.

Horizontaler Start

Bei Leichtflugzeugen ist beim Start in der Regel die volle Leistung gefragt. Große Verkehrsflugzeuge können mit reduzierter Leistung starten, um die Lebensdauer der Triebwerke zu verlängern und Wartungskosten und Geräuschemission zu senken. Vor dem Start müssen Motoren, insbesondere Hubkolbenmotoren, einen Durchlauf bei voller Leistung durchführen, um auf motorbezogene Probleme überprüft zu werden. Flugzeuge können dann bis zum Rotationspunkt beschleunigen. Das Flugzeug rotiert auf dem Boden um die Achse des Hauptfahrwerkes.
Vor dem Abheben muss das Luftfahrzeug den Startlauf durchführen. Die Länge und die Geschwindigkeit des Startlaufs hängen von dem Flugzeugtyp ab. Während des Startlaufes besteht noch die Möglichkeit, den Startvorgang abzubrechen. Der Anstellwinkel wird erhöht, damit der Auftrieb an den Tragflächen erhöht und eine Geschwindigkeit entwickelt werden kann, bei der ein Abheben möglich ist. Ein wichtiger Vorgang beim Start ist das Rotieren. Dabei senkt das Flugzeug das Heck und hebt die Nase. Ohne das Rotieren würde das Luftfahrzeug die Reisefluggeschwindigkeit bereits beim Abheben entwickeln müssen.
Flugzeuge mit Hochgeschwindigkeitsbetrieb haben Schwierigkeiten damit, genug Antriebskraft bei kleiner Geschwindigkeit während des Startes zu gewinnen. Deswegen werden beim Start oft auch Landeklappen ein wenig ausgefahren.
Die für den Start benötigte Geschwindigkeit bezieht sich auf die jeweilige Windrichtung. Ein Gegenwind ist günstiger, da das Flugzeug dabei weniger Startlaufgeschwindigkeit braucht. Typische Startgeschwindigkeit für Jets beträgt 240-285 km/h. Je leichter das Luftfahrzeug ist, umso weniger Geschwindigkeit benötigt es. Weitere Bezugsgrößen sind Luftdichte, Auftriebsbeiwert und Flugzeugkonfiguration. Luftdichte wird von Bodenhöhe und Lufttemperatur beeinflusst. Die Beziehung zwischen Lufttemperatur, Platzhöhe und Luftdichte kann durch die Dichtenhöhe beschrieben werden. Die Dichtehöhe hilft, eine optimale Startgeschwindigkeit für verschiedene Temperaturen, Platzhöhen und Luftdichten zu berechnen. Die verschiedenen Geschwindigkeiten bezeichnet man mit V1, V2 und V3. Diese Geschwindigkeiten werden durch die Länge und Neigung der Startbahn sowie durch mögliche Hindernisse am Ende der Startbahn bestimmt. Unter der Geschwindigkeit V1 muss der Start im kritischen Fall abgebrochen werden, über V1 setzt der Pilot den Start fort und kehrt zurück zur Landung. V2 ist die sichere Startgeschwindigkeit. Diese Geschwindigkeit muss nach einem Triebwerkausfall beibehalten werden, um die Steiggeschwindigkeit und –winkel zu erreichen.
In einem einmotorigen oder leichten zweimotorigen Flugzeug muss der Pilot die Länge der Startbahn bestimmen. Eine Sicherheitsmarge kann für den Fall eines Startabbruches hinzugefügt werden. Bei solchen Flugzeugen führt jeder Triebwerkschaden selbstverständlich zu einem Startabbruch, da selbst das Überrollen der Startbahn dem Abflug mit einer viel zu geringeren Leistung vorgezogen wird. Wenn einem Hindernis ausgewichen werden muss, steigt der Pilot mit der Geschwindigkeit für einen maximalen Steigwinkel, wodurch größere Höhe pro Einheit zurückgelegter horizontaler Distanz gewonnen werden kann. Danach kann der Pilot bis zur optimalen Steiggeschwindigkeit beschleunigen, wo das Luftfahrzeug in kurzer Zeit auf größere Höhe aufsteigen kann.
Es gibt Situationen, in denen das Luftfahrzeug Unterstützung beim Start braucht. Das kann aus folgenden Gründen notwendig sein:

Überschreitung des maximalen Startgewichtes
Ungenügende Antriebsleistung
Zu geringe Länge der Startbahn
Kombination der obigen Faktoren

Eine Hilfevorrichtung, die häufig vor allem auf Flugzeugträgern zum Einsatz kommt, ist Flugzeugkatapult. Dieser wird in den Boden des Flugdecks eingebaut und sorgt mittels Dampfdruck für schnellere Beschleunigung des Flugzeuges. Weiteres Hilfsmittel ist JATO (Jet assisted take off) und stellt ein System dar, welches durch Verwendung kleiner Raketen für bessere Antriebsleistung auf kurzen Startbahnen sorgt.

Gefahren

Die größten Gefahren beim Start stellen Objekte auf der Startbahn, Vogelschlag, Eis, Schnee und Unebenheiten auf der Landebahn. Auch ungünstige Windrichtungen, insbesondere Seitenwinde, Gewitter können starke Turbulenzen bis hin zum Strömungsabriss verursachen.

Anstieg

Nach dem Start folgt der Anstieg auf die erforderliche Flughöhe für den Reiseflug. Der Anstieg erfolgt durch die Erhöhung der Auftriebskraft der Tragflächenprofile des Luftfahrzeuges, bis diese Kraft das Gewicht des Luftfahrzeuges übersteigt. Sobald das geschieht, wird das Flugzeug auf die nächste Höhe aufsteigen, bis die Auftriebskraft und das Gewicht wieder in Gleichgewicht sind. Auftriebserhöhung kann durch die Erhöhung des Anstellwinkels der Tragflächen, der Schubkraft der Motoren, der Oberfläche oder Form des Flügels oder durch die Kombination aller dieser Techniken. In den meisten Fällen werden die Schubkraft und der Anstellwinkel gleichzeitig erhöht. Weil der Auftrieb sich mit abnehmender Luftdichte vermindert, hört der Anstieg von selbst dann auf, wenn die sinkende Auftriebskraft dem Gewicht des Flugzeuges entspricht. An diesem Punkt geht das Flugzeug zum Horizontalflug bei konstanter Flughöhe über. Die Auftriebskraft ist jedoch bei einer konstanten Aufstiegsrate kleiner als das Gewicht des Luftfahrzeuges.

Je nach Flugzeug, verschiedene Flughöhen und andere Faktoren kann die Phase des Anstiegs von wenigen Minuten bis zu einer halben Stunde und mehr dauern. Es können auch mehrere Anstiegsphasen abwechselnd mit Reiseflugphasen durchgeführt werden, insbesondere bei Langstreckenflügen, wenn das Gewicht des Treibstoffes an Bord sich mit zunehmender Flughöhe verringert. Während eines langen Anstieges wird der Winkel bzw. die Steigrate häufig reduziert. Dies verlangsamt zwar den Anstieg, vergrößert jedoch die gesamte Fluggeschwindigkeit. Ein langsamer Aufstieg, oder step climbe (Stufensteigflug), verbessert die Sicht über der Nase des Flugzeuges und verringert den Verschleiß der Triebwerke, die an die Luftkühlung angewiesen sind.

Im Falle einer Vergrößerung des Anstellwinkels kann es zu einem Strömungsabriss kommen. Dies kann während des Anstieges in Bodennähe zu tödlichen Unfällen führen.

Reiseflug

Der Reiseflug ist der sparsamste hinsichtlich des Treibstoffverbrauches. Für die meisten der kommerziellen Flüge ist es, jedoch, ist es die Phase mit dem meisten Treibstoffverbrauch. Je schneller ein Flugzeug fliegt, umso weniger Treibstoff wird verbraucht. Die Erhöhung der Geschwindigkeit ist nur mit einem Aufstieg auf eine höhere Flugfläche möglich. Die Höhe der Flugfläche ist begrenzt durch die Freigabe der Flugverkehrskontrolle und die Schallgeschwindigkeit. Um die Gefahr eines Verlustes der Steuerung und damit eines Absturzes zu vermeiden, müssen Flugzeuge mit einer Geschwindigkeit fliegen, die etwas geringer ist, als die Schallgeschwindigkeit. Typischerweise wird ein kommerzielles Flugzeug den Stufensteigflug durchführen, welcher hinsichtlich der Koordinierung mit anderen Flugzeugen in stark frequentierten Lufträumen mit viel Aufwand verbunden ist.

Der Reiseflug bzw. der größte Teil des Reisefluges verläuft in der Tropopause, einem Bereich der Atmosphäre, der nahezu frei von Wettererscheinungen ist. Zwischen der unteren Schicht – der Troposphäre – und Tropopause bilden sich sogenannte Jetstreams. Jetstreams sind Windstraßen, in denen die größten Windgeschwindigkeiten entstehen. Diese werden bei der Flugplanung berücksichtigt, da sie bei der Entwicklung der Geschwindigkeit effizient genutzt werden können.

Risiken

Die gesundheitlichen Gefahren des Reisefluges umfassen hauptsächlich die Auswirkungen der trockenen Kabinenluft auf den Körper sowie Verletzungen durch starke Turbulenzen. Medizinische Notfälle, sofern sie nicht mit Bordapotheke behoben werden können, können die Piloten dazu veranlassen, eine Notlandung im nächstmöglichen Flughafen oder sogar die Rückkehr zum Ausgangsflughafen durchzuführen. Es liegt grundsätzlich im Ermessen des Flugzeugkapitäns, ob der Flug unterbrochen oder fortgesetzt wird.

Zusammenstöße zweier Flugzeuge während des Reisefluges sind äußerst selten und entstehen in der Regel durch menschliches Versagen – Fehler der Fluglotsen oder Piloten. Es besteht jedoch die Gefahr eines Druckverlustes, der infolge von Materialermüdung, Beschädigung der Außenverkleidung oder defekte Druckluftzufuhr eintreten kann. Ein Druckverlust kann ernsthafte gesundheitliche Schäden bewirken und zum Absturz des Flugzeuges führen. Im Falle einer Dekompression muss das Flugzeug schnell auf eine geringere Flughöhe absteigen. Die Höhe, auf der sich ein druckloses Flugzeug längere Zeit aufhalten kann, beträgt vorzugsweise unter 2.400 Meter, maximal jedoch 3.000 Meter.

Sinkflug

Ein Sinkflug wird in Vorbereitung auf den Landeanflug durchgeführt. Sinkflug ist ein Teil der regulären Flugphasen, kann aber auch in Notfällen wie explosive oder rapide Dekompressionen notwendig sein. Ein unfreiwilliger Sinkflug kann infolge von absteigender Triebwerkleistung, verringerter Auftriebskraft (Vereisung der Tragflächen), Erhöhung des Luftwiderstandes oder beim Durchfliegen von flugungünstigen Luftmassen auftreten.
Ein normaler Sinkflug verläuft bei konstanter Sinkgeschwindigkeit und konstantem Abstiegswinkel. Der Pilot kontrolliert diesen, indem er die Triebwerksleistung und den Steigungswinkel (Absenken der Nase) variiert, um die Fluggeschwindigkeit konstant zu halten. Ein antriebsloser Sinkflug (zum Beispiel durch einen Triebwerksschaden) ist steiler, als der angetriebene, verläuft aber ähnlich wie bei einem Segelflugzeug. Wenn die Nase zu hoch für die gewählte Leistung ist, wird die Fluggeschwindigkeit abfallen, bis die Strömung abreißt oder das Luftfahrzeug den Auftrieb verliert.

Rapider Abstieg

Ein rapider Sinkflug bezieht sich auf dramatische Änderungen des Kabinenluftdruckes und kann sich durch Schmerzen im Mittelohr bemerkbar machen. Eine Angleichung des relativen Druckes mit dem Umgebungsdruck kann durch Kauen, Schlucken, Gähnen oder den Valsava-Versuch (gleichzeitiges Verschließen des Mundes und Zuhalten der Nase beim Ausatmen) erreicht werden.

Eine extreme Form des Sinkfluges ist der Sturzflug, welcher aufgrund der damit verbundenen Gefahren für die kommerzielle Luftfahrt untypisch ist. Er kann ein Teil des Notabstieges bei explosiver oder rapider Dekompression sein, eine zulässige Maximalgeschwindigkeit darf jedoch nicht überschritten werden.

Landung

→ Siehe Hauptartikel Landung

Rechtliches

Unterbrechungen der verschiedenen Flugphasen führen zu Flugverspätungen und Flugannullierungen. Da Unterbrechungen beim Start, während des Fluges oder beim Landeanflug zumeist auf ernsthafte Problematiken zurückzuführen sind und zeitlich in der Regel zu längeren Flugpausen führen, sind die Ursachen für den Abbruch ausschlaggebend für die mögliche Ausgleichszahlung nach der EG-Verordnung 261/2004. Medizinische Notfälle sind immer ein außergewöhnlicher Umstand und somit ein Exkulpationsgrund.
Unabhängig von der Ursache des Flugabbruches sind Fluggesellschaften verpflichtet, Unterstützungs- und Betreuungsleistungen für ihre Fluggäste zu erbringen.

Siehe auch

Urteile und Rechtsprechung