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Wie fliegt ein Flugzeug, wenn ein Triebwerk ausfällt?

13.07.2017 - 08:01 0 Kommentare

Ein Triebwerk fällt selten aus - es kann aber vorkommen. Langstreckenpilot Nikolaus Braun erklärt, wie ein Flugzeug weiter geflogen werden kann und welche Verfahren Piloten dazu im Schlaf beherrschen.

Ein Techniker checkt ein Triebwerk. - © © dpa - Ralf Hirschberger

Ein Techniker checkt ein Triebwerk. © dpa /Ralf Hirschberger

Anders als in manchen Horrorvorstellungen flugangstgeplagter Passagiere ist der Ausfall eines Triebwerks nicht gleich eine Katastrophe. Kein Flugzeug fällt dann wie ein Stein zu Boden. Früher waren Triebwerksausfälle nicht einmal ungewöhnlich: Die berühmte viermotorige "Super Connie" war in den 1950er Jahren in Pilotenkreisen auch als das "beste dreimotorige Flugzeug" seiner Zeit bekannt - denn ein Motor fiel eigentlich auf jedem Flug aus. Diese Zeiten sind aber glücklicherweise lange vorbei.

Heutige Flugzeugmotoren sind dagegen ausgesprochen zuverlässig und sorgen im Alltag nur noch selten für Probleme: Statistisch fällt ein moderner Flugzeugmotor seltener als einmal in 30 Jahren aus. Diese hohe Zuverlässigkeit hat einen historischen Umbruch in der Fliegerei gebracht: Flogen früher auf langen Strecken ausnahmslos Flugzeuge mit mehr als zwei Triebwerken, sind heutzutage große Twinjets die Regel auf der Langstrecke. Das Stichwort dazu heißt "ETOPS" (Extended-range Twin-engine Operational Performance Standards).

© airliners.de, Gunnar Kruse Lesen Sie auch: ETOPS - Besondere Regeln für zweistrahlige Flugzeuge

Fällt ein Triebwerk im Reiseflug aus, wird der Ausfall von den Passagieren oft nicht einmal bemerkt. Das einzige Problem ist dann der Schubverlust: In der Regel wird das Flugzeug die Flughöhe nicht halten können und in einen langsamen Sinkflug übergehen - auch wenn das verbleibende Triebwerk maximalen Schub liefert. Bedingt durch die große Geschwindigkeit im Reiseflug hat die Seitenflosse schon deutlich stabilisierende Wirkung und auch die Ruder sind sehr effektiv, sodass nur geringe Steuerausschläge nötig sind. In vielen Fällen beherrscht sogar der Autopilot diese Situation.

Für das verbleibende Triebwerk werden Maßnahmen ergriffen, die den Betrieb weiter absichern, also die Funktionsweise sicherstellen. Sind alle Verfahren hierzu gemäß den Flughandbüchern abgearbeitet, plant die Crew die Landung: Welcher Flughafen wird angesteuert? Welche Landebahn? Was muss für diesen Fall besonders berücksichtigt werden?

Wie fliegt ein Flugzeug, wenn während des Fluges ein Triebwerk abgestellt werden muss? Hängt es dann seitlich schräg in der Luft, da ein symmetrischer Antrieb ja nicht mehr möglich ist?

Jens S.

Je nach Geländesituation unter dem Flugzeug wird nun der Flugweg angepasst: Sind keine Berge im Weg, kann normal mit dem verbleibenden Triebwerk im Leerlauf der Sinkflug durchgeführt werden, bis eine sinnvolle Höhe für den Weiterflug zum Ausweichflughafen erreicht ist. Diese Höhe ist typischerweise eine Höhe im Bereich von sieben bis neun Kilometern.

"Engine Failure"-Szenarios werden ständig trainiert

Kritischer als im Reiseflug ist ein Triebwerksausfall dagegen beim Start. Aber genau dieser Fall ist am Besten reglementiert und trainiert. Die Zulassungsbestimmungen im ICAO Annex 8 und den entsprechenden nationalen Regelwerken fordern den Nachweis, dass der Ausfall eines Triebwerks im kritischsten Moment sicher beherrscht werden kann.

Dieser "kritischste Moment" ist beim Start genau dann, wenn die Landebahn für ein Abbremsen nicht mehr lang genug ist und das Flugzeug mit dem verbleibenden Motor in die Luft gebracht werden muss. Kritisch deswegen, weil alle Faktoren ungünstig sind: Das Gewicht ist das höchste während des gesamten Fluges, die Geschwindigkeit ist die niedrigst mögliche und damit die, bei der die Steuerflächen am wenigsten Wirkung haben. Außerdem muss der Start in diesem Moment fortgesetzt werden, da nicht mehr angehalten werden kann.

Fliegerisch ist das Verfahren gut trainiert, denn der Gesetzgeber fordert ein "Engine Failure"-Szenario bei jedem Prüfflug im Simulator. Gemäß dem alten Grundsatz "Fly the aircraft first" wird erst dann mit der Abarbeitung des Problems begonnen, wenn das Flugzeug sicher fliegt und auch navigatorisch sicher unterwegs ist.

Flugzeuge mit mehr als zwei Motoren haben hier deutliche Vorteile: Wenn der Ausfall eines Motors kompensiert werden muss, fehlen hier nur 25 Prozent (viermotorig) beziehungsweise 33 Prozent (dreimotorig) des Schubes gegenüber den 50 Prozent bei einem zweistrahligen Flugzeug. Andersherum gesagt: Ein zweimotoriges Flugzeug braucht größere Leistungsreserven als eines mit vier Triebwerken.

Jeder Pilot weiß, was beim Triebwerksausfall zu tun ist

Die grundlegende Verfahrensweise im Cockpit bei einem Triebwerksausfall beim Start ist für die meisten Flugzeuge identisch und für Piloten mit ausreichender Übung keine große Schwierigkeit: Der Schubverlust des Triebwerks wird mit dem Seitenruder kompensiert, sodass sich das Flugzeug weiter in die geplante Richtung bewegt. Eine gegebenenfalls auftretende Querlage kann mit dem Querruder kompensiert werden, hier sind meist nur kleine Ausschläge notwendig. Mit der Seitenrudertrimmung wird der Druck aus den Pedalen genommen und die erflogene Auslenkung des Seitenruders als neue "Nullstellung" der Pedale eingestellt.

© dpa, Boris Roessler Lesen Sie auch: Fliegen wird laut Statistik immer sicherer Hintergrund

Im angenommenen Beispiel eines Triebwerksausfalls unter hoher Leistung beim Start kann man in der Regel davon ausgehen, dass eine schwere Störung des Triebwerks vorliegt und unterlässt Versuche, das Triebwerk wieder anzulassen. Stattdessen wird das Triebwerk gesichert, das heißt es wird von allen weiteren Systemen wie beispielsweise dem Hydrauliksystem abgekoppelt, damit kein weiterer Schaden entsteht.

Je nach Flugzeugtyp und Airlineverfahren kann dann oft der Autopilot eingeschaltet werden, der die fliegerische Handhabung übernimmt und den Piloten ermöglicht, sich verstärkt auf die Navigation und die Behebung des Fehlers zu konzentrieren. Die Navigation ist im Falle eines Triebwerksausfalls beim Start durchaus anspruchsvoll: Die eigentlich geplante Abflugstrecke kann nun nicht mehr geflogen werden, da das Flugzeug zwar flugfähig ist, aber natürlich nicht die Steigleistung eines normalen Abfluges erreicht.

Aus diesem Grund wird für jeden Start ein Abflugverfahren für den Triebwerksausfall geplant, das die Piloten auswendig können müssen. Es beinhaltet neben einer Streckenführung auch Höhenbeschränkungen beispielsweise zum Beschleunigen nach dem ersten Steigflug. Die Streckenführung orientiert sich dabei in erster Linie an der Hindernissituation (Berge, Türme, Sperrgebiete) am jeweiligen Flughafen und in zweiter Linie an Vorgaben der Airline.

Je nach Gegebenheiten kann ein solches Verfahren sehr einfach, beispielsweise einfach geradeaus, oder deutlich komplexer sein. Da diese Verfahren unter dem Einfluss der Airline stehen, sind sie den Fluglotsen unbekannt. Darum sind die Lotsen darauf angewiesen, dass die Piloten in einem solchen Falle schnellstmöglich ihre Absichten kommunizieren.

Über den Autor

Regelmäßig beantwortet Verkehrsflugzeugführer Nikolaus Braun in der airliners.de-Serie "Antworten aus dem Cockpit" Fragen zu Piloten-Themen rund um Luftfahrttechnik & Flugbetrieb. Wenn Sie auch eine Frage haben, schreiben Sie an antwortenausdemcockpit@airliners.de

Nikolaus BraunNikolaus Braun ist Pilot bei einer großen deutschen Fluggesellschaft und fliegt derzeit auf Airbus A330/A340. Der studierte Dipl-Ing. (FH) für Luftfahrtsystemtechnik und -management berät zudem nebenberuflich mit seiner Firma Nikolaus Braun Aviation Consulting (NBAC) bei Projekten aus Forschung, Entwicklung, Gesetzgebung und Lehre.

Von: Nikolaus Braun für airliners.de
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