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Overheadpanel einer A340 mit geordneten Systembereichen. Im Bild oben die Schalter für die Löschsysteme der Triebwerke, darunter die Hydraulik. © Nikolaus Braun

Seit 2015 beantwortet Flugkapitän Nikolaus Braun in der airliners.de-Serie "Antworten aus dem Cockpit" Leserfragen zu Themen rund um Luftfahrttechnik und Flugbetrieb. Die beliebtesten Folgen aktualisieren wir derzeit und veröffentlichen sie neu. Wenn Sie auch eine Frage haben, schreiben Sie an antwortenausdemcockpit@airliners.de

Was passiert, wenn ein Steuerungselement ausfällt?

Alexander H.

In einer vorherigen Folge wurde darauf eingegangen, dass nur einige wenige Szenarien an Bord zu einer Notlandung führen können. Der Großteil an Fehlern in Systemen führt – wenn überhaupt – zu einer vorsorglichen Ausweichlandung. Aber was sind das eigentlich alles für Systeme an Bord? Was für Auswirkungen haben Fehler? Und welche Fehler sind wirklich relevant und welche eher nicht so sehr?

Schalter, Schalter, Schalter

Schaut ein Besucher vor oder nach dem Flug kurz ins Cockpit, ist er zumeist von der Vielzahl an Schaltern, Lichtern und Anzeigen überwältigt. Diese Vielzahl ist tatsächlich notwendig und sinnvoll – aber erklärt man die Systematik, ist die Komplexität schnell deutlich reduziert:

Alle Anlagen an Bord sind in übergeordnete Systeme eingruppiert. Der Bereich "Fuel" zum Beispiel beinhaltet alle Kerosinpumpen, Transferleitungen zwischen Tanks, Ventile oder auch die Systeme für das "Fuel Jettison", das Ablassen von Treibstoff im Flug. Zusätzlich sind viele Anlagen mehrfach vorhanden: Ein viermotoriges Flugzeug hat beispielsweise im Bereich der elektrischen Stromversorgung vier Hauptgeneratoren – je einen pro Triebwerk – sowie meist noch einen weiteren im Hilfstriebwerk. Jeder Generator hat seine eigenen Schalter.

Betrachtet man also nur einen Teilbereich der Systeme, ist die Zahl der Schaltelemente schon sehr viel geringer. Konzentriert man sich auf einen der oft redundanten Stränge, ist es doch alles sehr übersichtlich.

Die enormen Kräfte der Hydraulik

Die Zeit, in der die Muskelkraft des Piloten reichte, um die Steuerflächen auszutarieren, ist in der Verkehrsfliegerei lange vorbei. Heutzutage sind hydraulische Stellmotoren im Einsatz, die alles bewegen, was sich außen am Flugzeug bewegt: alle Ruder (Quer-, Höhen- und Seitenruder), die Trimmung des Höhenleitwerks, die Klappen an Vorder- und Hinterkante des Flügels und natürlich auch das Fahrwerk.

Üblicherweise werden in einem Flugzeug mehrere Hydrauliksysteme genutzt. Traditionelle Flugzeuge arbeiten mit Systemen, die Komponenten im ganzen Flugzeug versorgen. Der A380 hingegen nutzt teilweise Systeme, die aus kleinen, lokalen Systemen bestehen: eine elektrische Hydraulikpumpe, etwas Hydraulikflüssigkeit und der Stellmotor – fertig ist eine kleine Einheit, die unabhängig arbeiten kann.

Wichtig dabei ist, dass essentielle Komponenten von verschiedenen Hydrauliksystemen versorgt werden. Fällt ein Hydrauliksystem aus, können diese Teile nach wie vor von den verbliebenen Hydrauliksystemen angesteuert werden. Nur Steuerflächen, die entweder mehrfach vorhanden oder nicht so wichtig sind, fallen ganz aus.

Fliegerisch ergeben sich aus dem Ausfall eines Hydrauliksystems nur kleine Einschränkungen. Erst bei dem Komplettausfall eines zweiten Systems ist das Flugzeug deutlich beeinträchtigt: Auch wenn es ohne Weiteres noch fliegbar ist, sind jetzt nur noch sehr wenige Steuerflächen nutzbar.

Und das Fahrwerk? Das Fahrwerk hat einen großen Helfer: die Schwerkraft. Kann die Hydraulik nicht mehr zum Ausfahren genutzt werden, gibt es Alternativverfahren, die fast immer auf der Schwerkraft beruhen: Wenn die Verriegelung entfernt wird, "fällt" das massive Fahrwerk nach unten und muss lediglich im ausgefahrenen Zustand wieder verriegelt werden.

Das Treibstoffsystem

Fehler im Treibstoffsystem treten selten auf und sind oft gut beherrschbar. Fällt zum Beispiel eine Pumpe aus, kann die Zweite übernehmen. Fallen alle an einem Triebwerk vorgesehenen Pumpen aus, kann das Triebwerk immer noch über Transferleitungen von einem der anderen Triebwerke versorgt werden. Fallen alle Pumpen aus, ist in gewissem Maße immer noch eine Versorgung durch Schwerkraft möglich.

Schwieriger wird es bei Leckagen. Die Hersteller bieten im Rahmen der Abnormal Procedures hier in der Regel umfangreiche Checklisten an, um das Leck zu lokalisieren und den Verlust anschließend zu minimieren.

Die Landeklappen

Die Hochauftriebshilfen, im Allgemeinen auch oft nur "Landeklappen" oder "Klappen" genannt, werden für Start und Landung benötigt. Sie verfügen über eine Vielzahl von Systemen für ihren Betrieb, wie beispielsweise eine funktionierende Stromversorgung für die Computer, die das Aus- und Einfahren und auch den Hydraulikdruck überwachen, um die Stellmotoren anzutreiben.

Entsteht aus unbekannten Gründen beim Bewegen der Klappen eine Asymmetrie zwischen der linken und der rechten Seite, kann eine kleine mechanische Bremse die Bewegung sofort stoppen. Allerdings verhindert sie damit auch jegliche weitere Bewegung der Klappen während des Flugs und kann erst am Boden wieder von einem Wartungstechniker gelöst werden.

Tritt ein Fehler der Landeklappen nach dem Start auf, kann das Flugzeug nicht zu seinem Zielort fliegen: Mit dauerhaft ausgefahrenen Landeklappen kann es weder seine Reiseflughöhe erreichen, noch reicht vermutlich der Treibstoff aus, um den höheren Widerstand der Klappen zu kompensieren. Es muss daher wieder am Start- oder einem Ausweichflughafen landen.

Vor der Landung steht die Maschine dann vor demselben Problem wie ein Flugzeug, bei dem der Fehler an den Klappen vor der Landung auftritt: Es muss mit weniger oder ganz ohne Landeklappen anfliegen. Dieser Umstand ist nicht wirklich schlimm, bedeutet er doch lediglich, dass das Flugzeug mit einer höheren Geschwindigkeit anfliegen muss und eventuell eine leicht andere Fluglage hat. Die höhere Anfluggeschwindigkeit erfordert eine ausreichend lange Landebahn zum Bremsen – somit sind gegebenenfalls nicht alle Flughäfen geeignet.

Die Klimaanlage sorgt für Druck

Fällt an Bord die Klimaanlage aus, haben die Passagiere nicht nur ein Komfortproblem. Die Klimaanlage erfüllt bei modernen Verkehrsflugzeugen zwei wesentliche Aufgaben: Zum einen sorgt sie für die Belüftung der Kabine und eine angenehme Temperatur, zum anderen aber vor allem dafür, dass der Luftdruck in der Kabine nicht unter einen gewissen Wert abfällt und die Luft für die Passagiere zu dünn wird: Während das Flugzeug in zehn bis zwölf Kilometern Höhe fliegt, entspricht der Luftdruck in der Kabine etwa dem auf einem 2000 Meter hohen Berg.

Fällt die Klimaanlage aus, kann dieser Druck in der Kabine nicht mehr gehalten werden. Steigt die Kabine auf gut 3000 Meter Druckhöhe, fallen die Sauerstoffmasken automatisch aus der Decke: Auch wenn der geübte Skifahrer weiß, dass man auf dem Berg noch gut ohne Maske zu Recht kommt – nicht jeder ist so sportlich. Und man weiß nicht, ob der Druck nicht noch weiter fällt…

Sobald die Systeme die Crew über den Druckabfall informieren, leitet diese einen Sinkflug ein. Das Flugzeug sinkt so tief, dass allein durch die Außenluft über Klappen wieder ausreichend Frischluft mit genügend Sauerstoff bereitgestellt wird. In dieser geringen Flughöhe braucht das Flugzeug mehr Kerosin. Es ist daher unwahrscheinlich, dass es noch zum Zielflughafen weiterfliegen kann.

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