Tutorial: Grundlagen Treibstoffberrechnung - FXP-Air

Grundlagen der Treibstoffberrechnung
Einleitung
In Anlehnung an die neue Webseite fragte mich Emmanuel Kurz vor einigen Wochen, ob ich dazu bereit wäre ein Tutorial zur
Treibstoffberechnung zu erstellen. Dieses ist nun fertig gestellt und wird hier beispielhaft an einem Flug mit der Boeing 737-800 NG
von Wien Schwechat nach Athen Eleftherios Venizelos dargestellt.
Planung
Ich habe mir für dieses Tutorial die 738 NG ausgewählt, da
Zunächst einmal Grundsätzliches zur Spritberechnung
diese erst unlängst von PMDG für den FSX released wurde.
Ich wählte die Heimatbasis Wien als Startflughafen und Athen,
ebenfalls vor kurzem durch Fly Tampa als hervorragende
Szenerie released, als Ziel. Dieser Flug ist im Flugplan der VA
mit der Flugnummer FX-8403 enthalten und kann dienstags,
mittwochs und freitags gebucht werden.
Für den eigentlichen Flug würde der reguläre Treibstoff (Trip Fuel)
reichen. Dann würden allerdings nach der Landung noch auf der
Landebahn die Tanks leer sein und die Triebwerke ausgehen.
Für einen IFR-Flug ist eine Mindestmenge an Treibstoff
mitzuführen. Um einen Flug antreten zu dürfen, müssen vor dem
Ich werde hier mehrere Möglichkeiten aufzeigen, den
sogenannten „Block-Fuel“ zu berechnen. Block Fuel ist die
Spritmenge, die insgesamt getankt wird und das Gewicht des
Block-Fuel ergibt zusammen mit dem Gewicht der PAXe, der
Fracht und des Dry Operating Weight (DOW, Eigengewicht
des Flugzeugs, Besatzung (Crew), Handgepäck der
Beginn des Starts mindestens folgende Kraftstoffmengen an Bord
sein:
Trip Fuel (TF) – Treibstoff für die geplante Flugroute vom
Startflugplatz A nach Zielflugplatz B (ohne Treibstoffreserven),
also die Treibstoffmenge, die bei der Durchführung des Fluges
verbraucht wird.
Besatzung, Trinkwasser, Getränke für die Passagiere) das
sogenannte Gross Weight. Dabei ist zu beachten, dass das
Contingency Fuel – 5% vom Tripfuel für eine bestimmte
MTOW (max. Take off Weight) des Fliegers nicht überschritten
Strecke (z.B. Abweichungen durch ATC – Vorgaben,
werden darf. Je nach Flugzeugtyp und Länge der Flugstrecke
unerwartet starker Gegenwind) oder die Treibstoffmenge die
kann es passieren, dass nicht voll beladen werden kann, da
einer Flugzeit von fünf Minuten bei Holding Fuel Flow in 1500
durch die erforderliche Spritmenge das MTOW überschritten
ft AGL am Ausweichflughafen entspricht, wobei der höhere
wird. Hier sei noch erwähnt, dass das MTOW aus
Wert maßgebend ist.
Sicherheitsgründen bei jedem Flugzeug so ausgelegt ist, dass
es beim Start auch noch bei einem Ausfall eines Triebwerkes
Alternate Fuel – die eingeplante Treibstoffmenge, die für einen
eventuellen
sicher abheben kann.
Weiterflug
vom
Zielflughafen
zum
Ausweichflughafen benötigt wird, falls der Zielflughafen
Der Treibstoff wird immer in KG bzw. LBS gemessen, da das
während des Fluges geschlossen wird oder aus anderen
Volumen
großen
Gründen nicht mehr für die Landung geeignet ist.
Temperaturveränderungen stark schwankt. (FL 340 ca. -52°,
(Wetteränderung wie z.B. Sicht unter Minima, blockierte
im Sommer am Gate bis zu 60°C).
Landebahn usw.)
Angemerkt sei hier noch, dass es unterschiedliche
Final
Möglichkeiten zur Spritberechnung gibt und in der realen
(ausfliegbarem) Reservekraftstoff. Dieser Reservekraftstoff
Luftfahrt sind dafür die Dispatcher der Fluggesellschaften
entspricht der Kraftstoffmenge, die benötigt wird, um für eine
verantwortlich. Außerdem gibt es unterschiedliche Minimum
Dauer von 30 Min./Jet, 45 Min./Prop, ein Holding in Form
Richtlinien wie FAR-OPS (USA+Teile der Welt), JAR-OPS
eines Racetrack Patterns in einer Höhe von 1500 ft über
(Europa).
Grund des Ausweichflughafens zu fliegen. Dieses Fuel
des
Treibstoffs
durch
die
Reserve
Fuel
–
das
absolute
Minimum
an
garantiert, dass man an der wirklich letzten verfügbaren
FlightXpress VA
official training document
Grundlagen der Treibstoffberrechnung
Landemöglichkeit noch Verzögerungen (Holdings) in Kauf
BSP: von A nach B sind es 600 NAM. Das Flugzeug fliegt 400
nehmen kann. Sollte irgendwann einmal die Spritmenge
NAM/Stunde. Bei null Wind entsprechen die 600 NAM auch 600
in den Tanks weniger betragen und der Flieger ist in der
NAM.
Luft, so ist seitens des Commanders „Luftnotlage“ zu
Geschwindigkeit des Flugzeugs von 400 NAM/Stunde nur noch
erklären!
300 NAM/Stunde und erfordert nicht nur 1,5 Stunden von A nach
Bei
100
NAM/Stunde
Gegenwind
entspricht
die
B, sondern noch einmal eine halbe Stunde zusätzlich, um den
Wenn man die oben genannten Mengen addiert, erhält man
das so genannte „Minimum Takeoff Fuel (MinTOF). Zusätzlich
werden noch folgende Mengen getankt:
Gegenwind zu kompensieren. Das Flugzeug ist also insgesamt 2
Stunden in der Luft und hat nicht 600 NAM, sondern 800 NAM
zurückgelegt und deshalb auch Treibstoff für 800 NAM (2 Stunden)
Taxi Fuel – Treibstoff für Anlassen und Rollen zur
Startbahn. Kann individuell festgelegt werden und von
einem Flug zum anderen variieren.
verbraucht.
Für unseren Flug von Wien nach Athen benötigen wir zunächst
eine Route. Hierzu bedient man sich am einfachsten dem
Extra Fuel oder Captain Discretion Fuel – „Im Ermessen
des Kapitäns“, je nach „Bauchgefühl“ des Piloten, z.B.
Wettervorhersage, Erfahrungen mit Verspätungen, stellt
also eine Reserve für Dinge dar, die mit den o. g. Mengen
nicht abgedeckt werden.
Routfinder Asalink: http://rfinder.asalink.net/free
Die dort erstellten Routen sind nicht CFMU validiert, was für den
Flusi und die Onlinefliegerei nicht von Bedeutung ist. Wer dennoch
as real as it gets fliegen möchte, kann sich auch bei Asalink
registrieren und gegen eine geringe Gebühr Routen erstellen
Addiert man Taxi Fuel und Extra Fuel zum Minimum Takeoff
lassen, die auch Restrictions beinhalten und diese anschließend
Fuel,
(kostenlos) bei Eorocontrol validieren lassen
erhält
man
das
Block
Fuel,
das
heißt,
die
Treibstoffmenge, die getankt wird. Wenn weit abgelegene
Flughäfen (z.B. Inseln im Pazifik) angeflogen werden, für die
https:\\www.public.cfmu.eurocontrol.int/PUBPORTAL/gateway/sp
ec/index.html
es keinen geeigneten Ausweichflughafen gibt, kann das
Alternate Fuel auch durch die Menge an Treibstoff ersetzt
Unsere Route sieht unter Zugrundelegung des AIRAC Cycle 1110
werden, die während zwei Stunden Reiseflug verbraucht wird.
folgendermaßen aus:
Beeinflusst wird die Treibstoffberechnung, die das Flight
LOWW SASAL2C SASAL UZ21 BABIT UT23 TADAM UM127
Planned Fuel Load ergibt, aber auch noch von anderen
VAL UL616 KOGAT
Faktoren, als da wären:
UN130 TALAS UN132 ELPIS UP20 ABLON ABLON1C EGN
Planned
Aircraft
Landing
Weight–
Geplantes
LGAV
(voraussichtliches) Landegewicht, d.h. das höchst
wahrscheinliche Gewicht am Zielflughafen, wenn die
Treibstoffreserven nicht angerührt werden mussten.
Planned Aircraft Landing Weight = Zero Fuel Weight +
Final Reserve Fuel + Alternate Fuel + Route Reserve.
Das geplante Landegewicht ist die
Basis für alle
Berechnungen
Fluggeschwindigkeit (Cruise Mach Number)
Alternate Airport wird LGEL (Elfsis) sein mit einer Distanz von nur
20
NM
vom
eigentlichen
Ziel.
In
der
Regel
ist
als
Ausweichflughafen von vornherein ein weiter abgelegener (oder
zweiter) zu wählen, da bei entsprechend schlechtem Wetter am
Zielflughafen ebenfalls ein nahegelegener Alternate betroffen sein
kann.
SID (Standard Instrument Departure) wird die SASAL2C von der
Startbahn 29 ausgehend sein. STAR (Standard Terminal Arrival
Reiseflughöhe (Cruise Level)
Route) die ABLON1C zur Transition EGN (AIGINA NDB) für den
ILS Z Approach der Landebahn 03L in Athen. Um die genauen
Pay Load (Nutzlast) – Das Gewicht aller Passagiere
(PAXe) einschließlich Gepäck, Handgepäck, Luftfracht
(Cargo), Post (ohne Treibstoff und Leergewicht)
SID’s, STAR’s und Transitions zu erfahren, sollte man sich die
aktuellen Charts der entsprechenden Flughäfen downloaden
oder/und ein Zusatzprogramm wie z.B. den FlightSimCommander
Der Abstand zwischen zwei Flughäfen lässt sich aus der Karte
oder EFB von AivlaSoft benutzen. Die Gesamtflugstrecke beträgt
entnehmen. Dieser Abstand wird um den Windeinfluss
758 NAM auf FL 350.
korrigiert und man erhält die NAM (Nautical Air Miles).
FlightXpress VA
official training document
Grundlagen der Treibstoffberrechnung
Angenommen werden für das Erreichen der Reiseflughöhe
unsere Fälle für die Spritberechnung außer Acht lassen und
eine Steigrate von 1800 ft/min bei 220 kt und diese wird somit
angenommen wird eine reine Flugzeit von 1:56 Stunden.Bei der
nach 19 min. bzw. 91nm nach dem Take off erreicht. Für das
NG 737-800 geht man von einem Spritverbrauch von 1 kg je
Erreichen des Final Fix wird ebenfalls eine Sinkrate von 1800
Sekunde Flugzeit aus.
ft/min bei 220 kt angenommen und muss somit 86 nm vorher
beginnen. Bei einer angenommenen Reisegeschwindigkeit
(Cruising speed) von 450 kn GS (Groundspeed) bei null Wind
wird die vorausberehnete Flugzeit ungefähr 1:56 Stunden
betragen. Die Reisegeschwindigkeit, Steig- und Sinkrate kann
je nach Auswahl den CI (Costindex) variieren. Da sich der
Für unseren Flug von Wien nach Athen würde sich also folgendes
ergeben:
Wir gehen bei der NG von einem Max Zero Fuel Weight von etwa
62 700 kg aus, sind also voll beladen. Das Max Take Off Weight
der 738NG beträgt 79 000 kg.
Spritmehrverbrauch beim Steigen mit dem geringeren
Verbrauch beim Sinkflug in etwa ausgleicht, kann man das für
Fuel
Trip Fuel von Wien nach Athen für die Flugzeit von 116 Minuten
Contingency Fuel 5%
Alternate Fuel (ca. 10 Min. Flugzeit)
Final Reserve Fuel
Taxi Fuel (für ca. 10 Min.)
Extra Fuel (bleibt hier mal unberücksichtigt)
6960kg
348kg
600kg
1800kg
120 kg
----------
Block Fuel
9828 kg
Damit ergibt sich:
Weight
Zero Fuel Weight
62700 kg
Gross Weight
72528 kg
Takeoff Weight (abzgl. Taxi Fuel)
72408 kg
Das Take off Weight ist maßgeblich für die Berechnung und
Internet bin ich auf einen sehr interessanten Artikel gestoßen, was
die Eingabe des Derated T/O und der Flex Temperatur in das
die derzeitige Treibstoffberechnung bei TuiFly anbelangt. Da ich
FMS. Dies sei nur am Rande erwähnt und wäre Bestandteil
mich in jeglichen Foren, was die Flugsimulation anbelangt
eines
„herumtreibe“, kann leider dazu keine Quellenangabe mehr liefern.
Tutorials
für
die
Programmierung
des
Flight
Management Computers.
Sollte der eigentliche Autor darauf stoßen, so möge er mir
verzeihen. Danach wird bei der Tui folgendermaßen verfahren.
Die Spritberechnung ist ein sehr komplexes Thema und dafür
sind wie anfangs schon erwähnt bei den Fluggesellschaften
die Dispatcher verantwortlich. Bei meinen Recherchen im
FlightXpress VA
official training document
Man will dadurch wahrscheinlich auch noch die Dispatcher und
somit weitere Kosten einsparen.
Grundlagen der Treibstoffberrechnung
Da sich der Cost-Index (CI) auf den Spritverbrauch auswirkt,
Wie man erkennen kann kommt man nach dieser „Faustformel“
wurde dieser drastisch auf einen Wert zwischen 13-17
auf fast ähnliche Ergebnisse wie im ersten Rechenbeispiel. Ich
reduziert (Tui, Air Berlin, Germanwings, US Airways).
habe diese Rechnung auch mit dem Tool Topcat durchgeführt
Unabhängig vom Wind, Meilen und Gewichten(!) ergibt sich
und kam dort auf einen Wert von 8215 kg fürs Block Fuel, wobei
folgende Spritberechnung:
Topcat keinen Alternate mit einbezieht und grundsätzlich immer
von einer Reserve von 2000 kg ausgeht.
Flugzeit + 60 Minuten x 40 Kg/Min. + 5 % (Contingency Fuel)
+ 1800 Kg Alternate Fuel (egal wie lange und wohin und das
Nebenbei bemerkt ist in der VFR Fliegerei auch eine
Reserve Fuel ist darin enthalten) + Taxi Fuel 200 Kg. Nach
Treibstoffplanung vorgeschrieben, allerdings ist diese nicht so
dieser Formel würde sich für unseren Flug folgende
umfangreich wie in der IFR Fliegerei. Sofern der Schwerpunkt
Treibstoffmenge ergeben:
und die maximale Zuladung dies erlauben, tankt man voll. Im
Handbuch des Flugzeuges ist auch immer der Verbrauch pro
Stunde angegeben. Eine Cessna 172 verbraucht zum Beispiel je
nach Motor etwa 35 l/h im Reiseflug. Generell plant man:
Fuel
Tripfuel
Flugzeit 116 min. + 60 min. = 176 min.
x 40 kg
7040 kg
Contigency Fuel 5%
352 kg
Alternate Fuel
1800 kg
Taxi Fuel
200 kg
Block Fuel
9392 kg
5 Liter für den Start
5 Liter für die Landung
30 Minuten Reserve
Michael Steininger
FlightXpress VA
official training document