AOPA Info

AOPA Info
Flugzeugvereisung
"""
"Wenn Eis auftritt, fangen Sie sofort an, sich da herauszuarbeiten... Wenn kein Eisregen auftritt, ist selten schnelles
Agieren notwendig und gewiß niemals panisches Handeln.
Aber positives Reagieren ist verlangt."
Kapitän Robert Buck
EINFÜHRUNG
Dieser Safety Advisor behandelt:
•
•
•
•
•
Statistiken von Vereisungsunfällen
Enteisung und Anti-Vereisungsgeräte
Arten von Vereisung
Vereisungs-Flugstrategien und Taktiken
Höhenflossenvereisung
Es basiert auf dem Safety Advisory der AOPA Safety Foundation.
Warum Vereisung schlecht ist
Vereisung während des Fluges ist eine unangenehme Nachricht.
Es stört die anliegende Luftströmung, erhöht den Luftwiderstand
und verringert die Auftriebsfähigkeit der Tragflächen. Das Gewicht
des Eises am Flugzeug ist von sekundärer Bedeutung im Vergleich zur Unterbrechung des Luftstroms, die es verursacht.
Während die Leistung erhöht wird, um den zusätzlichen Luftwiderstand auszugleichen, und die Nase angehoben wird, um die
Flughöhe aufrechtzuerhalten, erhöht sich der Anstellwinkel, und
die Unterseite der Flügel und des Rumpfes können vereisen.
Eis sammelt sich an jedem exponierten Teil des Flugzeugs - nicht
nur an den Flügeln, Propellern und der Windschutzscheibe, sondern auch an den Antennen, Entlüftungsöffnungen, Einlaßstutzen
und Verkleidungen. Es bildet sich im Flug, wo keine Hitze, Antivereisungsausrüstung oder Enteisungsflüssigkeit es erreichen
kann. Es kann dazu führen, daß Antennen so heftig vibrieren,
daß sie brechen.
Bei mittelschweren bis schweren Bedingungen kann ein Kleinflugzeug so stark vereisen, daß ein Weiterflug unmöglich wird.
Das Flugzeug kann bei sehr viel höheren Geschwindigkeiten und
kleineren Anstellwinkeln einen Strömungsabriß erfahren. Das
Flugzeug kann unkontrollierbar rollen oder kippen und ein Abfangen unmöglich werden.
Das Eis kann den Motor auch anhalten, indem entweder der Vergaser vereist oder bei Kraftstoffeinspritzung die Luftzufuhr des
Motors blockiert.
Eis: Die Art und der Grund warum es gleich gefriert
Strukturell wird Eis, das sich an der Außenseite des Flugzeugs
ansetzt, als Reif, klares oder gemischtes Eis beschrieben.
• Reifeis sieht rauh, milchig weiß aus und hat eine unebene
Struktur. Enteisungssysteme können viel daran beseitigen, aber
nicht alles.
• Klareis ist glatt und folgt stärker den Konturen der Oberfläche.
Es ist schwer zu entfernen.
• Mischeis ist eine Kombination aus Reif und Klareis.
16
Abbildung 1: Eisarten
Eis stört den Luftstrom über die Flügel, verringert die Auftriebskraft
und erhöht den Luftwiderstand deutlich. Windtunnel- und Flugtests haben gezeigt, daß Frost-, Schnee- und Eisaufbau (auf der
Vorderkante oder Oberfläche der Flügel), nicht dicker oder rauher
als ein Stück rauhes Sandpapier, die Auftriebskraft um 30% reduzieren und den Luftwiderstand um 40% erhöhen kann.
Einige unbefangene Piloten sind leider durch schweres Vereisen
überrascht worden und hatten keinen Aktionsplan. Doch können
Piloten genug grundlegende Wetterkunde erlernen, um zu verstehen, wo Vereisung wahrscheinlich auftreten könnte. Der Pilot
kann dann einen das Eis vermeidenden Flugplan erstellen, bevor
er den Boden verläßt.
Die Statistik:
Unfälle bei Vereisungswetter - Insgesamt 637 (in den USA)
Total Weather Accidents = Alle Wetterunfälle
10,8% aller Wetterunfälle gehen auf Vereisung zurück.
Auch die besten Pläne haben einige Variablen. Obgleich die Lage
der großen Gebiete potentieller Vereisung recht einfach vorhergesagt werden können, ist die genaue Vorhersage bestimmter Vereisungsgebiete und -höhen schon etwas schwieriger. Berge,
Wasserflächen, Wind, Temperaturen und Feuchtigkeit haben alle
einen sich ständig ändernden Einfluß auf das Wetter.
Wetter ist kompliziert. Eine gründliche Untersuchung dieser Disziplin zeigt viele komlexe Faktoren. Aber wenn man sie reduziert,
sind die Temperatur und Feuchtigkeit entscheidend, in sichtbarer
und unsichtbarer Form- sichtbar (Niederschlag oder Wolken)
oder unsichtbar (Dampf)." Kapitän Robert Buck
Nicht alle Wolken sind gleich. Es gibt trockene Wolken und nasse Wolken. Trockene Wolken enthalten relativ wenig Feuchtigkeit,
sind für Vereisung nicht gefährlich. Sibirien hat wegen seiner sehr
kalten Winter oft trockene Wolken. Aber der Winter in Europa
bringt oft enorme Feuchtigkeitsmengen mit der kalten Luft und
viele nasse Wolken, die bei Temperaturen am Gefrierpunkt oder
darunter eine große Vereisungsgefahr bergen.
AOPA-Letter 1/2001
AOPA Info
Flugzeugvereisung
"""
Die Tiefdruckgebiete des Atlantiks transportieren feuchte Luftmassen zum Tiefland. Die Herkunft einer kalten Luftmasse ist der
Schlüssel dazu, wieviel unterkühlten Wasserdampf die Wolken
tragen können. Wenn die vorherrschenden Winde von großen
Wasserflächen kommen, werden die Wolken sehr viel Feuchtigkeit aufnehmen.
Wetterfronten und Tiefdruckgebiete sind die größten Eisproduzenten. Aber auch eine isolierte, instabile Luftmasse mit ausreichend
Feuchtigkeit kann genug unterkühltes Wasser in Wolken produzieren, um den Flug mit Kleinflugzeugen gefährlich zu machen.
Allgemein tendieren flache Stratuswolken dazu, Reifeis hervorzurufen, und die Vereisungsschicht wird relativ flach sein - typisch
sind einige tausend Fuß. Die Feuchtigkeitsmenge in Stratuswolken bestimmt, wie schlimm das Vereisungspotential ist. Wenn
Stratuswolken über Bergen auftreten, dicht hinter einer Kaltfront
oder auf der Leeseite von Seen, kann die Vereisung sehr schwerwiegend sein.
Kumuluswolken führen im Allgemeinen zu Klareis, dessen auftreten in der Wolke gut verteilt sein kann. Durch eine Winter-Kumuluswolke zu fliegen dürfte jederzeit zu mittelschwerer oder schwerer Eisbildung führen. Unterkühltes Wasser und somit Vereisen
kann weit unter dem Gefrierpunkt in Kumuluswolken auftreten.
Abbildung 2: Kumuluswolken - Hohes Vereisungspotential
Stratokumuluswolken sind, wie der Name schon andeutet, hybrid
und das Eis kann als Mischform auftreten.
Eisregen und -nieselregen sind die ärgsten Feinde, die in wenigen Minuten die Flügelform verändern und das Fliegen unmöglich machen können. Diese Bedingungen treten auf, wenn Niederschlag aus wärmerer Luft von oben in eiskalte Luft darunter
fällt. Er gefriert beim Auftreffen oder kann hinter den Bereich
fließen, der von Oberflächen-Enteisern geschützt wird.
Warmfronten in der eisigen Jahreszeit können sehr gefährlich
sein und sollten mit Vorsicht durchflogen werden. Fliegt man an
die Front heran, werden die Wolken schnell immer dichter und die
klare Sicht zwischen den Wolkenlagen verschwindet schnell. Vereisung ist immer gefährlich, aber Eisregen ist das schlimmste,
selbst für Flugzeuge, die zum Fliegen in Vereisungsgebieten zugelassen sind. Normalerweise löst das Hochsteigen das Problem
temporär, da es oben wärmer sein muß, um solch eine Art von
Vereisungsbedingungen zu schaffen. Entschließt man sich durch
die Front zu fliegen, dann sollte man die kürzeste Route wählen
und nicht etwa entlang der Front.
Wärmere Luft
Leichte Vereisung
ung
eig
ntn
Fro
Bereich der möglichen
Auflösung von Vereisung
Gefrierzonen
Gefrierender Regen
Abbildung 3: Warmfront
Aus dem NTSB-Abschlußbericht: Am 31. Oktober 1994 stürzte
eine ATR 72, American-Eagle-Flug 4184, in Roselawn, Indiana,
bei schnellem Höhenverlust nach einem unbeabsichtigten Rollmom ab, während sie mit Autopilot flog. Das Flugzeug befand
sich bei gefrierendem Nieselregen in einer Warteschleife und ging
gerade auf eine neu zugewiesene Höhe hinunter. Das NTSB kam
zu dem Schluß, daß einer der wahrscheinlichen Gründe des Unfalls der "Verlust der Steuerung" war,"der auf einen plötzlichen,
unerwarteten Querrudergelenkhebel-Rücklauf zurückgeführt wurde, der auftrat, nachdem sich eine Eiskante hinter den Enteisungs-Schutzstreifen gebildet hatte... Hätte sich Eis an den Vorderkanten der Flügel gebildet und das Vereisungsschutzssystem
belastet oder wäre die Mannschaft in der Lage gewesen, die sich
bildende Eiskante hinter den Vereisungs-Schutzsystem zu sehen,... ist wahrscheinlich, daß die Mannschaft diesen Bedingungen entkommen wäre".
Vereisung an Oberflächen
Die Ansatzrate von Eis auf einer Oberfläche hängt von seiner
Form ab. Dünne, moderne, laminare Flügel mit einer Eisschicht
darauf sind gefährlicher als alte, dicke Flügelquerschnitte. Die
Oberfläche der hinteren Flächen vereisen gewöhnlich viel schneller als die Tragflächen. Dies ist besonders wichtig für Piloten, wie
Abbildung 7 zeigt. Wenn das Heck durch Vereisung und die dadurch verursachte Unterbrechung des Luftstroms einen
Strömungsabriß
erfährt,
wird der Abtrieb plötzlich
aufhören und das Flugzeug
kippt rapide ab. In niedriger
Höhe ist eine Korrektur nicht
mehr möglich. Mehrere
Großflugzeuge sind durch
Strömungsabriß am Heck
verloren gegangen. Es passiert auch Kleinflugzeugen,
Vereisung
ist aber gewöhnlich nicht
Abbildung 4: Strömungsabriß am Heck - Verlust des Auftriebs am
gut dokumentiert.
AOPA-Letter 1/2001
horizontalen Heckteil
17
AOPA Info
Flugzeugvereisung
!!!
Induktions- und Vergasereis
Vereisung tritt nicht nur an Oberflächen auf. Induktionsvereisung
ist die Ursache vieler Unfälle. Induktionsvereisung tritt gewöhnlich
bei Motoren mit Vergasern auf, kann aber auch Motoren mit Kraftstoffeinspritzung beeinträchtigen, indem die Lufteinlaßöffnungen
vereisen. Im "Weather Safety Review" der AOPA-Safety-Foundation stehen Unfälle durch Vergaservereisung an der Spitze als
Hauptursache für Unfälle durch Vereisung und zwar mit umwerfenden 51%. Vergaservereisung kann sich in einem breiten Temperaturbereich entwickeln (von -10 bis +30 Grad Celsius) und
besonders bei feuchter Luft. Das Temperaturgefälle kann 30 bis
40 Grad zwischen der Lufttemperatur außen (OAT) und dem kältesten Teil des Vergasers betragen, wenn die Luft feucht ist, und
die relative Luftfeuchtigkeit bei 50% oder mehr liegt, ist es wahrscheinlich, daß sich Vergasereis bildet, besonders wenn der Motor mit niedrigen Touren läuft. Aus diesem Grund, werden angehende Piloten von Flugzeugen mit Vergasermotoren gedrillt, die
Vergaserheizung einzuschalten, bevor sie eine wesentliche Leistungsverringerung vornehmen. Vergaser können beim Fliegen
in Wolken auch mit Reiseflugleistung vereisen.
Vergaservereisung führt zur Reduzierung der Motorumdrehungen
und kann den Motor unruhig laufen lassen. Der Pilot sollte den
Verlust an Leistung bemerken und den unruhigen Lauf des Motors hören. Dann ist die Vergaserheizung voll einzuschalten und
zu warten. Der Motor könnte für kurze Zeit noch unruhiger laufen,
während die Hitze das Eis im Vergaser schmilzt. Er braucht eine
Weile um sich selbst zu reinigen. Wenn der Motor rund läuft,
schaltet man die Heizung aus. Die Motordrehzahl sollte die ursprüngliche Einstellung erreichen. Mann muß also auf Vergaservereisung vorbereitet sein, und wenn die Drehzahl wieder einmal
absinkt, mit eingeschalteter Vergaserhitze weiterfliegen. Die heiße
Luft ist weniger dicht, also wird die Mischung fetter. Die Drehzahl
wird daher noch etwas noch etwas weiter fallen. Wird die Mischung auf mager gestellt, dann sollte der größte Teil des Drehzahlverlusts ausgeglichen werden. Man sollte den Kraftstoffverbrauch im Auge behalten, wenn mit mit Vergaserheizung fliegt.
Das nicht zugelassene Flugzeug und Eis: Die meisten Kleinflugzeuge haben lediglich ein beheiztes Staurohr, was ihre Eignung
zum Überfliegen von Gegenden mit kühlerem Klima im Spätherbst, Winter und beginnenden Frühjahr beschränkt. Obgleich
die Vorhersage von Vereisungsbedingungen notorisch ungenau
und in einigen Fällen falsch sind, muß der Pilot eine garantierte
Fluchtroute planen, falls er auf Vereisung trifft. Dies wird im Abschnitt Taktik dieses Safety Advisors besprochen.
Neben den Tragflächen, wo das Eis am leichtesten sichtbar ist,
können andere Teile des Flugzeugs schnell in Mitleidenschaft gezogen werden. Ein völlig blockiertes Staurohr aufgrund eines
nicht funktionierenden Heizers läßt den Geschwindigkeitsmesser
wie einen Höhenmesser fungieren.Wenn das Flugzeug höhersteigt, steigt auch die Geschwindigkeitsanzeige. Wenn das Flugzeug heruntergeht, sinkt die Geschwindigkeitsanzeige. Die
Mannschaft einer Boeing 727, die vergaß, die Staurohrheizung
für das Staurohr anzuschalten und abstürzte, dachte wegen der
hohen angezeigten Geschwindigkeit beim Hochsteigen, der Jet
überschritte seine Geschwindigkeitsgrenzen.
Unter schwerer Vereisung können die Oberflächen der Steuerung
kleben oder klemmen, wenn der Pilot wirklich volle Kontrolle über
die Steuerung braucht. Flugzeuge mit Zulassung sind an allen
Steuerungsoberflächen mit deutlicher Eisbildung überprüft worden, um sicherzustellen, daß sie nicht kleben. Schaut man sich
einige der zugelassenen Flugzeuge genau an, so sieht man deutliche Spalten, die Raum bieten, um Eisbildung zuzulassen, die
das Fliegen nicht beeinträchtigt.
Eine Reihe von Unfällen ist durch Fehlberechnung des Kraftstoffverbrauchs entstanden.
Man hat's oder man hat's nicht
Es gibt zwei Arten von Flugzeugen - die, die für das Fliegen unter
Vereisungsbedingungen zugelassen sind, und die, die es nicht
sind. Die Zulassung umfaßt ein rigoroses Testprogramm, und relativ wenige Kleinflugzeuge erhalten diese Zulassung. Rechtlich
gesehen dürfen Flugzeuge, die nicht alle Geräte installiert haben
oder wenn diese nicht funktionstüchtig sind, nicht in Bereichen
fliegen, wo bekannterweise Vereisungsbedingungen bestehen. Es
gibt einige rechtliche Punkte, die den Rahmen dieses Safety Advisors sprengen, mit Bezug auf die Frage, was denn "bekannterweise" ist. Wir konzentrieren uns auf die Betriebs- und Sicherheitsfragen. Teilausrüstungen wie heizbare Propeller oder Windschutzscheiben genügen nicht ein Flugzeug für das Fliegen unter
Vereisungsbedingungen zuzulassen. Sie erlauben nur ein leichteres Entkommen.
18
Abbildung 5: Spalten an Steuerungsoberfläche
Unbeheizte Kraftstoff-Entlüftungsöffnungen können blockiert werden, was zum Versiegen der Kraftstoffzufuhr führen kann. Kraftstofftanks, besonders Schlauchtyptanks, können kollabieren,
weil keine Luft vorhanden ist, um den verbrauchten Kraftstoff zu
ersetzen. Der Motor kann dann ausfallen.
Eine Reihe von Unfällen erfolgte, nachdem die Flugphase entlang
der Route und das Anfliegen des Flughafens errfolgreich war, der
Pilot aber nicht gut genug durch eine vereiste Windschutzscheibe sehen konnte, um zu landen.
Lesen Sie weiter auf Seite 38
AOPA-Letter 1/2001
!!!
AOPA Info
Flugzeugvereisung
INTERNET @ INTERNET @ INTERNET @
"""
Ohne eine zugelassene Enteisungsausrüstung werden Sie
zum Testpiloten. Gewiß, es gibt Flugbedingungen mit leichter
Vereisung, die keine große Gefahr darstellen, aber die Trennlinie
zwischen leicht und mittelschwer, ist dünn. Das PilotenberichtSystem, das im besten Fall ungenau ist, kann im schlimmsten
Fall irreführend sein.
Die Frage stellt sich immer wieder, wieviel Eis kann ein bestimmtes nicht zugelassenes Flugzeug tragen? Die Antwort kennt
niemand, weil es nie getestet worden ist. Wir empfehlen nicht,
daß Sie Ihr Leben aufgrund des Rats des lokalen Flugplatzweisen riskieren, der einige Male durch Eis geflogen sein mag
und bereit ist, soviel kostenlosen Rat zu geben, wie Sie möchten. Sie und Ihre Passagiere verdienen etwas besseres. Wetterbedingungen, können gleich aussehen, aber sehr verschieden
sein.
Lesen Sie den 2. Teil dieses Artikels im nächsten
AOPA-LETTER, Ausgabe 2/2001
The Pilots free Flight Atlas Europe + USA/Canada
Diese von Piloten entwickelten Atlanten sind ein "all-in-one"
Nachschlage- und Informationswerk. Sehr viele Informationen für
Unterwegs und auch für's Preflight-Planing können hier sehr einfach und übersichtlich entnommen/nachgeschlagen werden.
Das praktische DIN A 4 Format mit Schutzfolie ist praxisnah entwickelt. Neben dem Kartenteil, Europa 2.500
Flughäfen und USA/Can. 6.000 Flughäfen incl.
ICAO-Code, gibt es folgenden Inhalt: ICAO/IATADirectory, Special-Use-Airspace-Structur, WetterInformationen,
Nav-Aids,
Way-Points,
VOR/DME's, Straßen, Autobahnen und Eisenbahnen, Berge, Flüsse, einige Stadtpläne sowie weitere nützliche Info's.
Herausgeber: absolutezero GmbH, 41189 Mönchengladbach, Postfach 41 01 11, Fax: 02166950662 oder
www.PilotsAtlas.com
oder [email protected]
Fliegerrevue - www.fliegerrevue.de
Auch die deutsche Zeitung "Fliegerrevue" unterhält Internet-Seiten,
die es sich lohnt einmal anzuschauen, da sie informativ sind und
im übrigen, wie die Zeitschrift angibt, über 862 Links der verschiedensten Art verfügt. Unter www.fliegerrevue.de können die
Seiten aufgerufen werden, und unter dem Begriff "Links" findet
man eine weitere Unterteilung zu einer Vielzahl von interessanten
Seiten, auch für die Allgemeine Luftfahrt. Es werden hier Links zu
Flugplätzen weltweit, aber auch zur DFS und zum Deutschen
Wetterdienst angeboten, und man kann sich bei Ausnutzung der
entsprechenden Link-Seiten das Wetter auch von Österreich und
der Schweiz beschaffen. Es werden auch Satelliten- wie auch
Radarbilder angeboten, die eine gute Wetterinformation anbieten.
Zu diesen Wetterinformationen kann man sich einen direkten Zugriff über die nachfolgende Adresse verschaffen:
http:\\berg.heim.at/anden/420013/flieger/zeitsch.htm
Auch diese Seiten bieten ein interessantes Spektrum an Informationen für die Allgemeine Luftfahrt.
Ian Allan - www.ianallan.com/publishing
Aeronautical Datas provides by JEPPESEN
!
DRUCKTEUFEL
AOPA Letter 06/2000, Seite 44:
Bericht zu AK Flugplatzbeauftragte:
Die Rufnummer von Herrn Diemer, zuständig
für Aalen-Elchingen lautet korrekt:
07361 - 96 80 40
38
!
DRUCKTEUFEL
Der englische Zeitungshersteller Ian Allan publiziert nicht nur eine
Vielzahl von Zeitungen, sondern verfügt auch über höchst interes-
AOPA-Letter 1/2001