Flugbetrieb im Winter

[nabla]

Moin,

 

um den Diskussionen über das Schneechaos ein bißchen mehr Fundament zu geben, habe ich hier eine Reihe von Informationen zum Flugbetrieb im Winter zusammengestellt. Ich erhebe keinen Anspruch auf Vollständigkeit, es kann gerne ergänzt werden.

 

********************************************************************************

**********************************

 

1. Flugzeugenteisung

Es gilt grundsätzlich das "Clean Aircraft Concept", das heißt, ein Flugzeug muß zum Start komplett frei von festen Niederschlägen wie Schnee, Hagel, Graupel oder Eis sein. Das Enteisen erfolgt in der Regel in zwei Schritten: Einmal der Enteisung an sich, also der Beseitigung von Niederschlägen und dem anschließenden Anti-Icing, also der Vorsorge gegen neue Niederschläge oder Frost. Es gibt auch Möglichkeiten beides in einem Durchgang zu erledigen, prinzipiell bleibt es aber bei der Methodik.

Zeitraubend und ressourcenverbrauchend ist in erster Linie das De-Icing, wenn Schnee und/oder Eis auf dem Flieger liegen. Das Anti-Icing ist dann relativ schnell erledigt. Ist das Flugzeug prinzipiell frei, reicht es oft auch aus, wenn nur Tragflächen und Leitwerk behandelt werden. Die Entscheidung, was enteist werden soll und was für eine Flüssigkeit in welchem MischungsvVerhältnis verwandt werden soll, stimmen Kapitän und Enteiser einvernehmlich ab. Zur Wahl stehen in der Regel die Typen 1, 2 und 4, die sich von den Eigenschaften und Preisen her unterscheiden. Hinzu kommen vereinzelt noch Spezialflüssigkeiten, z.B. gibt es in FRA "Kilfrost ABC-S Plus" als Typ 4, wobei die EIgenschaften besser als reguläres Typ 4 Mittel sind.

Die Enteisungsflüssigkeiten zeichnet aus, dass sie zum einen Niederschlagsansatz verhindern und zum anderen am Flugzeug bis zum Startlauf haften bleiben und erst dann durch die Strömung vom Flugzeug herunterfließen.

 

Im Endeffekt ist die sog. "Holdovertime (HOT)-Tabelle" der maßgebliche Faktor. Je nach Flüssigkeit, Mischungsverhältnis und Umgebunsbedingung kann daraus abgelesen werden, wie lange ein sicherer Start möglich ist. Die Zeit läuft ab Beginn des Enteisungsvorganges.

Ein paar Beispiele (alle für Temperatur -4 bis -10°C, jeweils 100%):

• Typ 1, Avtice Frost: 35 min
• Typ 2, Active Frost: 8h
• Typ 4, Active Frost: 10h
• Typ 4 Kilfrost, Active Frost: 10
• Typ 1, moderate Snow (SN): 2min
• Typ 2, moderate Snow (SN): 15min
• Typ 4, moderate Snow (SN): 20min
• Typ 4 Kilfrost, moderate Snow (SN): 1h

 

Rechnet man für den Enteisungsvorgang an sich ~10-20 Minuten macht alles unter 30min quasi keinen Sinn, wenn man nicht direkt an der Bahn steht und sofort nach dem Enteisen starten kann. Ebenso macht es keinen Sinn, wenn nur mit einem Fahrzeug enteist wird und statt 10-20min eher 20-30min gebraucht werden.

Ein weiterer Punkt: Für viele Wetterphänomene sind keine Holdovertimes definiert, d.h. ein Start bei diesen Bedingungen bewegt sich außerhalb des gesetzlichen Rahmens. Beispiele: moderater oder starker, gefrierender Regen (FZRA; für leichten gefrierenden Regen [-FZRA] gibt es HOTs), starker Schneefall (+SN), Hagel, Graupel.

 

2. Flughafenbetriebsflächen

Der Flughafen als solches hat natürlich Räumgeräte, Schneefräsen, etc. zur Verfügung. Wie viel davon vorgehalten wird hängt von der Flughafenfläche, dem Mikroklima vor Ort, dem Flugbetrieb und dem regionalen Klima ab.

Die Runways als solche werden vor allem nach einem Kriterium bemessen: Dem Bremskoeffizient, also dem Reibwert. Ob noch Schneereste, Matsch oder anderes darauf liegen ist prinzipiell erstmal nachrangig, wenn der Bremskoeffizient stimmmt. Gleichwohl gibt es Tabellen für verschmutzte, "contaminated runways" für die Berechnung von Start- und Landeleistung, die entsprechend berücksichtigt werdem müssen.

Leider ist die Betrachtung eine Betrachtung vom grünen Tisch aus: Die Werte für "contaminated Runways" sind nie als solche erflogen und vermessen worden, sondern dürfen durch Hochrechnung von Werten, die auf nasser Bahn gemessen wurden, bestimmt werden. Die Hochrechnung erfolgt dabei in Anlehnung an eine Meßreihe, die anno Tobak von der NASA (? Da bin ich mir nicht sicher, wer mehr weiß bitte Ergänzen!) einmalig erflogen wurde.

[Kurze Randbemerkung: Ist eine Landebahn mit Reifenabrieb verdreckt, so dass die Bremswirkung leidet, kann für eine Übergangszeit bis zur Reinigung per NOTAM die Runway als "slippery when wet" erklärt werden. Leider gab es bis 2010 keine Leistungsdaten für diesen Zustand, so dass vom juristischen Standpunkt aus, ein Flugbetrieb auf einer solchen nassen Bahn ebenfalls nicht legal ist. Erst 2010 hat Airbus mit einer Meßkampagne dafür begonnen, die Übernahme in die maßgebenden Vorschriften steht noch aus.]

Auch die Messung der Bremswerte ist eine Krücke und praktisch eine Krux an und für sich: Es gibt 2-3 Meßverfahren mit den ihnen eigenen Meßgeräten, die alle nicht zueinander direkt kompatibel sind. Hinzu kommt, daß nur an der Stelle, wo der Meßwagen gefahren ist, Werte aufgenommen wurden. Bei 60m Breite einer Landebahn kann es dabei durchaus zu Abweichungen kommen. Ebenso kommt hinzu, daß die Reaktion der einzelnen Flugzeuge auf die unterschiedlichen Bremskoeffizienten sehr unterschiedlich ausfällt. So kann ein "braking action: medium" sich in der Praxis wie eine normale Landung anfühlen, es kann aber auch wie eine Rutschpartie auf Eis sein - ich habe beides auf deutschen Flughäfen schon erlebt!

 

Wie der Flughafen die Landebahn frei bekommt, ist ebenfalls regional unterschiedlich. Klar, mechanisches Räumen erklärt sich von selbst. Darüber hinaus gibt es aber auch chemische Enteisung oder andere Verfahren (z.B. Sand). Ob sie genutzt werden können, hängt oft von regionalen oder nationalen Vorschriften ab.

 

Roll- und Verkehrsflächen sollten nach Möglichkeit auch frei sein. In der Praxis ist es bei sehr starkem Schneefall kaum möglich, alles frei zu halten. Eine kleine Auswahl an Problemen (alle schon selber erlebt):

Rolllinien sind nicht zu erkennen, insbesondere unbeleuchtete Einrolllinien für Parkpositionen

Flugzeuge können im Schnee mit den warmen Reifen festfrieren

Pushback-Trucks haben keine Schneeketten

Unterflurbetankungsanlagen frieren zu (Sprit in der Erde warm (~ 3-10° C), Schnee schmilzt, mehr Schnee fällt, friert zu), bzw. sind nicht zu finden

Highloader können nicht an Flugzeug ranfahren

Vorlegeklötze halten nicht (insbesondere in den GUS-Staaten, da dort oft Metallklötze verwendet werden)

Schneehaufen können durch Schubstrahl auf andere Flugzeuge geblasen werden, so daß eine (neue) Enteisung notwendig ist

 

Ein letzter Punkt noch: Es gibt die "alten" Flughäfen (FRA, LHR, TXL, HAM, ...), die aufgrund von regionalen Besonderheiten kaum ausgebaut werden können und trotzdem massiv wachsen und es gibt "neuen" Flughäfen (MUC, CDG (teilweise), SXF, ...), die oftmals intelligent für die heutige Zeit konzipiert sind. So leiden gerade die alten Flughäfen an engen, beschränkten Rollwegen, Sackgassen und stark begrenzten Betriebsflächen, die gerade bei Störungen in den Abläufen sich besonders nachteilig auswirken.

 

3. Flughafenbetreiber

Wie schon in den anderen Threads angeklungen ist, ist die Frage der Bereitstellung und Bevorratung an Menschen und Maschinen sowie Verbrauchsstoffen eine klassische Optimierungsaufgabe. Grundsätzlich kostet jede Maschine erstmal Geld, jeder Mitarbeiter sein Gehalt und alles Material auf Halde bringt keinen Ertrag für das eingesetzte Kapital. Jeder Statistiker kann jetzt Hochrechnungen/Simulationen anstellen, wie wahrscheinlich was für Ereignisse sind und was dafür benötigt wird. Am Ende wird es auf den Punkt kommen, dass der Betreiber z.B. in 98% aller Fälle den Betrieb aufrechterhalten kann oder aber vertretbare Einschränkungen hat. Kommen die 2% aller Fälle aber gehäuft oder aber es ereignen sich Vorkommnisse, die es statistisch gar nicht geben kann (also Wahrscheinlichkeiten <10^-9), ist der Betreiber mit seinem Latein am Ende - aber das ist überall in der Wirtschaft so.

 

4. Der Flughafenverkehr

Ein Flughafen und auch die OPS wird maßgeblich durch den anfliegenden Verkehr geprägt. Daraus ergeben sich Vor- und Nachteile in den Abläufen.

 

London hat z.B. einen sehr großen Langstreckenanteil, also Flugzeuge die von weit her kommen und schnell wieder weg sind. Wenn es nicht aktuell schneit, müssen in erster Linie nur die Betriebsflächen gereinigt werden. Hinzu kommt, daß LHR einen der größten Primärmärkte in Europa hat, d.h. die Umsteigequote ist sehr gering, da viele Passagiere nach LHR wollen.

 

Frankfurt hat einen sehr gemischten Lang- / Kurzstreckenverkehr, hat einen sehr hohen Umsteigeranteil und ist als Hub besonders anfällig für Betriebsstörungen. Hier stehen viele Flugzeuge nachts, bzw. haben Stops am Tage, so daß auch viele Flugzeuge enteist werden müssen.

 

Kleinere Flughäfen wie Nürnebrg oder Hamburg haben prinzipiell noch Kapazitäten von der allgemeinen Verkehrsauslastung nach oben hin. Da sich die operationelle Planung aber an den aktuellen Zahlen orientiert, ergeben sich daraus auch keine Vorteile.

 

5. Das aktuelle Wetter

Ich fliege seit 8 Jahren ex FRA. In diesen Jahren habe ich noch nie erlebt, dass alle Runways weiß waren. Diesen Winter erlebe ich es schon zweimal. In meiner Erinnerung gab es einen Tag vor ein paar Jahren, ein 6. März (irgendwann zwischen 2004 und 2007) an dem wegen +SN (s.o.) der Flugbetrieb eingestellt werden mußte. Diesen Winter wurde schon mehrfach der Flugbetrieb eingestellt.

In den 8 Jahren habe ich noch nie so viel Schnee hier gesehen. Vor den Häusern liegen Schneeberge bis 1,80m hoch um irgendwie die Schneemassen von den Straßen und Wegen zu bekommen - und trotzdem liegt überall noch jede Menge herum. Das Gros der Straßen in unserem Wohngebiet ist nur noch einspurig passierbar, auch Ausweichstellen für entgegenkommende Fahrzeuge sind rar wegen der Schneeberge.

In meinen AUgen ist besonders, das es zu dieser Jahreszeit so extrem schneit. Klar, der Winter kommt nicht überraschend, aber meist verhält es sich doch so: Ab November wird kühl, tagsüber deutlich unter 10°, nachts vereinzelt Bodenfrost. Irgendwann zwischen 01.11. und 24.12. schneit es ein wenig, hält sich aber meist nicht lange und die 2-10cm tauen schnell wieder weg; Temperaturen um 0°, Schwankungen zwischen -5° und +7°, bei Sonne vereinzelt auch mal mehr. Ab Januar dann tiefere Temperaturen, Schnee, aber immer wieder Tauwetter zwischendurch. In den letzten Jahren zunehmend längere Kälteperioden im Februar, auch teilweise bis weit in den März hinein.

Ohne die offiziellen Wettedaten zu kennen, sind solch massive Schneefälle a) zu diesem Zeitpunkt im Winter und B) in dieser Intensität alles andere als normaler Jahresdurchschitt - zumindest in Frankfurt: Einige Niederschlagsgebiete waren ja räumlich sehr beschränkt!

 

********************************************************************************

**********************************

 

Gruß,

 

Nabla

[Maxi-Air]

Sauviel Arbeit ! :o

Ich werd mir das in ein Word Dokument kopieren, falls ich irgendwann Zeit habe! ;)

Danke für die tollen Infos !

[HAJ-09L]

Einige kleine Ergänzungen / Anmerkungen zu nablas Beitrag:

 

- Hier die Quelle für die Vorhaltezeiten der verschiedenen ADF-Typen bei unterschiedlichen Witterungsbedingungen. (nach unten scrollen)

 

- Bei der Reibwertermittlung sind zwei Fahrten über die Bahn erforderlich (hin und wieder zurück). Bei Breiten von 45 /60m ist das natürlich nicht alles, erhöht die "Treffergenauigkeit" aber erheblich.

 

- Neben dem reinen Reibwertangaben sind für die Beurteilung der Bahnverhältnisse auch die weiteren Inhalte des jeweils aktuellen SNOWTAMs von Bedeutung. (Art und Höhe des Belags...)

 

- Die Größe des Winterdienstfuhrparks von jedem Flughafen kann dem "Seasonal Snow Plan" im AIP entnommen werden.

 

[BA917]

Super nabla, danke für die Arbeit!

[HorstFeilzer]

Sehr interessant. Eine kleine Anmerkung:

 

Der Umsteigeranteil an den Passagieren in Heathrow ist zwar im Vergleich zu Frankfurt geringer, aber absolut wohl nicht wirklich als gering zu bezeichnen.

 

Hier mal ein paar ungefähre Werte für die Großen in Europa:

 

Frankfurt > 50%

Amsterdam > 40%

Paris CDG < 40%

London LHR > 30%

 

D.h. auch Heathrow gehört noch eindeutig in die Kategorie "Hubflughafen" - was nicht verwundert, schließlich ist es die Heimat von British Airways.

[nabla]

Eine Ergänzung noch zu Punkt 2: Freihalten der Landebahnen.

 

In einem Thread kam die Idee auf, dass man die Landebahnen ja beheizen könnte, z.B. per Geothermie. Eine solche Anlage muss entsprechend dimensioniert sein, d.h. man berechnet sie so, dass am kältesten Tag X bei z.B. -30° die Anlage nicht einfriert und an der Oberfläche immernoch eine Temperatur von sagen wir mal +2° erreicht. Und was ist, wenn es dann -32° hat? Dass man mit so einer Dimensionieungsaufgabe scheitern kann, wenn sich grundsätzliche Parameter ändern, zeigt ja zur Zeit die Bahn mit den Klimaanlagen im Sommer oder auch mit den Problemen im Winter (v.a. die ICEs / EuroStar im Winter 2009/10).

Von Vorteil ist aber, daß es selten bei so niedrigen Temperaturen so stark schneit. Meist schneit es in Mitteleuropa bei Temperaturen zwischen +2 und -10° C, darunter eher selten (Berge mal ausgenommen). Aber wie warm müßte es an der Oberfläche der Bahn denn sein, um bei Wind (Luftmasse) und sehr starkem Schneefall allen Niederschlag konsequent sofort zum Schmelzen zu bringen? Insgesamt braucht man sicherlich eine Temperaturdifferenz von 10-20°C um das sofortige Schmelzen zu erreichen - und das bringt neue Probleme mit sich. Über einer erhitzen Landebahn, die wärmer ist als das Umland, ist auch die Luft wärmer und damit die Luftdichte geringer. Für anfliegende Flugzeuge bedeutet das beim Einfliegen in diese Luftmasse einen sofortigen Auftriebsverlust, der gefährlich werden kann wenn nicht adequat reagiert wird. Eine vergleichbare Situation gibt es auch in den Golf Staaten nach Sonnenuntergang oder auch im Winter bei Sonnenschein. Letztere Phänomene sind hinreichend bekannt und werden geschult - eine auch bei Bewölkung im Winter beheizte Bahn wäre eine Besonderheit und müßte mit entsprechenden Warnungen versehen werden.

Last but not least: Was wäre der ausschlaggebende Grund, der eine solche Investition rechtfertigt? Da in 99% der Fälle mit klassischen Mitteln geräumt wird und nur durch Neuschneefälle auf nicht präparierte (z.B. chemisch enteiste) Bahnen oder generell starke Schneefälle eine räumung erforderlich wird, ist die Zahl der Stunden, wo die Bahn wegen Räumung geschlossen ist eher gering. Klar, wenn es nötig ist, dauert es haltje nach Airport ~30-45 min aber es geschieht selten.

Die Bahnheizung würde also diese Stunden sparen und vielleicht auch dann helfen, wenn es konstant heftig schneit, so daß nicht ausreichend geräumt werden kann. Diese Tage sind aber sehr, sehr selten. Ich gehe davon aus, daß sich eine solche Millionen-Investition, inklusive anfallender Betriebskosten (Energie für Umwälzung des Wärmemittels, Wartung, etc.) nicht rechnet - abgesehen von den fliegerischen Problemen.

 

Gruß,

 

Nabla

 

Gerade gefunden:

 

Handelsblatt - Warum gibt es keine Landebahnheizung?

[Andreas100]

Moin,

 

hätte da als Laie mal ein paar Fragen an die Enteisungsexperten.

 

Bei Frost oder Eisregen wird die Maschine enteist damit wie ich das sehe, alle beweglichen Teile

wie Landeklappen usw. funktionsfähig bleiben.

 

In Reiseflughöhe beträgt die Temperatur ca. minus 55 Grad und somit ist das Flugzeug

extrem "tiefgekühlt".

Warum vereisen dort nicht die beweglichen Materialien, keine Luftfeuchtigkeit in dieser Höhe

vorhanden die ein vereisen verhindert ?

 

Oder Landung bei Regen oder Schneefall, dort trifft doch Wasser auf tief gefrorenes Material

und müsste für sofortige Vereisung der Tragflächen, Ruder usw. sorgen.

 

Gruss Andreas

 

 

[744pnf]

In Reiseflughöhe beträgt die Temperatur ca. minus 55 Grad und somit ist das Flugzeug

extrem "tiefgekühlt".

Warum vereisen dort nicht die beweglichen Materialien, keine Luftfeuchtigkeit in dieser Höhe

vorhanden die ein vereisen verhindert ?

 

Genau so ist es, die kalte Luft ist extrem trocken, da sie praktisch keine Luftfeuchtigkeit aufnehmen kann.

 

Oder Landung bei Regen oder Schneefall, dort trifft doch Wasser auf tief gefrorenes Material

und müsste für sofortige Vereisung der Tragflächen, Ruder usw. sorgen.

 

Die auftriebswichtigen Flügenvorderkanten (also z.B. nicht die Ruder) können zur Verhinderung dieses Effektes mit Zapfluft aus den Triebwerken von innen beheizt werden. Bei vielen Turboprops wird Eisansatz durch Aufpumpen von flexiblen Matten regelrecht abgesprengt.

[nabla]

Bei Frost oder Eisregen wird die Maschine enteist damit wie ich das sehe, alle beweglichen Teile

wie Landeklappen usw. funktionsfähig bleiben.

 

Hallo Andreas,

 

die Beweglichkeit ist nur ein Aspekt. Sehr viel entscheidender ist aber die Störung des aerodynamischen Profils auf der Flächenoberseite. Hier können schon kleine Veränderungen fatale Folgen haben.

Hinzu kommt auch, daß ein Eis/Schnee-Belag natürlich auch Gewicht darstellt, was vom Betrag her unbekannt ist. Insofern wird auch die Rumpfoberseite mit gereinigt.

 

Gruß,

 

Nabla