AERO INDIA 2011 «Das Geld wurde abgeschafft…» - Cockpit

Kabelfliegen
Das englische Wort «Wire» hat mehrere Bedeutungen. Es steht unter
anderem für Draht, Kabel oder Leitung. In der Aviatik hat der Begriff
«Fly by Wire» eine wichtige Stellung. Es bezieht sich in diesem Fall auf
die elektrische Leitung zur Übertragung der Steuereingaben.
Entgegen der weit verbreiteten Meinung,
dass «Fly by Wire» mit dem Airbus
320 in den späten 1980er-Jahren
eingeführt worden sei, reichen die Ursprünge
bis in den Zweiten Weltkrieg zurück. Der
C-1 Autopilot, der unter anderem im Boeing
B-17E Bomber zur Anwendung kam, nutzte
bereits elektrische Signale, um Höhe und
Steuerkurs zu halten. Der Avro Vulcan, ein
vierstrahliger Bomber aus den 1950ern, war
das erste Flugzeug, bei dem alle Steuereingaben
über elektrische Impulse weitergeleitet
wurden.
Technische Grundlagen
Der Airbus 320, eines der meistverkauften
Zivilflugzeuge, hat seinen Erfolg nicht zuletzt
dem bahnbrechenden «Fly by wire»-
System zu verdanken. Laut Airbus soll das
System den Piloten die Steuerführung angenehmer
machen. Zudem erhöht es die Sicherheit,
reduziert das Gewicht und soll erst
noch kosteneffizienter sein. Die Absatzzahl
von beinahe 7000 Flugzeugen zeigt, dass es
den Ingenieuren gelungen ist, ein sehr gutes
Flugzeug zu konzipieren.
Der Airbus 320 geht aber einige Schritte
weiter mit seinem «Fly by wire»-System, als
einfach nur den Steuerimpuls elektronisch
weiterzuleiten. Vereinfacht dargestellt gibt
der Pilot über den Sidestick oder den Autopiloten
eine Steuereingabe, welche an den
jeweiligen Flugkontrollcomputer weitergegeben
wird. Dieser wertet die Eingabe
aus und errechnet, welche Steuerflächen
bewegt werden müssen, um die vom Piloten
erwünschte Änderung der Fluglage zu
bewirken. Solange der Pilot den Sidestick
nicht bewegt, hält der Computer die aktuelle
Fluglage. Dies wird oft auch als Vektorsteuerung
beschrieben. Diese scheinbar
einfache Aussage hat aber für Piloten weitreichende
Auswirkungen.
Flugzeugsteuerung
In einem konventionellen Flugzeug werden
die Steuerflächen entsprechend der Steuereingabe
ausgeschlagen. Bewegt der Pilot
das Steuerhorn in die maximale Schräglage,
so beträgt auch der Ausschlag der Steuerflächen
den maximalen Wert. Und lässt
der Pilot das Steuerhorn in seiner normalen
Stellung, so befinden sich auch alle Steuerflächen
in der Neutralstellung.
Im Airbus hingegen kommandiert der Pilot
eine Flugbahnänderung. Zieht der Pilot am
Sidestick, gibt er dadurch dem Computer
den Befehl, die Flugzeugnase mit einer bestimmten
Beschleunigungskraft nach oben
zu heben. Je stärker der Pilot am Sidestick
zieht, desto grösser ist die Beschleunigungskraft.
Um die Belastung, auch g-Faktor genannt,
wieder auf den Normalwert von 1 zurückzubringen,
muss der Pilot den Sidestick
zurück in die Neutralstellung bewegen. Erst
dann behält das Flugzeug die aktuelle Fluglage
und erfährt keine Beschleunigungen
mehr um die Flugzeugachsen.
Erlebt das Flugzeug eine Änderung der Fluglage,
beispielsweise durch eine Böe oder
durch das Ausfahren des Fahrwerks, wird
es nach einer kurzen Störung sofort wieder
seine ursprüngliche Flugbahn einnehmen.
Dies hat einen enormen Einfluss auf
das Steuerungsverhalten von Piloten.
Verhalten am Sidestick
Die Steuerung im Airbus führt besonders bei
Piloten, die davor ein Flugzeug mit konventioneller
Steuerung geflogen sind, bisweilen
zu leichten Schwierigkeiten bei der Angewöhnung.
Da bei vielen Flugzeugen jede
Flugbahnänderung korrigiert werden muss,
hat ein frischer Airbus Pilot zu Beginn oft
eine nervöse Steuerführung am Side stick.
Er versucht jede kleine Änderung sofort mit
dem Sidestick zu korrigieren. Eine Böe, die
die Querneigung des Flugzeuges nach links
erhöht, kommentiert der Pilot mit einem
sofortigen Sidestickausschlag nach rechts.
Da der Computer, wie oben besprochen, sowieso
wieder in die ursprüngliche Flugbahn
zurückkehrt, wird der Steuerinput des Piloten
dazu addiert. Dadurch kommt es zu
einer Querneigung nach rechts und erfordert
eine Gegenkorrektur. Dieses Aufschau-
Your Captain speaking…
Mit dem roten Knopf am Sidestick lässt sich
der Autopilot bequem ausschalten.
keln wird auch «Pilots induced oscillation»
genannt. Bei schwierigen Windsituationen
hat der Computer jedoch seine Grenzen und
schafft es nicht immer, in kurzer Zeit in die
ursprüngliche Flugbahn zurückzukehren.
Mit zunehmender Erfahrung erkennen die
Piloten diese Situationen und reagieren darauf
mit korrekten Steuereingaben.
Anflugtechnik
Die Vektorsteuerung hätte auf den Landeablauf
einen enormen Effekt. Ein vereinfachtes
Gedankenspiel: Um die Sinkrate
zu verkleinern, muss der Sidestick gezogen
werden. Das Flugzeug würde die Belastung
um die Querachse ändern und fortan die
Nase mit der gleichen Belastung nach oben
ziehen. Erst wenn der Pilot den Sidestick
nach vorne in die Neutralstellung drückt,
würde das Flugzeug die Nase nicht weiterheben.
Da diese Bewegung jedem Piloten völlig
fremd ist und jeglicher Erfahrung mit konventionellen
Flugzeugen widerspricht,
wird unter 50 Fuss Höhe der so gennante
«Flare Mode» aktiviert. Der Computer memorisiert
die aktuelle Fluglage und beginnt
ab 30 Fuss damit, die Flugzeugnase nach
unten zu drücken. Der Pilot muss deshalb
kontinuierlich am Sidestick ziehen, um die
Sinkrate zu brechen. Dadurch wird ihm das
Gefühl eines konventionellen Landeablaufs
vermittelt.
Tobias Mattle
Foto: zvg
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