Ausweichlandung

Der Ausdruck Landung (Verb: „landen“; Wortursprung: das Schiff kommt an Land) bezeichnet das Aufsetzen eines Raum-, Luft- oder Wasserfahrzeuges auf dem Boden oder auf einer dafür vorgesehenen Landestelle. Die Landung ist ein Flugmanöver im aus dem Sinkflug eingeleiteten Landeanflug.

Landung einer Grumman A-6 auf einem Flugzeugträger

Landung eines Raumfahrzeugs

Penetrator von Deep Space 2

In der Raumfahrt unterscheidet man zwischen „harter“ und „weicher“ Landung.

Harte Landung

Als harte Landung bezeichnet man den ungebremsten Aufprall eines Flugkörpers (Mond- oder Planetensonde) auf der festen Oberfläche eines Himmelskörpers. In der Regel wird der Flugkörper dabei zerstört und kann nur während der Abstiegsphase Daten liefern. Penetratoren, die auch eine harte Landung mit nachfolgendem Eindringen in den Himmelskörper funktionsfähig überstehen, befinden sich in Entwicklung, erste Tests verliefen erfolglos.

Bei den ersten Mondsonden der USA und der UdSSR war mehrmals eine harte Landung am Erdtrabanten geplant, doch stattdessen kam es nur zu einem Vorbeiflug. Die Genauigkeit beim Start (Endgeschwindigkeit und Richtung der obersten Raketenstufe) war noch nicht ausreichend und reichte für das Treffen des Mondes auf der notwendigen gekrümmten Bahn nicht aus.

Das Ziel harter Landungen war unter anderem:

• Propagandaerfolg (insbesondere seitens der Sowjetunion im Kalten Krieg)
• Weiterentwicklung der Technik und der Bahnmanöver
• erste Erkundung von Himmelskörpern (z.B. Nahaufnahmen von Ranger 7 bis 9)
• Erforschung ihrer Atmosphären und Magnetfelder
• Impaktoren und Vorbereitung von späteren sanften Landungen
• ab den 1990ern unvollständige Bremsung bzw. atmosphärische Bremsung
• Absetzen eines Penetrators auf einem Kleinplaneten oder Kometen.

Weiche Landung

Luftsäcke für die weiche Landung eines Marsrovers

Bei der weichen Landung wird die Sonde oder ihr spezielles Landegerät vor dem Aufprall abgebremst bzw. beim Aufprall selbst (z.B. durch eine aufblasbare Hülle) geschützt. Zum Abbremsen werden Raketentriebwerke oder bei vorhandener Atmosphäre Fallschirme benutzt. Der Flugkörper bleibt intakt und kann auf der Oberfläche des Himmelskörpers Aufgaben erfüllen. Deshalb ist die weiche Landung heute die bevorzugte Variante. Auf der Venus wurde bei Landern wegen der dichten Atmosphäre oft der Fallschirm schon in großer Höhe abgeworfen und der Lander schlug nur gebremst durch den Luftwiderstand mit ca. 30 km/h auf der Oberfläche auf. Somit kann eine Weiche Landung für unsere Verhältnisse auch sehr hart sein.

Bei auf die Erde zurückkehrenden Flugkörpern unterscheidet man zwischen einer Landung auf dem Festland und einer Wasserung.

Landung eines Luftfahrzeugs

Eine Boeing 747-200 der Atlas Air bei der Landung. Unter dem Hauptfahrwerk verwirbelt das abradierte Gummi der Reifen

Eine Boeing 747-400 der JAL beim Aufsetzen des Hauptfahrwerks von hinten gesehen. Hinter dem Flugzeug verwirbelt der Rauch des abradierten Gummis der Reifen

Als Landung bezeichnet man die Flugphasen vom Beginn des Landeanflugs bis zum Stillstand oder langsamen Rollen. Während dieser Flugphase, die je nach Flughöhe etwa 2 bis 10 Minuten dauert, muss die Gesamtenergie (kinetische + potentielle Energie), die das Luftfahrzeug zu Beginn des Landeanflugs besitzt, gezielt abgebaut werden. Dazu muss bereits in der Luft durch Erhöhung des Widerstands (Wölbungs-, Landeklappen etc.) soviel Energie (Geschwindigkeit) abgebaut werden, wie es die sichere Führung des Flugzeugs erlaubt. Dadurch – und durch die Landung gegen den Wind – wird die Aufsetzgeschwindigkeit reduziert, die zwischen etwa 50 km/h (Segelflug) und 300 km/h (Linienflug) liegt. Die Restenergie muss am Boden abgebaut werden.

Die Landung eines Flugzeugs setzt sich aus den Phasen Anflug, Abfangen, Ausschweben, Aufsetzen und Ausrollen zusammen.

Während des Landeanflugs wird die Geschwindigkeit auf die sichere Anfluggeschwindigkeit reduziert. Diese muss eine ausreichende Reserve zur Überziehgeschwindigkeit haben. Als optimale Anfluggeschwindigkeit gilt bei Motorflugzeugen die Überziehgeschwindigkeit mal Faktor 1,3. Diese Geschwindigkeit nennt man Referenzgeschwindigkeit (V_REF). Dazu addiert wird je nach Flugzeugtyp die halbe oder ein Drittel der Windgeschwindigkeit und eventuelle Windböen. Die Geschwindigkeit darf aber nicht höher sein als die maximale Geschwindigkeit für ausgefahrene Landeklappen (V_FE – Flaps Extended) und ausgefahrenes Fahrwerk (V_LE – Landing Gear Extended). Diese Geschwindigkeit nennt man Zielgeschwindigkeit (V_TRG – Target Speed oder V_APP – Approach Speed). In der Verkehrsluftfahrt werden diese Geschwindigkeiten vor jedem Landeanflug in der sogenannten Anflugbesprechung festgelegt, da die Überziehgeschwindigkeit gewichtsabhängig ist und immer aktuell bestimmt werden muss. Bei Kleinflugzeugen begnügt man sich mit einer stets gleichen Referenzgeschwindigkeit. Bei Segelflugzeugen ist die Landegeschwindigkeit die Geschwindigkeit des besten Gleitens (V_Y) plus 10 % (bei Gegenwind oder Turbulenzen plus 20 %). Da bei Segelflugzeugen kein Durchstarten möglich ist, dient die erhöhte Geschwindigkeit als Sicherheitsreserve.

Während Leichtflugzeuge (im allgemeinen Sprachgebrauch meist unzutreffend Sportflugzeuge genannt) mit dem Motor im Leerlauf landen, wird dies bei größeren Maschinen nicht angewendet. Die Ursache liegt in der für die Landung zu guten Gleitzahl der Maschinen und der damit einhergehenden Schwierigkeit, Geschwindigkeit abzubauen. Die Gefahr des Überschwebens wäre zu groß. Aus diesem Grund greift man zu einem Trick: In den höheren Stufen der Hochauftriebshilfen (Landeklappen) erzeugen diese nicht nur erhöhten Auftrieb, sondern beabsichtigterweise auch einen hohen Luftwiderstand. Der Gleitwinkel von üblicherweise 3° kann dann nur noch durch die Gabe von zusätzlichem Schub eingehalten werden. Die Geschwindigkeit kann nun durch die Kombination von Schub und Trimmung sehr effektiv beeinflusst und konstant gehalten werden. Ein weiterer Vorteil bei Jets ist der Umstand, dass im Falle eines Durchstartmanövers die Beschleunigungszeit des Triebwerks signifikant reduziert wird. Bei den meisten Maschinen liegt der Landeschub bei etwa 45–65 % N1. Beim Einleiten des Abfangbogens wird der Schub in der Regel auf Leerlauf zurückgefahren.

Unter dem Abfangen (Round Out, Break) versteht man den Übergang (Abfangbogen) aus dem Anflug (Sinkflug) in einen parallelen Flug entlang dem Boden.

Im anschließenden Ausschweben wird bei Leichtflugzeugen die sichere Anfluggeschwindigkeit allmählich reduziert, und das Flugzeug setzt mit Mindestfahrt auf. Mit abnehmender Fluggeschwindigkeit wird der Auftrieb durch Erhöhung des Anstellwinkels erhöht. Da sich gleichzeitig der Widerstand an den Flügeln vergrößert, muss mit abnehmender Fahrt der Anstellwinkel schneller vergrößert werden. Vor dem Aufsetzen ist eine Derotation notwendig, um zu verhindern, dass das Flugzeug mit dem Heck aufsetzt. Beim Auftreffen auf die Piste (Radlandung) gibt es zwei Möglichkeiten: Die Dreipunktlandung (Full-Stall-Landung), wenn alle drei Räder gleichzeitig aufsetzen und die Landung mit den Rädern des Hauptfahrwerks.

Ein Verkehrsflugzeug wird mit der Anfluggeschwindigkeit V_APP angeflogen. Mit passieren der Landebahnschwelle in 50 Fuß Höhe wird die Geschwindigkeit auf V_REF reduziert, mit einer leichten Erhöhung des Anstellwinkels (Break) wird die Sinkrate reduziert und das Flugzeug setzt aus dem Flare mit der aus dem Break resultierenden Pitch (Neigung der Flugzeuglängsachse) auf.

Für das Aufsetzen auf dem Wasser gibt es uneinheitliche Empfehlungen.

Je größer die Überziehgeschwindigkeit des Flugzeugs, desto höher ist entsprechend die Aufsetzgeschwindigkeit und somit auch die Restenergie, welche am Boden abgebaut werden muss.

Davon abhängig ist die benötigte Landerollstrecke (Strecke vom Aufsetzpunkt bis zum Stillstand). Um diese zu verkürzen, werden bei Großflugzeugen üppig dimensionierte und gekühlte Bremsen eingesetzt. Der aerodynamische Widerstand der ausgefahrenen Landeklappen bleibt dabei weiter wirksam. Um zu verhindern, dass das Flugzeug aufgrund des hohen Auftriebsbeiwerts (durch den Klappenausschlag) erneut kurz abhebt (Sprunglandung), werden sofort beim Aufsetzen die sogenannten Spoiler aktiviert, um den Auftrieb zu zerstören und den Widerstand noch weiter zu erhöhen. Bei Verkehrsflugzeugen werden die Spoiler durch eine komplizierte Logik angesteuert, die je nach Flugzeugtyp unterschiedliche Bedingungen prüft. Zusätzlich besteht bei vielen Propeller- und Strahltriebwerken die Möglichkeit, durch Schubumkehr die Bremswirkung zu erhöhen. Eher selten werden stattdessen Bremsschirme verwendet.

Bei der Landung eines Militärflugzeuges auf einem Flugzeugträger gibt es kein Abfangen und kein Ausschweben. Der Anflug endet am Aufsetzpunkt und geht direkt in das Ausrollen über. Ein Fangseil, in das sich der Fanghaken des Trägerflugzeuges einhakt, entzieht dem Flugzeug seine kinetische Energie. Aufgrund der Massenträgheit erfahren Flugzeug und Pilot bei dem abrupten Abbremsmanöver eine enorme Bremsbeschleunigung.

Eine Landung kann (außer bei Segelflugzeugen) in nahezu jeder Phase abgebrochen werden. Man spricht dann vom Durchstarten (Go-Around). Auch nach dem Aufsetzen während des Ausrollens kann noch durchgestartet werden, so lange noch kein Umkehrschub aktiviert ist (wenn vorhanden). Als Flugmanöver spricht man dann vom Aufsetzen und Durchstarten (Touch-and-Go). Auf einem Flugzeugträger wird kurz vor dem Aufsetzen das Triebwerk auf volle Leistung gebracht, um bei einem eventuell notwendigen Durchstartmanöver die Zeit zu verkürzen, bis das Triebwerk reagiert und die volle Leistung abgibt. Greift der Fanghaken ein Fangseil, wird das Flugzeug abgebremst, und der Pilot drosselt sofort die Triebwerke. Ein Landeversuch, bei dem das Fangseil verpasst wird und ein Durchstarten notwendig ist, wird Bolter (Niete) genannt.

Ein Tandemfallschirmspringer mit einem Flächenfallschirm bei dem Landeanflug

Bei hohen Anfluggeschwindigkeiten kann die Landestrecke (Strecke vom Beginn des Abfangens bis zum Aufsetzen) erheblich größer sein als die Landerollstrecke. Dies hängt nicht nur von der Geschwindigkeit, sondern auch vom Gewicht und dem Wind ab. Piloten, die mit sehr kleinen Landeflächen auskommen müssen (Buschpiloten), wenden besondere Kurzlandetechniken an. In der Regel bedeutet das eine Reduzierung der Referenzgeschwindigkeit bis knapp über die Mindestfahrt. Eine Unachtsamkeit im Landeanflug bedeutet starkes Durchsacken und im schlimmsten Fall Abkippen über eine der beiden Tragflächen. Kurzlandungen erfordern hohe Konzentration und nicht zu unsteten Wind.

Verkehrsflugzeuge werden nach einer Standardlandetechnik gelandet, die immer einen Punkt 1.000 Fuß hinter dem Landebahnbeginn anpeilt.

Für Starts und Landungen aller Luftsportgeräte und Luftfahrzeuge besteht in Deutschland Flugplatzpflicht mit Ausnahme von Freiballonen. Für Segelflugzeuge ist eine Außenlandegenehmigung grundsätzlich erteilt.

Ausweichlandung

Hauptartikel: Ausweichflugplatz

Eine Ausweichlandung ist die normale Landung eines Luftfahrzeugs, die nicht am Zielflughafen durchgeführt wird, sondern am Ausweichflugplatz. Gründe dafür können eine kurzfristige Sperrung des Zielflughafens oder eine Wetterverschlechterung sein. Für den Fall einer eventuellen Ausweichlandung wird bei kommerziellen Flügen gesetzlich vorgeschriebener Reservetreibstoff mitgeführt. Die Ausweichlandung ist nur selten eine Notlandung, welche eine Luftnotlage während des Flugs voraussetzt.

Außenlandung

Segelflugzeug nach einer Außenlandung

Von einer Außenlandung spricht man generell immer dann, wenn die Bodenberührung eines landenden Flugzeuges oder Fallschirmspringers nicht auf einer genehmigten Landebahn (bzw. dem Landeplatz) oder außerhalb der verfügbaren Landestrecken eines in Betrieb befindlichen Flugplatzes erfolgt, sondern beispielsweise im Außengelände, auf einer Straße oder auf einem geschlossenen Flugplatz.

Beim Fallschirmspringen sind meist widrige Windbedingungen dafür verantwortlich, dass das Zielfeld nicht erreicht werden kann; dort gibt es andererseits auch geplante Außenladungen, die allerdings im Voraus angemeldet sein müssen.

Beim Segelflug sind Außenlandungen nicht ungewöhnlich, da Segelflugzeuge als Antriebsenergie nur ihre Höhe nutzen können, die sie in der Regel über Aufwinde erreichen. Findet ein Segelflugzeug in geringer Höhe abseits eines Flugplatzes keinen Aufwind mehr, muss es außenlanden und wird später mit einem Fahrzeug abgeholt. Dies wird in der Berichterstattung oftmals unzutreffend als Notlandung bezeichnet.

Sicherheitslandung

Eine Sicherheitslandung liegt vor, wenn der Pilot sich für eine Landung entscheidet, um eine drohende Notlage zu vermeiden, die zum Zeitpunkt dieser Entscheidung aber noch nicht gegeben ist. Der Pilot hat also genügend Zeit, um zu einem geeigneten Flugplatz zu fliegen, also zu einem Flugplatz, der über die notwendige Infrastruktur für die Reparatur verfügt und von dem das Flugzeug auch wieder starten kann.

Gründe für eine Sicherheitslandung können sein:

• Unerwartete Wettererscheinungen, die ein Weiterfliegen bzw. Umkehren unmöglich machen
• Instrumentenausfall
• Ungewohntes Verhalten des Triebwerks (aber noch kein Triebwerksausfall)
• Ausfall eines Triebwerks bei mehrmotorigen Maschinen
• Krankheitsfall ohne akute Lebensgefahr
• Unwohlsein eines Piloten

Eine Sicherheitslandung darf nicht behindert werden. Eine Zustimmung der Luftfahrtbehörden für einen Wiederstart ist explizit nicht notwendig. Der Eigentümer des Grundstücks, auf dem gelandet wurde, darf den Wiederstart nicht behindern. Der Pilot hat gegenüber dem Grundstückseigentümer jedoch eine Auskunftspflicht (Angaben zum Halter und Versicherungsnachweis gem. § 25 LuftVG).

Notlandung

Notlandung (Notwasserung) von US-Airways-Flug 1549 am 15. Januar 2009 im Hudson.

Von einer Notlandung spricht man dann, wenn während eines Flugs eine Notlage auftritt, die eine sofortige Landung nötig macht.

Gründe dafür können sein:

• Feuer an Bord
• schwere oder nicht einzuordnende Mängel oder Beschädigungen am Flugzeug, die während des Flugs festgestellt werden
• akuter Treibstoffmangel
• Unwetter und Turbulenzen
• schwere Triebwerksprobleme
• Ausfall aller Triebwerke
• Akut lebensgefährliche Erkrankung oder Verletzung eines Passagiers oder Besatzungsmitglieds
• Unwohlsein beider Piloten

Die Notlandung erfolgt im besten Fall auf einem Flugplatz, häufiger auf freiem Gelände oder als Notwasserung auf Wasserflächen. Sie wird durch umfangreiche Maßnahmen des Rettungsdienstes am Boden begleitet. Nach einer Notlandung ist (im Gegensatz zur Sicherheitslandung) ein Wiederstart nur nach Genehmigung durch die zuständige Landesluftfahrtbehörde zulässig, § 25 Abs. 2 Nr. 2 Satz 2 LuftVG.

Eine besondere Art der Notlandung stellt die „medizinische Notlandung“ dar. Tritt während des Transports eines Patienten mit einem Rettungshubschrauber eine erhebliche Verschlechterung von dessen Zustand ein, muss der Hubschrauber eventuell zwischenlanden, um eine bessere Behandlung zu gewährleisten. Der Wiederstart bedarf in diesem Fall keiner Genehmigung.

Ziellandung

Eine Ziellandung ist eine Landung ohne Motorleistung (also im Gleitflug) aus festgelegter Höhe (meist 2000 ft über Grund) auf ein festgelegtes Landefeld. Es ist eine gute Übung für Außen- und Notlandungen, wird in der Prüfung zum Luftfahrzeugführer verlangt und auch danach von Piloten gern zu Übungszwecken durchgeführt. Dabei wird vor allem die Einschätzung und Einteilung der zur Verfügung stehenden Höhe für einen Gleitflug geübt: die Flugroute muss nach Gefühl so gewählt werden, dass sie genau an der Landebahnschwelle endet.

In der Prüfung zum Luftfahrzeugführer muss die Ziellandung innerhalb eines festgelegten 150m-Bereichs der Landebahn erfolgen.

Bauchlandung

Eine Bauchlandung ist eine Landung mit eingefahrenem Fahrwerk, welche zur erheblichen Beschädigung der Flugzeugunterseite führen kann. Sie kann bei beschädigtem Fahrwerk oder defekter Fahrwerksbetätigung durchgeführt werden. Erfahrungsgemäß kommt es bei Segelflugzeugen immer wieder zu Landungen ohne Fahrwerk, weil der Pilot schlicht und einfach vergessen hat, das Fahrwerk auszufahren. Meist kommt es dabei nur zu geringen Beschädigungen, wenn auf einer Graspiste gelandet wird, auf einer Asphaltpiste hingegen sind die Schäden immens.

Zwischenlandung

Eine Zwischenlandung ist ein temporärer Aufenthalt zwischen einem Ausgangs- und einem Zielflughafen. Sie dient entweder zum Umsteigen der Flugpassagiere, zum Umladen von Frachtgut oder zum Auftanken von Treibstoff. Manche Fluggesellschaften unterbrechen ihre Flüge regelmäßig, um kostengünstig Kerosin zu tanken.

Lange Landung

Aus verkehrstechnischen Gründen wünschen manchmal der Pilot oder die Flugsicherung eine lange Landung (engl. long landing). Das ist das Aufsetzen weit hinter dem offiziell vorgesehenen Aufsetzpunkt. Voraussetzung dafür ist eine ausreichend lange Landebahn. Natürlich verringert das bei Zwischenfällen die Sicherheit, da die Toleranz vergrössert wird. In der Verkehrsfliegerei wird immer in der definierten Landezone gelandet. Bei Bedarf kann aber das Ausrollen durch sparsamen Einsatz von Bremsen gestreckt werden.

Die verkehrstechnischen Gründe für eine lange Landung können sein:

• schnelleres Erreichen der Abzweigung für den Abrollweg
• Verkürzung der Rollstrecke bis zum Terminal und damit Zeit- und Treibstoffeinsparung
• schnelleres Freimachen des Mittelteils der Landebahn, die von anderen Flugzeugen gekreuzt werden soll

Seitenwindlandung

Hauptartikel: Seitenwindlandung

Bei Seitenwindlandungen muss der Pilot zusätzlich die Ausrichtung zur Landebahn und das Verbleiben auf der Landebahngrundlinie beachten.

Dreipunktlandung

Die Dreipunktlandung ist eine Landetechnik für Spornradflugzeuge. Dabei wird angestrebt, mit allen drei Rädern gleichzeitig auf dem Boden aufzusetzen. Der Vorteil dieser Landetechnik liegt darin, dass aufgrund des hohen Anstellwinkels (Flugzeugnase ist aufwärts gerichtet) mit möglichst niedriger Geschwindigkeit aufgesetzt wird und die Ausrollstrecke daher sehr kurz ist.

Die heute üblicheren Bugradflugzeuge setzen mit dem Hauptfahrwerk zuerst auf. Bei Spornradflugzeugen spricht man dann von einer Radlandung, die bei starkem Seitenwind Vorteile bietet.

Beispiel

Eine reguläre Landeprozedur eines A320:

Voll ausgefahrene Bremsklappen eines A320

Im Landeanflug werden das Fahrwerk und die Landeklappen ausgefahren. Wenn das Flugzeug unter eine Höhe von 50 Fuß sinkt, wechselt das EFCS (Electronic Flight Control System) in den Lande-Modus. Während des Anflugs ertönt eine automatische Höhenansage für 100, 50, 40, 30, 20 und 10 Fuß. Sobald die Flughöhe unter 30 Fuß gefallen ist, verringert das EFCS innerhalb von 8 Sekunden den Neigungswinkel um zwei Grad. Der Pilot muss dabei seinen Steuerknüppel zurückziehen.

Dies simuliert einen Effekt, der bei „normalen“ Flugzeugen ohne EFCS zu spüren ist (Rütteln im Steuerknüppel und erhöhter Kraftaufwand des Piloten). Kurz vor dem Aufsetzen ertönt „Retard! Retard! Retard!“, um die Piloten daran zu erinnern, die Schubhebel zurück (auf Leerlauf) zu ziehen. Die beiden Hauptfahrwerke haben zuerst Bodenkontakt. Sobald auf beiden Stoßdämpfern zwei Tonnen Gewicht aufliegen, geben die entsprechenden Sensoren das A/G-Signal (Air-Ground-Transition / Bodenkontakt) an das EFCS weiter. Dies ist das Signal, das die Aktivierung der Schubumkehr ermöglicht. Sobald beide Räder eine Drehgeschwindigkeit von 0,87-mal der Flugzeuggeschwindigkeit (englisch reference speed) erreichen, wird zusätzlich das Radbremssystem aktiviert und die Maschine kommt allmählich zum Stillstand.

Landung eines Wasserfahrzeugs

Landevorbereitung für militärische Luftkissenfahrzeuge

Als Landung eines Wasserfahrzeugs bezeichnet man das Anlegen eines Wasserfahrzeuges am Ufer, Hafen oder einer sonstigen für die Landung vorgesehen Stelle (Landungsbrücke, Landungssteg), sowie das dort stattfindende Abladen von Passagieren und Ladung.

Siehe auch

• Landevorrichtung bei Hubschraubern
• Start- und Landebetrieb auf einem Flugzeugträger
• Wasserung
• Landungsboot
• Fliegersprache
• Start (Luftfahrt)

Weblinks

• Luftverkehrsgesetz in Deutschland
• Verschiedene Landetechniken mit einem Spornradflugzeug (Taildragger) von www.aviator.at
• Gefahren und Fehler bei Anflug und Landung (englisch)