Geheimnisse des Cockpits: Verkehrsflugzeuge 3.3 Start und Abheben
Wenn die Geschwindigkeit des Flugzeugs ständig zunimmt, erscheint ein grüner Pfeil, der sogenannte Speed Trend Vector, im linken Geschwindigkeitsband des PFD.
Er stellt die aktuelle Beschleunigung des Flugzeugs dar; zeigt der Pfeil nach oben, befindet sich das Flugzeug im Beschleunigungszustand, zeigt er nach unten, befindet es sich im Verzögerungszustand.
Die Geschwindigkeit, auf die der Pfeil zeigt, ist der Vorhersagewert für die Flugzeuggeschwindigkeit in 10 Sekunden.
Durch die Beobachtung des Speed Trend Vector kann der Pilot das zukünftige Geschwindigkeitstrend erkennen, was besonders während der Start- und Landephase sehr hilfreich für die Steuerung ist.
Wenn die Geschwindigkeit des Flugzeugs 45 Knoten überschreitet, kann man sehen, dass der Speed Trend-Pfeil schnell steigt; das Flugzeug wird immer schneller, und die Beschleunigung erreicht ihren Höchstwert, wenn die Geschwindigkeit V1 erreicht.
Da sich das Flugzeug im FD-Modus (Flight Director) befindet, erscheint über dem eigenen Flugzeugsymbol in der Mitte des PFD ein lila FD-Kommandostreifen.
Er zeigt die Fluglage, die das Flugzeug aktuell einnehmen sollte, wie sie vom Flugcomputer berechnet wurde, um die eingestellte Geschwindigkeit, Höhe und den Kurs gemäß der Flugroute zu erreichen.
Der Pilot sollte die Steuerelemente oder Steuerknüppel entsprechend der Anzeige des FD-Kommandostreifens bedienen, um die Nase zu heben oder zu senken oder nach links oder rechts zu rollen, damit das Flugzeug den Kommandostreifen ausrichtet; das Flugzeug wird dann dem Flugplan treu folgen.
Die folgende Abbildung zeigt ein Schema des PFD-Displays einer Boeing 737; das lila, einem umgekehrten V ähnliche Symbol ist der FD-Kommandostreifen (Flight Director Command Bar), das weiße umgekehrte V-Symbol darunter repräsentiert das eigene Flugzeug. In der Abbildung unten muss das Flugzeug einen Zugvorgang ausführen, um die Nase um +8 Grad anzuheben.
Bei Airbus ist die Anzeige wie folgt dargestellt: Die Flight Path Director (FPD) Linie ist der vom Computer gegebene Befehl, der Flight Path Vector (FPV) zeigt die aktuelle Ausrichtung des Flugzeugs; der Pilot muss das Flugzeug so steuern, dass sich der FPV in der Mitte der FPD befindet.
Vielleicht kommt Ihnen das Fliegen eines Flugzeugs ein bisschen wie das Spielen eines Videospiels vor? Natürlich ist es nicht so einfach. Aufgrund verschiedener Sensor- oder Systemfehler kann der Computer falsche Anweisungen geben, daher müssen die Piloten ständig die verschiedenen Instrumente überwachen, prüfen, ob die Anweisungen des Computers korrekt sind, und die Befehle des Computers nicht blindlings ohne Analyse ausführen.
Während der Rollphase verbleibt die Nickanzeige des Computers dauerhaft auf der Position −10 Grad, und wenn die Geschwindigkeit 60 Knoten erreicht, bewegt sich der FD-Kommandostreifen auf die Position +15 Grad, aber da Vr noch nicht erreicht ist, kann zu diesem Zeitpunkt noch nicht der Steuerknüppel gezogen werden, um die Nase anzuheben.
Nachdem die Geschwindigkeit 80 Knoten erreicht hat, wird der Copilot, der die Instrumente beobachtet, “80” melden, während der Kapitän weiterhin mit der linken Hand leicht vorn auf dem Steuerhorn drückt und mit beiden Füßen die Ruderpedale steuert, um das Flugzeug in der Mitte der Runway zu halten. Über die Ruderpedale kann das Bugrad um 7 Grad (Daten der Boeing 737) nach links oder rechts gesteuert werden, sodass für die Feinjustierung der Richtung während des Starts und der Landens die Ruderpedale ausreichen. Am Boden kann der computer auch noch keine seitlichen Anweisungen geben, sodass der Kapitän visuell die Mittellinie der Runway außerhalb beobachten, prüfen, ob das aktuelle Flugzeug abweicht, und die Richtung ständig anpassen muss.
Wenn die Geschwindigkeit über dem Boden 84 Knoten überschreitet, wechselt die Modusanzeige auf dem PFD zu “THR HLD, TO/GA, HDG SEL” (4 in der Abbildung unten)
THR HLD bedeutet, dass der automatische Schubwert der Triebwerke arretiert ist; die Triebwerke werden mit diesem Schub weiterfliegen, bis das Flugzeug 18 Sekunden abgehoben hat oder eine Höhe von 400 Fuß über dem Boden erreicht hat; erst danach ist eine Änderung des Schubs erlaubt. THR HLD stellt sicher, dass während der Startphase der Schub der Triebwerke nicht aufgrund besonderer Umstände plötzlich reduziert wird, und gewährleistet die Sicherheit des Flugzeugs.
Das Flugzeug beschleunigt weiter und erreicht die Entscheidungsgeschwindigkeit V1, der Copilot meldet weiter “V1”. Angeblich lautet die Regel für die Aussprache, dass mit dem Sprechen begonnen wird, wenn die angezeigte Geschwindigkeit noch 5 Knoten von V1 entfernt ist, und wenn man die “1” beendet hat, muss die Geschwindigkeitsanzeige genau bei V1 stehen. Nach Erreichen von V1 kann das Flugzeug auch bei einem Fehler nicht mehr gestoppt werden, sondern muss den Startvorgang fortsetzen, daher muss der Kapitän nach der Meldung des Copiloten seine rechte Hand, die dauernd auf dem Triebwerksschubhebel war, auf das Steuerhorn verlegen, um das Flugzeug mit beiden Händen zu starten, oder sie auf die Armlehne legen. (Davor muss der Kapitän ständig darauf vorbereitet sein, die Triebwerke im Falle eines Unfalls sofort stoppen zu können, daher bleibt die rechte Hand auf dem Schubhebel. Nach V1 wird die rechte Hand weggelegt, um Fehlbedienungen des Schubhebels zu vermeiden, was die Sicherheit erhöht.)
Unmittelbar darauf ist die Geschwindigkeit zum Abheben des Bugrads, Vr, erreicht. Der Copilot meldet weiter “Vr”. Der Kapitän zu diesem Zeitpunkt hat ebenfalls die Instrumente im Blick und wartet nicht auf die Meldung des Copiloten, um zu handeln, sondern zieht im Moment, in dem das Flugzeug die Geschwindigkeit Vr erreicht, also gleichzeitig mit der Meldung “Vr” durch den Copiloten, das Steuerhorn nach hinten, um die Nase mit einer Rate von etwa 3 Grad pro Sekunde anzuheben, und zieht das Flugzeug auf die Position des FD-Kommandostreifens +15 Grad im PFD. Da das Timing dieser Aktion einen großen Einfluss auf die Startrollstrecke hat – selbst eine leichte Verzögerung verlängert die Rollstrecke auf dem Boden –, muss die Handlung des Piloten hier möglichst gleichzeitig mit Vr erfolgen.
Der Moment, in dem das Bugfahrzeug einer Boeing 777 der Thai Airways den Boden verlässt, oben fotografiert von mir am Flughafen Nagoya Chūbu (Japan).
Ich habe kürzlich auf Weibo einen Kapitän der Air China, der eine 777-300ER fliegt, Kankan Er Tan, nach Vr gefragt; er hat mir erzählt, dass die Geschwindigkeit beim Start mit maximalem Gewicht nahe an 180 Knoten liegt.
Der Kapitän hält die Nase des Flugzeugs weiter angehoben und stimmt mit dem FD-Kommandostreifen überein, sehr schnell wird die V2-Geschwindigkeit erreicht, der Copilot meldet erneut “V2”. Zu diesem Zeitpunkt beträgt die Nicklage des Flugzeugs +15 Grad, und das Hauptfahrwerk unter dem Rumpf, das sich gerade noch auf der Runway bewegte, beginnt ebenfalls abzuheben,
die Füße des Kapitäns können die Ruderpedale verlassen; die weitere Steuerung erfolgt hauptsächlich über das Steuerhorn oder den Steuerknüppel; gemäß den Anweisungen des FD wird das Flugzeug nun sanft nach oben, unten, links und rechts gesteuert.
Ein Airbus A330-200 der China Eastern Airlines beim Start, oben fotografiert von mir am Flughafen Kansai (Japan).
Einer der externen Faktoren, die die Flugsicherheit während des Starts und der Landung am stärksten beeinflussen, ist der Seitenwind. Seitenwind kann dazu führen, dass sich die Spur des Flugzeugs von der Mittellinie der Runway entfernt; bei Wind shear (plötzliche Änderung der Windgeschwindigkeit in horizontaler und vertikaler Richtung) kann dies schwerwiegende Unfälle verursachen, bei denen das Flugzeug von der Runway abkommt und es zu Toten kommt. Zu den bekanntesten Unfällen aufgrund von Wind shear gehören: 1985 stürzte Delta-Air-Lines-Flight 191 auf dem Flughafen Dallas-Fort Worth ab, 137 Menschen kamen ums Leben. 2001 geriet American-Airlines-Flight 587 in der Luft plötzlich in einen Stall und stürzte in ein Wohngebiet in New York, 265 Menschen kamen ums Leben. Am 23. März 2009 stürzte FedEx-Flight 80 bei der Landung auf dem Flughafen Narita aufgrund von Wind shear ab, beide Piloten kamen ums Leben. Daher müssen Piloten den Kurs des Flugzeugs um einen bestimmten Winkel gegen den Seitenwind drehen (Crab), um zu verhindern, dass das Flugzeug von der Mittellinie der Runway abweicht. Wenn die Geschwindigkeit des Seitenwinds einen bestimmten Wert überschreitet, sind Start und Landung nicht möglich.
Im Allgemeinen采用 während des Rollvorgangs, am Beispiel eines Seitenwinds von links, die Piloten die Methode des Quergleitens (Cross Control): Drücken Sie leicht das linke Ruderpedal, die Nuse zeigt leicht nach Lee (rechts), um den Effekt der Wetterfahne gegen den Seitenwind von links zu widerstehen; Gleichzeitig bewirkt der Seitenwind von links ein Ungleichgewicht des Auftriebs an den beiden Tragflächen: großer Auftrieb am linken Flügel, kleiner Auftrieb am rechten Flügel; um das Gleichgewicht zu halten, drückt der Pilot das Steuerhorn nach links, um den Auftrieb des linken Flügels zu verringern. Insgesamt ist der Auftrieb der beiden Tragflächen gleich, das Flugzeug befindet sich im Wesentlichen in einem stabilen Gleichgewichtszustand, und die Nase zeigt im Wesentlichen geradeaus auf die Mitte der Runway.
Die folgende Abbildung zeigt die Erklärung der Quergleitesteuerung bei Seitenwind von rechts, daher sind die Steuerung und die Flugzeuglage umgekehrt zu den oben genannten.

Dies ist jedoch nur die Bedienung im Idealzustand; in der Realität ändern sich Windgeschwindigkeit und -richtung ständig, der Pilot muss je nach Wetterlage flexibel reagieren und sofort auf verschiedene Wind shear-Situationen reagieren.
Kürzlich besuchte ich den Flughafen Osaka und beobachtete am Kopf der Runway 32L Starts und Landungen, als ich eine Reihe von Fotos eines Jet-Verkehrsflugzeugs Boeing 777 einer bestimmten Fluggesellschaft beim Start bei linkem Seitenwind aufnahm.
Nach der Geschwindigkeit Vr zieht der Pilot den Steuerknüppel, die Nase des Flugzeugs hebt sich, man kann sehen, dass die linke Tragfläche höher ist als die rechte,
das linke Hauptfahrzeug hebt auch früher ab als das rechte.
Vielleicht überstieg die Windgeschwindigkeit zu diesem Zeitpunkt die Erwartung des Piloten, der Auftrieb der linken Tragfläche überstieg den der rechten,
daher ist die Flugzeuglage genau umgekehrt zu der erwarteten; man kann deutlich die Neigung (Quergleiten) und den Crab des Flugzeugs erkennen.

Nachdem das Flugzeug vollständig abgehoben hat, lässt der Pilot die Korrektur vom Quergleiten in die Korrektur mittels Crab (Driften) übergehen, d. h. er richtet Ruder und Knüppel gerade,
bemüht sich, die beiden Tragflächen waagerecht zu halten, die Nuse auf dem nach dem Crab korrigierten Kurs zu halten und eine normale Steigrate beizubehalten.

Während der ganzen Reihe von Manövern blieb die Vorwärtsrichtung des Rumpfes dauerhaft auf der Mittellinie der Runway, selbst nach Eintritt von Wind shear gab es kaum eine Abweichung. Das Können von Berufspiloten ist wirklich hoch.
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完