Diejenigen unter Ihnen, die zum neuen Jahr nach Hause „fliegen“, sollten sich den „Sicherheitsleitfaden für Flugbegleiter bei kaltem Wetter“ ansehen!

Die alljährliche große „Menschenwanderung“ – der Reiseansturm zum Frühlingsfest – hat begonnen. Prognosen zufolge wird das Passagieraufkommen in der Zivilluftfahrt meines Landes während der diesjährigen Reisesaison zum Frühlingsfest 80 Millionen übersteigen und voraussichtlich einen neuen historischen Höchststand erreichen.

Sicherheit ist das ewige oberste Gebot im Luftverkehr. Jetzt, an den kältesten Wintertagen, kann es in den meisten Teilen des Landes jederzeit zu Regen und Schnee kommen, was die Start- und Landebedingungen sowie die Flugsicherheit ziviler Flugzeuge erheblich beeinträchtigt und auch den Passagieren, die unbedingt nach Hause zurückkehren möchten, jede Menge Ärger beschert.

Die negativen Auswirkungen niedriger Temperaturen im Winter auf die Flugsicherheit in der Zivilluftfahrt spiegeln sich hauptsächlich in zwei Aspekten wider: zum einen in den Auswirkungen auf das Flugzeug selbst und zum anderen in den Auswirkungen auf die Flugumgebung.

1. Auswirkungen der Eisbildung auf Flugzeuge und Lösungen

(1) Wo im Flugzeug kann sich wahrscheinlich Eis bilden? Welche Auswirkungen wird das Eis haben?

Unter den harten Winterbedingungen stellt die Eisbildung für Flugzeuge die größte Herausforderung dar. Wenn ein Flugzeug im Freien geparkt ist und es regnet, schneit oder nachts eine hohe Luftfeuchtigkeit herrscht, kann sich auf der Oberfläche des Flugzeugrumpfs leicht Eis ansammeln. Wird die Eisschicht nicht rechtzeitig entfernt, hat dies erhebliche negative Auswirkungen auf die Flugsicherheit.

Wird das Eis nicht rechtzeitig entfernt, hat dies zahlreiche Nachteile für die Flugsicherheit (Quelle: Nachrichtenagentur Xinhua)

1) Eisansammlung an den Flügeln

Eis kann die aerodynamische Form eines Flugzeugs verändern. Wenn sich Eis auf den Flügeln und dem Heck bildet, nimmt die Oberflächenrauheit zu, wodurch der Flugwiderstand zunimmt und der Auftrieb abnimmt. Experimentelle Analysen haben ergeben, dass selbst eine Eisschichtdicke von nur einem Millimeter an der Vorderkante der Tragfläche den Flugwiderstand des Flugzeugs um 40 % erhöht und den Auftrieb um 30 % verringert.

Darüber hinaus beeinträchtigt die Eisbildung auf den Tragflächen auch die Manövrierfähigkeit des Flugzeugs erheblich. Wenn beispielsweise die Steuerfläche vereist ist, ändert sich die Massenverteilung des Rumpfes, die Kraft auf den Steuerknüppel ändert sich entsprechend und die Steuereffizienz wird stark reduziert. Noch gefährlicher ist die Eisbildung in den Spalten zwischen den Steuerflächen. Dies kann dazu führen, dass die Steuerflächen hängen bleiben oder das Flugzeug sogar völlig seine Steuerbarkeit verliert.

Arbeiter am internationalen Flughafen Guiyang Longdongbao enteisen die Tragflächen (Quelle: Nachrichtenagentur Xinhua)

2) Eisbildung im Motor

Wenn die Umgebungstemperatur unter 5 °C liegt, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass der Lufteinlass des Flugzeugtriebwerks, der Kompressor und andere Teile einfrieren. Einerseits führt eine Eisbildung im Lufteinlass zu einer erheblichen Verschlechterung der aerodynamischen Leistung des Motors. Andererseits kann sich das auf den Kompressorschaufeln angesammelte Eis aufgrund von Vibrationen ablösen und strukturelle Schäden an den Motorkomponenten verursachen. Diese verringern die Betriebseffizienz und den effektiven Schub des Motors und können in schweren Fällen sogar zu Motorschäden oder -ausfällen führen, was die Sicherheit der Schifffahrt gefährdet.

3) Eisansammlung in anderen Teilen

Neben den beiden kritischsten Teilen, den Flügeln und Triebwerken, können die niedrigen Temperaturen im strengen Winter auch dazu führen, dass andere der Umwelt ausgesetzte Flugzeugkomponenten einfrieren. Beispielsweise kann Eisbildung zu Fehlfunktionen der Antenne des Flugzeugs zum Senden und Empfangen von Funkwellen führen und die drahtlose Navigationsausrüstung an Bord kann nicht richtig funktionieren. Wenn sich Eis auf dem Staurohr ansammelt, kann dies die Anzeigen wichtiger Instrumente wie des Fahrtmessers und des barometrischen Höhenmessers verfälschen, sodass es für den Piloten schwierig wird, den tatsächlichen Flugzustand des Flugzeugs einzuschätzen. Noch gefährlicher ist die Eisbildung auf dem Fahrwerk. Wenn das Fahrwerk aufgrund von Eisansammlungen nicht ein- oder ausgefahren werden kann, wirkt sich dies direkt auf die Sicherheit des Flugzeugs während des Starts und der Landung aus.

Mitarbeiter des internationalen Flughafens Changchun Longjia entfernen Eis und Schnee von einem Flugzeug (Quelle: Nachrichtenagentur Xinhua)

(2) Wie entfernen Flugzeuge Eis?

1) Künstliche Enteisung

Um die Flugsicherheit im Winter zu gewährleisten, führen Fluggesellschaften vor dem Abheben der Flugzeuge Eisinspektionen und Enteisungsvorgänge durch. Wird Eis am Flugzeugrumpf festgestellt, entfernt das Bodenpersonal es mit einem speziellen Enteisungsfahrzeug. Das Bodenpersonal entfernt zunächst mit Enteisungsgeräten das Eis von den Tragflächen und anderen Teilen und sprüht dann mit hoher Geschwindigkeit Frostschutzmittel aus Ethylenglykol oder Propylenglykol auf den Rumpf. Dieses Frostschutzmittel muss vor dem Aufsprühen erhitzt werden, wodurch der Gefrierpunkt der Feuchtigkeit auf der Oberfläche des Flugzeugs wirksam gesenkt werden kann und es selbst bei minus 16 °C nicht gefriert. Allerdings wird sich durch manuelle Vorgänge zweifellos die Zeit für die Bodenunterstützung erhöhen, was zu Flugverspätungen führen und die Anzahl der Flüge verringern kann, die der Flughafen täglich organisieren kann.

Changan Airlines führt Winterenteisungsarbeiten durch (Quelle: Xinhuanet)

2) Mechanische Enteisung

Aspekte der Vereisungsverhütung wurden bereits bei der Entwicklung und Herstellung moderner Flugzeuge berücksichtigt. An eisgefährdeten Teilen wie Tragflächen, Heckflossen und Vorderkanten der Triebwerkslufteinlässe werden Heizgeräte installiert, um sicherzustellen, dass diese Teile unabhängig von den Wetterbedingungen, unter denen sie fliegen, nicht vereisen. So verwenden beispielsweise die meisten Passagierflugzeuge wie der Airbus 320 und die Boeing 737 ein Entlüftungssystem, um die heiße Luft vom Triebwerk zur Vorderkante der Tragfläche zu leiten, während bei der Boeing 787 und anderen Flugzeugen elektrische Heizkissen an der Innenwand der Vorderkante der Tragfläche angebracht sind und durch elektronische Regler eine präzise Erwärmung erreicht wird.

Schematische Darstellung des Prinzips der elektrischen Heizung zur Vereisungsbekämpfung (Quelle: „Aktueller Anwendungsstand und technische Schwierigkeiten der elektrischen Heizung zur Vereisungs-/Enteisung von Tragflächen ziviler Flugzeuge“)

In den letzten Jahren haben sich Luftfahrtingenieure auch von Lotusblättern zu neuen Methoden zur Vereisungsbekämpfung inspirieren lassen. Im Alltag sehen wir oft, dass Wassertropfen, die auf die Oberfläche von Lotusblättern fallen, nicht am Blatt haften bleiben, sondern sich zu Kugeln zusammenballen und nach unten rollen. Dies ist der Lotusblatteffekt. Wenn es gelingt, eine Flugzeugstrukturoberfläche zu schaffen, die nicht klebrig ist wie ein Lotusblatt, wäre dies zweifellos die direkteste und wirksamste Methode zur Vereisungsverhütung. Allerdings existiert diese Vereisungsschutztechnologie derzeit nur im Labor und es wird einige Zeit dauern, bis sie in ausgereiften technischen Anwendungen eingesetzt werden kann.

2. Auswirkungen von niedrigen Temperaturen im Winter auf die Flugumgebung und Lösungen

( 1 ) Niedrige Temperaturen im Winter können auch Start- und Landebahnen und Sicht beeinträchtigen

Unter der Einwirkung starker Kälte im Winter sinkt die Oberflächentemperatur stark. Bei starkem Regen und Schnee kommt es unweigerlich zum Einfrieren der Start- und Landebahn des Flughafens. Schnee- oder Eisansammlungen auf der Landebahn führen zu einem starken Abfall der Reibung zwischen den Flugzeugreifen und dem Boden, wodurch sich die Start- und Landestrecke erheblich verlängert, das Flugzeug leicht von seiner Richtung abkommt oder von der Landebahn abkommt, und es können andere gefährliche Situationen entstehen.

Darüber hinaus verringern Regen und Schnee die Sicht erheblich und beeinträchtigen die Sicht des Piloten. In dieser Hinsicht ist nebliges Wetter nicht weniger schlimm. Die Sicht ist für die Besatzung eine der wichtigsten Grundlagen zur Beurteilung, ob ein normaler Start möglich ist, und sie ist auch einer der Schlüsselfaktoren für den normalen Betrieb des Flughafens. Die gefährlichsten Phasen des gesamten Fluges eines Flugzeugs sind Start und Landung, da in dieser Phase die Manövrierfähigkeit des Flugzeugs abnimmt. Da die Temperatur im Winter langsam ansteigt, löst sich der Nebel langsamer auf. Aufgrund der dadurch verursachten eingeschränkten Sicht können Piloten umliegende Objekte und Landebahnmarkierungen zweifellos nicht erkennen, was die Sicherheit beim Starten und Landen der Flugzeuge zusätzlich gefährdet.

Im November 2021 wurde der Flughafen Harbin wegen Eis geschlossen (Quelle: Screenshot der Webseite)

( 2 ) Wie geht man mit vereister Landebahn und Nebel um?

Gegen die Ansammlung von Schnee und Eis auf Start- und Landebahnen verfügen alle großen Flughäfen über umfassende Pläne zur Schnee- und Eisbeseitigung. Beispielsweise wird die Start- und Landebahn von einem Enteisungsfahrzeug gereinigt, das mit einem Schneekratzer, einer Schneebürste und einem Enteisungsmittel ausgestattet ist. Zum Schmelzen von Eis und Schnee wird heiße Luft mit hoher Temperatur verwendet oder Eis und Schnee von der Oberfläche der Start- und Landebahn mit Hochdruckwasser abgewaschen.

Wenn Regen und Schnee jedoch über längere Zeit anhalten und Eis und Schnee auf der Landebahn nicht rechtzeitig geräumt werden können oder wenn Regen, Schnee und Nebel die Sicht zu stark einschränken, kann der Flug nur abgesagt oder verschoben und nach besserer Wetterlage freigegeben werden.

Flughafenmitarbeiter räumen Schnee auf dem Vorfeld (Quelle: Nachrichtenagentur Xinhua)

3. Tipps für sicheres Fliegen im Winter

Derzeit sind die Maßnahmen der Zivilluftfahrt zum Umgang mit Regen, Schnee und Nebel im Winter sehr umfassend. Flüge werden nur unter der Prämisse der Flugsicherheit freigegeben, Passagiere müssen sich keine allzu großen Sorgen machen. Hier einige Tipps für sichere Flugreisen im Winter. Ich hoffe, dass alle sicher nach Hause zurückkehren können und ein frohes neues Jahr haben.

(1) Achten Sie am Tag Ihres Fluges genau auf die Wetterbedingungen an Ihrem Abflug- und Zielort . Bei Regen oder Schnee wird die Geschwindigkeit des öffentlichen Nahverkehrs zwangsläufig abnehmen. Es wird empfohlen, so oft wie möglich die U-Bahn zu benutzen. Wenn Sie mit dem Auto oder einem privaten Pkw zum Flughafen fahren, verlassen Sie das Haus unbedingt früher als gewöhnlich. Bei starkem Regen, Schnee oder Nebel sollten Sie zudem mit Flugverspätungen oder gar Flugausfällen rechnen.

Dalian Metro Linie 5, Dalian Station (Quelle: Nachrichtenagentur Xinhua)

(2) Da die Passagiere vor Beginn der Enteisungsarbeiten an Bord des Flugzeugs sein müssen, ist die Wartezeit in der Kabine länger als üblich . Dies liegt daran, dass nach der Enteisung des Flugzeugs zwar Frostschutzmittel aufgesprüht wird, die Gültigkeitsdauer des Frostschutzmittels jedoch nicht lang ist. Nach der Enteisung muss das Flugzeug so schnell wie möglich abheben und kann nicht warten, bis die Passagiere an Bord sind. Noch etwas ist zu beachten: Während der Enteisungsphase wird die Klimaanlage in der Kabine nicht eingeschaltet. Während die Passagiere geduldig warten, kann die Temperatur in der Kabine niedrig sein. Nehmen Sie unbedingt Wechselkleidung mit, um sich warm zu halten.

Bitte halten Sie sich in der Kabine warm (Urheberrecht des Bildes liegt bei der Bibliothek, Nachdruck kann zu Urheberrechtsstreitigkeiten führen)

(3) Der Winter ist traditionell die Jahreszeit, in der Atemwegserkrankungen und plötzliche Erkrankungen bei Passagieren an Bord am häufigsten auftreten. Derzeit sind verschiedene Atemwegserkrankungen weit verbreitet. In der Terminalhalle herrscht Gedränge, es gibt große Temperaturunterschiede zwischen drinnen und draußen und das Flugzeug befindet sich während der Reiseflugphase in einem Höhentiefdruckgebiet. Während des Fluges kann es bei den Passagieren zu körperlichen Beschwerden kommen. Es wird empfohlen, eine Maske zu tragen und einige gängige Medikamente bereitzuhalten.

Während der Hochsaison für Atemwegserkrankungen wird empfohlen, beim Fliegen eine Maske zu tragen (urheberrechtlich geschütztes Bild aus der Galerie; Nachdruck und Verwendung können zu Urheberrechtsstreitigkeiten führen).

(4) Beim Gehen auf der Straße oder beim Ein- und Aussteigen aus Shuttlebussen oder Brückenaufzügen bei Regen oder Schnee müssen sich die Fahrgäste am Geländer festhalten und langsam gehen, um ein Ausrutschen zu vermeiden . Damen sollten versuchen, keine hohen Absätze zu tragen.

(5) Im Winter weht stärkerer Wind und das Flugzeug kann während des Fluges Turbulenzen ausgesetzt sein. Passagiere sollten ihr Gepäck und ihre Kleidung sofort nach dem Einsteigen in das Flugzeug sichern und unbedingt ihre Sicherheitsgurte anlegen, um Schäden durch plötzliche Turbulenzen zu vermeiden.

Autor: Zhu Lei, PhD in Luft- und Raumfahrtantriebstheorie und -technik, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics

Gutachter: Deng Xiaotao, leitender Ingenieur, AECC Hunan Power Machinery Research Institute

Produziert von: Science Popularization China

Produziert von: China Science and Technology Press Co., Ltd., China Science and Technology Publishing House (Beijing) Digital Media Co., Ltd.