Heathrow, ein Dezembermorgen. Der Nebel ist so dicht, dass die Besatzung einer rollenden 777 aus dem Cockpit nicht einmal die eigene Flügelspitze sehen kann. Offiziell beträgt die Sichtweite auf der Start- und Landebahn 125 Meter – etwa die Länge des Flugzeugs plus eines Busses. Und dennoch sinken alle paar Minuten 300 Tonnen Aluminium aus dem Nebel und verteilen sich wie Schmierfett auf der Mittellinie, genau dort, wo sie hingehören.
Kein Mensch kann ein Flugzeug unter diesen Bedingungen landen. Das menschliche Auge benötigt visuelle Referenzpunkte, und diese sind erst Sekunden vor dem Aufsetzen verfügbar. Möglich wird dies durch eines der bemerkenswertesten und unauffälligsten Systeme der kommerziellen Luftfahrt: die automatische Landung.
So landet ein Verkehrsflugzeug von selbst – und warum die Piloten dies in den meisten Fällen immer noch von Hand tun.
Kurzinfo: CAT III Autoland
| Was es ist | Eine vollautomatische Landung, durchgeführt vom Autopiloten bei nahezu Nullsicht |
| Wenn es verwendet wird | Bedingungen der Kategorie II/III – Entscheidungshöhen unter 200 Fuß und Sichtweite auf der Landebahn bis auf etwa 75 m. |
| Schlüsselsensor | Der Funkhöhenmesser misst die Höhe über der Landebahn auf wenige Meter genau. |
| Die Leuchte | Automatische Aktivierung bei etwa 50 Fuß Funkhöhe |
| Redundanz | Zwei oder drei Autopiloten: “ausfallpassive” oder “ausfallbetriebliche” Konstruktionen |
| Wie oft | Nur ein kleiner Teil der Landungen – die überwiegende Mehrheit wird manuell durchgeführt. |
Die ILS-Leiter: von CAT I bis “keine Entscheidungshöhe”
Jeder Präzisionsanflug basiert auf dem Instrumentenlandesystem (ILS): Ein Lokalisierungsstrahl markiert die Landebahnmittellinie, ein Gleitwegstrahl den 3-Grad-Sinkweg. Der Unterschied zwischen einem normalen und einem Blindanflug liegt darin, wie weit man den Strahl folgen darf – genau das definieren die ILS-Kategorien.
Ein Standard-CAT-I-Anflug erfordert eine Entscheidungshöhe von mindestens 200 Fuß und eine Sichtweite von etwa 550 m: Bei Erreichen von 200 Fuß muss die Landebahn sichtbar sein oder ein Durchstartmanöver durchgeführt werden. CAT II reduziert die Entscheidungshöhe auf 100 Fuß bei einer Sichtweite von etwa 300 m. Bei CAT III übergibt der Pilot die Verantwortung: Entscheidungshöhen unter 100 Fuß oder gar keine, und die Sichtweite sinkt auf etwa 175–200 m für CAT IIIA und sogar nur noch 75 m für CAT IIIB. Die genauen Werte unterscheiden sich geringfügig zwischen den Regelwerken der FAA und der EASA – die neuesten europäischen Allwetter-Betriebsregeln haben die alte IIIA/IIIB-Unterteilung sogar in ein einziges CAT-III-System integriert –, aber die Logik ist universell: Je geringer die Sicht, desto leistungsfähiger und redundanter müssen Flugzeug, Besatzung und Flughafenausrüstung sein.
Ein theoretischer CAT IIIC-Flugplan – mit Entscheidungshöhe null und Sichtweite – existiert nur auf dem Papier und wird nirgendwo angewendet. Selbst wenn eine Landung bei absolutem Nebel möglich wäre, könnte man niemals zum Gate rollen.
Ausfallpassiv, ausfalloperativ und die Kunst, keinem einzigen Computer zu vertrauen
Die zentrale Designfrage von Autoland ist brutal: Was passiert, wenn das System in 12 Metern Höhe ausfällt? Die Antwort lässt sich in zwei Varianten ausdrücken. Ausfallpassiv Ein System – typischerweise zwei Autopiloten, die sich gegenseitig überwachen – garantiert, dass ein einzelner Fehler das Flugzeug nicht aus der Trimmung bringt, die Landung aber abgebrochen werden muss; deshalb halten ausfallsichere Flugzeuge eine Entscheidungshöhe von etwa 50 Fuß. betriebsausfallsicher Das System – zwei oder drei Autopiloten plus redundante Komponenten – kann einen Ausfall verkraften und einfach automatisch weiterlanden.
Ausfallsichere Flugzeuge ersetzen die Entscheidungshöhe durch etwas Subtileres: ein Alarmhöhe, Bei einem A320 liegt die kritische Flughöhe bei etwa 30 Metern, bei Boeings bei etwa 60 Metern. Darüber hinaus führt jeder schwerwiegende Fehler zu einem Durchstartmanöver. Darunter gilt: Das Flugzeug ist auf den erfolgreichen Abschluss des Fluges angewiesen – die verbleibenden Systeme werden die Aufgabe sicher bewältigen, und Statistiken bestätigen dies: Die Zertifizierung erfordert eine verschwindend geringe Wahrscheinlichkeit eines katastrophalen Ausfalls.
Die letzten fünfzig Fuß
Im Endanflug folgen die Autopiloten den Landestrahlen. Diese können das Flugzeug jedoch nicht landen – in Bodennähe werden sie zu laut, und es gibt keine Gleitweganzeige, die den Abbruch des Sinkflugs signalisiert. Diese Aufgabe übernimmt der Funkhöhenmesser, der Radiowellen vom Boden reflektiert und die Höhe über der Landebahn auf wenige Meter genau misst.
In etwa 15 Metern Höhe leitet die Automatik das Abfangen ein – ein sanftes Anheben der Nase, das die Sinkgeschwindigkeit verringert, um eine weiche Landung zu gewährleisten. Bei etwa 9 Metern Höhe reduziert die automatische Schubregelung die Leistung auf Leerlauf. Nach dem Aufsetzen übernimmt der Ausrollmodus und steuert mit Seitenruder und Bugrad, um die imaginäre Mittellinie zu halten, während die Piloten das Flugzeug abbremsen. Bei einem ausfallsicheren Jet hat die Maschine jeden Schritt von 300 Metern bis zur Schrittgeschwindigkeit geflogen.
Und währenddessen sitzen die Piloten mit den Händen an den Bedienelementen und Schubhebeln. Nicht aus Bequemlichkeit – sondern aus Sicherheitsgründen. Ein Pilot überwacht die Instrumente und meldet Abweichungen; der andere ist bereit, sofort einzugreifen oder den Flug abzubrechen, sobald etwas nicht stimmt. Autoland entbindet die Besatzung nicht vom Regelkreis; es hebt sie auf eine höhere Ebene, vom Fliegen des Flugzeugs zum Analysieren und Überwachen des Systems.
Warum also nicht alles automatisch landen lassen?
Angesichts all dieser Möglichkeiten könnte man erwarten, dass die automatische Landung Standard ist. Das Gegenteil ist der Fall: Nur ein Bruchteil der Landungen erfolgt automatisch. Der erfahrene US-amerikanische Airline-Pilot und Autor Patrick Smith nennt dazu eine Zahl.
Die Gründe dafür liegen auf der Hand. An den meisten Tagen erfordert das Wetter es schlichtweg nicht – und eine manuelle Landung hält die Flugkünste des Piloten auf dem neuesten Stand. Wenn automatische Landungen bei gutem Wetter vorkommen, liegt das oft am gegenteiligen Grund: Besatzungen und Flugzeuge müssen diese regelmäßig durchführen, um die Berechtigung für automatische Landungen aufrechtzuerhalten, da die Zertifizierung ohne Übung erlischt.
Dann ist da noch der Flughafen. Bei eingeschränkter Sicht müssen die kritischen Bereiche des ILS in der Nähe der Antennen von rollenden Flugzeugen und Fahrzeugen freigehalten werden, da ein Flugzeugrumpf an der falschen Stelle den ILS-Strahl buchstäblich ablenkt. Ankünfte werden weiter auseinander geplant, Abflüge warten länger, und eine Landebahn, die bei Sonnenschein 45 Bewegungen pro Stunde abfertigt, schafft bei Nebel deutlich weniger. Autolandung ist hier die Lösung, indem sie eine langsamere Landung akzeptiert.
Und genau darin liegt die Erkenntnis beim automatischen Landesystem: Es war nie als Ersatz für Piloten gedacht. Es ist ein Spezialwerkzeug für ein bestimmtes, seltenes Problem – die nebelverhangene Landebahn – eingebettet in Redundanz und Verfahrensweisen. Die Maschine fliegt; die Menschen steuern.
Wenn Sie das nächste Mal in 30 Metern Höhe aus einer dichten Wolkendecke auftauchen und die Räder genau die Mittellinie berühren, wissen Sie, was gerade passiert ist: Zwei oder drei Autopiloten haben sich während des gesamten Sinkflugs abgestimmt, ein Funkhöhenmesser hat die letzten 15 Meter gemessen, und zwei ruhige Profis haben jeden Parameter im Blick behalten, bereit, alles in einer halben Sekunde rückgängig zu machen. Blindlandungen sind, wie sich herausstellt, die am besten überwachte Landung überhaupt.
Quellen: FAA, EASA, SKYbrary, AskThePilot.com (Patrick Smith), Airbus/Boeing-Flugbesatzungsdokumentation
Verwandte Fragen
Was ist Autoland?
Autoland ist ein System, das es dem Autopiloten eines Verkehrsflugzeugs ermöglicht, den gesamten Landevorgang vollautomatisch durchzuführen – selbst bei Sichtverhältnissen, die für eine manuelle Landung durch einen Menschen zu schlecht sind. Es ist eine der bemerkenswerten, aber oft übersehenen Fähigkeiten der kommerziellen Luftfahrt und kommt zum Einsatz, wenn Nebel oder tiefe Wolken den Piloten bis kurz vor dem Aufsetzen keine Sichtkontaktpunkte lassen.
Was ist eine CAT-III-Landung?
Eine Landung nach Kategorie III (CAT III) ist ein Instrumentenanflug bei extrem niedrigen Sichtverhältnissen, bei denen die Entscheidungshöhe unter 100 Fuß (ca. 30 Meter) liegt oder gar nicht mehr sichtbar ist. Da das menschliche Auge die Landebahn nicht rechtzeitig erkennen kann, erfolgt die Landung automatisch. Bei CAT IIIA beträgt die Sichtweite etwa 175–200 m, bei CAT IIIB hingegen nur 75 m.
Wie gelingt einem Passagierflugzeug die Landung im Nebel?
Ein Verkehrsflugzeug landet im Nebel mithilfe des Autolandesystems: Der Autopilot folgt den Lichtstrahlen des Instrumentenlandesystems der Landebahn für eine präzise vertikale und horizontale Führung, leitet dann das Abfangen ein und setzt automatisch auf. An Flughäfen wie Heathrow setzen Jets in Sichtweite von nur 125 Metern – etwa der Flugzeuglänge – auf der Mittellinie der Landebahn auf, ohne dass die Besatzung die Landebahn sehen kann.
Was ist die Sichtweite auf der Start- und Landebahn (RVR)?
Die Sichtweite auf der Landebahn (Runway Visual Range, RVR) ist die Entfernung, die ein Pilot entlang der Landebahn einsehen kann. Sie wird von Sensoren entlang der Bahn gemessen und ist entscheidend für die Bestimmung der zulässigen Anflugkategorie. Bei dichtem Nebel kann die Sichtweite auf etwa 125 m oder weniger sinken. In diesem Fall ist ein Betrieb nur mit einem voll funktionsfähigen, mit Autolandesystem ausgestatteten Flugzeug, der entsprechenden Besatzung und einem geeigneten Flughafen möglich.
Worin besteht der Unterschied zwischen den CAT I-, II- und III-Ansätzen?
Die Kategorien spiegeln die Sichtverhältnisse wider. Kategorie I erlaubt eine Entscheidungshöhe von 200 Fuß, bei der die Landebahn sichtbar ist oder ein Durchstartmanöver durchgeführt werden kann. Kategorie II reduziert diese auf etwa 100 Fuß mit einer Sichtweite von rund 300 m. Kategorie III liegt unter 100 Fuß oder gar nicht mehr, mit einer Sichtweite von nur noch 75 m. Hier übernimmt die Automatisierung.
Was ist eine Entscheidungshöhe?
Die Entscheidungshöhe ist die Höhe bei einem Instrumentenanflug, ab der die Besatzung entweder die erforderlichen Sichtreferenzen hat und den Anflug fortsetzen oder abbrechen und durchstarten muss. Niedrigere Entscheidungshöhen erfordern leistungsfähigere und redundantere Flugzeuge, Besatzungen und Flughafenausrüstung. CAT-III-Anflüge haben Entscheidungshöhen unter 100 Fuß oder gar keine.
Warum nutzen Piloten nicht immer die automatische Landung?
Obwohl die automatische Landung funktioniert, fliegen Piloten die meisten Landungen manuell, da dies ihre Fähigkeiten erhält und manuelle Landungen bei gutem Wetter sanfter und einfacher sind. Die automatische Landung ist Bedingungen mit extrem eingeschränkter Sicht vorbehalten, bei denen die Automatisierung, die zusätzliche Redundanz und die Flughafenausrüstung für eine sichere Landung unerlässlich sind.
Worin besteht der Unterschied zwischen ausfallsicherer passiver und ausfallsicherer automatischer Landung?
Ein ausfallsicheres, passives Autolandesystem trennt sich im Fehlerfall ohne nennenswerte Abweichung vom System und übergibt die Kontrolle zurück an die Piloten. Ein ausfallsicheres, operatives System kann die automatische Landung dank redundanter Computer und Sensoren auch nach einem einzelnen Fehler fortsetzen. Die leistungsfähigere, ausfallsichere Konfiguration ermöglicht Flüge der niedrigsten CAT-III-Kategorie.
Was ist CAT IIIC und warum wird es nicht verwendet?
CAT IIIC würde Landungen bei Null-Entscheidungshöhe und Null-Sicht ermöglichen, existiert aber nur auf dem Papier und findet keine Anwendung. Selbst wenn ein Flugzeug bei absolutem Nebel landen könnte, wäre die Sicht der Besatzung für ein sicheres Rollen zum Gate anschließend nicht ausreichend, weshalb diese Kategorie praktisch nutzlos ist. Verwandte Cockpit-Technologien umfassen: das Head-up-Display.
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