Flugsicherheit verbessern 15.04.2014, 12:13 Uhr

Künstliche Hurrikane in der Luft vorhersagen

DLR-Forscher entwickeln eine Prognosetechnik, mit der Piloten gefährliche Wirbelschleppen erkennen können, die vorausfliegende Flugzeuge verursachen. Dazu sind nur wenige aktuellen Daten nötig, die sich leicht erfassen lassen.

Gut geeignet zur Visualisierung von Wirbelschleppen: Kondensstreifen.

Gut geeignet zur Visualisierung von Wirbelschleppen: Kondensstreifen.

Foto: DLR

Kleine Flugzeuge, die einem Airbus A380 oder einer Boeing 747 in kurzem Abstand folgen, können herumgewirbelt werden, als seien sie in einen Hurrikan geraten. Besonders gefährlich ist das kurz vor und während der Landung. Schuld daran sind Wirbel, die entstehen, wenn sich große Massen schnell durch die Luft bewegen. Sie bleiben minutenlang erhalten. Gefährlich sind sie, weil sie unsichtbar und messtechnisch nur schwer zu erfassen sind.

Navigationsdisplay: Eine magentafarbene Linie zeigt den Bereich der Wirbelschleppen an.

Navigationsdisplay: Eine magentafarbene Linie zeigt den Bereich der Wirbelschleppen an.

Foto: DLR

Das will das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLT) ändern. Mit seinen Forschungsflugzeugen Atra, einem Airbus A320, und der viel kleineren Falcon entwickeln die DLR-Forscher ein Warnsystem vor Wirbelschleppen, wie die Turbulenzen hinter Flugzeugen genannt werden. Eingegeben werden müssen nur Wetterinformationen und die Positionsdaten des vorausfliegenden Flugzeugs. Atra, ein mit wissenschaftlichen Instrumenten vollgestopftes Flugzeug, empfängt die Positionsdaten und die Geschwindigkeit der Falcon, die die Atra-Flugbahn kreuzt. Daraus errechnet der Bordcomputer die Wirbelschleppenverteilung. Auf dieser Basis kann die Entscheidung getroffen werden, den Kurs zu ändern, um der Gefahr zu entgehen, aus der Bahn geworfen zu werden. Insgesamt sind drei Testflüge vorgesehen, bei denen gleich mehrfach Wirbelschleppen erzeugt und per Software lokalisiert und analysiert werden.

Kontrolle per Kondensstreifen

Um überprüfen zu können, ob die Prognosen des Computers korrekt sind, finden die Versuche in einer Höhe statt, in der Kondensstreifen zu erkennen sind. Deren Verteilung lässt Rückschlüsse auf Form und Kraft der erzeugten  Wirbelschleppen zu. Eine Gefahr besteht nicht, denn der viel größere Airbus 320 steckt die Turbulenzen, die die kleinere Falcon auslöst, locker weg. Trotzdem können die Forscher aus den Testflügen, die über Brandenburg und Mecklenburg-Vorpommern stattfinden, Rückschlüsse auf die Verhältnisse im Flug und bei Landungen auf Flughäfen ziehen.

Die DLR-Falcon fliegt höher als die meisten Verkehrsflugzeuge und ist äußerst robust und wendig.

Die DLR-Falcon fliegt höher als die meisten Verkehrsflugzeuge und ist äußerst robust und wendig.

Foto: DLR

Wirbelschleppen, auch Wirbelzöpfe oder Randwirbel genannt, sind gegenläufig drehende Luftverwirbelungen hinter fliegenden Flugzeugen. Ihre Lebensdauer hängt  ab von den Windverhältnissen und der Temperaturschichtung. Beide Daten gehen in die Modellrechnung des DLR ein. In der Regel sinken die Wirbel langsam ab, bevor sie sich auflösen. Schrittweise entwickeln die DLR-Forscher eine Technik, die Wirbelschleppen auf der Flugbahn vorhersagt, in ihrer Wirkung einschätzt und passende Ausweichmanöver vorschlägt.

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