Treibstoffplanung -- Wenn der Sprit knapp wird

Treibstoff ist das Lebenselixier eines jeden Flugzeugs. Ohne Kraftstoff wird aus einem Flugzeug ein Segelflugzeug -- und aus einem Segelflugzeug ohne entsprechende Ausbildung und Konstruktion ein ernstes Problem. Die Treibstoffplanung gehört zu den fundamentalsten Aufgaben der Flugvorbereitung, und dennoch kommt es immer wieder zu Situationen, in denen Flugzeuge mit zu wenig Kraftstoff unterwegs sind. Die Gründe reichen von simplen Rechenfehlern über Missverständnisse bei der Einheitenumrechnung bis hin zu schlechtem Entscheidungsmanagement in komplexen Situationen.

Dieser Artikel erklärt die Grundlagen der professionellen Treibstoffplanung, die internationalen Vorschriften und analysiert einige der bekanntesten Treibstoffnotfälle der Luftfahrtgeschichte.

Die Bestandteile der Treibstoffplanung

Professionelle Treibstoffplanung ist weit mehr als "Tank voll, los geht's". Die ICAO (International Civil Aviation Organization) definiert in Annex 6 die verschiedenen Komponenten, die bei der Kraftstoffberechnung berücksichtigt werden müssen. Jeder Flug wird in einzelne Phasen aufgeteilt, und für jede Phase wird der Treibstoffbedarf separat berechnet:

Die Summe all dieser Komponenten ergibt den Block Fuel -- die Gesamtmenge an Treibstoff, die sich beim Verlassen des Gates an Bord befinden muss. Bei einer Boeing 737 auf einem typischen Europaflug von 2 Stunden kann der Block Fuel beispielsweise 8.000 bis 12.000 kg betragen, wobei der reine Trip Fuel nur 5.000 bis 7.000 kg ausmacht.

ICAO-Anforderungen und europäische Vorschriften

Die ICAO legt in ihren Standards and Recommended Practices (SARPs) die Mindestanforderungen für die Treibstoffplanung fest. In Europa werden diese durch die EASA-Vorschriften (insbesondere Part-OPS und Part-NCO für die Allgemeine Luftfahrt) in nationales Recht umgesetzt.

Die Kernvorschriften sind:

• Kein Flug darf angetreten werden, wenn die berechnete Treibstoffmenge nicht ausreicht, um den Flug sicher abzuschließen, einschließlich aller Reserven.
• Der Final Reserve Fuel darf nicht geplant verbraucht werden -- er ist die absolute letzte Reserve und dient nur dazu, sicher landen zu können, falls alle anderen Pläne scheitern.
• Fuel Monitoring ist Pflicht: Während des Fluges muss der tatsächliche Treibstoffverbrauch regelmäßig mit dem geplanten Verbrauch verglichen werden.
• Bei Unterschreitung bestimmter Schwellen muss der Pilot aktiv werden -- zunächst mit einer "Minimum Fuel"-Meldung, im Extremfall mit einer Mayday-Erklärung.

"Minimum Fuel" vs. "Mayday Fuel"

Ein häufiges Missverständnis, selbst unter erfahrenen Piloten, betrifft den Unterschied zwischen einer "Minimum Fuel"-Meldung und einer "Mayday Fuel"-Erklärung:

Minimum Fuel ist eine Informationsmeldung an die Flugsicherung. Sie bedeutet: "Wir können den Flug wie geplant zu Ende fliegen, aber jede zusätzliche Verzögerung würde dazu führen, dass wir unter unsere Reserven kommen." Minimum Fuel ist keine Noterklärung. Die Flugsicherung wird jedoch versuchen, dem Flugzeug Priorität zu geben und Verzögerungen zu minimieren. Die ICAO-Phraseologie lautet: "MINIMUM FUEL".

Mayday Fuel (Fuel Emergency) hingegen ist eine vollständige Noterklärung. Sie wird ausgesprochen, wenn die verbleibende Treibstoffmenge so gering ist, dass eine sichere Landung am nächstgelegenen geeigneten Flughafen erforderlich ist -- ohne weitere Verzögerungen oder Umwege. Die Phraseologie lautet: "MAYDAY, MAYDAY, MAYDAY -- [Rufzeichen] -- fuel emergency". Bei einer Mayday-Erklärung hat das Flugzeug absolute Priorität vor allem anderen Verkehr.

Der Übergang von Minimum Fuel zu Mayday Fuel kann erschreckend schnell erfolgen. Eine Warteschleife, ein verpasster Anflug oder ein unerwarteter Gegenwind können innerhalb von Minuten aus einer unbequemen Situation eine lebensbedrohliche machen.

Das "Bingo Fuel"-Konzept

Aus der Militärfliegerei stammt das Konzept des "Bingo Fuel". Bingo Fuel ist die vorab festgelegte Treibstoffmenge, bei deren Erreichen der Pilot unbedingt den Rückflug zur Basis oder zum Ausweichflughafen antreten muss -- unabhängig davon, was gerade passiert. Das Konzept ist simpel, aber wirkungsvoll: Man berechnet vor dem Flug den Punkt, an dem man umkehren oder zum Alternate fliegen muss, und markiert diese Treibstoffmenge als "Bingo". Wird Bingo erreicht, gibt es keine Diskussion -- es wird umgekehrt.

Auch in der zivilen Luftfahrt haben viele erfahrene Piloten ihr persönliches Bingo-Konzept übernommen, insbesondere in der Allgemeinen Luftfahrt, wo kein Dispatcher im Hintergrund mitrechnet.

Der Gimli Glider -- Air Canada Flight 143 (1983)

Einer der bekanntesten Treibstoffnotfälle der Luftfahrtgeschichte ereignete sich am 23. Juli 1983, als eine Boeing 767-233 der Air Canada auf dem Flug von Montreal nach Edmonton mitten über Kanada ohne Treibstoff blieb.

Die Boeing 767 war eines der ersten Flugzeuge bei Air Canada, das das metrische System verwendete -- der Rest der Flotte arbeitete noch mit imperialen Einheiten. Bei der Betankung in Montreal war das elektronische Fuel Quantity Information System (FQIS) defekt. Die Bodencrew und die Piloten berechneten die benötigte Treibstoffmenge manuell -- und verwechselten dabei Pfund und Kilogramm. Statt der benötigten 22.300 kg Treibstoff wurden nur 22.300 Pfund getankt, also etwa 10.100 kg -- weniger als die Hälfte der benötigten Menge.

In 12.500 Metern Höhe über Red Lake, Ontario, gingen nacheinander beide Triebwerke aus. Kapitän Robert Pearson, ein erfahrener Segelflugpilot, setzte die antriebslose Boeing 767 in einem meisterhaften Gleitflug auf der ehemaligen Militärbasis Gimli in Manitoba auf, die inzwischen als Dragstrip für Autorennen genutzt wurde. Die Landung gelang trotz fehlender Hydraulik (nur Schwerkraftbetrieb der Fahrwerke) und fehlender Instrumente (der Ram Air Turbine versorgte nur die wichtigsten Systeme). Alle 69 Insassen überlebten mit nur leichten Verletzungen.

Der "Gimli Glider" wurde zum Symbol dafür, wie kleine Fehler in der Treibstoffplanung katastrophale Konsequenzen haben können -- und wie fliegerisches Können im Notfall den Unterschied zwischen Leben und Tod machen kann.

Avianca Flight 52 -- Die tödliche Sprachbarriere (1990)

Am 25. Januar 1990 stürzte eine Boeing 707-321B der kolumbianischen Avianca auf dem Flug von Bogota nach New York bei Cove Neck, Long Island, ab. Alle vier Triebwerke waren wegen Treibstoffmangels ausgefallen. 73 der 158 Insassen starben.

Das Unglück war das Ergebnis einer verheerenden Kombination aus schlechtem Wetter, Kommunikationsproblemen und einem Versagen bei der Treibstoffdeklaration. Der Flug hatte aufgrund von schlechtem Wetter am JFK International Airport bereits drei Warteschleifen geflogen und einen Fehlanflug durchgeführt. Die Besatzung wusste, dass der Treibstoff knapp wurde, aber der First Officer verwendete gegenüber der Flugsicherung nur den Ausdruck "we're running low on fuel" -- eine alltägliche Bemerkung, die keine besondere Dringlichkeit signalisiert. Zu keinem Zeitpunkt verwendete die Besatzung die Wörter "Fuel Emergency" oder "Mayday", die der Flugsicherung klar signalisiert hätten, dass sofortige Priorität erforderlich war.

Die Lehren aus Avianca 52 waren weitreichend: Die Wichtigkeit standardisierter Phraseologie wurde erneut betont, die Ausbildung für das Erklären von Notfällen wurde verschärft, und die Rolle der Flugsicherung bei der Erkennung von Treibstoffnotfällen wurde neu definiert. Der Fall ist bis heute ein Standardbeispiel in der Pilotenausbildung für die lebensrettende Bedeutung klarer Kommunikation.

TransAsia Airways GE235 -- Tödliche Verkettung (2015)

Der Absturz von TransAsia Airways Flug GE235 am 4. Februar 2015 in Taipei, Taiwan, bei dem 43 der 58 Insassen starben, hatte zwar als primäre Ursache menschliches Versagen bei der Triebwerksidentifikation (die Besatzung schaltete nach dem Ausfall eines Triebwerks versehentlich das funktionierende Triebwerk ab), doch die Untersuchung deckte auch Mängel im Treibstoffmanagement und in der Gesamtplanung auf. Der Fall verdeutlicht, wie mehrere kleine Fehler in der Flugvorbereitung und -durchführung sich zu einer Katastrophe addieren können, wenn kein einzelner Fehler rechtzeitig erkannt und korrigiert wird.

Moderne Treibstoffberechnung -- Flight Management Systeme

In modernen Verkehrsflugzeugen übernimmt das Flight Management System (FMS) einen Großteil der Treibstoffberechnung. Das FMS berücksichtigt dabei eine Vielzahl von Faktoren:

• Streckenführung: Exakte Entfernungen aller Wegpunkte, einschließlich der Steig- und Sinkflugprofile.
• Windkomponenten: Aktuelle und prognostizierte Windverhältnisse auf allen Flugflächen.
• Flugzeuggewicht: Aktuelles Startgewicht und prognostiziertes Gewicht bei der Landung.
• Triebwerkseffizienz: Spezifischer Treibstoffverbrauch basierend auf dem aktuellen Zustand der Triebwerke.
• Temperatur: Abweichungen von der Standardatmosphäre, die den Treibstoffverbrauch beeinflussen.
• Cost Index: Das Verhältnis zwischen Zeitkosten und Treibstoffkosten, das die optimale Fluggeschwindigkeit bestimmt.

Während des Fluges aktualisiert das FMS die Treibstoffprognose kontinuierlich und zeigt dem Piloten an, ob er mehr oder weniger verbraucht als geplant. Abweichungen werden sofort sichtbar, sodass die Besatzung frühzeitig reagieren kann -- sei es durch eine Geschwindigkeitsänderung, eine Routenanpassung oder die Anforderung einer anderen Flughöhe.

Fuel Dumping -- Warum Flugzeuge Kerosin ablassen

Fuel Dumping (Treibstoffablassen oder Treibstoffschnellablass) ist ein Verfahren, bei dem ein Flugzeug Treibstoff in der Luft ablässt, um sein Gewicht zu reduzieren. Dies ist notwendig, weil viele Großraumflugzeuge bei einer voll betankten Startmasse ein Maximum Landing Weight (MLW) haben, das deutlich unter dem Maximum Takeoff Weight (MTOW) liegt.

Wenn ein Flugzeug kurz nach dem Start umkehren muss -- beispielsweise wegen eines medizinischen Notfalls oder eines technischen Defekts -- ist es möglicherweise zu schwer für eine sichere Landung. In diesem Fall muss Treibstoff abgelassen werden. Das Kerosin wird typischerweise in großer Höhe (über 6.000 Fuß) und nicht über dicht besiedeltem Gebiet abgelassen. In dieser Höhe zerstäubt der Treibstoff zu feinen Tröpfchen und verdunstet weitgehend, bevor er den Boden erreicht.

Nicht alle Flugzeugtypen sind mit einem Fuel-Dumping-System ausgestattet. Kleinere Flugzeuge wie die Boeing 737 oder der Airbus A320 haben kein solches System, da ihr MLW näher am MTOW liegt. Größere Muster wie die Boeing 777, der Airbus A340 oder die Boeing 747 verfügen hingegen über Fuel-Dump-Systeme.

Tankering -- Wenn Treibstoff zur Handelsware wird

Tankering ist die Praxis, an einem Flughafen mit niedrigeren Treibstoffpreisen mehr zu tanken, als für den aktuellen Flug benötigt wird, um am Zielflughafen weniger oder gar nicht nachtanken zu müssen. Dies kann erhebliche Kosteneinsparungen bedeuten, da Kerosinpreise je nach Flughafen und Region stark variieren.

Allerdings hat Tankering einen Nachteil: Zusätzlicher Treibstoff bedeutet zusätzliches Gewicht, und zusätzliches Gewicht erhöht den Treibstoffverbrauch. Typischerweise verbraucht eine Boeing 737 für jede zusätzliche Tonne Gewicht etwa 3-4 % mehr Treibstoff. Die Airlines berechnen daher mit speziellen Softwareprogrammen, ob das Tankering wirtschaftlich sinnvoll ist -- ob also die Einsparung durch den günstigeren Treibstoff den Mehrverbrauch durch das zusätzliche Gewicht übersteigt.

Seit einigen Jahren wird Tankering auch aus Umweltgründen kritisch betrachtet, da der zusätzliche Treibstoffverbrauch die CO2-Emissionen erhöht. Einige Airlines haben daher ihre Tankering-Praxis eingeschränkt oder ganz eingestellt.

Treibstoffkontamination -- Die unsichtbare Gefahr

Selbst wenn die richtige Menge Treibstoff an Bord ist, kann kontaminierter Kraftstoff zum Problem werden. Die häufigsten Kontaminationsquellen sind:

• Wasser: Durch Kondensation kann sich Wasser in Treibstofftanks sammeln. In der Kälte der Reiseflughöhe kann dieses Wasser zu Eiskristallen gefrieren und Treibstoffleitungen oder Filter verstopfen. Genau dies geschah bei British Airways Flug 38 im Januar 2008, als eine Boeing 777 kurz vor der Landebahn in Heathrow beide Triebwerke verlor.
• Mikroorganismen: An der Grenzschicht zwischen Wasser und Kerosin können Pilze und Bakterien wachsen, die Filter und Leitungen verstopfen können.
• Falsche Treibstoffsorte: Die Verwechslung von Jet A-1 (Kerosin) mit Avgas (Flugbenzin) oder umgekehrt kann katastrophale Folgen haben.

Daher gehört die Treibstoffprobe (Fuel Sampling) zur Vorflugkontrolle jedes Flugzeugs. Der Pilot entnimmt an den tiefsten Punkten der Tanks Proben und überprüft sie visuell auf Wasser, Verunreinigungen und die korrekte Farbe des Treibstoffs. Diese simple Maßnahme hat schon unzählige potenzielle Unfälle verhindert.

Fuel Bias -- Wenn die Anzeigen lügen

Treibstoffanzeigen in Flugzeugen sind erstaunlich ungenau -- deutlich ungenauer als die Tankanzeige in einem Auto. Die Vorschriften erlauben eine Abweichung von bis zu 5 % bei vollen Tanks und noch größere Abweichungen bei niedrigem Füllstand. Gründe dafür sind die Bauform der Tanks (die sich dem Flügelquerschnitt anpassen), Temperaturschwankungen (die das Volumen des Treibstoffs verändern) und die Messmethode (kapazitive Sonden, die durch Temperaturen, Verunreinigungen und Alterung beeinflusst werden).

Erfahrene Piloten verlassen sich daher niemals allein auf die Tankanzeige. Sie berechnen den erwarteten Verbrauch und vergleichen ihn regelmäßig mit der Anzeige. Wenn die Anzeige weniger zeigt als erwartet, ist das ein Warnsignal, das sofortige Aufmerksamkeit erfordert.

Warum Airlines konservativer planen als vorgeschrieben

Die meisten Airlines haben interne Treibstoffrichtlinien, die über die gesetzlichen Mindestanforderungen hinausgehen. Die Gründe dafür sind vielfältig:

• Sicherheitsmargen: Zusätzliche Reserven für unvorhergesehene Situationen wie plötzliche Wetterverschlechterungen oder Flughafensperrungen.
• Operative Flexibilität: Mehr Treibstoff bedeutet mehr Optionen -- die Möglichkeit, Warteschleifen zu fliegen, einen weiter entfernten Ausweichflughafen anzufliegen oder die Route zu ändern.
• Versicherung und Haftung: Im Falle eines Zwischenfalls will keine Airline erklären müssen, dass nur die Mindestmenge an Bord war.
• Pilotenermächtigung: Die meisten Airlines geben dem Kapitän das Recht, zusätzlichen Treibstoff anzufordern, ohne dies rechtfertigen zu müssen -- ein wichtiger Aspekt der Sicherheitskultur.

Die Treibstoffplanung ist ein Bereich, in dem die Luftfahrt aus ihren schmerzhaftesten Fehlern gelernt hat. Jeder der hier beschriebenen Unfälle hat zu konkreten Verbesserungen geführt -- von besseren Berechnungssystemen über standardisierte Einheiten bis hin zu klareren Kommunikationsverfahren. Und dennoch bleibt die Grundregel dieselbe, die sie seit den Anfängen der Luftfahrt war: Tanke mehr als du brauchst, und du wirst sicher ankommen.

"The only time you have too much fuel is when you're on fire." -- Dieses alte Pilotenwort bringt die Philosophie der Treibstoffplanung auf den Punkt: Es gibt fast keinen Grund, zu wenig Treibstoff mitzunehmen, aber es gibt unzählige Gründe, genügend dabei zu haben.