ILS, RNAV, RNP — moderne Anflugverfahren im Detail

Der Instrumentenanflug ist die anspruchsvollste Phase eines IFR-Fluges. Hier muss der Pilot das Flugzeug präzise entlang eines publizierten Verfahrens zur Landebahn führen — oft ohne jegliche Außensicht bis kurz vor der Landung. Die verfügbaren Anflugverfahren haben sich in den letzten Jahrzehnten dramatisch weiterentwickelt: von den klassischen bodenstationsbasierten Verfahren (ILS, VOR/DME, NDB) hin zu satellitengestützten Systemen (RNAV, RNP, LPV), die höhere Präzision bei geringerer Bodeninfrastruktur bieten.

ILS — der Goldstandard des Präzisionsanfluges

Das Instrument Landing System (ILS) ist seit den 1940er-Jahren das meistverbreitete Präzisionsanflugverfahren der Welt und wird es trotz aller technologischen Fortschritte voraussichtlich noch Jahrzehnte bleiben. Es ist das einzige bodengestützte System, das Anflüge bis zur Kategorie III (nahezu Nullsicht) ermöglicht.

Komponenten des ILS:

• Localizer (LOC): Der Localizer sendet auf Frequenzen zwischen 108,10 und 111,95 MHz (ungerade Zehntel). Er ist am gegenüberliegenden Ende der Landebahn installiert und erzeugt einen Leitstrahl, der die horizontale Führung (links/rechts der Mittellinie) liefert. Die Gesamtbreite des Localizer-Strahls beträgt typischerweise 3-6 Grad, wobei der nutzbare Bereich (Full Scale Deflection) etwa 2,5 Grad beiderseits der Mittellinie umfasst. An der Schwelle entspricht Full Scale Deflection einer seitlichen Abweichung von etwa 100 Metern.
• Glide Slope (GS): Der Gleitwegsender ist seitlich neben der Landebahn installiert, typischerweise 300 Meter hinter der Schwelle. Er sendet auf UHF-Frequenzen (329,15-335,00 MHz), die automatisch mit der Localizer-Frequenz gekoppelt sind. Der Gleitweg hat einen Standard-Anstellwinkel von 3 Grad (variiert zwischen 2,5 und 3,5 Grad je nach Hindernissituation). Die vertikale Empfindlichkeit beträgt 0,7 Grad Full Scale, was an der Schwelle etwa 15 Metern vertikaler Abweichung entspricht.
• Marker Beacons (zunehmend außer Betrieb): Outer Marker (OM, blau, 4-7 NM), Middle Marker (MM, amber, 0,5-0,8 NM) und Inner Marker (IM, weiß, an der Schwelle). Diese werden zunehmend durch DME-Distanzinformationen oder GPS-Positionierung ersetzt.
• Approach Lighting System (ALS): Nicht Teil des ILS im engeren Sinne, aber essentiell für den Übergang vom Instrumentenflug zur visuellen Landung. ALSF-2, MALSF oder SALS je nach Flughafen und Kategorie.

ILS-Kategorien:

Für Privatpiloten in der General Aviation ist CAT I der relevante Standard. CAT II und höher erfordern spezielle Flugzeugzertifizierung, Bodeninfrastruktur (Hochleistungs-ILS, RVR-Messgeräte, verbesserte Beleuchtung) und Pilotenqualifikationen, die im GA-Bereich in der Regel nicht verfügbar sind.

VOR/DME-Approach — der klassische Non-Precision Approach

Der VOR/DME-Anflug (VHF Omnidirectional Range / Distance Measuring Equipment) ist ein Non-Precision Approach (NPA). Das bedeutet: Er liefert nur horizontale Führung (Kurs), aber keine vertikale Führung (Gleitweg). Der Pilot muss selbst die korrekte Höhe durch schrittweises Sinken zwischen definierten Punkten (Step-Down Fixes) sicherstellen.

Merkmale des VOR/DME-Approach:

• Kein Gleitweg: Statt einer Decision Height (DH) wie beim ILS gibt es eine MDA (Minimum Descent Altitude). Der Pilot sinkt auf die MDA und fliegt diese horizontal, bis er den MAP (Missed Approach Point) erreicht oder die Landebahn in Sicht hat.
• Step-Down Fixes: Zwischen dem Initial Approach Fix (IAF) und dem Final Approach Fix (FAF) gibt es definierte Punkte, an denen der Pilot auf die nächste Höhe sinken darf — immer nur zwischen den Fixes, nie vorher.
• Höhere Minima: Die MDA eines VOR/DME-Anfluges liegt typischerweise 100-300 ft höher als die DH eines ILS auf der gleichen Bahn. Die erforderliche Sicht ist ebenfalls größer.
• VOR-Frequenz: VOR sendet auf 108,00-117,95 MHz (gerade Zehntel bei den niedrigen Frequenzen, alle Zehntel ab 112,00 MHz).
• Dive and Drive vs. CDFA: Traditionell wurde der NPA im "Dive and Drive"-Verfahren geflogen: auf die MDA sinken, dann horizontal fliegen. Die ICAO empfiehlt seit Jahren das CDFA-Verfahren (Continuous Descent Final Approach), bei dem der Pilot einen kontinuierlichen Sinkflug wie beim ILS fliegt und die MDA nur als Absicherung nutzt. CDFA ist stabiler, leiser und sicherer.

VOR/DME-Anflüge werden zunehmend durch RNAV-Verfahren ersetzt, bleiben aber als Rückfalloption bei GPS-Ausfall wichtig und sind noch an vielen kleineren Flughäfen die einzige verfügbare Anflughilfe.

RNAV — GPS-basierte Navigation der nächsten Generation

RNAV steht für Area Navigation und bezeichnet Navigationsverfahren, die nicht an bodengebundene Navigationshilfen (VOR, NDB) gebunden sind. In der Praxis basiert RNAV heute fast ausschließlich auf GNSS (Global Navigation Satellite System), also GPS, GLONASS und zunehmend Galileo.

RNAV-Anflüge (auch RNAV GNSS-Approaches) werden in verschiedene Service-Level unterteilt, die sich in Präzision und Anforderungen unterscheiden:

LNAV (Lateral Navigation):

• Nur horizontale Führung, keine vertikale Komponente
• Äquivalent zu einem Non-Precision Approach
• MDA statt DH
• Erfordert: Zugelassener GPS-Empfänger (z.B. Garmin GNS430W, GTN650/750)
• Genauigkeit: 0,3 NM (556 m) im Final Approach Segment
• Verfügbar an praktisch allen RNAV-fähigen Flughäfen

LNAV/VNAV (Lateral Navigation / Vertical Navigation):

• Horizontale und vertikale Führung
• VNAV wird entweder barometrisch berechnet (Baro-VNAV) oder geometrisch (SBAS)
• DH statt MDA, typischerweise 250-350 ft
• Erfordert: GPS mit VNAV-Fähigkeit oder SBAS-Empfänger
• Temperaturbeschränkungen bei Baro-VNAV (falsche Höhenanzeige bei extremen Temperaturen)

LPV (Localizer Performance with Vertical Guidance):

• Höchste Präzision der RNAV-Anflüge
• Vergleichbar mit ILS CAT I in der Leistung
• DH typischerweise 200-250 ft, RVR 550 m
• Erfordert: SBAS-fähigen GPS-Empfänger (WAAS in USA, EGNOS in Europa)
• In Europa: EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) liefert die Korrektursignale
• Genauigkeit: vertikal 4 m, horizontal 1 m im Final Approach
• Keine Bodeninfrastruktur am Flughafen erforderlich (nur Vermessung)
• Zunehmend der Ersatz für alternde ILS-Anlagen an kleineren Flughäfen

RNP-AR — Curved Approaches für komplexe Umgebungen

RNP-AR (Required Navigation Performance — Authorization Required) ist die anspruchsvollste Kategorie der RNAV-Verfahren. Das "AR" steht für "Authorization Required" — Fluggesellschaft, Flugzeug und Besatzung benötigen eine spezielle Genehmigung der Luftfahrtbehörde.

Was RNP-AR kann, was andere Verfahren nicht können:

• Curved Approaches (RF Legs): RNP-AR erlaubt gekrümmte Anflugpfade mit definierten Radien (Radius-to-Fix). Das Flugzeug fliegt einen exakten Kreisbogen mit garantierter Navigationspräzision. Dies ermöglicht Anflüge durch enge Täler, um Hindernisse herum oder mit reduziertem Lärmfußabdruck über bewohnten Gebieten.
• Geringere RNP-Werte: Standard-RNAV erfordert RNP 0.3 NM im Final. RNP-AR kann auf RNP 0.1 NM oder sogar RNP 0.03 NM spezifiziert werden — das bedeutet, dass das Flugzeug zu 99,999% der Zeit innerhalb von 0,1 NM (185 m) oder 0,03 NM (56 m) um die Sollposition bleibt.
• Niedrigere Minima: Durch die höhere Präzision können RNP-AR-Anflüge niedrigere DH und RVR-Werte haben als Standard-RNAV, teils vergleichbar mit ILS CAT I.

Bekannte RNP-AR-Verfahren:

• Innsbruck (LOWI): Der RNP-AR-Anflug auf die Piste 08 ist eines der bekanntesten Beispiele in Europa. Er führt das Flugzeug durch das Inntal mit präzisen Kurven um Bergketten herum — ein Anflug, der konventionell nur bei guter Sicht möglich wäre.
• Queenstown (NZQN): Der berühmte RNP-AR-Anflug in Neuseeland durch bergiges Terrain.
• Lugano (LSZA): In der Schweiz einer der anspruchsvollsten Plätze, der von RNP-AR-Verfahren profitiert.

RNP-AR ist primär ein Verfahren für die kommerzielle Luftfahrt. General-Aviation-Flugzeuge verfügen in der Regel nicht über die erforderliche Avionik (FMS mit RF-Leg-Fähigkeit, typischerweise nur in modernen Airlinern und Business Jets).

NDB-Approach — der Dinosaurier unter den Anflügen

Der NDB-Anflug (Non-Directional Beacon) basiert auf dem ADF-Empfänger (Automatic Direction Finder) im Flugzeug und einem einfachen Rundstrahler am Boden. Er ist das älteste noch verwendete Anflugverfahren und wird zunehmend aus dem Betrieb genommen.

• Präzision: Gering. Der ADF zeigt nur die Richtung zum Sender, keine Kursabweichung. Der Pilot muss durch Berechnung von Bearing und Heading selbst den Kurs korrigieren.
• Anfälligkeit: NDB-Signale sind anfällig für atmosphärische Störungen (Gewitter), Küsteneffekte, Bergeffekte und Nachteffekte (Skywave-Interferenz).
• Hohe Minima: Die MDA eines NDB-Anfluges ist typischerweise die höchste aller verfügbaren Verfahren an einem Flughafen.
• Ausbildungswert: Trotz abnehmender operativer Bedeutung wird der NDB-Anflug in der IR-Ausbildung weiterhin gelehrt, da er grundlegendes Navigationsverständnis und präzises Fliegen fördert.

Vergleichstabelle: Anflugverfahren im Überblick

Approach Plates lesen — die Kunst der Anflugkarte

Jedes Instrumentenanflugverfahren ist auf einer Approach Plate (Anflugkarte) publiziert. In Europa werden diese primär von Jeppesen (Privatanbieter) und den nationalen AIPs (Aeronautical Information Publication) herausgegeben. Eine Approach Plate enthält alle Informationen, die der Pilot für die sichere Durchführung des Anfluges benötigt.

Aufbau einer typischen Approach Plate:

• Kopfzeile: Flughafen-ICAO-Code, Verfahrensbezeichnung (z.B. "ILS RWY 25L"), Gültigkeitsdatum, Frequenzen
• Kommunikationsblock: Alle relevanten ATC-Frequenzen (Approach, Tower, Ground, ATIS)
• Planansicht (Plan View): Draufsicht auf das Verfahren mit IAF, IF, FAF, MAP, Missed Approach-Strecke, Hindernisse, Höhenbeschränkungen, Kurse und Entfernungen
• Profilansicht (Profile View): Seitenansicht des Verfahrens mit Höhenprofil, Gleitweganzeige, Step-Down Fixes, DH/MDA
• Minimatabelle: Decision Height bzw. MDA und erforderliche Sicht/RVR für verschiedene Flugzeugkategorien (A-E basierend auf Anfluggeschwindigkeit)
• Missed Approach-Beschreibung: Textuelle und grafische Beschreibung des Durchstartverfahrens
• Flugplatzinformationen: Pistenlänge, Höhe über MSL, Befeuerung

Flugzeugkategorien für Anflugminima:

Die Zukunft der Anflugverfahren

Die Entwicklung geht klar in Richtung satellitenbasierter Verfahren. Die Vorteile sind überzeugend:

• Kostenersparnis: Ein ILS kostet in der Installation 1-5 Millionen Euro und erfordert regelmäßige Kalibrierung per Vermessungsflug. Ein RNAV/LPV-Verfahren erfordert nur eine einmalige Vermessung und keine Bodeninfrastruktur.
• Flexibilität: RNAV-Verfahren können an jedem Flughafen implementiert werden, auch dort, wo kein Platz oder Budget für ein ILS besteht.
• Umweltschutz: RNP-AR-Verfahren mit Curved Approaches ermöglichen lärmoptimierte Anflugrouten.
• Kapazitätssteigerung: Eng gestaffelte Parallelanflüge werden durch die hohe Präzision von RNP möglich.

Für die General Aviation bedeutet diese Entwicklung eine schrittweise Demokratisierung des Instrumentenfluges. Flughäfen, die bisher keine IFR-Verfahren hatten, können mit RNAV-Approaches ausgestattet werden. Moderne GPS-Empfänger in der GA (Garmin GTN 750Xi, Avidyne IFD550) unterstützen LPV-Anflüge und bieten damit eine Präzision, die noch vor 20 Jahren nur Airlines vorbehalten war.

Gleichzeitig wird das konventionelle Netz (VOR, NDB) in Europa schrittweise ausgedünnt. Die DFS (Deutsche Flugsicherung) hat bereits mehrere VOR-Stationen abgeschaltet und plant, das VOR-Netz bis Ende der 2020er-Jahre auf ein Minimum-Operational-Network zu reduzieren. Piloten, die ausschließlich auf konventionelle Navigation setzen, werden zunehmend eingeschränkt sein.

Fazit: Vom ILS zum LPV — eine stille Revolution

Die Evolution der Anflugverfahren von NDB über VOR/DME und ILS zu RNAV, RNP und LPV ist eine der bedeutendsten technologischen Entwicklungen in der Instrumentenfliegerei. Für den Privatpiloten im DACH-Raum ist es essenziell, diese Verfahren zu verstehen und das eigene Flugzeug entsprechend auszurüsten. Ein moderner GPS-Empfänger mit SBAS/EGNOS-Fähigkeit ist heute die wichtigste Einzelinvestition in die IFR-Fähigkeit eines GA-Flugzeugs. Er macht Präzisionsanflüge an Hunderten von Flughäfen verfügbar, die vorher nur Non-Precision-Approaches oder gar keine Instrumentenverfahren hatten — und das bei einer Genauigkeit, die dem bewährten ILS in nichts nachsteht.