Mit Bodenplatten gegen Wirbelschleppen

WIEN - Wirbelschleppen bergen auch in Bodennähe ein Risiko vor allem für kleinere Flugzeuge. Erst im Mai starben vier Menschen, weil sie mit einer DA62 einem A350 zu nahe gekommen waren. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) will dieser Gefahr mit Bodenplatten begegnen.

Rund zehn Kilometer Sicherheitsabstand müssen kleine und mittlere Flugzeuge derzeit zu vorausfliegenden schwereren Maschinen einhalten. Der Grund sind Wirbelschleppen, die insbesondere kurz vor dem Aufsetzen eines nachfolgenden Flugzeugs eine kraftvolle gefährdende Wirkung entfalten können.

Wirbelschleppen sind langlebige Luftwirbel, die jedes Flugzeug hinter sich erzeugt. Sie rollen sich an den Flügelspitzen auf, wo der Unterdruck der Tragflächenoberseite und der Überdruck der Tragflächenunterseite zusammentreffen.

Die mächtigen Wirbel können dicht nachfolgende Maschinen empfindlich auf ihrer Flugbahn stören und auch am Boden an Gebäuden zu Schäden führen. Kleinere Maschinen sind besonders gegenüber Wirbelschleppen großer Jumbojets sensibel. Sie müssen einen erweiterten Sicherheitsabstand einhalten.

Testfeld Wiener Flughafen

Austro Control und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) arbeiten nun am Flughafen Wien gemeinsam mit weiteren Partnern daran, Wirbelschleppen im Anflugbereich zu entschärfen und damit die Sicherheit weiter zu erhöhen.

Dafür verwenden die Forscher eine DLR-patentierte Konfiguration parallel angeordneter Bodenplatten, die Wirbelschleppen schneller zerfallen lässt. Mit einem Lasermessgerät (Lidar) wird das Verhalten der Wirbelschleppen detailliert für nachfolgende Auswertungen aufgezeichnet.

Ziel dieses im Rahmen des EU-Forschungsprogramms SESAR geförderten Projekts "Wake turbulence separation optimisation" ist es, die Wirksamkeit der Platten an einem großen Flughafen nachzuweisen.

Im Wasserschleppkanal, Strömungssimulationen und vorausgegangenen Flugversuchen am DLR-Standort Oberpfaffenhofen konnte dieser Nachweis bereits erbracht werden.

"Allererste Auswertungen der neuen Messungen in Wien zeigen, dass auch dort die Wirbelschleppen in der Nähe der Platten tatsächlich deutlich schneller zerfallen", sagt Dr. Frank Holzäpfel vom DLR-Institut für Physik der Atmosphäre. Es ist geplant in den nächsten zwei Jahren an der Spezifikation und Herstellung einer permanenten Einrichtung dieser Platten zu arbeiten.

Der Trick mit den Platten

Während die Wirbel in höheren Luftschichten meist schnell absinken, verdriften und sich schließlich auflösen, verharren sie gelegentlich einige Zeit kurz vor der Landebahn, knapp über dem Boden. Genau dort setzen nachfolgende Flugzeuge zur Landung an.

Um die zirkulierenden Wirbel vor einer Landebahn schneller abzuschwächen, wird ein System parallel hintereinander angeordneter Platten, die sogenannte Plate Line, aufgestellt. An den in Wien etwa neun Meter langen und viereinhalb Meter hohen Platten bilden sich Sekundärwirbel, die die eigentlichen Wirbelschleppen deutlich schneller zerfallen lassen.

Das Projekt entspringt einer langjährigen Zusammenarbeit zwischen Austro Control und dem DLR zum Thema "Wake Turbulence".