Analyse: Fachkommentar zum Absturz des AF447

Abstürze haben uns Menschen schon immer beunruhigt, wissen wir doch dass Luft keine Balken hat. Aber nur wenige Abstürze konnten selbst Experten so faszinieren, wie der des Air France Fluges 447 am 1. Juni 2009, als ein Airbus 330 auf einem Routineflug spurlos verschwand.

 

Foto: BEA

Nachdem auch viele Nicht-Piloten auf mich zugekommen sind um mich nach einer Einschätzung als Berufspilot zu fragen, versuche ich das geschehene in einer leicht verständlichen Form wieder zu geben. Ich stütze mich bei dieser Zusammenfassung auf den derzeit aktuellen Zwischenbericht der französischen Untersuchungsbehörde BEA und möchte an dieser Stelle anmerken, dass verschiedene Sichtweisen zu diesem Unfall möglich sind und meine Analyse keinesfalls Ansprüche auf Vollständig- und Richtigkeit macht. Die Analyse richtet sich in erster Linie an fliegerische Laien, um die Vorfälle im Cockpit jenes Fluges verständlich zu machen.

Das Flugzeug, ein Airbus 330 befand sich auf dem Rückflug von Rio de Janeiro in normalem Reiseflug in turbulentem Wetter mit einer Gewitterfront voraus. Um 01:55 (alle Zeiten in Zulu, also MEZ -2h) verließ der Kapitän das Cockpit für eine Ruhepause und übergab den linken Sitz dem zweiten Kopiloten, den ich in weiterer Folge als „PNF“ (pilot non flying) bezeichne. Der erste Kopilot („PF“, pilot flying) blieb weiterhin auf dem rechten Sitz und wurde implizit vom Kapitän als der den Flug durchführenden Pilot bestimmt, durch die Frage ob er eine „kommerzielle Lizenz“ hat, was ihn im Reiseflug auch ohne Kapitän zum Führen des Flugzeuges berechtigt. Einer der ersten Fehler dürfte an dieser Stelle eine mangelnde Aufgabenteilung der Kopiloten durch den Kapitän gewesen sein und dass nicht bereits vor dem Flug gebrieft wurde, wer später die Verantwortung habe. Es ist allerdings anzumerken, dass der Flug zu diesem Zeitpunkt reine Routine war und die Aufgabe der Piloten sich auf reine Überwachung des Autopiloten beschränken sollte. Der PF sagte dem PNF, er habe ein wenig ruhen können.

Um 02:08 stellte der PF am Autopiloten einen um 12° nach links versetzten Kurs ein, um die vorausliegende Gewitterfront im schwächsten Teil zu durchfliegen. Zu diesem Zeitpunkt hatte das Flugzeug bereits mit Turbulenzen zu kämpfen. Ein Ozongeruch lenkte die Crew für über eine Minute ab, als plötzlich lautes Rauschen begann (große Eispartikel, welche gegen die Frontscheibe prasseln). Den beiden Piloten ist dieses Geräusch unbekannt und sie beratschlagen auf 0,8-fache Schallgeschwindigkeit abzubremsen und die Enteisung vorsorglich zu aktivieren.

Um 02:10 dürften „supercooled droplets“ alle Geschwindigkeitssensoren auf einmal verstopft haben, da plötzlich die Geschwindigkeitsanzeige auf lediglich 135km/h sank. Supercooled droplets sind eine Form von Eis, bei der Wassertropfen so stark gekühlt sind, dass sie bei Kontakt augenblicklich gefrieren. Als Ergebnis davon fielen sowohl Autopilot, als auch automatische Schubregelung aus.

Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass ein Airbus aufgrund seiner automatisierten Steuerung eines der sichersten Flugzeuge der Welt ist, da die Steuercomputer keine falschen Steuereingaben zulassen. Jegliche Steuereingabe des Piloten wird vom Computer als Steuerwunsch angenommen, die endgültige Steuerung erfolgt jedoch durch den Computer; Abstürze sind dadurch beinahe unmöglich. Wird der Sidestick zum Beispiel voll nach links ausgeschlagen, dreht sich der Airbus um 15° pro Sekunde um die Längsachse, aber maximal bis zu einer gewissen Schräglage. Wie viel Querruder dafür nötig ist, ist für den Piloten irrelevant, da sich der Computer darum kümmert. Wird die Nase des Flugzeuges stärker hochgezogen als das Flugzeug schaffen würde, verhindert der Computer das und steigt nur nach bestem Können. Aus diesem Grund wird nicht einmal „Force Feedback“ für sauberes Fliegen benötigt. Fallen aber aus irgendeinem Grund alle der mehrfach redundanten Sensoren oder Computer aus, sind die Piloten gezwungen, das Flugzeug manuell zu fliegen. Ein Airbus verhält sich in dieser Situation ungefähr wie jedes andere Flugzeug, mit dem Unterschied, dass die Kräfte am Steuer nicht fühlbar sind. Ein so großes Flugzeug ohne „Force Feedback“ fliegen zu müssen ist zwar extrem schwierig, Airbus-Piloten werden allerdings mehrfach auch für solche Situationen trainiert.

Das Flugzeug begab sich daraufhin in eine Schräglage von 8° nach rechts. Der PF übernahm als Folge die manuelle Kontrolle und steuerte das Flugzeug mit beinahe maximaler Aussteuerung nach links zurück in die Mittellage und zog das Flugzeug auf bis zu 11° mit der Nase nach oben bis sich sogar die Warnung für bevorstehenden Strömungsabriss aktivierte (Anströmwinkel „AOA“ >4°). Diese zeigt an, wenn das Flugzeug so langsam wird, dass nicht mehr genügend Auftrieb erzeugt werden kann um das Flugzeug in der Luft zu halten, also dass der Anströmwinkel durch den sinkenden Auftrieb mehr von unten kommt und damit größer wird. Der Anströmwinkel betrug zu diesem Zeitpunkt 5° und die Piloten hatten lediglich eine Ausbildung um solche Situationen in Bodennähe zu bewältigen, wobei der Anstellwinkel auf 10°-15° zu setzen wäre. In Reiseflughöhe ist die Luft allerdings so dünn, dass ein so hoher Anstellwinkel auf Dauer nicht haltbar ist.

Der PNF ist zu diesem Zeitpunkt damit beschäftigt Fehlermeldungen abzuarbeiten, weist dann den PF aber auf den Geschwindigkeitsverlust hin („watch your speed, watch your speed“). Der Airbus hat zu diesem Zeitpunkt laut Anzeige unter 185km/h bei einer unglaublichen Steigrate von 7000 Fuß pro Minute (35 Meter pro Sekunde) und rollt in den Turbulenzen um jeweils 10° nach links und rechts. Beide Piloten erkennen den Totalausfall der Geschwindigkeitsanzeige, jedoch werden von keinem Prozeduren für diese Situation ausgerufen. Das Flugzeug befindet sich bereits auf FL370 (11km Höhe) steigend, woraufhin der PNF den PF mehrmals auffordert die Nase des Flugzeuges zu senken.

Um 02:10 und 34 Sekunden kam eine von drei Geschwindigkeitsanzeigen kurzzeitig zurück und zeigte 215 Knoten (400km/h), was laut Berechnungen der BEA gestimmt haben dürfte. Die Schubhebel wurden von einem der Piloten auf 85% zurückgenommen und der PF stabilisierte die Lage des Flugzeuges auf einen leichten 1100 Fuß pro Minute Steigflug. Die Piloten rufen nun den Kapitän, allerdings weilt der Frieden gerade einmal für 4 Sekunden. Die Nase des Flugzeuges steigt wieder bis auf 6° nach oben, woraufhin der Alarm für bevorstehenden Strömungsabriss erneut ertönt. Als Reaktion darauf zieht der PF die Nase weiter bis auf 13° nach oben und schiebt die Schubhebel auf 100 Prozent (TO/GA), woraufhin der Anströmwinkel 10° und damit Strömungsabriss erreicht. Im Flugschreiber aufgezeichnete Vibrationen deuten darauf hin, dass ein „buffet onset“ stattgefunden hat (einsetzender Strömungsabriss).

Laut BEA dürfte sich das Flugzeug ab diesem Zeitpunkt außer Kontrolle befunden haben. Abgesehen von kurzen Korrekturen zieht der PF weiterhin am Höhenruder, wodurch sich die Nase zwischen 11° und 18° einpendelt. Um 02:11 ist der PNF angespannt weil der Kapitän noch nicht erschienen ist und die Geschwindigkeitsanzeige funktioniert kurzzeitig wieder mit einer Anzeige von nur mehr 340km/h. Mit einer Geschwindigkeit von 295km/h erreicht das Flugzeug dann den höchsten Punkt von FL380 und geht danach in einen Sinkflug mit 4000 Fuß pro Minute über, was mehr als das doppelte eines normalen Sinkflugs darstellt. Der PF gibt zwei Mal von sich, dass er keine Kontrolle mehr über das Flugzeug hat. Er dürfte damit aber lediglich meinen, dass selbst bei vollem Linksausschlag der Airbus immer noch eine Schräglage nach rechts aufweist, worauf der PNF für einen kurzen Moment ebenfalls voll nach links steuerte.

Um 02:11 und 42 Sekunden kam der Kapitän endlich ins Cockpit, wobei das Flugzeug bereits eine Lage von 12° mit der Nase nach oben bei einer Geschwindigkeit von 180km/h fallend und einer Sinkrate von 9100 Fuß pro Minute (46 Meter pro Sekunde bzw. 170km/h), also eine Flugbahn mit einem 45° Winkel nach unten aufwies. Die Triebwerke liefen dabei mit einer Leistung von 102%. Die zwei Piloten gaben dem Kapitän keine Informationen, außer dass das Flugzeug außer Kontrolle sei. Die Absturzwarnung wegen überhöhtem Anströmwinkel stoppte zu diesem Zeitpunkt, da der Anströmwinkel einen Bereich erreicht hat, der vom Computer als fehlerhaft, weil nicht möglich, angesehen wird, woraufhin auch die Geschwindigkeitsanzeige nur mehr sporadisch verfügbar war.

Um 02:12 sagt der PF, dass er glaubt sich aufgrund der Geräuschkulisse in einer zu hohen Geschwindigkeit zu befinden. Dies wird vom PNF und Kapitän nicht kommentiert; wahrscheinlich da es mit der Lage des Flugzeuges nicht erklärbar ist. In den letzten ein bis zwei Minuten tritt die Absturzwarnung noch ein paar Mal auf, beim letzten Mal sogar durchgehend 54 Sekunden lang. Die Situation dürfte dadurch verschlimmert worden sein, dass die Warnung immer durch ein Erhöhen des Anströmwinkels aufhörte und ein nach unten drücken erneut startete. Dies war aufgrund der Tatsache, dass ein Anströmwinkel über 35° vom Computer als unmöglich ignoriert wird. Bis zum Aufprall hatte der Airbus allerdings zu keinem Zeitpunkt mehr einen Anströmwinkel von unter 35°.

Die Aufzeichnungen des Flugschreibers lassen die Vermutung entstehen, dass der PNF kurz vor dem Aufprall noch die Lage erkannt hat. Er versuchte ca. 45 Sekunden vor dem Einschlag die Nase noch nach unten zu drücken. Als er das Flugzeug allerdings auf einen Anströmwinkel von 35° gebracht hat, wird erneut der Absturzalarm gestartet, worauf der Kapitän sagt "pass auf, du steigst". Der PNF erwidert "ich steige?" und der PF antwortet darauf "das solltest du, wir haben nur mehr 4000" (1,3km Höhe). Als das Flugzeug kurz darauf um 02:14 und 28 Sekunden mit einer Sinkrate von 11000 Fuß pro Minute (200km/h senkrecht) und einer Vorwärtsgeschwindigkeit von ebenfalls 200km/h auf dem Wasser aufschlug, versuchen beide Piloten das Flugzeug mit aller Gewalt hochzuziehen. Der Aufprall war so heftig, dass einzelne Teile noch 600 Meter weit geschleudert wurden.

Vorläufiges Fazit der BEA zur Katastrophe:

• Es sollte in Zukunft ein Training für Strömungsabriss in großen Höhen und Gegenmaßnahmen dazu für alle Piloten stattfinden

• Es sollte die Rollenaufteilung einer Mannschaft bestehend aus zwei Kopiloten mit dem Kapitän in Ruhepause Bestandteil von Crew Koordinationstraining sein
• Der Anströmwinkel, welcher essentiell für die Erkennung von Abstürzen ist, sollte jederzeit visuell dargestellt werden, um den Piloten einen besseren Überblick über die Fluglage zu gewähren

• Es wird vorgeschlagen die Black Box Aufzeichnung durch ein Video der Gesamtansicht vom Cockpit zu ergänzen um nachträglich besser abschätzen zu können was die Piloten an Informationen sehen konnten

• Die „Flight Director“ Anzeige sollte Teil der Aufzeichnungen der Black Box sein, sowie auch die Daten welche für die Anzeigen auf der rechten Cockpithälfte angezeigt werden (derzeit nur links)

• Es wird empfohlen so schnell wie möglich die Verbesserung von Dauer und Reichweite der Lokalisierungssignale von Black Box Rekordern, kontinuierliche Übertragung von Positions- und systemrelevanten Daten über Satellit und die Einführung von automatisierten Datenübertragungen der Black Box Rekorderinhalte mit Eintritt einer Notsituation durchzusetzen

Autor: Andreas Schönwälder
Das ist der Kurztext zu Andreas Schönwälder.

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