Start

Der Start (engl. take off) ist in der Luftfahrt das Abheben eines Luftfahrzeuges von einem Flugplatz, Flughafen oder Hubschrauberstartplatz, vom Wasser oder von einem Flugzeugträger. Mit dem Abheben beginnt das Flugobjekt je nach Bau- oder Nutzungsart zu fliegen oder zu schweben. Das Abheben, nicht der gesamte Startvorgang, ist ein einleitendes Flugmanöver für den Steigflug.

Beim Abheben muss das Objekt die Gewichtskraft überwinden. Daher muss die Auftriebskraft stärker als die Gewichtskraft sein. Die Startart ist bauartbedingt verschieden. Die meisten Flächenflugzeuge beschleunigen von der Horizontalen aus, bis sie ihre Abhebegeschwindigkeit erreicht haben. Ausnahmen sind Senkrechtstarter und Mischformen zwischen Hubschraubern und Flugzeugen. Hubschrauber und Drehflügler beziehen die Energie zur Überwindung der Gewichtskraft aus rotierenden Rotorblättern, Raketen entzünden dazu flüssige oder feste Brennstoffe zur Gewinnung von Rückstoßkraft, um sich fortzubewegen. Bei Flugzeugen und Hubschraubern wird von Abheben, bei Ballons und Luftschiffen jedoch von Aufstieg gesprochen. (Aber die fliegen auch nicht - die fahren.)

Startvorbereitung

Um einen erfolgreichen Start zu gewährleisten, finden im Vorfeld teilweise umfangreiche Vorbereitungen statt. Während in der allgemeinen Luftfahrt der Pilot bei der Bewältigung dieser Aufgaben meist auf sich allein gestellt ist, sind in der Verkehrsfliegerei mehrere organisatorische Abteilungen dafür aufgeboten.

Der Flugwetterdienst stellt über persönliche Beratung, fernschriftliche Aussendungen, Internet und Automatic Terminal Information Service (ATIS) die Informationen über Wetter am Abflugort, Streckenwetter und Wettervorhersage für den Zielflugplatz oder -hafen und Ausweichflugplätze zur Verfügung. Auch über mögliche Vereisungsbedingungen gibt der Flugwetterdienst Auskunft.

Flugverkehrskontrollstellen (ATC) nehmen telefonisch, schriftlich oder fernschriftlich bzw. via Internet Flugpläne entgegen und erteilen Abflugsbeschränkungen, so genannte slots, falls die Verkehrsdichte es erfordert. Flugplanungsbüros berechnen mit einem geschätzten Abfluggewicht die günstigste Flugroute und Flughöhe und den daraus resultierenden Bedarf an Treibstoff.

Alle für die Durchführung des Fluges relevanten Informationen über die Einsatzbereitschaft von Flughafeneinrichtungen, Flugnavigationshilfen und anderen täglich wechselnden Bedingungen wie etwa Bautätigkeit im Bereich von Flughäfen werden über die ATC in Form von Notices To Air Men (NOTAM) weitergegeben. Die Piloten sind verantwortlich für die Kenntnisnahme der in den NOTAM publizierten Informationen.

Der technische Status wird in der Regel in einem am Flugzeug verbleibenden Logbuch, auch TechLog (kurz für technical logbook) genannt, dokumentiert. Sind darin keine Einträge vermerkt, kann der Pilot davon ausgehen, dass alle technischen Systeme des Luftfahrzeuges einwandfrei funktionieren. Sind Einträge durch Piloten oder Wartungspersonal vorhanden, liegt es am Piloten, durch seine Unterschrift die Betriebsklarheit des Flugzeuges zu bestätigen. Um diese Entscheidung zu ermöglichen, geben die Flugzeughersteller eine Liste heraus, worin die minimalen technischen Voraussetzungen für das jeweilige Flugzeug aufgelistet sind. Diese Liste wird Minimum Equipment List genannt (MEL) und muss von der Luftfahrtbehörde des Betreiberstaates anerkannt sein.

Findet ein Pilot oder ein Flugzeugwart ein System als fehlerhaft vor, trägt er diesen Fehler ins TechLog ein. Erlaubt die MEL den Betrieb des Flugzeuges trotz des Fehlers, kann der Flug durchgeführt werden. Die MEL ist nur vor dem Start relevant. Fehler, die nach dem Start auftreten, werden nach Möglichkeit nach Checklisten abgearbeitet. Die Problemlösungskompetenz liegt im Flug voll und ganz beim Piloten, er kann auch ohne Zustimmung der ATC Entscheidungen treffen. Er haftet unter Umständen auch persönlich für strafrechtliche oder wirtschaftliche Folgen.

Der Pilot muss vor jedem Flug eine Vorflugkontrolle durchführen und sich über die Information im TechLog hinaus von der Lufttüchtigkeit des Flugzeuges überzeugen. In der allgemeinen Luftfahrt bestimmt das Flugzeughandbuch über die zu überprüfenden Bereiche, in der Verkehrsfliegerei dienen dazu verbindliche Checklisten.

Sofern sie Triebwerksstart und Bewegung eines Flugzeuges betreffen, werden Startabläufe eng mit der Flugsicherung bzw. Flugplatzaufsicht kommuniziert. An großen Flughäfen gibt es verschiedene Ansprechpartner der Flugsicherung. In der Regel nimmt der (Co-)Pilot zunächst mit der Stelle Kontakt auf, die den Flugplan aktiviert und die Streckenfreigabe erteilt (clearance delivery), dann fragt der (Co-)Pilot um Rollfreigabe bei der Bodenkontrollstelle an (ground), von der der (Co-)Pilot gegebenenfalls an den Enteisungsdienst weitergegeben wird . Der letzte Ansprechpartner am Boden ist der Tower (tower), der die Startfreigabe erteilt.

Technik

Während gewöhnliche Flugzeuge eine Startbahn benötigen, auf der sie bis zum Abheben beschleunigen können (CTOL- Conventional Take-Off and Landing), wird bei Senkrechtstartern, Hubschraubern, Ballons, Raketen und Luftschiffen keine Bahn, sondern ein Start- und Landeplatz benötigt.

Flugzeuge

Gewöhnliche Flugzeuge starten von einer Startbahn und benötigen zum Starten eine Mindestgeschwindigkeit. Diese beträgt bei Großraumflugzeugen zwischen 250 bis 290 km/h, Kleinflugzeuge benötigen lediglich 100 km/h und Gleitschirme ca. 20 km/h. Flugzeuge rollen auf mit Stickstoff gefüllten Flugzeugreifen, die sich unter dem Flugzeugrumpf und ggfs. auch unter den Tragflächen befinden. Sie werden jedoch nicht wie bei einem Kraftfahrzeug eigens angetrieben, sondern rollen nur mit. Es ist jedoch ein Abbremsen mittels eines entsprechenden Bremsesystems möglich.

Motorflugzeuge starten also von der Horizontalen aus, indem das Fahrzeug mit der Triebwerksanlage stark beschleunigen. Der Startlauf muss geradlinig erfolgen. Dabei ist Gegenwind ideal und Seiten- oder Rückenwind ungünstig. Durch Rückenwind wird die Auftriebsfähigkeit eingeschränkt, durch Seitenwind wird die Steuerungsfähigkeit einschränkt. Segelflugzeuge werden durch fremde Hilfe (Winden oder Motorflugzeuge) beschleunigt. Bei Wasserflugzeugen werden anstelle der bereiften Fahrwerke Schwimmer eingesetzt.

Während des Startlaufs entsteht bei den meisten Flugzeugen der höchste Bedarf an Triebwerksleistung (Ausnahmen sind militärischer Einsatz und Kunstflugmanöver). Besteht ein berechenbarer Leistungsüberschuss, kann die Triebwerksleistung bei Verkehrsflugzeugen auf maximal 25% unter Volllast reduziert werden, um die Temperatur der Triebwerke zu reduzieren und damit ihre Lebensdauer zu verlängern. Ab einer bestimmten Geschwindigkeit führt eine Anstellwinkelerhöhung zu einem Anstieg des aerodynamischen Auftriebs an den Tragflächen, womit die Gewichtskraft überwunden wird und das Abheben möglich ist. Hierbei rotiert das Flugzeug um seine Querachse, was durch die Änderung der Höhenruder bewirkt wird. Danach hebt das Flugzeug ab und steigt bis zur endgültigen Flughöhe auf, wo der Steigflug endet und in den Reiseflug übergeht. Da während des Starts die Geschwindigkeit noch relativ gering ist, sind zur Verbesserung des Auftriebs und zur Vermeidung eines Strömungsabrisses die Landeklappen etwas ausgefahren. Nach dem Start wird sehr häufig der Kurs gewechselt, da die Startbahnen nicht immer der Richtung entsprechen, in die das Flugzeug gesteuert werden soll.

Den Vorgang der Beschleunigung bis zum Rotieren nennt man Startlauf, er stellt die erste Phase des Starts dar. Vor dem Rotieren besteht die Möglichkeit, den Start abzubrechen.

Um den Piloten von Flugzeugen die Entscheidung zu ermöglichen, einen Start beim Auftreten eines Problems abzubrechen oder fortzusetzen, wird eine Entscheidungsgeschwindigkeit V1 errechnet. Sobald das Flugzeug während der Beschleunigung diese Geschwindigkeit erreicht hat, ist die verbleibende Startbahn nicht mehr lang genug, um den Start abzubrechen. In der Berechnung finden sich alle Faktoren, die die Startrollstrecke beeinflussen, wieder. Außerdem wird dem Piloten eine kurze Reaktionszeit (eine Sekunde) zugestanden. V1 ist also eine Geschwindigkeit, bis zu deren Erreichen die Entscheidung für oder gegen einen eventuellen Startabbruch getroffen sein muss.

Kurz nach dem Abheben wird nach Möglichkeit das Fahrwerk eingefahren, um den Luftwiderstand zu verringern. Es gibt jedoch auch Typen, deren Fahrwerk nicht einfahrbar ist. Beim Start und bei der Landung gibt es zahlreiche Sicherheitsvorkehrungen; Beispiele: Die Insassen müssen angegurtet sein (Schutz beim Aufprall), die Tische vor den Sitzen der Passagiere müssen hochgeklappt sein, elektrische und elektronische Geräte der Passagiere ausgeschaltet (Interferenzen) sein und das Rauchen ist aus Brandschutzgründen einzustellen, sofern es an Bord von Flugzeugen erlaubt seien sollte. (Reduzierung der Zündquellen).

Wasserflugzeuge benötigen zum Starten eine ausreichend lannge Wasserfläche mit einem möglichst geringen Wellengang. Je stärker der Wellengang ist, umso schwieriger ist der Start. Ein starker Wellengang kann einen Start vereiteln bzw. zu Schäden oder Unfällen führen.

Auf Flugzeugträgern findet ein anderes Prinzip statt, nämlich die Beschleunigung des Flugzeuges durch einen Katapult in Kombination mit der gößtmöglichen zur Verfügung stehenden Triebwerksleistung.

Senkrechtstarter

Die Luftfahrzeuge des Typs VTOL (Vertical Take-Off and Landing) starten senkrecht, die seltenen Kippflügelflugzeuge beherrschen sowohl den Start im Horizontal- als auch im Schwebeflug, was ihnen ähnliche Fähigkeiten wie ein Hubschrauber gibt.

Hubschrauber

Hubschrauber starten entweder von Hubschrauberstartplätzen oder vom Gelände. Tragschrauber (Gyrokopter) starten aus der Horizontalen mit einem Startanlauf, landen jedoch senkrecht.

Unterstützung

Autopiloten sind in der Zivilluftfahrt für die Abwicklung des gesamten Startprozesses nicht zugelassen. Es gibt jedoch verschieden automatisierte Systeme, (bei Verkehrsflugzeugen beispielsweise automatische Triebwerksteuerung im Take-Off/Go-Around-Modus TOGA) sowie die Fluglotsen, die den Piloten beim Start mit Informationen unterstützen.

Ablauf im Cockpit

Vor dem Start werden Berechnungen durchgeführt, um das maximale Abfluggewicht zu erhalten. Dieses Gewicht, in der Fachsprache Maximum Allowable Take-Off Mass, hängt von der Triebwerksleistung, Umwelteinflüssen wie Wind, Temperatur, Luftdruck, und der Beschaffenheit und Länge der Startbahn ab. Nach Abschluss der Beladung wird mit dem tatsächlichen Abfluggewicht, in der Fachsprache Actual Take Off Mass, eine Berechnung zur Festlegung der Geschwindigkeiten V₁, V_r und V₂ und zur Reduzierung des Startschubes, falls zulässig, durchgeführt.

Noch am Boden steht das Flugzeug auf einer Parkposition, die es entweder aus eigener Kraft oder mit Hilfe eines Zugfahrzeuges verlassen kann. Über das Rollwegsystem erreicht es dann eine Position vor der Startbahn. Auf dem Weg zur Startbahn wird eine Checkliste abgearbeitet, bei dem abhängig vom Flugzeugtyp diverse Überprüfungen (Bremsen, Ruder) durchgeführt und die vorberechnete Startklappenstellung ausgefahren werden. Ebenso wird ein eventuell vorhandenes automatisches Bremssystem so eingestellt, dass es im Falle einer abrupten Triebwerksleistungsreduzierung durch den Piloten automatisch den Bremsvorgang einleitet (Rejected Take-Off). Nachdem der Pilot die Freigabe dazu erhält, rollt er auf die Bahn (engl.: line up) und richtet das Flugzeug an der Landebahnmitte aus. Außerdem werden unabhängig von der Tageszeit die Landescheinwerfer eingeschaltet.

Jetzt beginnt der eigentliche Startvorgang, nach erhaltener Startfreigabe wird die Triebwerksleistung zunächst auf ca 50% erhöht und nach einem kurzen Check, ob die Triebwerke Störungsfrei laufen, auf das Maximum oder eine berechnete reduzierte Startleistung gebracht. Nun beschleunigt das Flugzeug entlang der Bahnmitte. Bei einer Geschwindigkeit von 80 Knoten wird dies vom Co-Piloten ausgerufen. Dies dient der Überprüfung, ob beide Fahrtmesser ordnungsgemäßfunktionieren. Der nächste Ausruf erfolgt bei der Geschwindigkeit V₁, ist sie überschritten, darf der Start auch bei einem Triebwerksausfall nicht mehr abgebrochen werden, allerdings wird noch nicht sofort abgehoben, erst nachdem die V_R erreicht wird, erfolgt der Ausruf "Rotate !" (Rotationspunkt), nun wird die Nase leicht angehoben und das Flugzeug hebt ab. Hierbei besteht die Gefahr eines Tailstrikes. Nach dem Erreichen einer positiven Steigrate wird das Fahrwerk eingefahren, bei V₂ kann ein sicherer Steigflug fortgesetzt werden. Ab einer Flughöhe von 300 Metern wird normalerweise die Geschwindigkeit erhöht, um die Startklappen einfahren zu können, ohne dass es zu einem Auftriebsverlust kommt. Nun wird wieder eine Checkliste abgearbeitet, nach deren Abschluss aus der Sicht der Cockpitbesatzung der Start abgeschlossen ist.

Risiken

Beim Start erzielt ein Flugzeug eine hohe Geschwindigkeit zu einem Zeitpunkt, an dem es gerade noch nicht flugfähig ist, aber einen Großteil der befestigten Piste bereits hinter sich hat. In diesem Augenblick, und auch im Moment des Abhebens selbst, sind Störungen technischer oder menschlicher Natur besonders folgenschwer. Das Zeitfenster, das zur Verfügung steht, um einen Fehler zu erkennen und zu korrigieren, ist sehr kurz.

Neben Gegenständen (z.B. kreuzende oder entgegen kommende Flugobjekten, sind vor allem unvorhergesehene und/oder starke Winde ein Risiko beim Start. Des Weiteren kann Eis und liegenbleibender Schnee in größeren Mengen auf der Startbahn oder auf den Flügeln / Tragflächen des Fluggerätes einen Start von Flugzeugen sowie Mängel in der Beschaffenheit der Startbahn erheblich erschweren.

Eine Herausforderung bei Start und Landung sind starke Seitenwinde. Dies geschieht, weil der Rumpf eine große Angriffsfläche für den Wind darstellt. Hierbei wird die Steuerfähigkeit eingeschränkt oder kann verloren gehen. Beim Start von Flugzeugen auf der Piste kann es zum Aufsetzen des Hecks auf den Boden kommen, wenn es zu rasch hochgezogen wurde (Tailstrike) . Manche Muster haben zur Vermeidung des Aufsetzens ein Rad (Tailbumper) angebracht. Weitere Windprobleme sind Rückenwind und Downbursts. Wird nicht genügend Abstand zu einem Flugzeug gehalten, das gerade gestartet ist, bestehen Risiken durch Wirbelschleppen. Bei einem zu großen Anstellwinkel kann es zu einem zu großen Leistungsverlust und damit zum Strömungsabriß kommen.

Bei kritischen Parametern, Zwischenfällen oder bei Kollisionskursen findet ein Startabbruch durch den Piloten statt (Fehlstart). Der Abbruch ist nur bis zu einer bestimmten Geschwindigkeit möglich, bei der ein Abstoppen noch durchführbar ist. Dies wird durch unverzügliches Herausnehmen der Antriebskraft, Aktivierung der Bremsen des Fahrwerkes, Betätigung von Bremsklappen an den Tragflügel und aktivieren der Schubumkehr erreicht.

Bei Rückenwind muss das Flugzeug beim Abheben eine um die Geschwindigkeit des Windes erhöhte Geschwindigkeit gegenüber dem Boden haben. Das verlängert die Rollstrecke und erschwert die Bremsung im Fall eines Startabbruchs. Außerdem besteht die Gefahr, dass die Räder ihre Maximalgeschwindigkeit überschreiten. Daher ist in der Zulassung für jedes Flugzeug eine maximale Rückenwindstärke festgelegt. In der Passagier-Luftfahrt sind dies zwischen 10 und 15 Knoten. Spätestes ab dieser Windstärke, oder auf Verlangen des Piloten, wird die Startbahn in entgegengesetzter Richtung betrieben, womit aus dem Rückenwind ein Wind von vorne wird. Bei Hangegleitern und Gleitschirmpiloten kommt beim Hangstart mit Rückenwind hinzu, dass man sich im Lee des Berges befindet, wo die Luft verwirbelt ist und es Fallwinde gibt. Daher wird mit diesen Fluggeräten selbst bei schwachem Rückenwind nicht gestartet.

Statistisch gesehen ereignen sich beim Start verhältnismäßig wenig tödliche Unfälle. Über die Hälfte aller Unfälle mit Todesopfern ereignen sich während des Anfluges, nur 17% beim Start. Die Begründung dafür mag in der starken Vereinheitlichung der Abläufe für die Piloten beim Start liegen, während kein Anflug dem anderen gleicht. Dadurch lassen sich die Vorgänge beim Start mit vielen möglichen Fehlerquellen besser trainieren.