Anflugwinkel

Der Anflugwinkel ist der Winkel zwischen dem Sinkflugpfad eines Flugzeugs im Endanflug und der Horizontalen. Er ist für sichere, standardisierte Landungen unerlässlich und wird visuell oder elektronisch mit Systemen wie PAPI, VASI oder ILS-Gleitweg gehalten. Dieser Glossareintrag behandelt verwandte aerodynamische Konzepte, Anflughilfen, Berechnungen und Vorschriften.

Aviation Approach Glide Path PAPI
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Anflugwinkel und verwandte Konzepte in der Luftfahrt

1. Einführung

Ein sicherer und stabilisierter Anflug ist das Fundament jeder Landung in der Luftfahrt. Der Anflugwinkel – der Winkel, mit dem ein Flugzeug auf die Landebahn zufliegt – ist dafür grundlegend. Das Verständnis des Anflugwinkels, seiner Messung, der damit verbundenen aerodynamischen Winkel sowie der visuellen und elektronischen Hilfen zu seiner Einhaltung ist für alle Piloten unerlässlich. Dieser Glossareintrag bietet einen umfassenden Überblick über den Anflugwinkel und verwandte Konzepte und vermittelt Piloten, Flugschülern und Interessierten das nötige Basiswissen für sichere und professionelle Anflug- und Landevorgänge.

2. Anflugwinkel (Winkel des Sinkflugpfads relativ zur Horizontalen)

Definition:
Der Anflugwinkel ist der Winkel zwischen dem vorgesehenen Sinkflugpfad eines Flugzeugs im Endanflug und der Horizontalen der Erde. Er wird üblicherweise in Grad angegeben und stellt den optimalen Pfad für eine sichere, stabilisierte Landung dar.

Wo wird er verwendet?

  • Instrumentenanflüge: Veröffentlichte Gleitwege auf Anflugkarten (ILS, LPV, LNAV/VNAV).
  • Sichtanflüge: Visuelle Referenzen, häufig unterstützt durch Anflugwinkelsysteme am Flughafen.

Typische Werte und Standards

  • Standardwert: 3° (ca. 5,24 % Gefälle), empfohlen von ICAO und FAA für die meisten Landebahnen.
  • Bereich: Kann zwischen 2,5° (flach) und 4,5° (steil) variieren, abhängig von Gelände, Hindernissen oder besonderen Verfahren.

Referenz:

Beispielrechnung

Ein 3°-Anflugwinkel ergibt einen Höhenverlust von etwa 318 Fuß pro nautischer Meile (NM):

Sinkflug pro NM = 6076 ft (1 NM) × tan(3°) ≈ 318 ft

Bedeutung

Das exakte Fliegen des Anflugwinkels gewährleistet:

  • Hindernis- und Geländefreiheit
  • Stabilisierten Anflug für bessere Landungssicherheit
  • Konsistenten Aufsetzpunkt auf der Piste

3. Gleitweg / Gleitpfad

Definition:
Der Gleitweg (oder Gleitpfad) ist die tatsächliche oder elektronisch definierte Sinkflugtrajektorie des Flugzeugs zur Landebahn, idealerweise entsprechend dem veröffentlichten Anflugwinkel.

Arten

  • Visueller Gleitweg: Definiert durch visuelle Hilfen (VASI, PAPI).
  • Elektronischer Gleitweg: Definiert durch ILS, MLS oder GPS/WAAS-Systeme.

Operative Anwendung

  • Sichtanflüge: Piloten richten sich visuell an den Anflughilfen aus.
  • Instrumentenanflüge: ILS-Gleitwegführung auf Cockpit-Anzeigen.

Standards

  • ILS-Gleitweg: Bietet präzise vertikale Führung, meist auf 3° eingestellt.
  • PAPI/VASI: Visuelle Systeme, die auf den veröffentlichten Anflugwinkel abgestimmt sind.

Referenz:

4. Nickwinkel

Definition:
Der Nickwinkel ist der Winkel zwischen der Längsachse des Flugzeugs (Nase bis Heck) und dem natürlichen Horizont, angezeigt im künstlichen Horizont.

Wichtige Punkte

  • Nickwinkel ≠ Anflugwinkel: Die Nase kann bei einem 3°-Anflug je nach Konfiguration und Geschwindigkeit waagerecht oder sogar leicht nach oben zeigen.
  • Bedeutung: Dient der Lage- und Geschwindigkeitskontrolle, nicht zur direkten Bestimmung des Sinkwinkels.

Beispiel

Ein schweres Jetflugzeug kann einen 3°-Anflug mit einem Nickwinkel von +1° bis 0° fliegen, während ein leichtes Flugzeug einen negativen Nickwinkel anzeigen kann.

Referenz:

5. Anstellwinkel (AoA)

Definition:
Der Anstellwinkel ist der Winkel zwischen der Flügelsehne und der Richtung der anströmenden Luft (Relative Wind). Er bestimmt Auftrieb und Strömungsabrissverhalten.

Bedeutung

  • Auftriebserzeugung: Moderater AoA erhöht den Auftrieb, zu hoher AoA führt zum Strömungsabriss.
  • Stabilisierter Anflug: Korrektes AoA sichert ausreichend Abstand zum Strömungsabriss.

AoA vs. Anflugwinkel

Der AoA ist unabhängig vom Anflugwinkel. Ein Pilot kann den korrekten Anflugwinkel halten, dabei aber bei zu geringer Geschwindigkeit einen gefährlich hohen AoA erreichen und so einen Strömungsabriss riskieren.

Referenz:

6. Flugwegwinkel (FPA)

Definition:
Der Flugwegwinkel beschreibt den Winkel zwischen der Flugbahn des Flugzeugs und der Horizontalen. Ein negativer FPA während des Anflugs entspricht dem Sinkwinkel.

Zusammenhang

  • FPA ≈ Anflugwinkel: Bei Standardanflug entspricht ein FPA von -3° einem 3°-Anflugwinkel.
  • FPA ≠ Nickwinkel: Der Nickwinkel beschreibt die Naseinstellung, nicht die geflogene Bahn.

Berechnung

FPA (Grad) = arctan (Vertikalgeschwindigkeit / (60 × Grundgeschwindigkeit in NM/min))

Referenz:

7. Vergleichstabelle: Anflugbezogene Winkel

BegriffDefinitionBezugTypischer WertOperative Anwendung
AnflugwinkelSinkflugpfadwinkel vs. HorizontalenPfad vs. Boden3°Pro Landebahn veröffentlicht
GleitwegTatsächliche Trajektorie zur LandebahnPfad vs. BodenEntspricht WinkelVisuelle/elektr. Führung
NickwinkelFlugzeugachse vs. Horizontkünstlicher HorizontVariabelLage-/Geschwindigkeitskontrolle
AnstellwinkelFlügelsehne vs. AnströmrichtungAoA-AnzeigeVariabelAuftrieb-/Strömungsabriss-Management
FlugwegwinkelTrajektorienwinkel vs. HorizontalenFlugbahnmarkierung-3° (Standard)Sinkflug-/Leistungsplanung

8. Visuelle und elektronische Anflugwinkelsysteme

Moderne Flughäfen verwenden verschiedene Hilfen, um Piloten beim Einhalten des korrekten Anflugwinkels zu unterstützen.

8.1 Visual Approach Slope Indicator (VASI)

Definition:
System aus roten und weißen Lichtern (Balken) neben der Piste, das die Position oberhalb/unterhalb des Standard-Anflugwinkels anzeigt.

  • Rot über Weiß: Auf dem Gleitweg
  • Rot über Rot: Unterhalb (zu niedrig)
  • Weiß über Weiß: Oberhalb (zu hoch)

Merkhilfe:
„Rot über Weiß, alles okay. Rot über Rot, Gefahr im Lot.“

Referenz:

8.2 Precision Approach Path Indicator (PAPI)

Definition:
Vier-Licht-System, das eine feinere Auflösung der Position relativ zum Anflugwinkel bietet.

  • 2 Rot, 2 Weiß: Auf dem Gleitweg
  • Mehr Rot: Zu niedrig
  • Mehr Weiß: Zu hoch

Merkhilfe:
„Viermal Rot – Gefahr droht. Zwei und zwei – alles im grünen Bereich.“

Referenz:

8.3 Tri-Color Visual Approach Slope Indicator

Definition:
Einzelnes Lichtgerät, das je nach Anflugwinkel grün (auf dem Gleitweg), rot (unterhalb) oder gelb (oberhalb) anzeigt.

Referenz:

8.4 Pulsating Visual Approach Slope Indicator (PVASI)

Definition:
Einzellicht, das je nach Anflugwinkel stetiges Weiß (auf dem Gleitweg), pulsierendes Weiß (zu hoch) oder stetiges/pulsierendes Rot (zu niedrig) zeigt.

9. Praktische Berechnungen und Faustregeln

9.1 Top of Descent (TOD)

Um zu berechnen, wann der Sinkflug für einen 3°-Anflug begonnen werden sollte:

TOD (NM) = (zu verlierende Höhe in Fuß) / 300

Beispiel: Sinkflug von 9000 ft zu einem Flughafen auf 1000 ft (8000 ft zu verlieren):
8000 / 300 ≈ 27 NM vor dem Flughafen beginnen.

9.2 Sinkrate (ROD)

ROD (ft/min) ≈ Grundgeschwindigkeit (kt) × 5

Für einen Anflug mit 120 kt: 120 × 5 = 600 ft/min (bei 3°-Winkel).

9.3 Windkorrektur

Gegenwind verringert, Rückenwind erhöht die erforderliche Sinkrate. Die Sinkrate entsprechend anpassen.

10. Merkhilfen

  • VASI: „Rot über Weiß, alles okay. Rot über Rot, Gefahr im Lot.“
  • PAPI: „Viermal Rot – Gefahr droht. Zwei und zwei – alles im grünen Bereich. Viermal Weiß – du bist zu hoch.“

11. Regulatorische und betriebliche Aspekte

11.1 Vorschriften

  • ICAO Annex 14: Legt Standards für Anflugwinkel und Beleuchtungssysteme fest.
  • FAA AIM und Orders: Definieren Anflugwinkel, Hindernisfreiheit und Anflugbefeuerung.

Referenz:

11.2 Anflugplanung und Sicherheit

  • Immer veröffentlichte Anflugkarten bezüglich Winkel, Befeuerung und Hindernissen prüfen.
  • Stabilisierte Anflugkriterien gemäß Betreiber oder Behörde einhalten.

12. Anwendungsbeispiele

  • Kurze Piste: Steilerer Winkel (z. B. 4°) kann für Hindernisfreiheit veröffentlicht sein.
  • Stadtflughäfen: London City (EGLC) verwendet aufgrund der umliegenden Bebauung einen 5,5°-Anflug.
  • Gebirgsflughäfen: Können spezielle Anflugwinkel und eigene visuelle Hilfen haben.

13. Best Practices

  • Immer den veröffentlichten Anflugwinkel überprüfen und im Briefing berücksichtigen.
  • Visuelle/elektronische Hilfen als primäre Referenz nutzen.
  • Mit Vertikalgeschwindigkeit und Grundgeschwindigkeit gegenprüfen.
  • Anstellwinkel besonders im Langsamflug kennen und überwachen.
  • Bei Unsicherheit durchstarten und stabilisierten Anflug neu aufbauen.

14. Referenzen und weiterführende Literatur

Zusammenfassung:
Der Anflugwinkel ist ein grundlegendes Konzept für Anflug und Landung in der Luftfahrt, basiert auf aerodynamischen Prinzipien und wird durch Vorschriften geregelt. Das Verständnis seiner Abgrenzung zu Nickwinkel, Anstellwinkel und Flugwegwinkel ist für jeden Piloten von zentraler Bedeutung. Visuelle und elektronische Hilfen, korrekte Berechnung sowie die Einhaltung von Best Practices sorgen für Sicherheit und Konstanz bei jeder Landung.

Häufig gestellte Fragen

Was ist ein Standard-Anflugwinkel in der Luftfahrt?

Ein Standard-Anflugwinkel beträgt typischerweise 3° und bietet einen sicheren Kompromiss zwischen Hindernisfreiheit und betrieblicher Effizienz. Dieser Wert wird von der ICAO empfohlen und für Instrumenten- und Sichtanflüge weitgehend übernommen. Einige Pisten können Anflugwinkel von nur 2,5° (flach) bis 4,5° (steil) haben, abhängig von Gelände oder Hindernissen vor Ort.

Wie halten Piloten den korrekten Anflugwinkel?

Piloten halten den korrekten Anflugwinkel mithilfe visueller Hilfen (wie PAPI- oder VASI-Lichtsysteme) oder elektronischer Führung (wie ILS-Gleitweg oder GPS-basierte vertikale Führung). Cockpit-Instrumente, darunter Variometer und Primary Flight Display, helfen dabei, den gewünschten Sinkflugwinkel zu überwachen und einzuhalten.

Was ist der Unterschied zwischen Anflugwinkel und Nickwinkel?

Der Anflugwinkel (oder Flugwegwinkel) misst den Winkel des Sinkflugpfads des Flugzeugs relativ zum Boden. Der Nickwinkel misst die Nase-hoch- oder Nase-runter-Ausrichtung des Flugzeugs relativ zum Horizont. Sie sind nicht identisch: Während eines Standard-3°-Anflugs kann der Nickwinkel je nach Flugzeugtyp und -konfiguration sogar waagerecht oder leicht nach oben zeigen.

Warum ist der Anflugwinkel für sichere Landungen wichtig?

Die Einhaltung des richtigen Anflugwinkels gewährleistet Hindernisfreiheit, einen stabilisierten Anflug und einen Aufsetzpunkt an der korrekten Stelle der Piste. Abweichungen vom vorgesehenen Winkel erhöhen Risiken wie Unterschreitung, Überschreitung oder unstabilisierte Anflüge, was die Sicherheit beeinträchtigen kann.

Welche visuellen Hilfen unterstützen Piloten beim korrekten Anflugwinkel?

Visuelle Hilfen wie das Precision Approach Path Indicator (PAPI) und das Visual Approach Slope Indicator (VASI) liefern klare, farbcodierte Lichts Signale, um Piloten beim Einschätzen und Korrigieren des Anflugwinkels zu unterstützen. Diese Systeme sind standardisiert und an den meisten kontrollierten Flughäfen installiert.

Wie beeinflusst Wind den Anflugwinkel?

Gegenwind verringert die erforderliche Sinkrate für einen gegebenen Anflugwinkel, Rückenwind erhöht sie. Piloten müssen ihre Vertikalgeschwindigkeit anpassen, um den korrekten Anflugwinkel beizubehalten, insbesondere bei böigem oder sich änderndem Wind.

Was ist der Anstellwinkel (Angle of Attack) und wie steht er im Zusammenhang mit dem Anflugwinkel?

Der Anstellwinkel (AoA) ist der Winkel zwischen der Flügelsehne und der anströmenden Luft. Er bestimmt Auftrieb und das Strömungsabrissrisiko. Der AoA ist unabhängig vom Anflugwinkel: Ein Pilot kann bei zu geringer Geschwindigkeit den korrekten Anflugwinkel mit einem gefährlich hohen AoA halten und dadurch einen Strömungsabriss riskieren.

Welche regulatorischen Standards gibt es für Anflugwinkel?

Internationale Standards wie ICAO Annex 14 und FAA Orders legen Parameter für Anflugwinkel, Hindernisfreiheit und Auslegung von Beleuchtungssystemen fest. Diese Vorschriften sorgen weltweit für Konsistenz und Sicherheit an Flughäfen.

Welche Folgen hat das Fliegen unterhalb oder oberhalb des Anflugwinkels?

Fliegt man unterhalb des Anflugwinkels, steigt das Risiko einer Kollision mit Hindernissen oder Gelände; oberhalb kann es zu einer zu späten Landung oder einem unstabilen Anflug kommen. Beide Abweichungen können Go-Arounds oder unsichere Landungen zur Folge haben.

Was ist der Unterschied zwischen PAPI und VASI?

PAPI besteht aus einer Reihe von vier Lichtern und liefert präzise, kontinuierliche Gleitweg-Informationen, während VASI typischerweise aus zwei oder drei Lichtbalken besteht und schrittweise Hinweise gibt. Beide Systeme zeigen an, ob das Flugzeug über, auf oder unter dem Anflugwinkel ist, jedoch bietet PAPI eine feinere Auflösung.

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