Die Sinkrate ist die vertikale Geschwindigkeit, mit der ein Flugzeug an Höhe verliert – unerlässlich für sichere Anflüge, effiziente Abläufe und die Einhaltung von Vorschriften.
Sinkrate—auch bekannt als Rate of Descent (ROD)—ist ein grundlegendes Konzept in der Luftfahrt und bezeichnet die vertikale Geschwindigkeit, mit der ein Flugzeug seine Höhe verringert. Effektiv gemanagt sorgt die Sinkrate für sichere, effiziente und komfortable Übergänge vom Reiseflug zum Anflug und zur Landung. Diese umfassende Glossarseite beleuchtet technische Einzelheiten, betriebliche Überlegungen, regulatorische Vorgaben, Berechnungsmethoden und praktische Techniken für das Management der Sinkrate im Linien-, Geschäfts- und allgemeinen Luftverkehr.
Die Sinkrate ist die vertikale Geschwindigkeit, mit der ein Flugzeug an Höhe verliert, ausgedrückt in Fuß pro Minute (ft/min) oder Meter pro Sekunde (m/s). Sie ist eine Schlüsselfunktion während Sinkflug, Anflug und Landung und beeinflusst Hindernisfreiheit, Stabilisierung des Anflugs, Passagierkomfort und Einhaltung von Vorschriften. Piloten überwachen und steuern die Sinkrate mithilfe von Cockpit-Instrumentierung und Flugmanagementsystemen, indem sie Profile an die Anforderungen der Flugsicherung (ATC) und veröffentlichte Verfahren anpassen.
Das Variometer (Vertical Speed Indicator, VSI) ist das Hauptinstrument im Cockpit zur Messung und Anzeige der Steig- oder Sinkrate des Flugzeugs. Es funktioniert durch Erkennung von Druckänderungen im Statiksystem und liefert eine Echtzeit-Anzeige in ft/min oder m/s. In modernen Glascockpits sind Vertikalgeschwindigkeitsdaten ins Primary Flight Display (PFD) integriert, mit digitalen Anzeigen und Trendvektoren zur Prognose künftiger Höhen.
Eine genaue Überwachung des VSI ist in allen Sinkflugphasen unerlässlich, insbesondere bei Instrumentenanflügen, bei denen striktes Höhenmanagement für Hindernisfreiheit und Einhaltung der veröffentlichten Verfahren entscheidend ist. Moderne Flugzeuge können VSI-Daten in den Autopiloten und das Flight Management System (FMS) einbinden, was automatische vertikale Navigation (VNAV) und die Einhaltung komplexer An- und Abflugprofile ermöglicht.
Der Top of Descent (TOD) ist der berechnete Punkt, an dem ein Flugzeug den Sinkflug vom Reiseflug beginnen sollte, um auf eine Zielhöhe oder einen Wegpunkt stabil und effizient anzukommen. Die TOD-Berechnung basiert auf der zu verlierenden Höhe, dem geplanten Sinkwinkel und der aktuellen Groundspeed, häufig unter Anwendung der „3:1-Regel“ (zu verlierende Höhe in Tausend Fuß mal drei ergibt die erforderlichen nautischen Meilen für einen 3°-Pfad). Moderne FMS automatisieren den TOD unter Berücksichtigung von Wind, Geschwindigkeit, Temperatur und Flugzeuggewicht, aber Piloten müssen die manuelle Berechnung als Gegenprüfung beherrschen.
Eine gute Sinkflugplanung verhindert steile, abrupte Sinkflüge, erhöht die Kraftstoffeffizienz und sorgt für die Einhaltung von ATC- und Luftraumbeschränkungen. Zu früher oder zu später Sinkflug kann ATC-Umleitungen, höhere Arbeitsbelastung oder Risiken eines verpassten Anflugs verursachen – besonders in verkehrsreichen Terminalbereichen.
Gleitpfad bezeichnet den veröffentlichten vertikalen Winkel (meist 3°) für Anflug und Landung, bereitgestellt durch Instrumentenlandesysteme (ILS) oder Area-Navigation (RNAV)-Anflüge. Der Sinkwinkel (Winkel zwischen Flugweg und Horizont) bestimmt die erforderliche Vertikalgeschwindigkeit für eine gegebene Groundspeed. Für einen 3°-Gleitpfad sinkt das Flugzeug etwa 318 Fuß pro nautische Meile oder ca. 5 % Gefälle.
Stabilisierte Anflüge, wie von ICAO und FAA definiert, verlangen, dass das Flugzeug ab spätestens 1.000 Fuß über der Landebahnhöhe einen konstanten Sinkwinkel, eine konstante Geschwindigkeit und Konfiguration beibehält. Dies reduziert das Risiko unstabiler Anflüge, Durchstartmanöver und Landebahnüberschreitungen.
Ein Sinkflugprofil ist der geplante vertikale und horizontale Pfad eines Flugzeugs vom Reiseflug bis zum Endanflug oder zur Landung. Profile sind so gestaltet, dass sie Hindernisfreiheit, Energiemanagement und die Einhaltung der Luftraumstruktur und ATC-Vorgaben sicherstellen. Continuous Descent Operations (CDO)—von ICAO und IATA gefördert—minimieren horizontale Flugsegmente, reduzieren Lärm und Emissionen und verbessern die Kraftstoffeffizienz durch gleichmäßige, nahezu Leerlauf-Sinkflüge.
FMS oder Flugbesatzung programmieren Sinkflugprofile manuell oder automatisch basierend auf Flugzeuggewicht, Wetter und betrieblichen Beschränkungen. Step-Down-Fixes und Höhenbeschränkungen prägen das Profil, insbesondere auf Standard-Anflugrouten (STARs) und Instrumentenanflügen.
Instrumentenverfahren bieten standardisierte, hindernisfreie Wege für Flugzeuge bei Instrumentenwetterbedingungen (IMC). Jeder Anflug ist unterteilt in Initial-, Intermediate-, Final- und Missed-Approach-Segmente, jeweils mit spezifischen Höhen- und Distanzenbegrenzungen. Step-Down-Fixes erfordern ein präzises Management der Sinkrate zur Einhaltung der Höhenbeschränkungen und Hindernisfreiheit.
Die Nichteinhaltung von Instrumentenverfahren kann zu unstabilen oder abgebrochenen Anflügen oder zu ATC-Interventionen führen. Die Einhaltung wird durch standardisierte Karten, FMS-Datenbanken und die Überwachung durch die Flugsicherung durchgesetzt; Abweichungen sind nur bei betrieblicher Notwendigkeit oder im Notfall zulässig.
Der Missed Approach Point (MAP) ist die entscheidende Position, an der eine Entscheidung getroffen werden muss: Fortsetzung zur Landung bei vorhandener Sichtreferenz oder Einleitung des Durchstartverfahrens, falls nicht. Das Missed-Approach-Verfahren legt einen sicheren Steigflugweg und eine minimale Steigrate fest, daher ist das Wissen über beide Raten (Sinken und Steigen) für den Übergang unerlässlich.
Strikte Einhaltung der MAP-Verfahren, wie in ICAO Doc 8168 und Anflugkarten beschrieben, ist für die Sicherheit – insbesondere bei Gelände oder schlechter Sicht – verpflichtend.
Die Groundspeed (GS) ist die Geschwindigkeit des Flugzeugs relativ zum Boden und entscheidend für die Berechnung der Sinkrate. Für einen bestimmten Sinkwinkel erfordert eine höhere Groundspeed eine höhere Sinkrate, um das richtige Anflugprofil einzuhalten. Piloten nutzen die „GS × 5“-Regel für einen 3°-Gleitpfad: Groundspeed (Knoten) × 5 = Sinkrate (ft/min). Zum Beispiel: 140 Knoten × 5 = 700 ft/min.
Sinkratentabellen finden sich häufig auf Anflugkarten und im FMS und bieten schnelle Referenz und Gegenprüfung:
| Groundspeed (kt) | Sinkrate (ft/min) |
|---|---|
| 90 | 450 |
| 120 | 600 |
| 140 | 700 |
| 160 | 800 |
| 180 | 900 |
| 200 | 1.000 |
1. Die „GS × 5“-Regel
Groundspeed in Knoten mit 5 multiplizieren ergibt die benötigte Sinkrate (ft/min) für einen 3°-Gleitpfad.
2. Die 3:1-Regel für den TOD
Zu verlierende Höhe durch 1.000 teilen und mit drei multiplizieren ergibt die erforderlichen nautischen Meilen für den Sinkflug.
3. Sinkrate aus Sinkwinkel
Vertikalgeschwindigkeit (ft/min) = Sinkgradient (%) × Groundspeed (Knoten). Für einen 3°-Winkel gilt tan(3°) ≈ 0,052 (5,2 %).
4. Sinkrate mit Machzahl
Oberhalb der Übergangshöhe: Sinkrate (ft/min) = Sinkwinkel (°) × Mach × 1.000.
Piloten verwenden auch Fuß pro nautischer Meile: 1° ≈ 100 ft/NM; 3° ≈ 300 ft/NM.
Wind, besonders wechselnd mit der Höhe, beeinflusst die Groundspeed und damit die erforderliche Sinkrate. Rückenwind erhöht die Groundspeed, was eine größere Sinkrate erfordert; Gegenwind hat den gegenteiligen Effekt. Kontinuierliche Überwachung der Winddaten und die Echtzeitanpassung des vertikalen Profils sind für sichere, stabilisierte Anflüge unerlässlich.
Die Flugsicherung kann explizite Sinkratenanweisungen geben („Sinken Sie mit 2.000 ft/min“) oder Überflugbeschränkungen erteilen. Anweisungen zum beschleunigten Sinkflug können vorübergehend erhöhte Raten (bis zu 4.000 ft/min in Jets) erforderlich machen. Piloten müssen ATC-Freigaben antizipieren und ihre Sinkprofile flexibel planen. Nichteinhaltung kann zu höherem Kraftstoffverbrauch, Umleitungen oder gar Verlust der Staffelung führen.
Die Sinkrate beeinflusst den Passagierkomfort und die physiologische Sicherheit. Schnelle Höhenänderungen können durch Kabinendruckschwankungen Unbehagen oder Verletzungen verursachen. Der typische Komfortbereich für druckbelüftete Flugzeuge liegt bei 1.500–3.000 ft/min; höhere Raten werden nur im Notfall eingesetzt. In unpressurisierten Flugzeugen sind 500–1.000 ft/min für den Komfort empfohlen. Die Kabinenbesatzung bereitet Passagiere auf schnelle Sinkflüge durch Sichern der Kabine und das Anlegen der Gurte vor.
Hohes Gelände, Turbulenzen, Windscherung oder Mikrobursts erfordern ein umsichtiges Sinkratenmanagement – manchmal sind steilere oder variable Sinkprofile für Hindernisfreiheit und Sicherheit notwendig. Anflugkarten geben Mindestanflughöhen (MDA), Entscheidungshöhen (DA) und geschützte Hindernisflächen vor. Die Einhaltung dieser Kriterien ist für den Allwetterbetrieb vorgeschrieben.
| Flugzeugtyp | Typische Sinkrate (ft/min) | Hinweise |
|---|---|---|
| Kleine GA-Flugzeuge | 500–1.000 | Komfort und einfache manuelle Steuerung |
| Turboprop | 1.000–2.000 | Etwas höhere ROD wegen höherer Geschwindigkeiten |
| Regional Jet | 1.500–2.500 | Standard im kommerziellen Betrieb |
| Airliner | 1.500–3.000 | Bis zu 4.000 ft/min kurzzeitig möglich |
| Schneller Sinkflug | 3.000–4.000+ | Nur auf ATC-Anweisung oder im Notfall |
| Space Shuttle | 10.000+ | Nicht relevant für zivile/kommerziellen Verkehr |
Instrumentenanflüge, insbesondere unter IMC, erfordern ein exaktes Management der Sinkrate zur Einhaltung veröffentlichter Profile und der Hindernisfreiheit. Die bevorzugte Technik ist der Continuous Descent Final Approach (CDFA), bei dem vom Final Approach Fix (FAF) bis zur Landebahn ein konstanter Winkel und eine konstante Sinkrate gehalten werden. Nichtpräzisionsanflüge bieten oft keine vertikale Führung, sodass die berechnete Sinkrate und das Gegenprüfen mit Anflugkarten besonders wichtig sind.
Die Sinkrate ist ein kritischer, vielschichtiger Parameter in der Luftfahrt – sie beeinflusst direkt Sicherheit, Effizienz, die Einhaltung von Vorschriften und die Passagiererfahrung. Effektives Management erfordert Verständnis für Instrumentierung, Berechnungsmethoden, Umweltfaktoren und betriebliche Verfahren. Die Einhaltung von Best Practices und regulatorischen Standards gewährleistet sichere, stabilisierte Sinkflüge in allen Flugphasen.
Weiterführende Literatur: ICAO Doc 8168 (PANS-OPS), ICAO Doc 4444, FAA Instrument Procedures Handbook und Flugzeugbetriebshandbücher.
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Die Sinkrate, oder Rate of Descent (ROD), ist die vertikale Geschwindigkeit, mit der ein Flugzeug an Höhe verliert, typischerweise gemessen in Fuß pro Minute (ft/min). Sie ist entscheidend für einen sicheren Anflug und die Landung, die Hindernisfreiheit, die Einhaltung von Vorgaben der Flugsicherung (ATC) sowie den Passagierkomfort. Ein richtiges Sinkratenmanagement unterstützt zudem die Kraftstoffeffizienz und die Lärmminderung.
Die Sinkrate wird vom Variometer (Vertical Speed Indicator, VSI) gemessen, das die Steig- oder Sinkrate des Flugzeugs in Echtzeit (in ft/min oder m/s) anzeigt. In modernen Glascockpits erscheint sie digital auf dem Primary Flight Display (PFD), häufig ergänzt durch Trendvektoren zur Vorhersage der nächsten Höhe.
Piloten verwenden häufig die 'Groundspeed × 5'-Regel: Die momentane Groundspeed (in Knoten) wird mit fünf multipliziert, um die benötigte Sinkrate (in ft/min) für einen 3°-Gleitpfad zu erhalten. Zum Beispiel sind bei 140 Knoten Groundspeed 700 ft/min Sinkrate erforderlich. Dies gewährleistet die Einhaltung der meisten Standard-Instrumentenanflugverfahren.
Top of Descent (TOD) ist der berechnete Punkt, an dem ein Flugzeug seinen Sinkflug vom Reiseflug beginnen sollte, um eine reibungslose und effiziente Ankunft sicherzustellen. Piloten nutzen die '3:1-Regel': Die zu verlierende Höhe (in 1.000 Fuß) wird durch 1.000 geteilt und mit drei multipliziert, was die benötigten nautischen Meilen für einen 3°-Sinkflug ergibt. FMS-Automatisierung berücksichtigt zusätzlich Geschwindigkeit, Wind und Flugzeuggewicht zur Verfeinerung des TOD.
In die Groundspeed fließen Windeffekte ein; eine höhere Groundspeed (aufgrund von Rückenwind) erfordert eine höhere Sinkrate, um das gleiche vertikale Profil einzuhalten. Umgekehrt reduzieren Gegenwinde die Groundspeed und damit die erforderliche Sinkrate. Echtzeit-Anpassungen an den Wind sind für stabile Anflüge und die Einhaltung von Step-Down-Fixes oder ATC-Vorgaben unerlässlich.
| Flugzeugtyp | Typische Sinkrate (ft/min) | |----------------------|----------------------------| | Kleine GA-Flugzeuge | 500–1.000 | | Turboprop | 1.000–2.000 | | Regional Jet | 1.500–2.500 | | Airliner | 1.500–3.000 | | Schneller Sinkflug | 3.000–4.000+ |
Instrumentenverfahren geben Step-Down-Fixes, Höhenbeschränkungen und Anflugwinkel (meist 3°) vor. Piloten müssen die Sinkrate präzise steuern, um die veröffentlichten Profile, die Hindernisfreiheit und die Kriterien für stabile Anflüge einzuhalten. Abweichungen können zu unstabilen oder abgebrochenen Anflügen führen.
Ist die Landebahnumgebung am Missed Approach Point (MAP) nicht sichtbar, müssen Piloten durchstarten und dem veröffentlichten Missed-Approach-Verfahren folgen, das einen Steigflug mit vorgegebener Rate zur Hindernisfreiheit und sicheren Integration in den Anflug vorsieht.
Hohe Sinkraten können schnelle Kabinendruckänderungen verursachen, die zu Ohrbeschwerden oder Barotrauma führen. Der Standard-Komfortbereich für Passagiere liegt bei 1.500–3.000 ft/min in druckbelüfteten Flugzeugen. Das Kabinenpersonal stimmt sich mit den Piloten ab, um die Kabine vor schnellen Sinkflügen vorzubereiten und Sicherheit sowie Komfort zu gewährleisten.
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