Was ist Jet Blast?

Jet Blast ist der Abgasstrahl eines Strahltriebwerks mit hoher Geschwindigkeit und hoher Temperatur, der Belag, Ausrüstung und Flugzeuge beschädigen und Menschen verletzen kann.

Jet Blast, Jet Efflux und Propellerabwind

Jet Blast ist der Abgasstrahl eines Strahltriebwerks. EASA verwendet in seiner Anleitung zu Triebwerksprobeläufen auch den Begriff „Jet Efflux“. Ein Propeller erzeugt Propellerabwind, der auch Propellerstrahl (propeller slipstream) genannt wird. Die FAA sagt, dass Propellerabwind nicht das gleiche Maß an Gefährdung erzeugt wie Jet Blast. Er kann trotzdem Bodenwinde und Wirbel verstärken. Der Wind von großen Turboprop-Flugzeugen kann leichtere Flugzeuge, Fahrzeuge und Bodenunterstützungsgeräte anheben und umwerfen.

Warum Jet Blast gefährlich ist

Die FAA beschreibt den Abgasstrom eines Strahltriebwerks als Luftstrom mit hoher Geschwindigkeit und erhöhter Temperatur. Er kann Flughafeninfrastruktur, Bodengerät und andere Flugzeuge beschädigen, und er kann Menschen schwer verletzen. Die Luft ist außerdem turbulent. Sie erzeugt Vibrationen und Kräfte, die Gebäudefassaden beschädigen können. Zusammen können die hohe Temperatur und die hohe Geschwindigkeit auch den Belag nahe am Austrittspunkt beschädigen.

Auf Vorfeldern können die Windkräfte von Jet Blast Gegenstände wegschleudern, Geräte verschieben, dazu führen, dass ein Fahrzeug die Kontrolle verliert, und Infrastruktur beschädigen. Sie setzen Bodenpersonal, Fluggäste, Flugzeuge und Bauwerke einem Risiko aus.

Die FAA gibt Luftgeschwindigkeitsschwellen für die Planung an. Über 12 mph kann Luft ungesicherten Abfall verschieben. Über 30 mph (48 km/h) können lose Gegenstände wie Sand und Steine in die Luft gehoben werden. Die Schwellen in Tabelle C-1 stammen aus der Beaufort-Skala. Sie sind Empfindlichkeitsschwellen, ab denen das Risiko steigt. Sie sind keine Beschränkungen und keine strukturellen Auslegungslasten.

Für eine grobe Kraft gibt die FAA den Druck eines gleichmäßigen Luftstroms auf eine Fläche an, die dem Strom zugewandt ist. Die Formel lautet P = 0,00256 V², mit P in lb/ft² und V in mph. Bei 50 mph sind das etwa 6,4 lb/ft² (etwa 300 Pa). Multiplizieren Sie den Druck mit der Fläche des Gegenstands, um die Kraft zu erhalten. Die Formel berücksichtigt keine Turbulenz, die die tatsächliche Kraft schwanken lässt. Die FAA sagt, dass in komplexen Bereichen des Vorfelds Windkanalanalysen oder Computersimulationen nötig sein können.

Wie stark er ist

Die Stärke von Jet Blast hängt vom Flugzeug, der Schubstufe und der Atmosphäre ab. Die FAA nennt drei Schubstufen:

• Leerlaufschub, der häufig an Abstellpositionen und an Warteposition auf Rollwegen vorkommt.
• Losbrechschub (breakaway thrust), der Trägheit und Reifenreibung überwindet, damit das Flugzeug sich in Bewegung setzt. Er tritt auf Vorfeldern, auf Rollwegen und an Pistenenden auf. Flugzeuggewicht, Belagneigung, die Anzahl der Triebwerke, die Leistung erzeugen, und Gegenwind verändern ihn.
• Startschub, der vor allem vom Pistenende entlang der Piste bis zum Abheben auftritt, und auch auf Triebwerksprobelaufflächen. Die meisten Abflüge nutzen eine verringerte Schubstufe, um den Triebwerksverschleiß zu begrenzen.

Geschwindigkeit und Temperatur reichen weit hinter das Flugzeug, bevor sie auf sichere Werte fallen. Die Temperatur sinkt auf ein sicheres Niveau in einem kürzeren Abstand als die Geschwindigkeit. Ein Seitenwind kann die Abgashülle nach links oder rechts verschieben.

Wie weit er reicht

Es gibt keinen einzelnen sicheren Abstand hinter einem laufenden Triebwerk. Der Abstand hängt vom Flugzeug, der Schubstufe und der Atmosphäre ab. Die FAA nennt keinen einzelnen Wert. Sie sagt Planern, sie sollen die Abgaskonturen jedes Flugzeugtyps finden.

• Die meisten Flugzeughersteller veröffentlichen Abgasgeschwindigkeits- und Temperaturkonturen für die drei Schubstufen in ihren Flughafenplanungshandbüchern.
• Bei kleineren Flugzeugen ist das Flughandbuch des Piloten die Quelle.
• Die Konturen sind meist Grund- und Aufrissansichten mit Hinweisen zu den Annahmen, zum Beispiel Standardatmosphäre und Schubstufe.
• Software zur Modellierung von Flugbahnen enthält ebenfalls Daten zu Abgasgeschwindigkeit und Temperatur.

Eine NASA-Studie von 1993 vermittelt einen Eindruck von der Größenordnung. Sie sagt, dass fast jedes Betriebshandbuch eines kommerziellen Strahlflugzeugs eine Seite mit Jet-Blast-Daten hat. Die Seite zeigt ein Schadensprofil, gemessen vom Heck bei niedriger Triebwerksleistung, meist bei 35 bis 40 Prozent N1. Das Profil reicht hinter manchen größeren Flugzeugen über 200 ft (61 m) hinaus. Darin nähern sich die Abgaskräfte 100 Knoten.

Um die Konturen in ein Layout zu übertragen, vergleichen Planer sie mit den Schwellen in der Tabelle. Für Heck-an-Heck-Abstellung an einem Terminal empfiehlt die FAA eine maximale Windgeschwindigkeit von 35 mph (56 km/h). Bei einander gegenüberliegenden Terminals empfiehlt sie 50 mph (80 km/h) für den ersten Strahl eines Flugzeugs, das ein Gate anfährt oder verlässt. Für gegenüberliegende Gate-Abstellungen und Versorgungsstraßen empfiehlt sie 35 mph. Die empfohlenen Praktiken verlangen außerdem einen Pushback-Bereich, getrennte Abstellflächen für die Allgemeine Luftfahrt und Zubringerflugzeuge sowie Verankerungen für kleine Flugzeuge.

Wo er Schaden anrichtet

Die NASA Aviation Safety Reporting System untersuchte 51 Berichte über Jet Blast am Boden. Die Studie sagt, dass sie nur einen winzigen Teil aller Berichte ausmachten. Die Autoren fanden diese Fakten:

• 27 der 51 Berichte (53 Prozent) stammten von einem Vorfeld. 10 stammten von einem Rollweg, 10 von einer Pistenhaltestelle, aus Landung oder Start, und 4 von einem Triebwerksprobelaufbereich.
• Auf Vorfeldern verursachten scharfe Kurven die Vorfälle. Die Kurven geschahen beim Pushback mit laufenden Triebwerken, beim Powerback, beim Rollen zum Start oder beim Einrollen an ein Gate. Ein Schlepper verhinderte sie nicht, wenn die Kurve scharf war.
• 85 Prozent der Schäden betrafen Tragflächen, Propeller, Klappen und Ruder anderer Flugzeuge. Der größte Teil betraf leichte Flugzeuge mit 5 000 lb oder weniger.
• Gebäude, Gegenstände oder Fahrzeuge trugen 11 Prozent der Schäden, und Verletzungen von Menschen machten 4 Prozent aus.
• Viele Vorfälle außerhalb des Vorfelds entstanden durch falsch gerichtete Triebwerksprobeläufe.

Dies sind Pilotenberichte aus dem Jahr 1993. Sie zeigen die Arten von Ereignissen, nicht, wie häufig sie heute vorkommen.

Jet Blast auf Belag und Boden

Auf Asphalt ist Jet-Blast-Erosion ein dunkler Bereich, in dem das bituminöse Bindemittel verbrannt oder verkohlt ist. Lokal verbrannte Bereiche können etwa 1/2 inch (13 mm) tief sein. In einer Erhebung des Belagzustands nummeriert das PAVER-Handbuch sie als Schadensart 46. Sie hat keine Schweregrade. Der Prüfer erfasst, dass sie vorliegt, und misst ihre Fläche in Quadratfuß oder Quadratmetern. Siehe Strahlerosion .

Zwei andere Schäden können ähnlich aussehen, aber das Handbuch definiert sie anders:

• Raveling ist das Lösen grober Gesteinskörnung von der Oberfläche. Jet-Blast-Erosion betrifft verbranntes Bindemittel.
• Ölverschüttung ist die Verschlechterung oder Erweichung der Oberfläche durch Öl, Kraftstoff oder Lösungsmittel. Ein Fleck allein ist kein Schaden.

Jet Blast kann auch ungeschützten Boden neben einer Piste oder einem Rollweg erodieren. Die Triebwerke an den Tragflächen großer Flugzeuge können über den Pistenrand hinausragen. Die erodierte Oberfläche kann Staub und Fremdkörper erzeugen, die ein Triebwerk einsaugen kann. Befestigte Randstreifen widerstehen dieser Erosion und der Bildung von Fremdkörpern. Die FAA sagt außerdem, dass ungeschützter Boden neben einem Rollweg zu Erosion neigt, die Probleme beim Einsaugen durch Triebwerke verursacht. Die FAA legt Flughafenbeläge so aus, dass sie eine Oberfläche ohne Fremdkörper bieten, die Propellerabwind oder Jet Blast verwehen oder aufnehmen könnten.

Befeuerung und Navigationshilfen

Jet Blast bestimmt, wo Leuchten und Navigationsgeräte stehen.

• Die FAA empfiehlt, dass Pistenrandfeuer auf Pisten, die Strahlflugzeuge nutzen, 10 ft (3 m) vom Belagrand entfernt stehen. So wird eine mögliche Beschädigung durch Jet Blast vermieden. Auf Pisten, die Strahlflugzeuge nicht nutzen, empfiehlt sie 2 ft (0,6 m).
• Die FAA sagt, versenkte Rollwegrandfeuer nur an zwei Stellen zu verwenden. Eine ist dort, wo aufgesetzte Leuchten durch Jet Blast beschädigt werden könnten. Die andere ist dort, wo aufgesetzte Leuchten den Flugbetrieb stören würden.
• Das innere PAPI-Leuchtengehäuse darf bis zu 75 ft (23 m) vom Pistenrand entfernt stehen. Das gilt dort, wo Jet Blast und Flügelwirbel es beschädigen könnten. Es ist eine Abweichung vom Standard, und die FAA muss sie vor dem Einbau genehmigen.
• Die FAA empfiehlt mindestens 600 ft (183 m) zwischen jeder Jet-Blast-Quelle und ihren Kommunikations-, Navigations-, Überwachungs- und Wetteranlagen. Das begrenzt Abgasablagerungen an Antennen.

Wie Flugplätze sich schützen

Die FAA nennt diese Gegenmaßnahmen:

• Erosionsschutz: Pistenschultern, Blast Pads an der Piste und Rollwegschultern.
• Vorfeldgestaltung mit Abstellpositionen, deren Abgas von Menschen, Geräten und Bauwerken wegzeigt.
• Blastschutz, zu dem der Schubabweiser gehört.
• Markierung gefährlicher Jet-Blast-Zonen auf dem Vorfeld.

Ein Blast Pad ist eine Fläche neben dem Ende einer Piste. Er verringert die erosive Wirkung von Jet Blast und Propellerabwind. Die FAA verlangt ein befestigtes Blast Pad, wenn das Bemessungsflugzeug der Airplane Design Group IV oder größer ist. Gelbe Chevron-Markierungen kennzeichnen ein befestigtes Blast Pad. CS ADR-DSN.B.175(d) der EASA besagt, dass mindestens 30 m des Streifens vor Beginn der Piste gegen Strahlerosion vorbereitet sein sollten. Anhang 14 der ICAO gibt dieselbe Empfehlung in Absatz 3.4.11. Die ICAO empfiehlt außerdem Schultern an Pistenwendeflächen, die breit genug sind, um Erosion durch Jet Blast zu verhindern.

Ein Schubabweiser ist eine Barriere, die Jet Blast oder Propellerabwind ablenkt oder abschwächt. Er hilft auch gegen Abgase und Lärm. Die FAA gibt diese Regeln vor:

• Halten Sie den Zaun frei von den Sicherheitsbereichen der Piste und des Rollwegs und von den Hindernisfreiflächen.
• Halten Sie den Zaun frei von den Anflug- und Abflugflächen, der hindernisfreien Zone und den ILS-kritischen Bereichen.
• Bemessen Sie die Zaunelemente so, dass sie den Windkräften des Flugzeugs mit den anspruchsvollsten Jet-Blast-Konturen standhalten.
• Stellen Sie den Zaun so auf, dass die Mittellinie des Abgasstroms unter seiner Oberkante liegt.
• Errichten Sie einen Schubabweiser nur, wenn ein ausreichender Sicherheitsabstand nicht praktikabel ist. Dies ist eine empfohlene Praxis.
• Halten Sie mindestens 50 ft (15,2 m) zwischen dem Flugzeugheck und der Vorderseite des Zauns. Dies ist ebenfalls eine empfohlene Praxis.

Schubabweiser können in der Nähe von Pistenenden, Triebwerksprobelaufflächen und an der Flughafengrenze nötig sein. Erdwälle oder Stützmauern sind Alternativen.

Triebwerksprobeläufe brauchen einen eigenen Platz. Die FAA empfiehlt einen Probelaufbereich abseits von Abstellpositionen, Gate-Bereichen und Gebäuden. Die Anleitung der EASA sagt, Triebwerksprüfungen nach Möglichkeit an einem abgelegenen Bereich durchzuführen. Sie erlaubt keine Probeläufe mit Leerlauf oder mehr Leistung in Sackgassen. Sie erlaubt sie nicht dort, wo der Jet Efflux Abstellplätze, Gerätebereiche oder Arbeitsbereiche beeinträchtigen würde. Sie begrenzt Tests an regulären Vorfeldständen auf die Prüfung von Starts und Leerlaufleistung. EASA verlangt außerdem Sorgfalt an einer Haltebucht. Jet Blast und Propellerabwind von wartenden Flugzeugen dürfen den Flugbetrieb nicht stören, keine Fahrzeuge beschädigen und keine Menschen verletzen.

EU-Regeln für Vorfelder

Nach ADR.OPS.D.055 muss der Flugplatzbetreiber in der EU Folgendes tun:

• Vorfeldnutzer auf die Gefahren von Jet Blast und Propellerstrahl aufmerksam machen, zum Beispiel durch Sicherheitsschulungen oder Sicherheitskampagnen
• Vorfeldnutzer verpflichten, Fahrzeuge und Geräte zu sichern, und Abstellbereiche festlegen, in denen die Wirkung von Jet Blast gering ist
• Jet Blast berücksichtigen, wenn er Vorfeldlayouts entwirft oder ändert
• gegenüber Jet Blast empfindliche Stellen kennzeichnen und entweder eine Anforderung für einen Mindestschub an Piloten veröffentlichen oder andere Maßnahmen ergreifen

Die Anforderung für einen Mindestschub steht in der Luftfahrtinformationspublikation (AIP). Hinweisschilder können diese Stellen kennzeichnen.

Was eine Prüfung kontrolliert

Die EASA-Prüfanleitung verlangt eine Kontrolle der Pistenenden auf Strahlschäden an Anflugfeuern, Markierungskegeln und Schwellenfeuern. Für befestigte Bereiche listet sie außerdem Schäden an der Belagoberfläche und an den Leuchtenfassungen. In einer Befestigungserhebung ist eine Jet-Blast-Erosionsstelle die Schadensart 46, und der Prüfer misst ihre Fläche.