Air-France-Unglück: Wie gefährlich sind Blitze für ein Flugzeug?

Blitze sind für Flugzeuge eigentlich kein Problem. Wie das Auto ist auch der Flieger ein "Faradayischer Käfig", der den elektrischen Strom in seiner Hülle entlangleitet und die Passagiere vor den hohen Spannungen schützt. Schätzungen zufolge wird jede Verkehrsmaschine im Schnitt einmal pro Jahr von einem Blitz getroffen. "Der schlägt beispielsweise im Bug ein, geht entlang der Außenhaut und verlässt die Maschine am Heck wieder", sagt Stefan Levedag vom Braunschweiger Institut für Flugsystemtechnik im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Er selbst hat das schon einmal als Passagier erlebt. "Draußen war es etwas lauter und die Maschine hat ziemlich gewackelt, aber mehr war da nicht", erzählt er. Dennoch versuchen Piloten, Gewitterzellen von vornherein zu meiden.

Wie ist die Bordelektronik vor Blitzschlag geschützt?

Blitze können eine Spannung von mehreren Hunderttausend Volt haben. Doch in der Regel fließt der Strom nur durch die äußere Aluminiumhaut des Fliegers. Die Bordelektronik ist zudem mit einem Schutz vor Überspannung ausgestattet. "Die Kabel zum Beispiel sind mehrfach mit einer Abschirmung aus Metall versehen", sagt Levedag. "Wie bei einem Fernsehkabel, aber viel besser." So können hohe Spannungen rasch abgeleitet werden. Außerdem sind wichtige Geräte und Systeme mindestens doppelt vorhanden, um Ausfälle zu kompensieren. "Die elektronische Flugsteuerung zum Beispiel ist vierfach redundant ausgelegt", sagt der DLR-Experte. "Es ist praktisch ausgeschlossen, dass alle Sicherungen zugleich kaputt gehen."

Völlig gefahrlos sind Blitze dennoch nicht. Schlagen sie in eine Antenne ein, kann diese regelrecht abgeschmolzen werden, berichtet das Luftfahrtbundesamt in Braunschweig. Trotz aller technischen Vorkehrungen und umfangreichen Tests der einzelnen Bauteile vor der Zulassung für den Luftverkehr können Blitzschläge dazu führen, dass Geräte ausfallen.
 
Welche weiteren Gefahren bringen Gewitter mit sich?

In einer Gewitterwolke werden die Luftmassen rasend schnell nach oben oder unten bewegt. Einzelne Böen können weit mehr als 100 Kilometer pro Stunde schnell sein und ein Flugzeug entsprechend heftig durchschütteln. "Bei der Konstruktion von Flugzeugen werden solche starken Winde berücksichtigt und noch ein vier- bis fünffacher Sicherheitszuschlag draufgelegt", sagt der Luftfahrtexperte Levedag. Damit sei es im Prinzip ausgeschlossen, dass etwa Tragflächen oder Triebwerke abbrechen. Doch in den Wolken lauern noch weitere Gefahren: Hagelkörner. Zwar drosseln die Piloten beim Durchfliegen eines Gewitters ihr Tempo, die Kollisionsgeschwindigkeit ist trotzdem so hoch, dass die Eisbatzen wie Geschosse wirken. Die Frontscheiben sind stark genug, um dem Beschuss standzuhalten – sie müssen schließlich auch Zusammenstöße mit großen Vögeln aushalten. Aber die Turbinenschaufeln könnten von Hagel unter Umständen beschädigt werden, sagt Levedag.
 
Was können Piloten tun, um Gewitter zu erkennen und ihnen zu entgehen?

Jede Passagiermaschine hat ein Wolkenradar, das unterschiedliche Wassergehalte in der Atmosphäre vor dem Flugzeug anzeigt. Mit Hilfe dieses Geräts kann der Pilot erkennen, wo sich Gewitterwolken befinden. Während Wassertröpfchen vom Wetterradar zuverlässig erfasst werden, kann es Eiskristalle weniger gut erkennen und somit "übersehen". Damit steigt die Gefahr eines Hagelschlags – ein weiterer Grund, nicht in die Gewitterzone zu fliegen.

Neben den Daten des Wetterradars liegt möglicherweise auch schon eine Warnung anderer Piloten vor, die in dieser Gegend unterwegs sind. "Oftmals sind die Gewitterzellen nur einige Kilometer groß und der Pilot fliegt einfach drumherum", sagt Levedag. In höheren Breitengraden, wo Gewitter nur in Höhen bis zu acht Kilometern vorkommen, kann der Flugkapitän die Maschine auch darüberlenken. In den Tropen, wo die Unwetter bis zu zwölf Kilometer weit in die Atmosphäre ragen, ist das allerdings nicht möglich. In Absprache mit der Bodenkontrolle sucht der Pilot nach einem geeigneten Kurs, um der Gefahr zu entgehen. "Welche Route die Maschine schließlich nimmt, entscheidet der Flugkapitän, er hat die letzte Verantwortung für die Passagiere", erläutert Levedag. Ballen sich mehrere Gewitterwolken zu einer breiten Front zusammen und reicht der Treibstoff für eine Umfliegung nicht aus, muss der Pilot sogar umkehren.
 
Sind neue Flugzeugtypen anfälliger für Blitzeinschläge als ältere?

Um Gewicht zu sparen, ersetzen Flugzeughersteller immer mehr Aluminium- Bauteile durch solche aus Kohlefaser. Diese leiten den elektrischen Strom allerdings viel schlechter. "Die Flugzeuge müssen aber eine bestimmte Leitfähigkeit haben, um eine Zulassung zu erhalten", sagt Levedag. Es gebe verschiedene Ansätze, das Problem zu lösen. Beispielsweise werden zwischen die Kohlefasermatten einzelne Kupferfolien oder Drahtgeflechte aus dem Metall gebracht. Dieses Verfahren ist vor allem für die Boeings geplanten Prestigeflieger, den 787-Dreamliner, wichtig, bei dem Rumpf und Flügel aus Kohlefaser bestehen werden. Eine Betriebszulassung hat der Flieger aber noch nicht. Der verunglückte Airbus ist ein herkömmliches Aluminiumflugzeug.
 
Warum ist es so schwierig, die abgestürzte Maschine zu finden?

Über dem Atlantik gibt es keine Radarabdeckung. Das macht die Ortung von Wrackteilen und der "Black Box", die Flugzeugdaten und Stimmenaufzeichnungen aus dem Cockpit enthält, so schwierig. "In der Regel gibt es nur in Küstennähe, also in 300 bis 400 Kilometern Entfernung, eine Radarabdeckung", sagt Axel Raab von der Deutschen Flugsicherung. Sitze und weitere Teile der verunglückten Air-France-Maschine wurden am Dienstag mehrere hundert Kilometer nordöstlich der Inselgruppe Fernando de Noronha im Wasser gefunden.
 
Wie gefährlich ist die Region für Flugzeuge?

Nicht nur an der mutmaßlichen Absturzstelle der Air-France-Maschine über dem Atlantik gibt es regelmäßig heftige Gewitter. "Solche Wetterextreme sind überall in den Tropen häufig anzutreffen", sagt Ulrich Cubasch, Atmosphärenforscher an der Freien Universität Berlin. In Äquatornähe gibt es intensive Sonneneinstrahlung – und viel feuchte Luft. Sobald Wasserdampf zu feinen Tröpfchen kondensiert, wird nochmals Wärme frei. "Auf diese Weise ist in der tropischen Atmosphäre viel mehr Energie enthalten als etwa in unseren Breiten", erläutert Cubasch. "Dementsprechend heftiger sind dort die Wetterphänomene."