Wie hoch fliegt ein Verkehrsflugzeug ?

Verkehrsflugzeuge fliegen im Reiseflug zwischen 9.000 und 13.000 Metern Höhe (30.000 bis 43.000 Fuß). Diese Bandbreite ist nicht willkürlich : Dort ist die Luft dünn genug, um Widerstand und Verbrauch zu reduzieren, aber noch dicht genug, damit die Triebwerke effizient arbeiten. Die Kabine ist druckbeaufschlagt, um eine Höhe von 1.800 bis 2.400 Metern zu simulieren, die Passagiere spüren die echten 10.000 Meter nicht. Die exakte Höhe jedes Flugs wird je nach Flugzeuggewicht, Höhenwinden, Flugverkehr und Wetterbedingungen berechnet.

Zu verstehen, warum Flugzeuge so hoch fliegen, ist nützlich, um einige Empfindungen im Flug zu entmystifizieren, leichten Ohrendruck, trockene Luft, das Gefühl der Leichtigkeit. Um die andere große Variable des Reiseflugs zu verstehen : Wie schnell fliegt ein Verkehrsflugzeug ?.

In welcher Höhe fliegen die verschiedenen Flugzeuge ?

Modell	Reiseflughöhe (Fuß)	Reiseflughöhe (Meter)
Airbus A320	35.000-39.000	10.500-12.000
Boeing 737	37.000-41.000	11.300-12.500
Airbus A350	40.000-43.000	12.200-13.100
Boeing 777	35.000-43.000	10.700-13.100
Boeing 787 Dreamliner	40.000-43.000	12.200-13.100
Airbus A380	40.000-43.000	12.200-13.100

Diese Höhen variieren während des Flugs. Ein Flugzeug, das gerade mit vollem Tank gestartet ist, ist schwerer und kann seine optimale Höhe nicht sofort erreichen, es steigt im Laufe der Stunden in zwei oder drei Stufen, während der Verbrauch es leichter macht. Dieses Phänomen heißt „Step Climb" (Stufensteigflug).

Warum in dieser Höhe fliegen ?

Die energetische Effizienz

Der aerodynamische Widerstand, der Luftwiderstand, ist proportional zur Luftdichte. In 10.000 Metern ist die Luftdichte etwa viermal geringer als auf Meereshöhe. Das bedeutet, dass ein Flugzeug viel weniger Widerstand erfährt, was den nötigen Schub zur Aufrechterhaltung der Reisegeschwindigkeit und damit den Treibstoffverbrauch reduziert.

Ein Airbus A350 in 12.000 Metern Höhe verbraucht etwa 10 bis 15 % weniger Treibstoff als auf 9.000 Metern bei gleicher Geschwindigkeit über Grund. Auf einem Flug Paris-Tokio entspricht das mehreren Tonnen eingespartem Kerosin. Der Bundesverband der Deutschen Luftverkehrswirtschaft dokumentiert diese Effizienzsteigerungen ausführlich.

Wettereinflüsse vermeiden

Die große Mehrheit der atmosphärischen Störungen, Gewitter, Fronten, Cumulonimbus, ereignet sich in der Troposphäre, unter 8.000 bis 10.000 Metern je nach Breitengrad. Indem sie auf 10.000 bis 13.000 Metern fliegen, passieren die Flugzeuge über oder an der Obergrenze dieser Zonen. Aus diesem Grund sind die Reiseflugphasen in der Regel stabiler als die Steig- und Sinkflugphasen. Um die Turbulenzen zu verstehen, die in großer Höhe bestehen bleiben : Alles, was dir nie über Luftlöcher gesagt wurde.

Die Trennung des Luftverkehrs

Der Himmel ist kein freier Raum, er ist in Flugflächen (Flight Levels) organisiert, die im Reiseflug um 1.000 Fuß (etwa 300 Meter) getrennt sind. Flugzeuge in Ostrichtung fliegen in ungeraden Höhen (FL350, FL370…), die in Westrichtung in geraden Höhen (FL360, FL380…). Diese Organisation vermeidet Trajektorienkonflikte und maximiert die Anzahl simultan auf denselben Strecken fliegender Flugzeuge.

Die Druckbeaufschlagung der Kabine

Wie es funktioniert

Ohne Druckbeaufschlagung wäre der atmosphärische Druck in 10.000 Metern Höhe so gering, dass der verfügbare Sauerstoff nicht ausreichen würde, die Passagiere wenige Minuten lang bei Bewusstsein zu halten. Die Flugzeuge komprimieren permanent die Kabinenluft, um einen Druck äquivalent zu einer Höhe von 1.800 bis 2.400 Metern aufrechtzuerhalten, vergleichbar mit einer Stadt in moderater Höhe wie Mexiko-Stadt oder Bogotá.

Diese Druckbeaufschlagung wird durch Luftentnahmen an den Triebwerken (Bleed Air) sichergestellt oder, auf neueren Maschinen wie der Boeing 787, durch unabhängige elektrische Kompressoren, die einen Kabinendruck äquivalent zu nur 1.800 Metern halten können, signifikant besser als bei älteren Flugzeugen (2.400 Meter), was die Erschöpfung der Passagiere auf langen Flügen reduziert.

Die Auswirkungen auf den Körper

Auch druckbeaufschlagt erzeugt die Kabine auf 1.800 bis 2.400 Metern äquivalenter Höhe reale physiologische Auswirkungen : leicht reduzierte Sauerstoffsättigung (95 bis 97 % statt 98 bis 99 % auf Meereshöhe), Trockenheit der Schleimhäute durch gefilterte und erwärmte Luft, und leichte Gasausdehnung im Körper, was die Bauchempfindungen und den Ohrendruck bei Höhenänderungen erklärt. Die Apotheken Umschau zum Innenohr erklärt diese Phänomene ausführlich.

Der Ohrendruck beim Steig- und Sinkflug entsteht durch die Anpassung des Mittelohrdrucks an den neuen Umgebungsdruck. Gähnen, Schlucken oder das Valsalva-Manöver (Nase zuhalten und sanft pusten) gleichen diesen Druck aus. Mehr dazu : Verstopfte Ohren im Flugzeug, was tun ?.

Wie wählen die Piloten die genaue Höhe ?

Der Flugplan

Vor jedem Flug berechnet das Dispatching die optimale Höhe je nach Startgewicht, geplanter Strecke, Höhenwinden (SIGMET/SIGWX-Wetterdaten) und Verkehr auf den verfügbaren Flugflächen. Diese Berechnung ist im Flugmanagementsystem (FMS) des Flugzeugs integriert.

Die Optimierung im Flug

Die Piloten können bei der Flugverkehrskontrolle einen Aufstieg auf eine höhere Ebene anfordern, wenn das Flugzeug im Laufe der Stunden leichter wird. Dieser Step Climb kann auf einem Langstreckenflug mehrere hundert Kilogramm Treibstoff sparen. Die Verfügbarkeit der höheren Ebene hängt vom Verkehr ab, die Flugverkehrskontrolle muss sicherstellen, dass kein anderes Flugzeug bereits dort ist.

Die temporären Einschränkungen

Manche Situationen erzwingen Höhenbeschränkungen : Vulkanausbrüche (Aschewolken, die Triebwerke beschädigen), aktive militärische Lufträume oder Konfliktzonen. Diese Informationen werden über NOTAMs (Notices to Air Missions) verbreitet und in die Flugplanung integriert.

Höhe und Gleitzahl, die technische Verbindung

Die optimale Höhe eines Flugzeugs hängt direkt mit seiner Gleitzahl zusammen, dem Verhältnis zwischen Auftrieb und Widerstand. Ein aerodynamisch sehr „feines" Flugzeug kann höher und effizienter fliegen. Das ist einer der Schlüsselparameter, der moderne Flugzeuge von ihren Vorgängern unterscheidet : Was ist die Gleitzahl eines Flugzeugs ?. Auch der Spiegel zur Luftfahrttechnik berichtet regelmäßig über diese Optimierungen.

FAQ, Flughöhe eines Flugzeugs

Kann man die 10.000 Meter von der Kabine aus spüren ?

Nein. Dank der Druckbeaufschlagung entspricht das, was dein Körper spürt, einer Höhe von 1.800 bis 2.400 Metern, nicht den echten 10.000 Metern. Der leichte Ohrendruck bei Start und Landung ist der spürbarste Effekt der Kabinendruckänderung.

Warum fliegen Flugzeuge nicht noch höher ?

Über 43.000 bis 45.000 Fuß wird die Luftdichte zu gering, damit die Mantelstrom-Triebwerke (Turbofan) der Verkehrsflugzeuge ausreichend Schub erzeugen. Der Auftrieb der Tragflächen nimmt ebenfalls ab, was die nötige Mindestgeschwindigkeit erhöht, bis zu einem Punkt, an dem die Sicherheitsmarge zwischen dieser Mindestgeschwindigkeit und der maximal zulässigen Geschwindigkeit (um Schockwellen zu vermeiden) zu eng wird. Das nennt man auf Englisch „Coffin Corner".

Passen Flugzeuge ihre Höhe in Echtzeit an ?

Ja. Die Piloten können jederzeit einen Wechsel der Flugfläche bei der Flugverkehrskontrolle anfordern, je nach Wetterbedingungen, Verkehr oder Treibstoffoptimierung. In der Praxis macht ein Langstreckenflug 1 bis 3 Step Climbs während der Reise.

Warum steigen Kurzstreckenflüge nicht so hoch ?

Steigflug und Sinkflug brauchen Zeit und Treibstoff. Auf einem einstündigen Flug rentiert sich das Erreichen von 39.000 Fuß nicht, das Flugzeug würde ebenso viel Zeit mit Steigen und Sinken wie im Reiseflug verbringen. Kurzstreckenflüge fliegen in der Regel zwischen 28.000 und 35.000 Fuß.

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