Warum erschweren hohe Temperaturen den Start von Flugzeugen?

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Steigende Temperaturen rund um den Globus erschweren den Start von Flugzeugen von einigen Flughäfen und stellen eine weitere Herausforderung für die zivile Luftfahrtindustrie dar.

Da heißes Wetter häufiger auftritt, könnte das Problem schwieriger Starts bei mehr Flügen zunehmen und die Fluggesellschaften dazu zwingen, Flüge zu verschieben oder zu streichen, so CNN .

„Die grundlegende Herausforderung beim Abheben eines Flugzeugs besteht darin, dass es sehr schwer ist und durch die Schwerkraft am Boden gehalten wird“, erklärt Paul Williams, Professor für Atmosphärenwissenschaften an der University of Reading in Großbritannien. „Um die Schwerkraft zu überwinden, muss das Flugzeug Auftrieb erzeugen. Das heißt, es nutzt Luft, um sich nach oben zu drücken. Der Auftrieb hängt von verschiedenen Faktoren ab, einer der wichtigsten ist jedoch die Lufttemperatur. Erwärmt sich Luft, dehnt sie sich aus, sodass weniger Moleküle zur Verfügung stehen, um das Flugzeug nach oben zu drücken.“

Pro 3 Grad Celsius Temperaturanstieg verliert ein Flugzeug laut Williams 1 Prozent seines Auftriebs. „Deshalb erschweren extreme Temperaturen den Start von Flugzeugen. Unter manchen wirklich extremen Bedingungen können Flugzeuge gar nicht abheben“, sagt Williams.

Das Problem ist besonders akut in großen Höhen, wo die Luft natürlich dünner ist. Kurze Start- und Landebahnen bieten Flugzeugen weniger Raum zum Beschleunigen. Benötigt ein Flugzeug bei einem Neigungswinkel von 20 Grad eine 1.880 Meter lange Start- und Landebahn, erhöht sich diese Distanz bei einem Neigungswinkel von 40 Grad auf 2.600 Meter, sagt Williams.

Williams und seine Kollegen untersuchten historische Daten von zehn griechischen Flughäfen, die alle durch hohe Sommertemperaturen und kurze Start- und Landebahnen gekennzeichnet sind. Sie stellten fest, dass die Temperaturen seit den 1970er Jahren pro Jahrzehnt um 0,75 Grad Celsius gestiegen sind. Sie stellten außerdem fest, dass der Gegenwind entlang der Start- und Landebahnen pro Jahrzehnt um 4,3 Kilometer pro Stunde abgenommen hat. Williams sagte, Gegenwind sei gut für Starts. Einige Hinweise deuten darauf hin, dass der Klimawandel zu einer globalen Abschwächung des Luftverkehrs führt und die Winde scheinbar schwächer werden lässt.

Das Team speiste die Temperatur- und Seitenwinddaten anschließend in eine Maschine ein, die die Startleistung verschiedener Flugzeuge berechnete, darunter auch die des Airbus A320, eines der beliebtesten Flugzeuge der Welt . „Wir stellten fest, dass das maximale Startgewicht um 127 kg pro Jahr sank, was dem Gewicht eines Passagiers mit Gepäck entspricht. Das bedeutet, dass das Flugzeug pro Jahr einen Passagier weniger beförderte“, sagte Williams.

Seit seiner Einführung 1988 bis 2017 sank das maximale Startgewicht des A320 am Chios Island National Airport, dem Hauptflughafen der Studie, dessen Start- und Landebahn weniger als 1.500 m lang ist, um mehr als 3.628 kg. Auch der London City Airport in Großbritannien hat eine Start- und Landebahn von weniger als 1.500 m. Während der Hitzewelle 2018 mussten mehr als ein Dutzend Flüge Passagiere aussteigen lassen, um sicher starten zu können. Ein Flug musste sogar 20 Personen zurücklassen. Im Jahr 2017 wurden am Sky Harbor International Airport in Phoenix mehrere Tage lang Dutzende Flüge abgesagt, als die Temperaturen 48,8 Grad Celsius erreichten und damit die maximale Betriebstemperatur für viele Passagierflugzeuge überschritten.

Einer Studie der Columbia University zufolge muss bis 2050 das Gewichtslimit eines typischen Schmalrumpfflugzeugs wie der Boeing 737 während der Sommermonate an vier großen US-Flughäfen um 50 bis 200 Prozent erhöht werden: La Guardia, Reagan National, Denver International und Sky Harbor.

„Es gibt verschiedene Lösungen für dieses Problem“, sagte Williams. „Eine Möglichkeit besteht darin, die Abflüge außerhalb der heißesten Tageszeit zu planen und sich stattdessen auf den frühen Morgen und den späten Abend zu konzentrieren. Diese Taktik wird in heißen Regionen wie dem Nahen Osten bereits angewandt.“

Leichtere Flugzeuge sind zudem weniger anfällig für solche Probleme, was den Einsatz von Verbundwerkstoffen wie Kohlefaser in Flugzeugzellen fördern könnte. Hersteller wie Boeing bieten inzwischen für einige Flugzeuge eine modifizierte Option an, wenn sie nicht planen, sie auf hochgelegenen, heißeren Flughäfen einzusetzen. Diese Option würde mehr Schub und größere aerodynamische Oberflächen bieten, um den verringerten Auftrieb auszugleichen, ohne Reichweite oder Passagierkapazität zu beeinträchtigen.

Eine effektivere Lösung wäre natürlich eine Verlängerung der Start- und Landebahn, obwohl dies möglicherweise nicht an jedem Flughafen möglich ist. In manchen Fällen, wenn keine dieser Lösungen möglich ist, müssen Passagiere ihre Flüge verpassen. Laut Williams kommt es selten vor, dass Menschen Flüge aufgrund extremer Hitze verpassen. Die meisten Flugzeuge erreichen nie ihr maximales Startgewicht. Verpasste Flüge würden vor allem auf Flughäfen mit kurzen Start- und Landebahnen, in großer Höhe und im Sommer passieren, so Williams.

An Khang (Laut Yahoo )

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