Transatlantikflüge: Jetstream, Routen über Grönland und Navigation
Ein Flug von Europa nach Nordamerika dauert in eine Richtung 7 bis 9 Stunden, in die andere rund 8 bis 11. Der Unterschied kommt vom Jetstream – dazu gleich mehr. Die Route auf dem Bildschirm in der Kopfstütze sieht gerade aus, aber der tatsächliche Weg des Flugzeugs ist ein anderer – und täglich verschieden.
Warum die Route nicht gerade ist
Auf einer flachen Karte sieht es so aus, als müsste man von London nach New York einfach horizontal entlangfliegen – auf derselben Breitenlinie. Tatsächlich ist die kürzeste Verbindung zwischen zwei Punkten auf einer Kugel ein Großkreisbogen. Er verläuft weiter nördlich, als die Mercatorkarte vermuten lässt – oft in der Nähe von Island oder Grönland.
Aber auch dieser Bogen ist nur der Ausgangspunkt. Die tatsächliche Route richtet sich nach dem Wind.
Jetstream und die NAT-Tracks
In Reiseflughöhe – etwa 10 bis 12 km – weht der Jetstream. Das ist ein schmaler Luftstrom von einigen hundert Kilometern Breite, der mit 100 bis 300 km/h von West nach Ost zieht. Wer auf dem Weg nach Europa in ihn gerät, spart bis zu einer Stunde Flugzeit und deutlich Treibstoff. Wer aus Europa nach Amerika dagegen anfliegt, verliert Zeit und Geld.
Deshalb ändern sich die Transatlantikrouten täglich. Das System heißt NAT HLA – North Atlantic High Level Airspace. Jeden Tag veröffentlichen zwei Kontrollzentren – Shanwick und Gander – gemeinsam ein Set von Tracks, buchstabierten Korridoren von A bis Z. Die Fluggesellschaften wählen den passenden Track nach Richtung, Abflugzeit und Wetterprognose aus.
Shanwick Oceanic Control ist eine gemeinsame Einrichtung von Irland und Großbritannien mit Sitz in Prestwick, Schottland. Der Name setzt sich aus Shannon und Prestwick zusammen – historisch teilten sich zwei Zentren die Aufgaben, wurden dann aber zusammengelegt. Shanwick verantwortet den östlichen Teil des Nordatlantiks.
Gander Oceanic Control ist das kanadische Zentrum in Neufundland und verantwortet den westlichen Teil. Gander war bereits im Zweiten Weltkrieg ein strategischer Tankstopunkt, als Flugzeuge die Atlantikstrecke noch nicht ohne Zwischenstopp zurücklegen konnten.
Shanwick und Gander sind für die nördlichen NAT-Tracks zuständig, aber nicht die einzigen über dem Atlantik. Der gesamte Ozean ist auf fünf Zuständigkeitsbereiche aufgeteilt. Neben den beiden nördlichen gibt es noch drei weitere:
Reykjavik OACC – das isländische Zentrum, zuständig für den Luftraum über dem nördlichen Atlantik und der Grönlandsee.
New York OACC – das amerikanische Zentrum unter FAA-Aufsicht, verantwortet die Zone östlich der US-Küste, südlich von Gander. Über dieses Zentrum laufen die Routen von der Ostküste der USA und der Karibik nach Europa.
Santa Maria OACC – das portugiesische Zentrum auf den Azoren, zuständig für den zentralen Atlantik. Hier verlaufen Routen von Europa nach Südamerika und Westafrika. Die Azoren sind außerdem einer der wichtigsten Ausweichflughäfen für transatlantische Flüge.
All diese Zentren arbeiten ohne Radar – über dem Ozean gibt es schlicht keines. Flugzeugpositionen werden per KW-Sprechfunk oder Satellit übermittelt, die Besatzung muss alle 10 bis 40 Minuten Kontakt aufnehmen.
Die westlichen Tracks (von Europa nach Amerika) kommen gegen 23:00 UTC heraus, die östlichen (zurück) gegen 14:00 UTC. Koordinaten und Flughöhen sind jedes Mal anders. Die genaue Route erfährt die Besatzung kurz vor dem Abflug.
Wie der Luftraum ohne Radar funktioniert
Über dem Atlantik gibt es keine bodengestützten Radarsysteme. Das Signal reicht schlicht nicht weit genug. Bis Mitte der 2010er-Jahre basierte die Luftverkehrskontrolle hier ausschließlich auf mündlichen Positionsmeldungen der Besatzung per KW-Radio und strikten Staffelungsregeln – Flugzeuge hielten auf demselben Track mindestens 10 Minuten Abstand zueinander sowie 60 Seemeilen seitlich.
Ab 2015 bis 2020 änderte sich das. Die meisten Langstreckenflugzeuge sind heute mit ADS-B ausgestattet – sie senden kontinuierlich ihre Position, die unter anderem von Satelliten des Iridium-Netzwerks empfangen wird. Dadurch konnten die Abstände verringert und gleichzeitig mehr Flugzeuge über den Ozean geleitet werden.
Auf welcher Höhe und mit welcher Geschwindigkeit ein Flugzeug fliegt
Die Reiseflughöhe liegt üblicherweise zwischen 33.000 und 41.000 Fuß (10 bis 12,5 km). Die genaue Höhe hängt von der Beladung ab: Ein schweres Flugzeug zu Beginn des Fluges kann seinen maximalen Reiseflugkorridor noch nicht erreichen – das gelingt erst später, wenn ein Teil des Treibstoffs verbraucht ist. Das nennt sich Step Climb: Das Flugzeug steigt stufenweise, während es leichter wird.
Die Reisefluggeschwindigkeit beträgt mit Rückenwind rund 900 km/h über Grund, ohne Wind 800 bis 850 km/h. Die Machzahl, an der sich die Besatzung orientiert, liegt üblicherweise bei 0,84 bis 0,85. Das ist nicht das Maximum des Flugzeugs, sondern die wirtschaftlich optimale Geschwindigkeit.
Treibstoff und Ausweichflughäfen
Ein Transatlantikflug gehört zu den anspruchsvollsten Aufgaben bei der Treibstoffplanung. Das Flugzeug trägt Treibstoff für die Route, dazu einen Reserve für einen möglichen Ausweichflughafen sowie einen weiteren Puffer für unvorhergesehene Situationen. Beim Start kann eine Boeing 777 oder ein Airbus A350 allein durch den Treibstoff 100 bis 120 Tonnen schwerer sein als bei der Landung.
Ausweichflughäfen für Transatlantikflüge sind ein eigenes Thema. Über der Mitte des Ozeans sind die nächsten Optionen die Azoren (Lajes), Gander in Kanada oder Reykjavik. Deshalb landen Flugzeuge in Notfällen genau dort – das ist keine Zufallsentscheidung, sondern Teil des Plans, der vor dem Abflug erstellt wird.
Zweistrahlige Flugzeuge – Boeing 787, Airbus A350, A330 – fliegen den Atlantik nach ETOPS-Regeln (Extended-range Twin-engine Operations). Das ist eine Genehmigung, die besagt: Das Flugzeug darf sich maximal X Minuten mit einem Triebwerk vom nächsten Flughafen entfernt befinden. Die meisten modernen Flugzeuge haben ETOPS-180 oder ETOPS-240 – sie können also 3 bis 4 Stunden auf einem Triebwerk bis zum nächsten Flughafen fliegen. Ohne dieses Zertifikat wäre die Route nicht möglich.
Kommunikation und Navigation über dem Ozean
Über dem Atlantik gibt es keine Mobilfunkabdeckung. Die Luftfahrtkommunikation läuft über KW-Radio (Kurzwelle) und SATCOM – Satellitenkommunikation. Die Besatzung meldet regelmäßig Position, Höhe und voraussichtliche Ankunftszeit am nächsten Meldepunkt – auch heute noch, obwohl Koordinaten automatisch per ADS-B übertragen werden.
Die Navigation stützt sich auf Trägheitsnavigationssysteme (IRS) und GPS. Das IRS ist unabhängig von externen Signalen – es berechnet die Position anhand von Beschleunigungen, ausgehend vom Ausrichtungspunkt vor dem Start. GPS korrigiert den sich aufbauenden Fehler. Beide Systeme werden gleichzeitig genutzt.
Das Passagier-WLAN auf Transatlantikflügen läuft über Satelliten – meist Viasat oder Inmarsat. Die Geschwindigkeit schwankt, reicht aber für Messenger. Über dem zentralen Teil des Ozeans gibt es gelegentlich Verbindungsausfälle von 30 bis 60 Minuten.
Warum Ost- und Westflug zwei verschiedene Erlebnisse sind
Von New York nach London fliegt ein Flugzeug im Schnitt 6,5 bis 7,5 Stunden. Zurück sind es 8 bis 9,5 Stunden. Manchmal beträgt der Unterschied auf derselben Strecke bis zu 2 Stunden. Der Grund ist der Jetstream: nach Osten schiebt er, nach Westen bremst er.
Wenn der Jetstream besonders stark ist, weichen Flugzeuge auf dem Westweg weit nach Süden aus – buchstäblich auf die Breite Spaniens und Portugals, um dem Luftstrom zu entgehen. Das bedeutet mehr Kilometer, spart aber Zeit und Treibstoff.
Weil die Erde eine Kugel ist, die Karte auf dem Bildschirm aber eine flache Projektion. Die kürzeste Verbindung zwischen zwei Punkten auf einer Kugel ist ein Großkreisbogen, der auf der Mercatorkarte nach oben gekrümmt wirkt. Das ist aber tatsächlich der direkteste Weg.
Die Route über hohe Breitengrade ist der direkte Weg – nämlich der Großkreisbogen. Dazu kommt die günstige Lage des Jetstreams. Das ist kein Umweg, sondern geometrisch die kürzeste Verbindung plus Rückenwind.
Die Besatzung kennt vor dem Abflug mehrere Ausweichflughäfen entlang der Route. Das sind meist die Azoren (Portugal), Gander oder Goose Bay in Kanada sowie Reykjavik auf Island. Im Notfall dreht das Flugzeug zum nächstgelegenen ab – das dauert je nach Position auf der Route 30 Minuten bis 2 Stunden.
GPS funktioniert über dem Atlantik – die Satelliten sind überall. Aber selbst ohne GPS nutzt das Flugzeug Trägheitsnavigationssysteme (IRS), die die Position anhand von Bewegung und Beschleunigungen berechnen. Nach 7 bis 8 Stunden Flug akkumuliert das IRS einen kleinen Fehler – GPS korrigiert ihn regelmäßig.
Der Jetstream weht von West nach Ost. Der Flug von Amerika nach Europa hat 150 bis 300 km/h Rückenwind – das Flugzeug kommt über Grund deutlich schneller voran. Der Rückflug geht gegen denselben Wind, daher der Unterschied von 1 bis 2 Stunden.
Genau in der Mitte des Atlantiks, etwa zwischen den Azoren und Neufundland, liegt kein einziges Stück Land in einem Umkreis von 1.500 Kilometern. Das ist der einzige Punkt der Route, an dem der nächste Boden weiter entfernt ist als an jeder anderen Stelle des Fluges.