Bei strenger Gliederung gehört dieses Thema ins Fach Technik - Instrumentenkunde. Es gibt jedoch luftrechtliche Vorschriften für die Einstellung des Höhenmessers. Wenn man die nicht nur befolgen, sondern auch verstehen will, bleibt der Vorgriff auf die Technik nicht erspart. Hier erkennt man, wie die Fächer in der Praxis zusammen wirken.
Die wichtigste Vorschrift über den Höhenmesser ist, dass er zur Mindestausrüstung eines Flugzeugs gehört. In $ 31 der LuftVO sind die Regeln für seine Anwendung und Einstellungen nachzuschlagen. Sie werden hier erläutert.
Die Funktion des Höhenmessers beruht auf der Abhängigkeit des Luftdrucks von der Höhe. Mit dem Höhenmesser wird also, wie beim Barometer in der Wetterstation, der Luftdruck gemessen. Beim Höhenmesser ist der Messbereich allerdings größer. Der statische Druck wird an geeigneter Stelle außen am Flugzeug abgenommen und im Flugzeug angezeigt. Da der Luftdruck nicht nur von der Höhe, sondern auch von den lokalen Wetterbedingungen abhängt, muss zu einer korrekten Anzeige zusätzlich der aktuelle Luftdruck am Boden berücksichtigt werden. Dieser kann und muss auf einer Nebenskala des Anzeigegerätes nach bestimmten Regeln eingestellt werden.
Zum Verständnis dieser Regeln müssen einige Definitionen bekannt sein. Etwa die diverser Q-Gruppen, welche nun folgen.
Der Begriff Q-Gruppen stammt aus der Anfangszeit der Funktechnik, als die Informationen mit Hilfe von Morsezeichen übermittelt wurden. Der Buchstabe Q (--.-) erscheint im normalen Sprachgebrauch sehr selten, er fällt also im Textfluss auf. Den Abkürzungen für die fliegerisch wichtigen Bezeichnungen für Navigations- und Wetterdaten wurde daher ein Q voran gestellt um die dann folgende Information heraus zu stellen. Eine Q-Gruppe war also ein morsetechnisch fett gedruckter Text. Die Verwendung der traditionellen Akbürzungen hat sich bis heute erhalten.
Bei QNH, QFE, QFF und QNE handelt es sich um Angaben zum Luftdruck.
Zur Erklärung des QNH zitiere ich § 31 LuftVO, Absatz 1:
(1) Bei Flügen nach Sichtflugregeln in und unterhalb der nach Absatz 3 festgelegten Höhe hat der Luftfahrzeugführer den Höhenmesser auf den QNH-Wert des zur Flugstrecke nächstgelegenen Flugplatzes mit Flugverkehrskontrollstelle einzustellen, wenn der Flug über die Umgebung des Startflugplatzes hinausführt.
QNH-Wert ist der auf mittlere Meereshöhe reduzierte Luftdruckwert eines Ortes, unter der Annahme, daß an dem Ort und unterhalb des Ortes die Temperaturverhältnisse der Normalatmosphäre herrschen.
Kurz: Das ist der Druck, den man einstellen muss, damit der Höhenmesser die Höhe in MSL anzeigt. Und das braucht man bei Überlandflügen, um mit Hilfe der Karte immer den sicheren Hindernissabstand bestimmen zu können.
Da sich die Wetterverhältnisse im Verlauf des Fluges ändern, ist die QNH-Einstellung regelmäßig anzupassen. Wenn das nicht geschieht, kann es gefährlich werden.
Wenn möglich, hält man im Reiseflug eine konstante Höhe ein. Beim Einflug in ein Gebiet tieferen Luftdrucks und Beibehalten der Höhenanzeige verringert sich die tatsächliche Flughöhe, weil der vorher zur Höhenanzeige passende Luftdruck jetzt schon in niedrigerer Höhe erreicht wird.
Wenn man sich rechtzeitig beim nächsten Flugplatz über Funk ein QNH geben lässt und es einstellt, ist der Fehler behoben. Wenn nicht, fliegt man niedriger als geglaubt und hat unter Umständen einen zu geringen Hindernisabstand.
Beim Einflug in kältere Luftmassen und und Beibehalten der Flughöhenanzeige und Nebenskaleneinstellung verringert sich die tatsächliche Flughöhe ebenfalls, was zu Hinderniskontakt führen kann. Und der ist meist tödlich.
Um diese Fehlanzeige zu verstehen, kann man sich den Höhenmesser als ein Gerät vorstellen, das in einer Luftsäule auf und ab bewegt wird. Mit dem UL bewegen wir uns in Höhen zwischen 0 und 10000 ft (darüber ist es für uns fast immer verboten (s.u.). Bei Standardbedingungen und QNH 1013 ist diese Luftsäule auch 10000 ft hoch. Kalte Luft zieht sich zusammen, warme Luft dehnt sich aus. Die "Standardluftsäule" wird also durch Erwärmung größer und durch Abkühlung kleiner. Wenn sie also in der Kälte um 10% schrumpft, ist sie nur noch 9000 ft hoch, der Druck an dieser Stelle aber noch so wie vorher in 10000 ft, so dass der Höhenmesser 10% zu wenig anzeigt. Diese prozentuale Abweichung gilt dann für alle Höhen in der kalten Luftmasse, und wenn einen die Wetterbedingungen niedrig fliegen lassen, besteht wieder die Gefahr des Hindernisberührung.
Mit dem richtigen QNH kann nichts anbrennen.
Das QFE entspricht dem Luftdruck am Boden, davon ausgehend wird das QNH berechnet. Wenn man das QNE beim Start einstellt, zeigt der Höhenmesser die Flughöhe über dem Startflugplatz an. Das kann für Anfänger bei Übungsflügen in der Platzrunde eine Erleichterung sein. Es herrscht jedoch die Meinung vor, dass man sich von Anfang an die richtige QNH-Einstellung angewöhnen sollte.
Dies ist der Luftdruck, mit dessen Hilfe die Dichtehöhe bestimmt wird. Bei der Berechnung des QFF werden nicht die Daten der Standardatmosphäre zu Berechnung aus dem QFE benutzt, sondern es werden lokale Faktoren wie die Temperatur und Luftfeuchtigkeit berücksichtigt. Daraus ergibt sich eine bestimmte Luftdichte, die wiederum einer bestimmten Höhe in der Standardtmosphäre entspricht, eben der Dichtehöhe. Die Luftdichte hat entscheidenden Einfluss auf Motorleistung und Aerodynamik. Das wird besonders spürbar beim Start auf hoch gelegenen Fluglätzen und an heißen Sommertagen.
Das QNE wird in § 31 LuftVO, Absatz 2 erläutert, der Begriff QNE wird hier allerdings nicht verwandt:
2) Bei Flügen nach Sichtflugregeln oberhalb der nach Absatz 3 festgelegten Höhe hat der Luftfahrzeugführer den Höhenmesser auf 1,013.2 Hektopascal einzustellen (Standard-Höhenmessereinstellung).
Dabei ist die Flugfläche einzuhalten, die nach den Regeln über Halbkreisflughöhen (Anlage 3) dem jeweiligen mißweisenden Kurs über Grund entspricht. Dies gilt nicht, soweit das Luftfahrzeug sich im Steig- oder Sinkflug befindet oder die nach § 28 Abs. 1 und 3 vorgeschriebenen Werte für Flugsicht und Abstand von Wolken in der entsprechenden Flugfläche nicht eingehalten werden können.
Flugflächen sind zum Zwecke der Höhenstaffelung vorgesehene Flächen in der Atmosphäre, die durch festgelegte Anzeigewerte eines auf 1,013.2 Hektopascal eingestellten Höhenmessers bestimmt sind.
Halbkreis-Flughöhe ist die festgelegte Reiseflughöhe, die nach der jeweiligen Hälfte der Kompaßgradeinteilung, in der der mißweisende Kurs über Grund liegt, bestimmt wird.
Die Bezeichnung QNE hört man selten, statt dessen wird Standard-Atmosphäre, ISA-Atmosphäre (ISA - Internationale Standard Atmosphäre) oder Normalatmosphäre verwandt.
Für die Standardatmosphäre stellt man in der Nebenskala 1013 hPa ein. Die Nachkommastellen kann man bei hPa-Größen in der Praxis vernachlässigen. Die ISA entspricht 760 mm Hg (torr) oder 29,92 inch Hg.
Zu den Halbkreisflugregeln gibt es ein eigenes Kapitel "Halbkreisflugregeln" . Zu den Flugflächen geht es im nächsten Abschnitt.
Druckflächen sind Flächen gleichen Luftdruckes in der Atmosphäre. Diese Flächen sind nicht glatt sondern haben Buckel und Dellen (oder Berge und Täler). Die Gestalt der Druckflächen ist also von der Lage der Hoch- und Tiefdruckgebiete abhängig.
Das Stichwort
Flugflächen
ist schon im Kapitel "Einheiten" gefallen und wird hier wieder aufgegriffen. Zur Erinnerung:
Die Benennung der Flugflächen wird aus den Werten in Fuß abgeleitet. Flugflächen werden in 100-ft-Schritten angegeben. Die letzten beiden Ziffern sind daher immer Nullen und man läßt sie einfach weg. Aus abgelesenen 5000 ft wird so FL 50, aus 24500 ft wird FL 245.
Die Flugflächeneinstellung erhält man, wenn den Höhenmesser in der Nebenskala auf 1013 hPa, also Standardatmosphäre, einstellt, die Höhe in ft abliest und zwei Nullen weglässt. Wenn das QNH gerade zufällig 1013 hPa ist, zeigt der Höhenmesser gleichzeitig die wirkliche Höhe in ft-MSL an. In den übrigen Fällen nicht.
Wenn man mit einer konstanten Druckeinstellung in der Nebenskala und konstanter Höhe fliegt, ändert sich ständig die wahre Höhe, bezogen auf MSL. Bei niedrigen Flughöhen kann das zu Gefahren führen. Eine konstante Höhenmessereinstellung hat aber auch Vorteile, die man bei ausreichender Hindernisfreiheit nutzen kann.
Ein Vorteil ist, das man nicht mehr ständig das QNH nachstellen muss. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass alle Flugzeuge mit der gleichen Nebenskaleneinstellung bei gleicher Höhenanzeige in der gleichen Druckfläche fliegen. Der Verkehr in entgegengesetzte Richtungen läßt sich einfacher separieren und in verschiedenen Flugflächen staffeln.
Daher wird ab bestimmmten Mindesthöhen mit der Einstellung der Standardatmosphäre, 1013 hPa, geflogen.
Also:
Ab einer Flughöhe von 5000 ft MSL, jedoch nur wenn gleichzeitig eine Höhe von mindestens 2000 ft GND gewährleistet ist, wird der Höhenmesser von QNH auf 1013 hPa (Standardatmosphäre) umgestellt.
Eigentlich ist damit alles eindeutig, die "mindestens 2000 ft" führen aber immer wieder zu Nachfragen.
Mit GND (s.o.) ist der Abstand vom Boden gemeint. Und wenn dieser Boden sich selbst mehr als 3000 ft über den Meeresspiegel erhebt, sind wir in 5000 ft MSL Flughöhe diesem Boden zu nah, als dass wir auf eine wahre Höhenanzeige mit Hilfe des QNH verzichten könnten. Das dürfen wir erst, und müssen es dann auch, wenn eine Höhe von 2000 ft über GND erreicht ist. Höhenpunkte mit der ELEV sind in der ICAO-Karte angegeben. Wenn die Höhe der Landschaft geringer ist als 3000 ft, wird die Nebenskala ab 5000 ft auf 1013 gestellt.
Wenn 5000 ft erreicht sind liest man die Geländehöhe in der Karte ab. Ist sie unter 3000 ft, wird der Höhenmesser umgestellt. Ist sie darüber, wird der Höhenmesser erst umgestellt, wenn die Geländehöhe zuzüglich 2000 ft erreicht ist. Beim Sinkflug geht es umgekehrt.
Was dann ab Flugfläche 50 zu tun ist, dafür gibt es ein eigenes Kapitel.