Unsere Welt ist dreidimensional und sie ist nicht leer. Zu Beginn der Fliegerei waren Start, Landung und das Bewegen durch den Luftraum ein Abenteuer ohne jede technische Unterstützung.

Bei Annäherung eines Fliegers an ein Flugfeld ortete ein „Luftpolizist“ die Richtung des Fliegers - von wo kommt er - nach Gehör und identifizierte – wer kommt da eigentlich – mit einem Fernglas. Der Bodenmannschaft gab er Signal mit einem Horn, die dann mit Petroleum gefüllte Fässer entzündeten um dem Piloten eine Landehilfe zu geben, den Weg musste er alleine finden. Die Technik bestand also aus Fernglas, Horn und den Rauchfässern. Das hat sich im Laufe der Zeit jedoch geändert. Wir betreiben heute eine Vielzahl von technischen Einrichtungen zur Ortung, Identifizierung, Navigationsunterstützung, Kommunikation und Datenübertragung - alles um ein Flugzeug sicher in die Luft, durch den Luftraum und wieder zum Boden zu bringen.

Mit diesen technischen Einrichtungen und etwas "drumherum" beschäftigt sich die Technische Komponente des Amtes für Flugsicherung der Bundeswehr.

Im Folgenden möchten wir Ihnen das Arbeitsumfeld der Flugsicherer vorstellen.

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Präzisionsanfulgradar PAR 80

Mit dem Flugplatzradargerät kann der Fluglotse die Luftfahrzeuge in seinem Aufgabenbereich bis in die Nähe des Flugplatzes führen, eine Landehilfe als Navigationsunterstützung ist damit aber nicht möglich. Dazu betreibt die militärische Flugsicherung auf den Flugplätzen der Bundeswehr ein so genanntes Präzisions-Anflug-Radar,auf Englisch Precision-Approach-Radar, PAR 80.

Dieses Radargerät ist direkt neben der Start- Lande- Bahn auf Flugplätzen installiert und arbeitet im Prinzip mit zwei Antennen. Während die eine Antenne im horizontalen Bereich elektronisch geschwenkt wird, erfolgt die vertikale Bewegung durch ein sehr genau arbeitendes Getriebe mechanisch. Hier kann die Höhe und Anflugrichtung des Luftfahrzeuges sehr präzise ermittelt werden. Auf einem Sichtgerät im Anflugkontrollraum werden ein idealer Gleitweg und das Luftfahrzeuges dargestellt. Sollte die momentane Position des Luftfahrzeuges von dieser Ideallinie abweichen, kann der Fluglotse korrigierend eingreifen und den Piloten über Funk die Abweichung mitteilen, auch als „Heruntersprechen“ bezeichnet.

Das Präzisions-Anflug-Radar ist kein Instrumentenlandesystem, ist aber bei schlechter Sicht ein sehr brauchbares Navigationshilfsmittel und besitzt den Vorteil, dass die Luftfahrzeuge außer Funk keine Sonderausrüstung zu haben brauchen.

Wegen der hohen Anforderungen an die Genauigkeit muss die Anlage regelmäßig durch Flugvermessungen geprüft werden.

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Flugplatzrundsichtradar ASR 910

Allgemein gilt

Geräte, die eine Orts oder auch Positionsbestimmung durch die Ausstrahlung von elektromagnetischen Wellen und den Empfang der reflektierten Wellen vornehmen, nennt man Radargeräte. Dieser Begriff stammt aus dem Englischen und ist eine Zusammensetzung der Begriffe:

Radio Aim Detecting And Ranging

Radarprinzip

Die Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen im Frequenzbereich der Radargeräte ist Geradlinig. Man spricht von quasioptischen Eigenschaften.
Wenn diese Wellen auf einen Körper treffen, werden sie reflektiert. Trifft die reflektierte Welle am Ursprungsort wieder ein, befindet sich in Ausbreitungsrichtung ein Gegenstand.
Da die Ausbreitungsgeschwindigkeit bekannt ist, lässt sich mit Hilfe der Mathematik (zeitlicher Abstand zwischen Aussenden des Signals und Eintreffen des Echos) die Entfernung des Gegenstandes von der Radarantenne berechnen, die Richtung wird über den Winkel der Antenne zum Zeitpunkt des Empfanges bestimmt. Die Position des Gegenstandes bezogen auf den Ursprungsort, ist also eindeutig ermittelt.

Unsere Flugplatzradargeräte fallen unter den großen Begriff „Ortungsgeräte“, und wir unterscheiden zwischen Primär- und Sekundärradargeräten.

Primärradargeräte

Primärradargeräte senden hochfrequente Signale aus, die an Zielen reflektiert werden. Die entstandenen Echos werden empfangen und ausgewertet. Das heißt, Primärradargeräte empfangen im Gegensatz zu Sekundärradargeräten ihre selbst abgestrahlten Signale als Echo wieder.

Sekundärradargeräte

Bei diesen Radargeräten muss das Flugzeug einen Transponder (Wiedergabesender) an Bord haben und empfängt ein kodiertes Signal vom Radargerät. In dem Transponder wird eine aktive Antwort generiert, die dann ebenfalls kodiert an das Radargerät zurückgesendet wird. In dieser Antwort können dann viel mehr Informationen enthalten sein, als ein Primärradargerät erarbeiten kann (z.B. Flughöhe, Identifizierung oder auch technische Probleme an Bord, wie z.B. Funkausfall... ).

Auf den Flugplätzen der Bundeswehr wird als Primärradargerät das ASR 910 (Airport Surveillance Radar) betrieben.

Dieses Rundsuchradargerät befindet sich in der Regel auf einem Turm. Die Radardaten werden in den Anflugkontrollraum übertragen und auf mehreren Sichtgeräten dargestellt. Dadurch erhält der Fluglotsen einen Überblick über die sich in Flugplatznähe befindenden Flugzeuge. Ein integriertes Sekundärradargerät gibt auf Anforderung Zusatzinformationen, wie Flugnummer und Flughöhe.

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Instrumentenlandesystem ILS

Als elektronische Navigationsunterstützung im Endanflug wird u.a. ein Instrumentenlandesystem eingesetzt. Diese Systeme strahlen Informationen ab, aus denen ein Pilot seine augenblickliche Position in Bezug auf Höhe, Richtung und Entfernung zur Landebahn entnehmen kann. Oder anders ausgedrückt, er kann auf einem „Leitstrahl“ fliegen, der ihn sicher zum Aufsetzpunkt bringt

Der „Leitstrahl“ wird durch 2 Sender am Flugplatz erzeugt, und zwar durch den Landekurssender (Englisch: Localizer) und den Gleitwegsender (Englisch: Glidepath).

Das Prinzip eines Landekurssenders ist durch ein optisches Beispiel einfach zu begreifen: man nehme 2 scharf gebündelte Scheinwerfer, von denen einer gelbes und der andere blaues Licht abstrahlt. Im Schnittpunkt der Lichtkegel wird dann grünes Licht erscheinen. Aufgestellt so, dass sie vom Ende der Landebahn in Anflugrichtung strahlen, braucht der Pilot sich nur an grünem Licht orientieren, um immer in der Mitte über der verlängerten Landebahnlinie zu fliegen.

Statt der Lichtsignale sendet der Landekurssender zwei hochfrequente, sich auf der Landebahnlinie überlagernde keulenförmige Felder ab. Durch unterschiedliche Modulierung wird eine Anzeige im Flugzeug erzeugt, die dem Piloten eine Übersicht über seinen Kurs gibt. (Abweichung links, rechts….)

Der Gleitwegsender soll es dem Piloten ermöglichen, unter einem konstanten Gleitwinkel den Landeanflug auch unter schlechten Wetterbedingungen sicher durchführen zu können. Das Prinzip des Gleitwegsenders ist wie beim Landekurssender, nur eben um 90° gedreht. Der Gleitwegsender strahlt zwei hochfrequente, sich auf dem Gleitwinkel überlagernde keulenförmige Felder aus. Wie auch beim Landekurssender wird durch unterschiedliche Modulierung eine Anzeige für den Piloten angeregt. Hier wird ihm die Übersicht über seinen Landewinkel angezeigt. (zu hoch, zu niedrig,….)

Im Anflug auf den Flugplatz werden dem Piloten schon im Vorfeld Hinweise auf die Entfernung zum Aufsetzpunkt gegeben und zwar durch zwei senkrecht mit einer scharf gebündelten Keule nach oben strahlende „Funkfeuer“. Diese Einflugzeichen stehen als Voreinflugzeichen etwa 7.200 m und als Haupteinflugzeichen etwa 1.050 m vor dem Aufsetzpunkt und geben dem Piloten im Cockpit akustisch und optisch die Überflugmeldung. Somit ist er über die Entfernung zum Landepunkt informiert.

Wegen der hohen Anforderungen an die Genauigkeit werden die Anlagen ständig überwacht und regelmäßig durch Flugvermessungen geprüft.

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Streckennavigation TACAN & NDB

Als elektronische Navigationsunterstützung im Streckenflug werden Luftnavigationssysteme, auch Funkfeuer genannt, eingesetzt. Mit Hilfe dieser Systeme kann ein Pilot seine augenblickliche Position in Bezug auf Richtung und Entfernung zu einem Navigationspunkt entnehmen. Oder anders ausgedrückt, er weis zu jedem Zeitpunkt, wo er sich gerade befindet. Der Begriff Navigation kommt aus dem lateinischen und bedeutet Steuermannskunst oder Schifffahrt. Eigentlich ist damit die Fähigkeit gemeint, ein Schiff auf einer vorbestimmten Route von einem Hafen zum anderen zu bringen. In der Seefahrt bediente man sich früher Landmarken und Leuchttürmen oder auch nach dem Stand der Sonne oder Sternen. Auch mit Beginn der Luftschifffahrt war das ähnlich. Bei der heutigen Verkehrsdichte und Geschwindigkeit ist diese Art der Navigation nicht mehr möglich. Trotzdem kann man in der Streckennavigation den Bezug zur Seefahrt herstellen und zwar zur Prinzip-Erläuterung.

Man stelle sich einen Leuchtturm vor, der einen scharf gebündelten weißen Lichtstrahl im Uhrzeigersinn mit einer genau definierten Geschwindigkeit umlaufen lässt und jedes Mal, wenn der Lichtstrahl genau nach Norden zeigt, mit einer roten Lampe diesen Zeitpunkt anzeigt. Der Steuermann auf einem Schiff muss nun nur noch die Zeit zwischen der roten Lampe und dem Eintreffen des Lichtstrahles messen, um seine Richtung vom Leuchtturm festzustellen. Nehmen wir weiter an, dass das Schiff ein akustisches Signal abgibt, welches vom Leuchtturm reflektiert wird, kann der Steuermann anhand der Zeitdifferenz zwischen Aussenden und Eintreffen des Echos, seine Entfernung vom Leuchtturm berechnen.

Ersetzt man den Leuchtturm durch eine Funkfeuerantenne und die Lichter durch elektronische Signale, kann ein geeignetes Bordinstrument zu jeder Zeit die Richtung zur Navigationsantenne anzeigen. Jedes Flugzeug, das mit entsprechendem Bordgerät ausgestattet ist, sendet kodierte Abfrage-Impulse an die Funkfeuerantenne. Die Antenne wiederum antwortet mit einem ebenfalls kodierten Signal (die Kodierung dient zur eindeutigen Identifizierung des abfragenden Flugzeuges) und im Bordgerät wird die Laufzeit zwischen Abfrage und Antwort zu einer Entfernungsinformation ausgewertet.

Wegen der hohen Anforderungen an die Genauigkeit muss die Funkfeuerantenne regelmäßig durch Flugvermessungen geprüft werden.

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