Einführung
LO 022 00 00 00Instrumentation erklärt das Wie hinter den Cockpitinstrumenten. Jede Fehlanzeige hat eine physikalische Ursache — wer das Messprinzip kennt, kann Fehler diagnostizieren und korrekte Daten von falschen unterscheiden.
Klassische Prüfungsfrage: "Pitot verstopft — was zeigt der Höhenmesser / Fahrtmesser / Variometer?" Arbeite die Fehlereffekte systematisch durch — für jeden Sensorausfall eine klare Antwort.
Pitot-Statik-System
LO 022 01 01 00Das Pitot-Statik-System liefert Gesamtdruck (Pitot) und statischen Druck (Statikport) — die Basis für Höhenmesser, Fahrtmesser und Variometer.
Gesamtdruck (Pitot): Staudruck + statischer Druck. Misst die gesamte Druckwirkung der anströmenden Luft. Zeigt nach vorne in Anströmrichtung.
Total (Pitot) pressure = dynamic pressure + static pressure. Faces into the airflow. Used only by the airspeed indicator (ASI) — combined with static to give dynamic pressure = IAS.
Fehleranalyse — Pitot/Statik-Ausfälle
| Problem | Höhenmesser | Fahrtmesser (ASI) | Variometer (VSI) |
|---|---|---|---|
| Pitot verstopft | Normal | Bleibt auf letztem Wert eingefroren (kein Pitot-Druck-Änderung) — steigt scheinbar im Steigflug | Normal |
| Pitot + Drain verstopft | Normal | Verhält sich wie Höhenmesser — zeigt falsche Geschwindigkeit entsprechend der Höhenänderung | Normal |
| Statikport verstopft | Eingefroren auf Vereisunsghöhe | Zeigt falsche Werte (zu niedrig im Steigflug) | Zeigt 0 (keine Druckänderung) |
| Alternate Static | Leicht höher als tatsächlich | Leicht niedriger als tatsächlich | Kurzer Ausschlag, dann normal |
Verstopfter Pitot durch Eis ist eine ernste Fehlerquelle — die Anzeige friert ein. Pitot Heat muss vor dem Einflug in Vereisungsbedingungen eingeschaltet werden, nicht danach. Mehrere Unfälle (Air France 447) hatten verstopfte Pitotrohre als Faktor.
Höhenmesser
LO 022 02 01 00Der Höhenmesser misst den statischen Druck und wandelt ihn über die ISA-Standardatmosphäre in Höhe um. Er ist ein Barometer — kein echter Höhenmesser.
| Einstellung | Anzeige | Verwendung |
|---|---|---|
| QNH | Höhe über MSL | Unter Transition Altitude |
| QFE | Höhe über Platzniveau | Einige Militärplätze |
| 1013.25 hPa | Flight Level (FL) | Oberhalb Transition Level |
Bei kalter Luft zeigt der Höhenmesser zu viel an — das Flugzeug ist tatsächlich tiefer als angezeigt. Merke: "Cold and High — Look Out Below." Bei sehr kaltem Wetter (ISA −15°C und mehr) muss die Anzeige korrigiert werden — besonders relevant für Mindesthöhen beim Anflug.
Fahrtmesser (ASI)
LO 022 03 01 00Der Fahrtmesser misst die Differenz zwischen Gesamtdruck (Pitot) und statischem Druck — das ergibt den dynamischen Druck, der der IAS entspricht.
Farbkodierung des ASI
| Farbe | Bereich | Bedeutung |
|---|---|---|
| Weißer Bogen | VS0 bis VFE | Flaps-Extended-Bereich — Klappenflug erlaubt |
| Grüner Bogen | VS1 bis VNO | Normaler Betriebsbereich — sichere Dauerbetriebsgeschwindigkeit |
| Gelber Bogen | VNO bis VNE | Vorsichtsbereich — nur in ruhiger Luft erlaubt |
| Roter Strich | VNE | Never Exceed Speed — strukturelle Grenze |
Variometer (VSI)
LO 022 04 01 00Das Variometer (Vertical Speed Indicator / VSI) misst die Änderungsrate des statischen Drucks — also die Steig- oder Sinkrate in ft/min.
- Reagiert mit einer kurzen Verzögerung (~6–9 Sek) — da es auf Druckausgleich angewiesen ist.
- IVSI (Instantaneous VSI) hat Beschleunigungsmesser zur Sofortanzeige ohne Verzögerung.
- Bei verstopftem Statikport: VSI zeigt konstant 0.
Gyro-Instrumente
LO 022 05 01 00Kreisel (Gyros) nutzen die physikalischen Eigenschaften rotierender Massen: Rigidity in Space (Starrheit im Raum) und Precession (Präzession).
Rigidity: Ein rotierender Kreisel behält seine Raumausrichtung unabhängig von der Bewegung des Rahmens. Grundlage für Künstlichen Horizont und Kurskreisel.
Rigidity in space: A spinning gyro maintains its orientation in space regardless of the frame movement. Used in attitude indicator (AI) and directional gyro (DI).
| Instrument | Gyro-Typ | Freiheitsgrade | Misst |
|---|---|---|---|
| Künstlicher Horizont (AI) | Earth gyro | 3 Achsen | Pitch und Roll — Fluglage |
| Kurskreisel (DI/HI) | Space gyro | 2 Achsen | Kurs — driftet, muss regelmäßig mit Kompass abgeglichen werden |
| Wendezeiger (Turn Coordinator) | Rate gyro | 1 Achse | Gierrate und Roll — kein Lageindikator |
Der Kurskreisel (DI) driftet durch Erdrotation und mechanische Unzulänglichkeiten — typisch 3°/Stunde. Er muss regelmäßig (alle 10–15 Minuten) mit dem magnetischen Kompass abgeglichen werden. Vergisst ein Pilot das, kann der DI erheblich vom tatsächlichen Kurs abweichen.
AHRS & IRS
LO 022 06 01 00| System | Vollname | Funktion | Vorteil |
|---|---|---|---|
| AHRS | Attitude & Heading Reference System | Ersetzt mechanische Gyros durch MEMS-Sensoren + Algorithmen | Leichter, günstiger, wartungsärmer |
| IRS / INS | Inertial Reference / Navigation System | Misst Beschleunigungen → berechnet Position, Geschwindigkeit, Lage ohne externe Referenz | Vollständig autonom, keine GPS-Abhängigkeit |
Das IRS braucht vor dem Flug eine Ausrichtungsphase (Alignment) von ca. 10 Minuten am Boden. In dieser Zeit wird die Erdrotation gemessen um die geographische Nord-Ausrichtung zu bestimmen. Das Flugzeug darf sich während der Ausrichtung nicht bewegen.
EFIS & Glasscockpit
LO 022 07 01 00Moderne Airliner nutzen EFIS (Electronic Flight Instrument System) — digitale Bildschirme statt mechanischer Instrumente.
| Display | Abkürzung | Zeigt |
|---|---|---|
| Primary Flight Display | PFD | Künstlicher Horizont, Fahrtmesser, Höhenmesser, Variometer, Kurs — alle primären Fluginstrumente |
| Navigation Display | ND | Karte, Route, Wetter (optional), TCAS, Navraids |
| Engine/Warning Display | ECAM/EICAS | Triebwerksparameter, Systemstatus, Warnungen |
Autopilot & FMS
LO 022 08 01 00Der Autopilot führt das Flugzeug anhand vorgegebener Parameter — er ersetzt nicht den Piloten, sondern entlastet ihn für wichtigere Aufgaben.
Autopilot-Modi
- Heading Mode: Hält vorgegebenen Magnetkurs.
- Altitude Hold: Hält aktuelle Höhe.
- Vertical Speed Mode: Steigt/sinkt mit vorgegebener Rate.
- ILS Approach (LOC + GS): Folgt Localizer und Glide Slope automatisch.
- LNAV/VNAV: Folgt lateralem/vertikalem FMS-Profil.
Ein häufiger Fehler moderner Cockpits: Piloten vertrauen dem Autopiloten blind und verlieren das Situationsbewusstsein. Der PIC bleibt immer verantwortlich — Autopilot überwachen, nicht schlafen. Automation Surprise: unerwartet anderes Verhalten des Autopiloten führt zu Desorientierung.
FMS — Flight Management System
Das FMS kombiniert Navigation (IRS/GPS), Leistungsoptimierung und Routenplanung in einem System. Es berechnet den optimalen Weg und versorgt Autopilot und VNAV mit Führungsgrößen.
Typische Fehler in Instrumentation
- Pitot-Statik-Fehlereffekte verwechseln — bei verstopftem Pitot friert der Fahrtmesser ein, der Höhenmesser bleibt normal.
- Höhenmesser-Temperaturkorrektur vergessen — bei kaltem Wetter ist man tiefer als angezeigt.
- Gyro-Drift übersehen — DI muss regelmäßig mit Kompass abgeglichen werden.
- AI und DI verwechseln — AI zeigt Lage (Pitch/Roll), DI zeigt Kurs.
- VSI-Verzögerung missverstehen — VSI reagiert mit Verzögerung, nicht sofort.
- AHRS und IRS gleichsetzen — IRS ist umfangreicher, kann Position und Navigationsparameter liefern.
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