mini|Ein Airbus A340 im Reiseflug
Als Reiseflug () wird in der Luftfahrt die Flugphase zwischen dem Steigflug nach Erreichen der geplanten Reiseflughöhe und vor dem Beginn des Sinkflugs bezeichnet.Niels Klußmann/Arnim Malik, Lexikon der Luftfahrt, 2018, S. 226
Allgemeines Wird während des Reisefluges die Flughöhe oder die Flugfläche gewechselt, wird dies als „Reisesteigflug“ () oder „Reisesinkflug“ () bezeichnet.
Bedeutung Mit Ausnahme von Rundflügen, bei denen der Flug am Startflugplatz endet, und sehr kurzen Flügen wird im Reiseflug der größte Anteil der Flugstrecke absolviert. Flugzeughersteller optimieren daher die Aerodynamik und die Triebwerke von Verkehrsflugzeugen auf den Betrieb in den üblichen Reiseflughöhen. Höhere Flughöhen haben den Vorteil, dass aufgrund geringerer Luftdichte der Reibungswiderstand der Luft sinkt. Außerdem können Gewitterwolken und Gebirge überflogen, Jetstreams genutzt und der Luftverkehr über Verkehrsflugplätzen gemieden werden. Mit zunehmender Flughöhe und sinkender Luftdichte sinkt allerdings auch die Effizienz der Triebwerke.
Vor Beginn jedes Fluges wird während der Flugplanung eine Flughöhe, genauer gesagt eine Flugfläche ermittelt, die unter Berücksichtigung der maximalen Reiseflughöhe und der Luftraumstruktur für diesen Flug als am zweckmäßigsten eingestuft wird. Die geplante Reiseflughöhe ist verbindlich im Flugplan anzugeben, welcher an die Fluglotsen der Flugverkehrskontrolle (ATC) weitergegeben wird.
Wegen der unterschiedlichen Leistungsfähigkeit der verschiedenen in der Luftfahrt eingesetzten Antriebe schwanken die geplanten Reiseflughöhen zwischen etwa 9.000 Fuß Höhe über dem Meeresspiegel (engl. mean sea level, MSL, umgerechnet 2.740 m) und 43.000 Fuß MSL, umgerechnet 13.106 m. Die Leistungsfähigkeit von kolbenmotorgetriebenen Sportflugzeugen nimmt mit zunehmender Dichtehöhe stark ab, während ein modernes Mantelstromtriebwerk noch über 30.000 Fuß MSL = 9.143,70 m sehr wirkungsvoll arbeitet.
Für die Berechnung der maximalen Reiseflughöhe eines Verkehrsflugzeuges, in diesem Fall als Dienstgipfelhöhe bezeichnet, werden drei Hauptcharakteristika der jeweiligen Flugzeugtype herangezogen:
Die maximale strukturelle Flughöhe. Sie wird während der Zulassung durch den Flugzeughersteller festgestellt und ist normalerweise durch die Festigkeit des Rumpfes gegenüber Belastungen durch die Druckkabine bedingt. Die durch die Triebwerksleistung limitierte maximale Flughöhe. In dieser Höhe muss genügend Triebwerksleistung für die Durchführung eines Steigfluges mit einer festgelegten Steigrate vorhanden sein. Die durch die Manövrierfähigkeit limitierte Flughöhe. Es müssen während des Fluges Querlagen mit einem Neigungswinkel von mindestens 33 Grad (FAA), beziehungsweise 40 Grad (JAA, EASA) ohne das Auftreten von Strömungsabrissen möglich sein.Flight Crew Training Manual, Boeing 737-New Generation, doc. FCT 737 NG (TM), 1. April 1999. S. 4.5
In der Flugplanung wird danach gestrebt, die Reiseflughöhe möglichst nahe an die optimale Flughöhe (engl. Optimum Altitude) zu legen. Sie liegt in den meisten Fällen ungefähr 2.000 Fuß unter der maximalen Flughöhe und orientiert sich ausschließlich an wirtschaftlichen Faktoren. Dabei werden die Treibstoffkosten den flugzeitabhängigen Kosten des Fluges gegenübergestellt. Flugzeitabhängige Kosten sind Wartungskosten und Personalkosten, die durch flugzeitabhängige Wartungsintervalle und Arbeitszeitregulierung (zum Beispiel Überstundenregelung) des fliegenden Personals entstehen. Eine hohe Reisefluggeschwindigkeit verursacht zwar hohe Treibstoffkosten, reduziert aber durch eine Verkürzung der Flugzeit die flugzeitabhängigen Kosten. Der Koeffizient aus Treibstoffkosten und flugzeitabhängigen Kosten wird als „Cost index“ bezeichnet und kann individuell für jeden Flug berechnet werden.Flight Crew Training Manual, Boeing 737-New Generation, doc. FCT 737 NG (TM), 1. April 1999. S. 4.7
Besondere Umstände im Reiseflug
cruise climb, step climb mini|Kontinuierlicher Steigflug – cruise climb mini|Step climb – wegen fest zugewiesener Flughöhen durch die Flugsicherung – 2000 ft „Stufen“
Der minimale Treibstoffverbrauch eines Flugzeugs pro Streckeneinheit ist nahezu unabhängig von der Höhe, aber die Geschwindigkeit, bei der er erzielt wird, ist proportional zur Masse des Flugzeugs und umgekehrt proportional zur Luftdichte. Das heißt, je schwerer ein Flugzeug ist und je höher es fliegt, desto schneller muss es sein.
Um ihre Kunden möglichst schnell ans Ziel zu bringen und um die teuren Flugzeuge möglichst gut auszunutzen, haben die Fluggesellschaften das Bestreben, möglichst hoch und damit möglichst schnell zu fliegen. Allerdings gibt es für die Flughöhe und damit -Geschwindigkeit eine Begrenzung, nämlich die Schallgeschwindigkeit. Wird sie erreicht, kann ein Flugzeug, das nicht dafür ausgelegt ist, wegen Unsteuerbarkeit abstürzen. Das heißt, dass die beste Flughöhe die größte Höhe ist, bei der die optimale Geschwindigkeit ein Stück unterhalb der Schallgeschwindigkeit liegt. Allerdings nimmt die Schallgeschwindigkeit mit zunehmender Flughöhe wegen der sinkenden Temperatur der Umgebungsluft bis auf etwa 295 m/s (ca. 1060 km/h) in der Tropopause in ca. 11 km Höhe ab.
Wenn das Flugzeug durch den Treibstoffverbrauch leichter wird, kann es etwas höher steigen, bevor seine optimale Geschwindigkeit in die Nähe der Schallgeschwindigkeit kommt.
In der Theorie wäre die ökonomischste Variante ein cruise climb, bei dem sich das Flugzeug während des gesamten Fluges in einem sehr leichten Steigflug befindet. Aus Gründen der Flugsicherheit ist dies aber nicht möglich, da ein Flugzeug in der Regel immer nur die Freigabe für eine bestimmte Flughöhe erhält.
Lediglich die De Havilland DH.106 Comet hatte 1952 als das erste Düsenverkehrsflugzeug der Welt noch ausreichend Spielraum für einen kontinuierlichen cruise climb im damals noch relativ leeren Luftraum. Nach dem Start betrug die erste Reiseflughöhe 35.000 ft. Die Comet stieg danach mit abnehmendem Gewicht stetig weiter auf 40.000 ft. Die anderen Verkehrsmaschinen dieser Zeit waren Propellerflugzeuge, sie flogen nicht in dieser Flughöhe. Propellermaschinen hatten von größeren Flughöhen keine Leistungsverbesserung zu erwarten, sondern im Gegenteil eine Leistungsverschlechterung.
Diese Freiheit wiederholte sich bei der Concorde, die 1976 in Dienst gestellt wurde. Aufgrund ihrer geringen Zahl konnte sie während ihrer Transatlantikflüge im Reiseflug kontinuierlich von FL 500 auf FL 600 (50.000 ft auf 60.000 ft, ca. 15 km auf ca. 18 km Flughöhe) steigen. Die Concorde bekam dafür von der Flugsicherung Blockfreigaben für einen Höhenbereich von jeweils 10.000 ft. Das war kein Problem, da die Concorde im Reiseflug höher flog als der übrige Luftverkehr. Durch diesen cruise climb erreichte sie direkt vor dem Beginn des Landeanflugs die maximale Flughöhe.
Für den gewöhnlichen Flugverkehr erfolgt aber dieser Steigflug im Verlauf des Fluges schrittweise, da der Pilot an die von den Fluglotsen vorgeschriebene Flugflächen gebunden ist. So wird der cruise climb als step climb (Stufensteigflug) ausgeführt. Auch der step climb schafft natürlich wieder Koordinierungsprobleme und Mehraufwand für die Flugsicherung und ist im überfüllten europäischen Luftraum nicht immer möglich.
Wetter mini|Gewitterwolke aus der Sicht von 8.000 Meter Flughöhe
In der Atmosphäre der Erde sind die meisten Wettererscheinungen, insbesondere Wolken, innerhalb der Troposphäre möglich. An die Troposphäre grenzt direkt die Tropopause, der Beginn des wetterlosen Bereiches der Atmosphäre, der bei Weitem der größere ist. An der Grenze zur Tropopause bildet sich eine kennzeichnende, örtlich begrenzte Windentwicklung, die Jetstreams. Es handelt sich dabei um bis zu 100 Kilometer breite und drei Kilometer hohe Windstraßen mit der größten Windgeschwindigkeit von durchschnittlich etwa 200 Kilometer pro Stunde in ihrem Zentrum.
Jetstreams werden bei der Planung von Langstrecken-Flugrouten ausgenutzt. Teilweise wird ein Umweg in Kauf genommen, um mit Rückenwind in das Zentrum eines Jetstreams zu gelangen. Der Geschwindigkeitszuwachs gegenüber dem Boden sorgt aber dafür, dass das Flugziel mit weniger Treibstoffverbrauch erreicht wird. Ebenso kann es sinnvoll sein, einem der Flugrichtung entgegen gerichteten Jetstream auszuweichen. Die Position und Stärke von Jetstreams sind Teil des allgemeinen Wettergeschehens. Ähnlich wie andere Wetterphänomene folgen sie zwar im Mittel bestimmten Regeln. Im Detail lassen sie sich jedoch nur für einige Tage vorhersagen.
Eine Nebenerscheinung der Jetstreams sind Clear Air Turbulences (CAT). Unter gewissen Umständen bilden sich am Rande eines Jetstreams Turbulenzen, ähnlich den Wasserwirbeln in einem Fluss zwischen Flussmitte und Flussufer. Sind diese Turbulenzen den Meteorologen bekannt, werden sie als CAT-areas auf den Wetterkarten für die Luftfahrt eingezeichnet. Die Piloten können je nach ihrer Beurteilung der Schwere der Turbulenzen in diese Gebiete einfliegen oder sie meiden. Die Bezeichnung clear air kommt aus dem Umstand, dass die Turbulenzen ohne sichtbare Warnung in Form einer Wolke plötzlich in klarer Luft auftreten. Im Zentrum eines Jetstreams ist es in der Regel ruhig.
Gewitter sorgen zudem regelmäßig dafür, dass Piloten von der geplanten Flugroute abweichen müssen, um nicht mit gefährlichen Turbulenzen, Hagel und Blitzschlag in einem Gewitter konfrontiert zu werden. Gewitter haben eine regional und saisonal unterschiedliche Höhe. Am höchsten werden Gewitter in der tropischen Konvergenzzone um den Äquator, sie reichen dort bis in eine Höhe von bis zu 16 Kilometern und können von gewöhnlichen Verkehrsflugzeugen nicht überflogen werden. Bei direkter Durchquerung von Gewitterwolken könnte, abgesehen von der Gefahr eines Blitzschlags, das Flugzeug strukturellen Schaden durch die starken Turbulenzen im Inneren der Gewitterwolke nehmen. Die Piloten sind aus diesem Grund angehalten, einen Sicherheitsabstand zu Gewitterwolken einzuhalten.
Aufgaben der Besatzung Cockpitcrew In der Regel besteht die Cockpitcrew eines Verkehrsflugzeuges aus zwei Piloten, die sich die Aufgaben in jeder Flugphase zweckmäßig aufteilen. Während der pilot not flying (PNF) Schreibarbeiten, den Flugfunk und andere administrative Tätigkeiten erledigt, ist der pilot flying (PF) nur für die Handhabung des Flugzeugs, insbesondere seiner Steuerung zuständig. Das beinhaltet auch die Überwachung und Bedienung des Autopiloten, der normalerweise während des gesamten Reisefluges aktiviert ist. Beide Piloten sind aber für die ununterbrochene Beobachtung des Luftraumes verantwortlich, um eine Kollision zu vermeiden. Zur Routine gehört außerdem das regelmäßige Abfragen von Wetterinformationen bezüglich der möglichen Notlande- oder Ausweichflugplätze und des Zielflugplatzes sowie die Beobachtung des bordgestützten Wetterradars zur Auffindung und Vermeidung von Gewitterzellen. Dafür stehen mehrere Kommunikationssysteme zur Verfügung: ATIS, VOLMET-Funkdienst der Wetterstationen und ACARS.
Des Weiteren werden in festgelegten Zeitabständen die Treibstoffreserven überprüft, als sogenannter fuel check. Auch die Vorbereitungen für den Landeanflug werden während des Reiseflugs erledigt, insbesondere das Programmieren des Bordcomputers, die Einstellungen an den Navigationsempfängern und das Approachbriefing, bei dem Punkt für Punkt der Ablauf des Landeanfluges und eines möglichen Durchstartemanövers besprochen werden muss.
Kabinencrew