Der Höhenmesser misst keine Höhe
Um die Bedeutung einer korrekten QNH-Einstellung zu verstehen, muss man sich zunächst bewusst machen, was ein klassischer barometrischer Höhenmesser tatsächlich misst.
Er kennt die Höhe des Flugzeugs nicht. Stattdessen misst er den statischen Luftdruck und rechnet diesen anhand eines festgelegten Atmosphärenmodells in eine Höhenanzeige um.
Mit zunehmender Höhe nimmt der atmosphärische Druck ab. Aus dieser Druckänderung kann das Instrument eine entsprechende Höhe ableiten. Damit diese Berechnung jedoch einen sinnvollen Bezugspunkt besitzt, muss der Pilot den richtigen Referenzdruck einstellen.
Genau dafür dient das QNH.
Wird das aktuelle QNH eines Flugplatzes eingestellt, zeigt der Höhenmesser dort näherungsweise die Flugplatzhöhe über dem mittleren Meeresspiegel an. Befindet sich das Flugzeug im Flug, erhält der Pilot entsprechend eine barometrisch bestimmte Höhe über dem mittleren Meeresspiegel.
Ist der eingestellte Referenzdruck falsch, stimmt auch die angezeigte Höhe nicht mehr.
Wenige Hektopascal können einen großen Unterschied machen
Als praktische Faustregel kann man davon ausgehen, dass eine Abweichung von einem Hektopascal ungefähr 27 bis 30 Fuß Höhenunterschied verursacht.
Das klingt zunächst nach wenig.
Bei zehn Hektopascal Differenz ergibt sich jedoch bereits eine Abweichung von ungefähr 280 bis 300 Fuß. Bei 20 hPa können daraus rund 550 bis 600 Fuß werden.
Für einen Flug in großer Höhe und weit entfernt von Gelände mag eine solche Abweichung zunächst überschaubar erscheinen. In Bodennähe oder bei einem Instrumentenanflug sieht die Situation völlig anders aus.
Ein Höhenfehler von mehreren hundert Fuß kann den Unterschied zwischen ausreichender Hindernisfreiheit und einer gefährlichen Annäherung an Gelände ausmachen.
Auch an der Untergrenze eines kontrollierten Luftraums kann eine falsche Einstellung dazu führen, dass ein Pilot unbeabsichtigt höher fliegt, als ihm die Anzeige vermittelt.
„From high to low – look out below“
Ein seit Jahrzehnten bekannter Merksatz beschreibt eines der wichtigsten Risiken:
From high to low – look out below.
Fliegt ein Luftfahrzeug von einem Gebiet mit höherem Luftdruck in ein Gebiet mit niedrigerem Luftdruck, ohne die Höhenmessereinstellung entsprechend anzupassen, befindet es sich tatsächlich tiefer als der Höhenmesser anzeigt.
Genau diese Situation ist besonders gefährlich.
Der Pilot glaubt beispielsweise, sich in 3.000 Fuß zu befinden, während die tatsächliche barometrische Höhe deutlich darunter liegt.
Dasselbe Grundprinzip gilt auch für starke Temperaturabweichungen von der Standardatmosphäre. Besonders bei sehr niedrigen Temperaturen kann die wahre Höhe über Gelände geringer sein als die angezeigte barometrische Höhe.
Deshalb verdienen niedriger Luftdruck, kalte Temperaturen und bergiges Gelände besondere Aufmerksamkeit.
EASA warnt vor falschen Altimeter-Einstellungen
Die europäische Luftfahrtbehörde EASA hat die Problematik mit dem Safety Information Bulletin „Incorrect Barometric Altimeter Setting“ ausdrücklich aufgegriffen und die Veröffentlichung inzwischen überarbeitet.
Hintergrund sind reale Ereignisse, bei denen falsche oder missverstandene Höhenmessereinstellungen zu erheblichen Abweichungen vom vorgesehenen Vertikalprofil geführt haben.
Das Problem betrifft dabei keineswegs nur ältere Flugzeuge mit klassischen Rundinstrumenten.
Auch moderne Glascockpits können einen falsch eingegebenen Referenzdruck nicht automatisch korrigieren, wenn das System keine entsprechende automatische Funktion besitzt oder ein falscher Wert vom Piloten übernommen wurde.
Moderne Avionik verbessert die Darstellung – sie macht eine falsche Eingabe aber nicht automatisch richtig.
QNH, QFE und Standarddruck
Eine zusätzliche Fehlerquelle entsteht dadurch, dass unterschiedliche Druckreferenzen verwendet werden können.
Für den europäischen Flugbetrieb sind insbesondere QNH und der Standarddruck von 1013,25 hPa relevant.
Unterhalb der Transition Altitude wird normalerweise mit QNH geflogen. Die Höhenangaben erfolgen dann als Altitudes bezogen auf den mittleren Meeresspiegel.
Beim Steigflug oberhalb der Transition Altitude wird auf den Standarddruck von 1013,25 hPa umgestellt. Ab diesem Zeitpunkt wird nicht mehr in Altitudes, sondern in Flight Levels geflogen.
Beim Sinkflug erfolgt die Umstellung in Gegenrichtung beim Durchflug des Transition Levels.
Gerade dieser Wechsel gehört zu den klassischen Situationen, in denen Fehler auftreten können.
Die gefährliche Verwechslung von QNH und 1013
Eine besonders kritische Situation entsteht, wenn der Pilot während des Sinkfluges versehentlich auf Standarddruck bleibt.
Angenommen, das aktuelle QNH beträgt nur 983 hPa.
Die Differenz zum Standarddruck beträgt ungefähr 30 hPa.
Multipliziert mit rund 30 Fuß pro hPa ergibt sich eine Höhenabweichung von ungefähr 900 Fuß.
Das Flugzeug könnte sich somit fast 1.000 Fuß von der Höhe entfernt befinden, die der Pilot aufgrund seiner Instrumentenanzeige erwartet.
Ein solcher Fehler ist im Reiseflug bereits relevant. Bei einem Instrumentenanflug oder in bergigem Gelände kann er unmittelbar gefährlich werden.
Auch kleine Eingabefehler können problematisch sein
Nicht immer handelt es sich um spektakuläre Unterschiede von 20 oder 30 hPa.
Auch ein falsch verstandener Funkwert kann ausreichen.
Aus einem QNH von beispielsweise 1002 hPa kann durch einen Hör- oder Eingabefehler 1022 hPa werden. Die Differenz beträgt 20 hPa und damit bereits mehrere hundert Fuß.
Solche Fehler können insbesondere bei hoher Arbeitsbelastung entstehen.
Typische Situationen sind:
- Frequenzwechsel während des Sinkfluges
- dichter Funkverkehr
- Wetterverschlechterungen
- komplexe Instrumentenanflüge
- Änderungen der Landebahn
- kurzfristige ATC-Anweisungen
- starke Turbulenz
- Ablenkungen durch Passagiere oder technische Probleme
In solchen Situationen wird die scheinbar triviale Einstellung des Höhenmessers schnell zu einem weiteren Punkt in einer langen Reihe von Aufgaben.
Höhenmesser beim Start plausibilisieren
Eine der einfachsten und zugleich wirkungsvollsten Kontrollen findet bereits vor dem Start statt.
Ist das aktuelle QNH eingestellt, sollte der Höhenmesser auf einem Flugplatz ungefähr dessen veröffentlichte Elevation anzeigen.
Steht das Flugzeug beispielsweise auf einem Platz mit einer Elevation von 1.200 Fuß und zeigt der Höhenmesser nach Einstellung des aktuellen QNH lediglich 700 Fuß an, stimmt offensichtlich etwas nicht.
Die Abweichung kann auf eine falsche QNH-Einstellung, einen Übertragungsfehler oder möglicherweise auf ein Instrumentenproblem hinweisen.
Dieser Plausibilitätscheck dauert nur wenige Sekunden und kann einen Fehler erkennen, bevor das Flugzeug überhaupt abhebt.
Beim Frequenzwechsel erneut prüfen
Auch während des Fluges lohnt sich eine bewusste Kontrolle.
Ein neues QNH wird beispielsweise bei einem Frequenzwechsel, über ATIS oder durch den Fluglotsen übermittelt.
Der Wert sollte nicht lediglich mechanisch eingestellt werden.
Sinnvoll ist ein kleiner gedanklicher Cross-Check:
Ist der neue Wert plausibel?
Wie stark unterscheidet er sich vom bisherigen QNH?
Passt die Änderung zur Wetterentwicklung?
Wenn sich das QNH innerhalb kurzer Entfernung plötzlich um 15 oder 20 hPa verändert, sollte zumindest die Frage entstehen, ob der Wert richtig verstanden wurde.
Im Zweifel ist eine Rückfrage bei ATC immer die bessere Lösung.
Readback als Sicherheitsbarriere
Beim kontrollierten Flugbetrieb bildet der Funk eine zusätzliche Sicherheitsbarriere.
Wird ein QNH übermittelt, sollte es aufmerksam zurückgelesen werden.
Der Sinn des Readbacks besteht nicht darin, eine formale Vorschrift zu erfüllen. Der Fluglotse bekommt dadurch die Möglichkeit, einen falsch verstandenen Wert sofort zu erkennen.
Aus einem QNH von 998 hPa darf deshalb nicht beiläufig ein „998“ werden, das anschließend ohne weitere Aufmerksamkeit in das Instrument übertragen wird.
Gerade bei ungewöhnlichen Werten sollte die Aufmerksamkeit steigen.
Niedriger Luftdruck verdient besondere Aufmerksamkeit
Viele Piloten sind an QNH-Werte um 1010 bis 1025 hPa gewöhnt.
Gerät ein starkes Tiefdruckgebiet über Europa, können jedoch deutlich niedrigere Werte auftreten.
Je stärker das QNH vom Standarddruck abweicht, desto größer werden die Folgen, wenn Standarddruck und QNH verwechselt werden.
Besonders ungewöhnliche Werte sollten deshalb als mentale Warnmarke dienen.
Ein QNH von beispielsweise 970 oder 980 hPa ist nicht einfach nur ein weiterer Zahlenwert auf dem Höhenmesser. Es ist gleichzeitig ein Hinweis darauf, dass eine falsche Einstellung erhebliche Höhenabweichungen verursachen kann.
Besonderes Risiko in den Bergen
In bergigem Gelände sind Höhenfehler naturgemäß besonders kritisch.
Fliegt ein Pilot beispielsweise mit einer geplanten Terrain Clearance von 1.000 Fuß über einem Höhenzug und beträgt der tatsächliche Höhenfehler bereits 400 oder 500 Fuß, ist ein erheblicher Teil der Sicherheitsreserve verschwunden.
Hinzu können weitere Faktoren kommen:
- starke Winde
- Abwinde
- Turbulenz
- schlechte Sicht
- niedrige Wolken
- niedrige Temperaturen
- Navigationsabweichungen
Die QNH-Einstellung ist deshalb bei Alpenflügen oder anderen Flügen in bergigem Gelände ein wichtiger Bestandteil des gesamten Risikomanagements.
Gefahr von Luftraumverletzungen
Nicht nur Terrain und Hindernisse machen das Thema relevant.
Auch Luftraumverletzungen können durch falsche Höhenmessereinstellungen entstehen.
Ein Pilot möchte beispielsweise bewusst 100 oder 200 Fuß unterhalb der Untergrenze eines kontrollierten Luftraums bleiben.
Ist das QNH falsch eingestellt, kann diese kleine Reserve vollständig verschwinden.
Das Flugzeug befindet sich dann möglicherweise bereits innerhalb des kontrollierten Luftraums, obwohl der Höhenmesser scheinbar noch eine ausreichende Sicherheitsmarge anzeigt.
Gerade unter abgesenkten Luftraumstrukturen rund um größere Flughäfen ist deshalb eine zusätzliche Reserve sinnvoll.
Wer einen Luftraum mit einer Untergrenze von beispielsweise 2.500 Fuß vermeiden möchte, sollte nicht zwangsläufig mit exakt 2.490 Fuß darunter entlangfliegen.
Eine sinnvolle vertikale Reserve schafft zusätzlichen Schutz gegenüber Messabweichungen, Turbulenz und kleinen Steuerfehlern.
Instrumentenanflüge stellen besonders hohe Anforderungen
Besonders kritisch wird eine falsche QNH-Einstellung bei Instrumentenanflügen.
Viele veröffentlichte Mindesthöhen, Decision Altitudes und Minimum Descent Altitudes basieren auf einer korrekten barometrischen Höhenmessereinstellung.
Eine falsche Einstellung verschiebt deshalb faktisch das gesamte vertikale Profil.
Der Pilot kann glauben, eine veröffentlichte Mindesthöhe einzuhalten, während sich das Flugzeug tatsächlich deutlich tiefer befindet.
Bei schlechten Sichtbedingungen verschärft sich das Problem zusätzlich, weil eine visuelle Plausibilitätskontrolle gegenüber dem Gelände fehlt.
Gerade deshalb sind Altimeter Cross-Checks Bestandteil professioneller Anflugverfahren.
Zwei Höhenmesser sind nur dann besser, wenn beide geprüft werden
Viele Flugzeuge verfügen über zwei barometrische Höhenanzeigen.
Das kann ein klassischer mechanischer Höhenmesser neben einem elektronischen PFD sein oder zwei vollständig unabhängige Displays.
Die Redundanz hilft allerdings nur dann, wenn die Anzeigen tatsächlich miteinander verglichen werden.
Wer auf beiden Instrumenten denselben falschen QNH-Wert eingibt, erhält zwei übereinstimmende – aber falsche – Höhenanzeigen.
Deshalb sollte nicht nur überprüft werden, ob beide Instrumente dieselbe Höhe anzeigen, sondern auch, ob der zugrunde liegende Druckwert korrekt eingestellt wurde.
Moderne Avionik verhindert den Fehler nicht automatisch
Glascockpits vermitteln durch ihre präzise Darstellung leicht den Eindruck, dass auch die angezeigten Daten automatisch präzise sein müssen.
Das ist ein gefährlicher Trugschluss.
Ein digitales Primary Flight Display kann eine Höhe auf einen Fuß genau darstellen. Wenn allerdings der falsche Referenzdruck eingestellt ist, wird lediglich eine falsche Höhe sehr präzise angezeigt.
Dasselbe gilt für Autopiloten.
Ein Autopilot hält zuverlässig die Höhe, die ihm das System vorgibt. Er kann jedoch nicht wissen, dass der Pilot möglicherweise den falschen barometrischen Referenzdruck eingestellt hat.
Automatisierung verändert deshalb die Art des Fehlers, beseitigt ihn aber nicht.
Die häufigsten Ursachen sind erstaunlich banal
Internationale Safety Reports zeigen immer wieder ähnliche Ausgangspunkte.
Dazu gehören:
- QNH falsch verstanden
- Zahlendreher bei der Eingabe
- QNH eines anderen Flugplatzes verwendet
- Standarddruck zu früh eingestellt
- Standarddruck beim Sinkflug zu spät verlassen
- Änderung des QNH nicht übernommen
- fehlender Cross-Check zwischen den Instrumenten
- hohe Arbeitsbelastung
- Ablenkung
- unvollständige Cockpitverfahren
Bemerkenswert ist, dass für einen solchen Fehler kein technischer Defekt erforderlich ist.
Das gesamte Höhenmessersystem kann technisch vollkommen einwandfrei funktionieren – und trotzdem zeigt es aufgrund einer einzigen falschen Einstellung eine erheblich falsche Höhe an.
Standardisierte Abläufe helfen
Die wirksamste Gegenmaßnahme ist deshalb keine zusätzliche Technik, sondern eine konsequente Routine.
Die Änderung einer Höhenmessereinstellung sollte bewusst erfolgen.
Ein mögliches Schema lautet:
QNH hören, zurücklesen, einstellen und anschließend die Anzeige plausibilisieren.
Bei Flugzeugen mit zwei Höhenmessern folgt der Cross-Check beider Systeme.
Beim Wechsel auf Standarddruck beziehungsweise zurück auf QNH sollte die Änderung ebenfalls bewusst durchgeführt und gegebenenfalls verbalisiert werden.
Gerade in Cockpits mit zwei Piloten gehört dies zu den klassischen Cross-Checks. Auch Single-Pilot-Flieger können von vergleichbaren Routinen profitieren.
Persönliche Sicherheitsmargen nicht zu knapp wählen
Die QNH-Problematik zeigt gleichzeitig, warum Piloten gesetzliche oder veröffentlichte Grenzen nicht zwangsläufig bis auf den letzten Fuß ausnutzen sollten.
Wer unterhalb eines kontrollierten Luftraums fliegt, über bergigem Gelände unterwegs ist oder eine Mindesthöhe einhalten muss, profitiert von einer zusätzlichen Sicherheitsreserve.
Eine solche Reserve schützt nicht nur gegenüber falschem QNH.
Sie berücksichtigt gleichzeitig:
- Instrumentenabweichungen
- Turbulenz
- kleine Steuerfehler
- Temperaturwirkungen
- Druckänderungen
- Navigationsungenauigkeiten
Professionelle Airmanship bedeutet häufig gerade, nicht bis unmittelbar an eine Grenze heranzufliegen.
Ein einfacher Check mit großer Wirkung
Die wichtigste Erkenntnis aus den Safety-Hinweisen ist erfreulich einfach.
Die Gefahr lässt sich mit wenigen Handgriffen deutlich reduzieren.
Vor dem Start wird das QNH mit der Flugplatzhöhe plausibilisiert. Während des Fluges werden neue Werte aufmerksam aufgenommen und zurückgelesen. Beim Wechsel zwischen Altitude und Flight Level wird die Höhenmessereinstellung bewusst kontrolliert. Ungewöhnliche Werte führen zu erhöhter Aufmerksamkeit.
Und wenn eine Angabe nicht plausibel erscheint, wird nachgefragt.
Keine dieser Maßnahmen kostet nennenswert Zeit.
Fazit
Die Einstellung des QNH gehört zu den unscheinbarsten Handgriffen im Cockpit. Gerade deshalb kann sie leicht zur Routine werden.
Die physikalischen Folgen einer falschen Einstellung bleiben jedoch erheblich. Bereits zehn Hektopascal Differenz können eine Höhenabweichung von ungefähr 300 Fuß verursachen. Bei größeren Fehlern können daraus schnell mehrere hundert Fuß oder sogar annähernd 1.000 Fuß werden.
In Bodennähe, in den Bergen, bei Instrumentenanflügen oder unmittelbar unter kontrolliertem Luftraum kann eine solche Abweichung entscheidend sein.
Moderne Avionik kann viele Aufgaben erleichtern, sie ersetzt aber nicht den kritischen Blick des Piloten. Ein Höhenmesser kann nur mit dem Referenzdruck arbeiten, der ihm vorgegeben wird.
Deshalb bleibt die wichtigste Regel denkbar einfach: QNH bewusst einstellen, zurücklesen, plausibilisieren und regelmäßig kontrollieren.
Eine kleine Zahl im Höhenmesserfenster kann über eine sehr große Sicherheitsreserve entscheiden.
Quellverweise:
Austrocontrol
