Staffelung

Staffelung (Englisch: separation) mag auf den ersten Blick ein erstmal abstrakter Begriff sein. An diesen darfst du dich aber gewöhnen, da er eigentlich die Kernaufgabe eines Fluglotsen beschreibt: Flugzeuge voneinander fernzuhalten bzw. gewisse Mindestabstände einzuhalten. ICAO liefert ein buntes Sammelsurium an verschiedenen Staffellungsmethoden. Die wohl bekanntesten Staffellungsmindestwerte sind entweder 1000ft vertikal oder 5NM lateral. Diese beiden Werte sind insbesondere für Centerlotsen im Enroutebereich von großer Bedeutung. In der S2 Ausbildung wollen wir uns natürlich auf die für Towerlotsen wichtigten Staffelungsarten beschränken. Daher findest du in den folgenden Unterkapiteln die wichtigsen Informationen zu Pistenstaffelung, Radarstaffelung und Wirbelschleppensstaffelung.

Pistenstaffelung

Die Piste (Englisch: runway) ist das Heiligtum des Towercontrollers. Ohne Start- und Landebahn macht ein Flughafen selbstredend keinen Sinn. Unsere Piste müssen wir nicht nur möglichst effizient ausnutzen, um die Kapazität des Flughafens auszuschöpfen, sondern wir müssen sie auch entsprechend schützen, da dort die kritischen Flugphasen Start und Landung ausgeführt werden. Zu diesem Zwecke wurde die sogenannte Pistenstaffelung (Englisch: runway separation) eingeführt. Doch was versteckt sich hinter diesem Begriff?
Eigentlich ganz simpel:

Die Piste darf grundsätzlich immer nur von einem Nutzer zur gleichen Zeit belegt sein.

Nun müssen wir uns nur noch mit ein paar weiteren Fragen beschäftigen, damit das Konstrukt sauber definiert ist.

Wer gilt als Nutzer einer Piste?
  • Landende Flugzeuge (also Flugzeuge mit aktiver Landefreigabe)
  • Startende Flugzeuge (also Flugzeuge mit aktiver Startfreigabe)
  • Fahrzeuge auf der Piste, die zum Beispiel die Piste inspizieren (auf Vatsim nicht umgesetzt)
Wie lange gilt ein Nutzer als Nutzer der Piste und wann ist die Piste wieder frei für den nächsten Nutzer?
  • Bei startenden Flugzeugen: Die Piste ist wieder nutzbar, sobald das Flugzeug entweder
    • das Pistenende überflogen hat (Bild b)
    • die Piste seitlich verlassen hat (Bild a)
  • Bei landenden Flugzeugen: Die Piste ist wieder nutzbar, sobald das Flugzeug die Piste verlassen hat (Bild c). Die Piste gilt als verlassen, sobald alle Teile des Flugzeugs den CAT1-Rollhalt (Englisch: holding point) überrollt haben.

ATD_Pistenstaffelung.png


Ein Flugzeug, das für einen Line-Up freigegeben ist (also das Aufrollen auf die Piste, jedoch noch ohne Startfreigabe), zählt dabei nicht als Nutzer der Piste. Eine Line-Up Freigabe kann daher in folgenden Fällen gegeben werden, obwohl die Piste nach oben genannten Kriterien noch belegt ist:
  • Nachdem ein landendes Flugzeug den Punkt passiert hat, an dem das wartende Flugzeug auf die Piste rollen wird
  • Nachdem ein startendes Flugzeug den Punkt passiert hat, an dem das wartende Flugzeug auf die Piste rollen wird
Das Verfahren, das auf dieser Seite beschrieben wurde, nennt sich auch "volle" Pistenstaffelung. Gibt´s dann also auch eine "halbe" Pistenstaffelung? Nicht ganz, aber fast. Es gibt noch eine "reduzierte" Pistenstaffelung, die in den spezifischen Tower-Lehrbüchern vermittelt wird. Ein kurzer Teaser vorneweg: Bei reduzierter Pistenstaffelung (Englisch: reduced runway separation = RRS) darf unter bestimmten Voraussetzungen die Piste effizienter genutzt werden. 

Staffelung über Radar - Tower

Alle von der Deutschen Flugsicherung betriebenen Kontrolltürme haben ein Radarsystem, über das gestaffelt werden darf. Das klingt auf den ersten Blick selbstverständlich, ist es aber nicht. In Deutschland gibt es noch einige kontrollierte Flugplätze, wie z.B. Mannheim oder Karlsruhe, die entweder kein Radar haben oder deren Flugsicherungspersonal nicht dafür ausgebildet ist, mit Radar zu staffeln. An diesen Plätzen wird ganz konventionell auf Zeit gestaffelt oder die Staffelung zwischen IFR An- und Abflügen wird an den darüberliegenden Radarlotsen delegiert.
Exemplarisch siehst du hier das Luftlageradar des Flughafens München:

ATD_Luftlage München.png

Hier sieht man also die entsprechenden lateralen Grenzen der Kontrollzone München, man sieht in der Mitte die beiden Pisten und in deren Verlängerung gestrichelte Linien, die sogenannten extended centerlines. Eine Lücke bzw. ein Strich auf dieser extended centerline entsprechen jeweils einer Meile. Unter anderem damit ist es uns möglich Distanzen in der Kontrollzone abzumessen und folglich das Radar zu nutzen, um eine Staffelung herzustellen. Auf dem Endanflug der Pisten 26L und 26R sieht man zwei Radarziele (Englisch: radar targets), die zwei Flugzeuge darstellen. Neben dem eigentlichen Radarziel befindet sich das sogenannte Label oder Tag. Diese beiden Begriffe beschreiben die Informationen (hier: Callsign, Groundspeed und Höhe), die dem Lotsen vom Radarsystem zur Verfügung gestellt werden.

Die grundlegende Mindeststaffelung über Radar beträgt 5 NM. Bei entsprechender Radartechnik darf diese Staffelung auf 3 NM reduziert werden. In Deutschland ist die Radarabdeckung inzwischen so gut, dass wie nahezu überall (mit ein paar Ausnahmen in der Bremen FIR und ganz im Süden über den Alpen) unter FL245 mit 3 NM arbeiten dürfen. Folglich sind auch in deiner Kontrollzone, sofern du dort über Radar staffelst, 3 NM der Mindestwert.

Zwischen welchen Flügen müssen wir nun die Radarstaffelung sicherstellen? Dafür müssen wir wissen, in welcher Luftraumklasse wir uns befinden. In der Tabelle im Kapitel Lufträume zeigt uns die dritte Spalte, wer zu wem gestaffelt werden muss. In deinem Luftraum als Tower Controller, also D-CTR, muss nur zwischen IFR-Flügen gestaffelt werden. Nähert sich also beispielsweise ein VFR-Flug einem IFR-Flug in gleicher Höhe auf z.B. 1 NM an, so ist das in D-CTR kein "Regelverstoß". In Luftraumklasse C hingegen wäre das ein "Regelverstoß", da dort (wie du in der Tabelle sehen kannst) IFR auch zu VFR gestaffelt werden muss. Das heißt wir müssen in Luftraum C als Lotsen sicherstellten, dass jeder VFR-Flug mindestens 3 NM von einem IFR-Flug entfernt ist. Da du aber eine D-CTR betreust, ist das für dich sehr komfortabel. "Regelverstöße" im Zusammenhang mit Staffelung nennt man übrigens Staffelungsunterschreitungen (STU) (Englisch: Loss of Separation = LoS). Diese STUs gilt es unbedingt zu verhindern, da dies ein sicherheitskritisches Ereignis ist und in der Regel bei einer praktischen Prüfung auf VATSIM zu einem Nichtbestehen führt.

Wirbelschleppenstaffelung - Tower

Wirbelschleppen (Englisch: wake turbulence): schon wieder so ein abstrakter neuer Begriff. In diesem Video wird erklärt, was man sich unter Wirbelschleppen vorstellt und wie diese entstehen.

Und was haben Fluglotsen damit zu tun? Wir müssen sicherstellen, dass Unfälle wie der im Video gezeigte in New York nicht mehr passieren. Dafür gibt es Staffelungsmindestwerte, die Abhängig von der maximalen Startmasse des Flugzeugs eingehalten werden müssen.

Wirbelschleppenkategorien 

Zu diesem Zweck teilt man die Flugzeuge in vier Wirbelschleppenkategorien (Englisch: wake turbulence category = WTC) nach ihrem maximalen Startgewicht MTOM (maximum take-off mass) ein. 

Wirbelschleppenkategorie
MTOM
Light (L)
MTOM ≤ 7t
Medium (M)
7t < MTOM < 136t
Heavy (H)
MTOM ≥ 136t
Super (J)
A388

Selbstverständlich musst du nicht wissen, wie schwer jedes Flugzeug ist. Im Flugplan ist neben dem Flugzeugtyp auch immer die dazugehörige WTC zu finden.

Die Boeing 757 zählt in Deutschland trotz einer MTOM von weniger als 136t als HEAVY.

Staffelungsmindestwerte

Was du aber wissen musst sind die Staffelungsmindestwerte für die einzelnen Kategorien. Diese findest du in der folgenden Tabelle:

Preceding
Following
Distance
M
L
5NM

H

L
6NM
M
5NM
H
4NM
J
L
8NM
M
7NM
H
6NM
Wann muss Wirbelschleppenstaffelung angewendet werden?

Wirbelschleppenstaffelung muss für alle Flugzeuge in der Kontrollzone angewendet werden, außer für

Zur Klarstellung haben wir für dich noch ein paar Beispiele vorbereitet:
  1. IFR Abflug B744 (H) hinter IFR Abflug B744 (H) --> 4 NM (siehe Tabelle)
  2. IFR Abflug C172 (L) hinter IFR Abflug A388 (J) --> 8 NM (siehe Tabelle)
  3. IFR Anflug A320 (M) hinter IFR Anflug B753 --> 5 NM (B753 gilt als vorausfliegendes Flugzeug als H)
  4. IFR Anflug B752 hinter IFR Anflug B773 (H) --> 5 NM (B752 gilt als hinterherfliegendes Flugzeug als M)
  5. IFR Anflug A320 (M) hinter IFR Anflug A320 (M) --> keine Wirbelschleppenstaffelung nötig (kein Wert in der Tabelle für dieses Szenario)
  6. VFR Anflug C172 (L) hinter IFR Anflug A320 (M) --> keine Wirbeschleppenstaffelung nötig zu anfliegendem VFR Verkehr
  7. VFR Abflug C172 (L) hinter IFR Abflug A332 (H) --> 6 NM (siehe Tabelle; Staffelung nötig, da es sich um einen VFR-Abflug handelt)
  8. VFR Touch and Go C172 (L) hinter IFR Abflug A320 (M) --> 5 NM, sobald die C172 nach dem Touch and Go wieder im Steigflug ist (ab Überfliegen der Schwelle zählt der VFR Flug als Abflug und muss dann zum vorausfliegenden Flugzeug nach Wirbelschleppen gestaffelt werden)
Weiterführende Informationen zum Thema Wirbeschleppenstaffelung findest du hier.

Zusammenfassung Staffelung - Tower

Du weißt jetzt schon einiges über Staffelung. Jetzt müssen wir nur noch die einzelnen Staffelungsarten kombinieren, damit du fit für die Praxis bist.

Stellen wir uns folgende Situation vor: Du hast zwei B744, die hintereinander abfliegen wollen. Wie viele Meilen brauchen wir denn nun? Radarstaffelung sagt 3 NM genügen, Wirbelschleppenstaffelung sagt aber wir brauchen 4 NM (Heavy hinter Heavy). Kannst du dir nun aussuchen, was dir besser passt?! Nein, natürlich nicht. Alle Staffelungsminima müssen zu jeder Zeit erfüllt sein. 3NM reichen also nicht, da wir dann eine STU in Bezug auf Wirbelschleppen hätten. Somit wäre im beschriebenen Beispiel 4 NM das Mittel der Wahl.
Zusätzlich muss natürlich immer auch die Pistenstaffelung eingehalten werden. Im sehr unrealistischen Fall einer Piste, die z.B. 5 NM lang ist, müssten wir folglich mit der Startfreigabe so lange warten, bis die vordere B744 das Pistenende überflogen hat.

Wenn du die Überschrift des Kapitels aufmerksam gelesen hast, so bist du auch über den Begriff Spacing gestolpert. Durchhalten, Spacing ist wirklich das letzte was wir im Kapitel Staffelung besprechen ;)
Manchmal erfordern lokale Verfahren, dass man mehr Abstand braucht als die Staffelung eigentlich vorschreibt. An vielen Airports ist es zum Beispiel nötig, dass Flugzeuge auf gleichen Abflugrouten mindestens 5 NM Abstand brauchen (dazu aber später noch mehr).
Während Separation also immer das absolute Minimum beschreibt, so ist Spacing ein Wert, der immer größer oder gleich des Staffelungsminimums ist, aber oft noch einen Aufschlag enthält.
Mathematisch ausgedrückt: Spacing = Staffelungsminium + optionaler Aufschlag. 

Zurück zum oben genannten Beispiel:
Fliegen die beiden B744 auf der gleichen Abflugroute, so brauchst du ein Spacing von 5 NM. Hast du nach dem Abheben z.B. nur 4.8 NM, so ist dies ein Verstoß gegen lokale Prozeduren - nicht aber eine Staffelungsunterschreitung.
Fliegen die beiden B744 auf einer unterschiedlichen Abflugroute, so brauchst du ein Spacing von 4 NM, das gleichzeitig dem Staffelungsminimum entspricht. Hast du nach dem Abheben nur 3.8 NM, so wäre dies eine Staffelungsunterschreitung.

Weitere Informationen zu anderen Staffelungsarten findest du hier. Für die Towerausbildung sind aber nur die in diesem Buch genannten Staffelungsarten relevant.