Mittwoch, 13 Mai 2015

MINIMUM FUEL - Wann ist wenig zu wenig

Ein Artikel von der Arbeitsgruppe Accident Analysis & Prevention (AAP)

Kerosin macht bei Fluggesellschaften durchschnittlich 30 Prozent der operativen Gesamtkosten aus. Um Kosten im Flugbetrieb einzusparen, hat das Tanken von wenig Treibstoff erheblich an Bedeutung gewonnen.1

Vor zwölf Jahren landete eine Saab 2000 einer schweizerischen Fluggesellschaft mit 16 Minuten Restflugzeit auf dem Segelflugplatz Werneuchen nördlich von Berlin. 2005 verunglückte ein A340 einer französischen Fluggesellschaft in Toronto und im Jahr 2014 landete ein deutsches Langstreckenflugzeug mit weniger als 20 Minuten Restflugzeit unter schwierigen Umständen in Miami. Dieser Text soll dabei helfen, bei schlechtem Wetter eine möglichst optimale Tankentscheidung zu treffen.

Die Vorbildfunktion der Geschäftsführung

Die vom Vorstand vorgelebten Werte und Ziele beeinflussen in einem erheblichen Maß das Verhalten und Handeln der Mitarbeiter. So war es auch ab 2004 bei dem sympathischen CEO Jeff Smisek von Continental Airlines, der im Jahr 2010 in den USA zum „Manager of the Year“ gewählt wurde. Er unterstützt bis heute zahlreiche karitative Einrichtungen und unter seiner charismatischen Führung wurde Continental von 2004 bis 2009 u.a. „Airline of the Year“, „Most Admired Global Airline“, „Highest-Ranked Network Airline“, usw. Zum Wohle des konzernweiten Sparprogramms verzichtete Smisek als CEO sogar ein Jahr lang auf sein Gehalt inklusive Boni. Zu dieser Zeit begannen die Piloten von Continental Airlines weniger Extra-Treibstoff zu tanken. Am Hub Newark gab es im Jahr 2005 offiziell 19 Low Fuel Vorfälle. Im Jahr 2006 waren es 42 und 2007 sogar 96 Vorfälle allein in Newark! Die Low-Fuel-Vorfälle mussten durch das NTSB untersucht werden und sorgten im Großraum New York in der Öffentlichkeit für Unverständnis. Zum Einen, weil zeitgleich eine zu Continental gehörende Colgan Air Dash 8 abstürzte, und zum Anderen, weil bereits 1990 eine Boeing 707 der Avianca östlich von Manhattan über Long Island wegen Treibstoffmangel abgestürzt war. Die B707 der Avianca ging nach dem langsamen und unkontrollierten Ausfall aller Triebwerke in einen Gleitflug über und stürzte schließlich bei Cave Nack in ein schwach besiedeltes Gebiet. Alle Passagiere erlitten schwerste Verletzungen; von insgesamt 153 Passagieren starben 73. Die Frage, die wir Piloten uns stellen müssen, lautet: Wie beeinflussen das Verhalten oder die Vorgaben der Geschäftsführung unser Tankverhalten und damit unsere Sicherheitskultur? Es hat den Anschein, als ob Piloten unbewusst Schwierigkeiten haben, eine vernünftige Balance zwischen Sicherheits- und Produktionszielen zu wahren. Jeff Smisek ist übrigens heute CEO von United Airlines.

Das Märchen von der Zwischenlandung zum Auftanken

Bei Continental versicherte deren Sprecher im Jahr 2009: „Safety is our top priority and flights can stop for extra fuel en route if it is necessary.“ Bedauerlicherweise ist diese Managementaussage realitätsfremd, denn eine Zwischenlandung zum Nachtanken wird so gut wie nie praktiziert. Wenn man aus Europa z.B. nach Miami fliegt, dann bedeutet eine Zwischenlandung unter Umständen einen enormen Umweg. Abhängig von der Größe des Flugzeugs kann dieser mehrere hundert Meilen betragen. Und selbst wenn man nicht direkt vom Wasser aus anfliegt ist eine Zwischenlandung immer mit erheblichem Aufwand, Zeitverlust, Kosten und auch Risiken verbunden. Operationelle Probleme wie fehlender Support am Boden, eine fehlende Schleppstange oder keine vorhandenen Tankvereinbarungen können die Situation weiter verkomplizieren. Der Zeitverlust eines solchen Abenteuers beträgt bestenfalls eine Stunde, wobei alle Passagiere ihre Anschlussflüge verpassen werden und es für die Crew zu einem Überschreiten der Flugdienstzeit kommen kann. Auch das Risiko von Rollschäden hat sich in den letzten Jahren aufgrund des gesteigerten Verkehrsaufkommens erhöht. Und last but not least ist eine Zwischenlandung der ultimative Beweis für eine beim Briefing schlecht getroffene Tankentscheidung. Mehr oder weniger bewusst wird sich die Crew en route gegen eine Zwischenlandung sperren und, wie bei dem Unfall in Toronto, lieber in schwierigem Wetter eine Landung versuchen.

Plan B oder Schlechtes Wetter am Zielflughafen

Bei den drei eingangs erwähnten Flügen waren an den Zielflughäfen Gewitter vorhergesagt, zum Teil mit einer Wahrscheinlichkeit von PROB30. Da bei Langstreckenflügen ca. 30 Prozent des getankten Treibstoffs allein durch den Transport verbraucht werden, bedeutet dies bei Ankunft ein deutlich geringeres Extra. Das vom Gesetzgeber vorgeschriebene Contingency Fuel für „Unvorhergesehenes“ beträgt auf der Langstrecke zwar grundsätzlich 20 Minuten, es wird aber häufig durch die Verwendung eines Enroute Alternates auf drei Prozent und damit auf deutlich weniger als 20 Minuten reduziert. Von vielen Crews wiederum wird dieses Contingency Fuel außerdem als zusätzliches Extra eingeplant; obwohl es dafür eigentlich nicht vorgesehen ist. Es soll ausschließlich für einen ungeplanten Mehrverbrauch am Boden oder im Flug verwendet werden. Gerade beim Wetter muss immer wieder mit Unvorhergesehem gerechnet werden: Eine Wettervorhersage ist und bleibt eine Vorhersage und ist damit ungenau und fehlerhaft. Gewitter, Schneefall oder Starkwind sind zusätzlich überregionale Phänomene, ziehen langsamer oder schneller mit dem Wind, können stationär sein, früher beginnen und auch heftiger ausfallen als vorhergesagt. Ein weiter entfernter Ausweichflughafen muss dann im Flug neu geplant werden, was das Extra Fuel deutlich verringern kann. Bei schlechtem Wetter überproportional mehr Treibstoff zu tanken, soll nicht darüber hinweg täuschen, dass man sich nicht in eine hundertprozentige Sicherheit tanken kann. Irgendwann ist jedes Extra-Fuel verbraucht. Es liegt jedoch auf der Hand, dass bei vorhergesagtem, schlechtem Wetter am Zielflughafen mehr zusätzlicher Treibstoff immer auch mehr Handlungsoptionen zulässt und den Stress und den Zeitdruck für notwendige Entscheidungen im Flug reduziert. Um im Ernstfall sicher ausweichen (diverten) zu können, muss zusätzlich ein Ausweichflughafen gewählt werden, der AUSSERHALB des Wettergeschehens liegt!

 

Die VC empfiehlt daher bei der Vorhersage einer schweren Wettersituation 60 Minuten Extra Fuel am Zielflughafen zu haben. Maximal die Hälfte des Contingency Fuels sollte für diese Stunde je nach Flugzeugmuster und seinen spezifischen Verbrauchsgewohnheiten berücksichtigt werden, denn das Contingency ist nur für Unvorhergesehenes gedacht. Contingency Fuel soll nicht dazu dienen, eine bereits bekannte Bedrohung zu vermeiden.

Das „In-Flight-Decision-Making“

Eine Stresssituation bedingt beim Menschen in der Regel das Absinken der geistig-kognitiven Fähigkeiten. Unter Stress fällt uns das Denken schwerer, es kann der sog. Tunnelblick entstehen. Selbst die natürliche Adrenalinausschüttung hilft uns nur sehr limitiert, unsere so wichtige Informationsverarbeitung zu verbessern. Unter Alkohol, Angst, Müdigkeit oder wie hier unter Stress gilt man vor Gericht zu Recht als nicht mehr „im Besitz seinen vollen geistigen Fähigkeiten“. Es ist daher ein Irrglaube, dass wir unsere kognitive Leistungsfähigkeit unter zu großem Stress noch einmal steigern könnten. Entscheidungen bekommen dann das Merkmal von Spontanität, Zufälligkeit und auch Irrationalität. Bei Straftatbeständen oder beim Lesen von Unfallberichten sind dies die Momente, wo sich der Leser fragt, warum er oder sie nur so etwas „Dummes“ tun konnte: „Warum hat die Crew den Fehler nicht bemerkt ?“

Die Besatzung der anfangs erwähnten Saab 2000 wollte nach Hamburg und wich unter dem Stress zahlreicher Gewitter schließlich nach Berlin aus. Bei einer Restflugzeit von 43 Minuten fiel die Entscheidung auf dem nördlich von Berlin liegenden Segelflughafen Werneuchen zu landen. Die Entscheidung fiel auf „Zuruf“ des Fluglotsen. Spontan und ohne zu hinterfragen wurde der Vorschlag angenommen. Dabei wurden entscheidende Hinweise über einen Erdwall in der Mitte der Bahn akustisch nicht mehr wahrgenommen. Es scheint bei ca. 40 min Restflugzeit, abhängig von individuellen persönlichen Bedingungen, eine Stress-Schwelle zu existieren, bei der die geistigen Fähigkeiten einer Crew zur Reflexion signifikant abnehmen. Physiologisch schaltet das Stammhirn unter starkem Stress auf einen Überlebensmodus und verhindert so u.U. die Weiterleitung von Informationen aus dem Hippocampus in die Großraumrinde. Unfallanalysen zeigen, dass eine rationale Informationsverarbeitung und vernünftiges Agieren in diesem Zustand  häufig unmöglich werden.

Unser Training berücksichtigt dieses Phänomen nicht in ausreichendem Maße. Entscheidungsmodelle wie FORDEC oder ANCER eignen sich hervorragend für Situationen, die komplex sind und in denen man viel Zeit hat. In der Praxis jedoch ist der Zeitpunkt des FORDEC das Entscheidende beim „In-Flight-Decision-Making“. Also WANN und nicht WIE eine mögliche Entscheidung besprochen wird ist wichtig. Wir müssen uns Zeit schaffen, also so früh wie möglich Entscheidungssituationen erkennen, damit ein FORDEC-Entscheidungsmodell sinnvoll angewandt werden kann. Erkennen wir den Zeitdruck zu spät und sind uns des bevorstehenden Risikos bewusst, sind wir geistig-kognitiv u.U. nicht mehr in der Lage, ein Entscheidungsmodell anzuwenden. Es deutet vieles darauf hin, dass ein FORDEC- oder ANCER-Modell in diesen Stresssituationen lediglich zur anschließenden Legitimation verwendet wird. In diesem Zusammenhang ist die Kenntnis der individuellen Stress-Schwelle unverzichtbar. Ohne dieses Wissen kann uns der Tunnelblick so zügig überkommen, dass der restliche Flugablauf einen Charakter von Zufälligkeit erhält. Leider zeigt die Realität, dass der Zwang für eine Umplanung häufig erst sehr spät und unerwartet im Flugverlauf entsteht. Eine entspannte FORDEC-Entscheidung ist dann nur möglich, wenn schon vor Antritt des Fluges am Dispatch-Tresen zusätzliche Zeit in Form von Kerosin „bestellt“ wurde.

Leider stellt auch ein sehr gutes Simulatortraining mit bereits bekannten Inhalten keine Hilfe dar. Denn sind die Inhalte bekannt, so erhöht es nicht die Fähigkeit auf Unvorhergesehenes zu reagieren, weil lediglich prozedurale Abläufe trainiert werden. Unvorhergesehene Entscheidungssituationen wie in Werneuchen, Toronto oder Miami werden damit nicht trainiert. Piloten mit Teilzeitverträgen oder Kollegen, die aus anderen Gründen wenig fliegen, können beim In-Flight-Decision-Making besonders gefährdet sein, weil fehlende Routine die Fehlerrate erhöht. Flugzeugführer mit sehr viel Routine unterschätzen u.U. das Risiko: „Es ist noch immer gut gegangen!“

Die Bottle-Neck-Theorie

Wenn sich ein Gewitter an einem Flughafen befindet, steigt die Arbeitsbelastung. Die Abweichung von Standardsituationen führt bei allen Beteiligten, Piloten, Lotsen, usw. zu Multitasking und einer Zunahme an Komplexität. Psychologische Untersuchungen zeigen dabei eine Abnahme der Kapazitäten um ca. fünf Prozent. Dieses als „Bottle-Neck“ bekannte Phänomen lässt sich auch auf ein soziotechnisches System wie die Anflugsituation übertragen: Es können bei Gewitter mindestens fünf Prozent weniger Anflüge durchgeführt werden und anfliegender Verkehr muss dadurch warten. Wird zusätzlich eine Luftnotlage erklärt, so steigt die Komplexität erneut und die Kapazität sinkt um weitere ca. fünf Prozent2. Die Zahl der Anflüge wird also immer weiter gedrosselt, während man im Cockpit zunächst wenig davon merkt. Ggf. nur durch längere Vektoren oder dem Wechsel der Lotsen auf der Funkfrequenz. Wenn also, wie hier bei vorhergesagtem Gewitter, eine komplexe Situation absehbar ist, benötigt man per se bereits mehr Sprit, weil die Anflüge länger dauern werden. In der Elektrotechnik heißt deshalb das „Bottle-Neck-Phänomen“ nicht umsonst auch „Warteschlangentheorie“. Betrachten wir eine aufgrund von Wetter komplexe Situation aus der Sicht der Crew: Wenn eine Crew wenig getankt hat, so kann dieses eine Flugzeug zwar Luftnotlage erklären, es nötigt jedoch alle anderen Flugzeuge in eine „Bottle-Neck“-Verzögerung. Alle anderen Flugzeuge benötigen mehr Sprit, sie müssen also für den Kollegen mit wenig Sprit einen Sicherheitspuffer mit dabei haben. Nur aus der Perspektive des ersten Flugzeuges mit Luftnotlage stellt dies eine Situationsverbesserung dar. Die Gesamtsituation betrachtend ist dieses Verhalten für alle anderen Flugzeuge eine Verschlechterung. In der Volkswirtschaft spricht man vom Problem der Ressourcenallokation oder vom sog. Verteilungsproblem. Denn würden alle Flugzeuge weniger tanken, wird das System ineffizient und ab einem bestimmten Zeitpunkt kommt es zum Absturz eines Flugzeuges wegen Treibstoffmangels. So hätte es sich fast am 26. Juli 2012 um 21:30 Uhr in Valencia ereignet. Nach einem Gewitter in Madrid sind insgesamt zwölf Flugzeuge nach Valencia ausgewichen. Drei Ryanair Boeing 737 und ein Lan Chile Airbus 340-300 mussten aufgrund von Treibstoffmangel Luftnotlage erklären. Eine Ryanair sowie die Lan Chile landeten unter 30 Minuten Resttreibstoffmenge! Bei dem A340-300 fiel bei 33 Minuten Resttreibstoffmenge und zehn Minuten vor der Landung sogar ein Triebwerk aus. Die absehbare Katastrophe für Ryanair konnte nur vermieden werden, indem ihre Flugzeuge im Anflug konsequent den anderen Flugzeugen vorgezogen wurden.3 Ohne dass die Öffentlichkeit groß davon erfuhr, war das Leben hunderter Menschen in Gefahr. Wer sich der Problematik der „Bottle-Neck“-Theorie bewusst ist, muss entweder als erster Luftnotlage erklären oder, wie es die Lan Chile hätten machen sollen, nicht nur für das Gewitter, sondern auch für die meistens wenig tankenden Ryanair Kollegen zusätzlichen Treibstoff mitnehmen.

Auch hier müssen wir uns eingestehen, dass unser Simulatortraining verbesserungsfähig ist. Wir trainieren zwar regelmäßig Notfälle, allerdings erhält man bei Luftnotlage im Simulator vom „gespielten“ Fluglotsen (Ausbilder) immer eine perfekte Flugführung in die gewünschte Richtung. Auch wird einen der gespielte Fluglotse nie unterbrechen, denn das wäre unhöflich. Wir trainieren unter realitätsfernen ATC-Bedingungen und mit einem Höchstmaß an fliegerischer Selbstbestimmung. Verständigungsprobleme, Frequenzwechsel, schlechtes Englisch, Ablenkungen durch andere Flugzeuge oder das o.g. „Bottle-Neck“-Phänomen simulieren wir nicht.

Die Vereinigung Cockpit empfiehlt einen Anflug immer so zu beginnen, dass am Boden noch mindestens 45 Minuten Resttreibstoff an Bord sind. Das gilt AUCH für den Anflug am Ausweichflughafen! Man muss also früher ausweichen, als es die gesetzlichen Vorgaben erfordern!

Der Luftverkehr hat sich in den letzten 15 Jahren verdoppelt. Wir müssen unser Training, unsere Tankentscheidungen und unser gesamtes Verhalten diesen neuen Bedingungen anpassen. Bei bereits absehbaren Schwierigkeiten ist das Tanken von mehr Extra Fuel eine Maßnahme zur Unfallprävention. Zusätzlicher Treibstoff gibt uns wichtige zusätzliche Zeit. Wir erhalten dadurch mehr Handlungsoptionen, um auf eine schwierige und komplexe Situation zu reagieren oder diese sogar auszusitzen. Die Vermeidung von Zeitdruck und Stress verbessert die Qualität unserer Entscheidung.

Anmerkungen

1 Ein Langstreckenflugzeug (z.B. Airbus 340) verbraucht 100 kg Kerosin pro Minute. Um bei einem 7 Stunden Flug von München nach New York am Zielflughafen 10 min Extratreibstoff zu haben, müssen ca. 30% mehr getankt werden. Also müssen in diesem Beispiel nicht 1000 kg, sondern 1300 kg in München getankt werden. Beim heutigen Kerosinpreis von 300 € pro Tonne sind dies zusätzliche Kosten von 90 € pro Flug.

2 P. Harremoes und N. Tishby „The Information Bottleneck Revisited or How to Choose a Good Distortion Measure“. In proceedings of the International Symposium on Information Theory (ISIT) 2007 oder R. Gilad-Bachrach, A. Navot, and N. Tishby, “A Study of the Information Bottleneck for Method and its Relationship to Classical Problems,” HUJI Leibniz tech. rep., 2006.

3 Unfallbericht der spanischen Luftfahrtbehörde CIAIAC, Ministerio de Fomento, Report IN-010/2010 Seite 14-18

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