Extended-range Twin-engine Operation Performance Standards

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ETOPS90 für den Atlantik

ETOPS (Extended-range Twin-engine Operational Performance Standards) sind Regularien der ICAO, die es Verkehrsflugzeugen mit nur zwei Triebwerken wie zum Beispiel Boeing 757, 767, 777 oder 787 beziehungsweise Airbus A300, A310, A320, A330 oder A350 erlauben, Strecken zu fliegen, bei denen bei einem Triebwerksausfall am ungünstigsten Routenpunkt der nächstgelegene Flughafen mehr als 60 Flugminuten entfernt ist. Dies gilt auch für reine Frachtmaschinen.

Die eigentlich korrekte, aber wenig gebräuchliche Bezeichnung ist EROPS (Extended Range OPerationS), da diese Regelungen auch für drei- und mehrmotorige Flugzeuge gelten, wenn beim Flug nicht sichergestellt werden kann, dass ein Ausweichflughafen erreichbar ist. Da dies bei den meisten dieser Flugzeuge nur sehr selten der Fall ist, hat sich die eigentlich unzutreffende Bezeichnung ETOPS durchgesetzt.

Geschichte[Bearbeiten]

1953 erkannte die FAA, dass für Flugzeuge mit zwei und drei Kolbenmotor-Triebwerken bestimmte Grenzen in der Zuverlässigkeit bestehen. Sie führte daher eine Regelung ein, die vorsieht, dass eine Maschine bei Verlust eines Antriebsaggregates in der Lage sein muss, innerhalb eines bestimmten Zeitraumes (60 min.) einen für diese Maschine geeigneten Flughafen anzusteuern, um dort sicher landen zu können.

Bei einer zweistrahligen Maschine verbleiben nach dem Ausfall eines Triebwerks noch 50 Prozent der Maximalleistung. Es wäre unwirtschaftlich, die Maschine mit doppelt so starken Aggregaten auszurüsten, um den Verlust eines Triebwerkes vollständig zu kompensieren. Da im Reiseflug nur eine Triebwerksleistung von rund 80 Prozent benötigt wird, beträgt der Leistungsverlust, nachdem das verbleibende Triebwerk auf volle Leistung gebracht wurde, ungefähr ein Drittel.

Ohne die volle Leistung können die wirtschaftlichste Flughöhe und Geschwindigkeit nicht mehr eingehalten werden. Der Pilot muss eine geringere Geschwindigkeit wählen und in niedrigeren Flughöhen operieren. Durch die dort höhere Dichte steigt der Reibungswiderstand des Flugzeuges, durch den asymmetrischen Schub fliegt das Flugzeug mit einem Schiebewinkel mit erhöhtem Widerstand und auch der Widerstand des Seitenleitwerks erhöht sich. Außerdem steigt der Kraftstoffverbrauch des verbleibenden Triebwerks, da es außerhalb des optimalen Betriebsbereiches betrieben wird.

Ende der 1950er Jahre, als auch in der zivilen Luftfahrt zunehmend Strahltriebwerke zur Anwendung kamen und ihre durchgehende Zuverlässigkeit als bewiesen galt, wurde die Regelung der zulässigen Maximaldistanz zum nächstgelegenen geeigneten Flughafen für dreistrahlige Flugzeuge aufgehoben. Somit konnten diese nun längere Strecken über unbewohntem Gebiet (Meer, Wüste, Urwald) fliegen und erstmals den Atlantik auf der am besten geeigneten Route nonstop überqueren. Somit erhielt die dreistrahlige Boeing 727 von der FAA die Genehmigung, Transatlantikrouten zu fliegen. Damit war der Weg zur Entwicklung von Großraumflugzeugen wie der Lockheed L-1011 TriStar oder der McDonnell Douglas DC-10 frei. Gegenstück auf sowjetischer Seite war die Tupolew Tu-154.

Die 60-Minuten-Regelung für Flugzeuge mit zwei Triebwerken wurde zunächst aufrechterhalten. Dies änderte sich 1974, als die A300 die Genehmigung erhielt, die 60-Minuten-Flugzeitregelung bis zum nächsten Flughafen auf 90 Minuten auszudehnen. Die aktuelle Version, die A300-600R, ist für 180 Minuten ETOPS zugelassen. Boeing brachte im Gegenzug die Zweistrahler 757 und 767 heraus.

FAA und ICAO erkannten, dass zweistrahlige Jets inzwischen ähnlich zuverlässig geworden waren wie Flugzeuge mit drei oder vier Triebwerken. Dies führte dazu, dass 1985 die ETOPS-Regularien verfasst wurden. TWA erhielt als erste Airline von der FAA die Genehmigung zum 90-Minuten-ETOPS-Flugbetrieb einer Boeing 767 von St. Louis nach Frankfurt am Main. Diese wurde später auf 120 Minuten erweitert.

Doch die Entwicklung schritt schnell voran, schon 1988 wurde ETOPS auf 180 Minuten ausgedehnt. Damit waren 85 Prozent der Erde mit ETOPS-Flügen erreichbar. Mit der Erweiterung der ETOPS-Regelungen ging auch das Ende der großen dreistrahligen Jets einher, da Flugzeuge wie der Airbus A330, die Boeing 777 oder die Tupolew Tu-214 günstiger im Verbrauch und im Betrieb auf diesen langen Strecken sind. Ebenso musste die Boeing 747 auf vielen Strecken ihren günstigeren Konkurrenten weichen.

Die Genehmigung umfasst auch Maßnahmen für das Wohlergehen der Passagiere wie erhöhte Sauerstoffreserven für den Einsatz von Masken oder medizinische Geräte wie Defibrillatoren und entsprechend geschulte Piloten, technisches Personal und bestimmte technische Modifikationen am Flugzeug (Kühlung vom Starter, der Zündanlage etc.). Die ETOPS-Genehmigung muss sich eine Fluggesellschaft erarbeiten. Für ETOPS-180 gelten beispielsweise zwei Triebwerksausfälle in 100.000 Triebwerks-Betriebsstunden. Hat eine Fluggesellschaft mehr Ausfälle, wird sie auf ETOPS-120 zurückgestuft usw.

Mittlerweile fliegen sogar umgerüstete Kurzstreckenflugzeuge wie die A319LR mit zusätzlichen Tanks über den Atlantik bzw. vom Nahen Osten nach Europa.

Die tatsächliche maximale Entfernung zu einem Ausweichflughafen errechnet sich zum Beispiel für eine Boeing 767 indem pro 60 „ETOPS-Minuten“ 400 Nautische Meilen zugrundegelegt werden, bei ETOPS 180 zum Beispiel 180 min × 400 NM / 60 min = 1200 NM. In Grenzfällen akzeptiert das Luftfahrtbundesamt 405 NM. Die tatsächliche Flugzeit bei einem Ausweichen zu dem entsprechenden ETOPS-Ausweichflughafen kann daher je nach Wind deutlich länger als die ursprünglich der Zulassung zugrundeliegenden Minuten sein.

Arten von ETOPS-Regeln[Bearbeiten]

Übersicht[Bearbeiten]

Momentan existieren mehrere ETOPS-Zeitregeln:

  • 75 Minuten: wird vergeben an Fluggesellschaften
  • 90 Minuten: wird vergeben sowohl an Flugzeugtypen als auch an Fluggesellschaften.
  • 120 Minuten: wird vergeben sowohl an Flugzeugtypen als auch an Fluggesellschaften. Neue Flugzeugmuster werden i. d. R. bereits mit der Zulassung bis zur 120-Minuten-Regel zugelassen
  • 138 Minuten: Sonderregelung für Nordatlantikflüge (s. u.)
  • 180 Minuten: Wird vergeben an Flugzeugtypen und an Fluggesellschaften. Die Zulassung neuer Flugzeugmuster nach der 180-Minuten-Regel erfolgt noch nicht grundsätzlich mit der Indienststellung.
  • 207 Minuten: An bestimmte Strecken und Bedingungen gekoppelte Sonderregelung für die Boeing 777
  • 240 Minuten: Seit November 2009 bestellbare Option für alle neuen Airbus A330.
  • 330 Minuten: für die Boeing 777-200 ER,LR, -300ER.[1]

138-Minuten-Regel[Bearbeiten]

Die „krumme“ Zahl 138 ist als 120 Minuten plus 15 Prozent zu verstehen. Der Grund für diese Regelung ist eine Besonderheit der von zweistrahligen Flugzeugen viel beflogenen Nordatlantikroute. Bei Flügen von Europa nach Nordamerika fungieren als wichtigste Ausweichlandeplätze die Flughäfen von Kangerlussuaq (Grönland), Gander (Neufundland), Lajes Field (Azoren) und Keflavik (Island). Der 120-Minuten-ETOPS-Radius um diese Flughäfen deckt einen sehr großen Teil des Nordatlantiks ab und lässt lediglich ein sehr kleines Dreieck aus.[2] Um diese wichtige Route nicht nach der recht aufwändig zu erwerbenden 180-Minuten-Regel befliegen zu müssen, werden manchen Fluggesellschaften über dem Nordatlantik Flüge nach der 138-Minuten-Regel genehmigt.[3] Dies spielt insbesondere auch dann eine Rolle, wenn einer der Ausweichflughäfen wegen schlechten Wetters geschlossen ist.

207-Minuten-Regel[Bearbeiten]

Hier handelt es sich um eine der 138-Minuten-Regel analoge Erweiterung der 180-Minuten-Regel um 15 Prozent. Die Boeing 777-200ER (Extended Range-vergrößerte Reichweite) erhielt 2001 die Genehmigung zum 207-Minuten-ETOPS-Betrieb. Damit sind auch sehr lange Transpazifik-Flüge mit Zweistrahlern möglich. Inzwischen haben auch die neuen 777-Versionen Boeing 777-300ER und Boeing 777-200LR die Genehmigung zum 207-Minuten-ETOPS-Betrieb erhalten. 207-Minuten-ETOPS gilt jedoch nur auf der Nordpazifikroute für den Fall einer Schließung der Aleuten-Flughäfen (Wetter oder vulkanische Aktivität).

240 Minuten (beyond 180 minutes)[Bearbeiten]

Im November 2009 hat die europäische Luftaufsichtsbehörde EASA allen Typen des Airbus A330 die 240-Minuten-ETOPS-Zulassung erteilt.[4][5] Die EASA begründete diese Zulassung mit der hohen Zuverlässigkeit dieses Typs. Kunden können diese Erweiterung als Option für neue A330 bestellen. Der Hersteller Airbus hat errechnet, dass Fluggesellschaften durch diese Erweiterung neue, direkte Routen über beispielsweise den Südatlantik, Pazifik oder indischen Ozean fliegen können und dadurch auf diesen Strecken bis zu zehn Prozent Treibstoff einsparen.

330 Minuten[Bearbeiten]

Die FAA hat im Mai 2011 dem Triebwerkstyp Rolls-Royce Trent 1000, einem der Triebwerksoptionen für die Boeing 787, die Zertifizierung zuteilwerden lassen, bis zu 330 Minuten mit nur einem Triebwerk bis zum nächsten Ausweichflughafen zurücklegen zu dürfen. Eine ETOPS-Zertifizierung für die Alternative, das General Electric GEnx, steht noch aus.[6] Im Dezember 2011 erhielt das General Electric Triebwerk GE 90, welches an der Boeing 777 zum Einsatz kommt, ebenfalls die ETOPS-Zertifizierung 330 durch die FAA.

Ausblick[Bearbeiten]

Nach seiner Zulassung hat das Langstreckenflugzeug Boeing 787 mit Trent-1000-Triebwerken eine ETOPS Zulassung für 330 Minuten bis zum nächsten Ausweichflughafen erhalten. Jedoch bekam die 787 wegen Akkuproblemen Startverbot. Wenn dieses wieder aufgehoben wird soll die Boeing 787 jedoch nur noch eine ETOPS-Zulassung von 180 Minuten erhalten.[1]

Airbus versucht, für den Airbus A350 die ETOPS-420-Genehmigung zu erhalten.[7]

Durch die Zuverlässigkeit der „Twinjets“ wird es in naher Zukunft kaum noch vierstrahlige Flugzeuge geben – mit Ausnahme von Flugzeugmustern, die durch ihre Größe oder Form nicht mit zwei Triebwerken realisierbar wären, wie beispielsweise Airbus A380 oder Boeing 747. Eine dreistrahlige Auslegung hingegen, die dort meistens technisch machbar wäre (Triebwerke der entsprechenden Schubklasse wurden bereits für die Boeing 777-200LR entwickelt), wird nicht mehr verwendet, da das dritte Triebwerk im Heck immer schlecht erreichbar ist.

Trotz der langen ETOPS-Zeit von 207 Minuten bei der Boeing 777 gibt es noch immer Strecken, auf denen zweistrahlige Flugzeuge nicht eingesetzt werden dürfen. Pazifikstrecken wie Los Angeles–Tokio oder Anchorage–Sydney können jedoch bereits mit der Boeing 777 beflogen werden, da es auf diesen Strecken Inseln mit Flughäfen gibt, die in der vorgeschriebenen Zeit erreicht werden können. Bis auf die oben erwähnten, besonders großen Maschinen werden wahrscheinlich bald alle neuen Typen von Langstreckenflugzeugen zweistrahlig sein. Somit müssen in naher Zukunft auch die letzten Strecken für zweistrahlige Flugzeuge freigegeben werden, da es für kleinere Fluggesellschaften auf den Südseeinseln (die zurzeit z. B. den Airbus A340 einsetzen, der inzwischen durch die bevorstehende Ablöse durch den zweistrahligen Airbus A350 nicht mehr produziert wird) als unzumutbar angesehen werden muss, dass sie für ihre Zwecke überdimensionierte Maschinen wie die Boeing 747 besitzen müssen. Ebenso kann von großen Fluggesellschaften auf dem Festland, die über derartige Muster verfügen, nicht erwartet werden, dass sie diese auf schwach frequentierten Routen einsetzen, da deren Kapazitäten in diesem Fall nicht ausgelastet wären. Die Reichweite der zweistrahligen Maschinen ist dafür bereits heute ausreichend.

Sollte die ETOPS-Beschränkung nicht fallen, würde die Iljuschin Il-96 diese Marktnische noch für Jahrzehnte als einziges Muster weiter bedienen müssen.

Sonstiges[Bearbeiten]

ETOPS wird auch scherzhaft mit Engines turn or passengers swim (Triebwerke laufen oder Passagiere schwimmen) und Economy takes over passengers’ security (Wirtschaftlichkeit ist wichtiger als die Sicherheit der Passagiere), sowie EROPS mit Engines running or passengers swimming (Triebwerke laufen oder Passagiere schwimmen) übersetzt. Diese Sprüche sind in der Mitte der 1980ern aufgekommen, als Pan Am mit einem Airbus A310 über den Atlantik flog und eine große deutsche Fluggesellschaft verkündete, dass sie ein solches Risiko ihren Passagieren niemals zumuten würde. Heute fliegen fast alle Fluggesellschaften nach ETOPS-Regeln.

ETOPS-Zeiten für relevante Flugzeugtypen[Bearbeiten]

Stand der Liste: 19. April 2013

Typ Triebwerke ETOPS-Zeit in Minuten Erstflug
Airbus-A320-Familie 2 180 22. Februar 1987
Alle Airbus A330 2 240 2. November 1992
Alle Boeing 737NG 2 180 9. Februar 1997
Andere Boeing 737 (außer 737-100) 2 120 8. August 1967
Alle Boeing 757 2 180 19. Februar 1982
Boeing 777-200ER 2 207 (330 mit General-Electric-Triebwerken[8]) 2. April 1997
Boeing 777-300ER 2 330[8] 23. Februar 2003
Boeing 777-200LR 2 330[8] 8. März 2005
Boeing 777 Freighter 2 330[8] 14. Juli 2008
Andere Boeing 777 2 180 14. Juni 1994
Boeing 787 2 180[1] 15. Dezember 2009
Alle Lockheed L-1011 TriStar 3 keine Beschränkungen 16. September 1970
Alle McDonnell Douglas DC-10 3 keine Beschränkungen 29. August 1970
Alle McDonnell Douglas MD-11 3 keine Beschränkungen 10. Januar 1990
Alle Boeing 747 4 keine Beschränkungen 9. Februar 1969
Alle Airbus A340 4 keine Beschränkungen 25. Oktober 1991
Alle Airbus A380 4 keine Beschränkungen 27. April 2005

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b c Dreamliner darf wieder abheben
  2. Karl Swartz: Nordatlantik-Dreieck. Great Circle Mapper. Abgerufen am 21. November 2011 (englisch).
  3. Karl Swartz: Most of the rule-times make sense, but why 138 minutes? Great Circle Mapper FAQ. Abgerufen am 21. November 2011 (englisch).
  4. Vorlage:Internetquelle/Wartung/Datum nicht im ISO-FormatAirbus A330 mit neuer ETOPS Zulassung. fliegerweb.com, 15. November 2009, abgerufen am 21. November 2011.
  5. A330 is first airliner to be certified for ETOPS "beyond 180 minutes". Direct routings to reduce CO2 emissions, shorten flight times, and open new routes. In: Press Release. AIRBUS, 12. November 2009, abgerufen am 21. November 2011 (englisch).
  6. Robert Wall: Rolls-Royce Trent 1000 Gets FAA ETOPS Clearance. Aviation Week, 9. Mai 2011, abgerufen am 21. November 2011 (englisch).
  7. aero.de - Airbus arbeitet an ETOPS 420 für A350 abgerufen am 19. Januar 2014
  8. a b c d Sebastian Steinke: Boeing 777 erhält ETOPS-330-Zulassung. In: flugrevue.de. 13. Dezember 2011, abgerufen am 21. Dezember 2011 (deutsch).