Rettung aus der verqualmten Kabine

17. Mai 2011, 19:21
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Eine britische Forschergruppe simuliert Flugzeugbrände - und kann dabei nicht nur den Ablauf von vergangenen Katastrophen rekonstruieren

Die Wissenschafter sind auch in der Lage für mehr Sicherheit bei kommenden Ernstfällen zu sorgen. Wenn die Konstrukteure die Hinweise der Forscher umsetzen.

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Mittwoch, 2. September 1998, gegen halb neun am Abend: Swissair Flug SR 111 ist vor knapp einer Viertelstunde vom New Yorker John-F.-Kennedy-Airport gestartet, als eine Katastrophe ihren Lauf nimmt. Die Piloten riechen etwas Merkwürdiges. Wenig später stürzt das Flugzeug vom Typ McDonnell Douglas MD-11 fünf Seemeilen vor der Ostküste Kanadas in den Atlantik. Alle 229 Insassen sterben.

Das tragische Ende von Flug SR 111 erregte Aufmerksamkeit, vor allem in der Fachwelt. Die kanadischen Behörden ordneten eine umfassende Untersuchung der Unglücksursache an. Keine leichte Aufgabe, denn obwohl der Stimmenrekorder und der Flugschreiber, die sogenannte Blackbox, geborgen werden konnten, enthielten diese keine Daten über die letzten sechs Minuten vor dem Absturz. Man musste also die Wrackteile unter die Lupe nehmen und Informationen zusammenfügen. Eine Schlüsselrolle spielte dabei die "Fire Safety Engineering Group" (FSEG), ein interdisziplinäres Forscherteam aus Brandschutzexperten der englischen University of Greenwich. "Das war eine der längsten und kompliziertesten Flugzeugunfall-Untersuchungen der Geschichte", sagt FSEG-Direktor Ed Galea im Gespräch mit dem Standard. Insgesamt 39 Millionen US-Dollar kostete das Projekt. Aber die Experten waren erfolgreich. Am 27. März 2003 veröffentlichten sie ihren Abschlussbericht. Ein Meilenstein für die Flugsicherheitsforschung.

Verschiedene Wrackstücke hatten erhebliche Brandspuren aufgewiesen, offensichtlich war an Bord Feuer ausgebrochen. Dank Smartfire, einer von der FSEG entwickelten Software, gelang es, den Ursprung und die Verbreitung der tödlichen Flammen im Flugzeug zu rekonstruieren. Demnach war es offenbar zu einem Kurzschluss gekommen. Dabei entzündete sich Material innerhalb der Flugzeughülle, und das entstandene Feuer konnte unbemerkt vorrücken, bis es über dem Sitz des Kapitäns durch die Decke brach. So verlor die Besatzung die Kontrolle über die Maschine.

Katastrophenschutz

Die Analyse des SR-111-Absturzes ist nur eine von zahlreichen Studien, mit denen sich Ed Galea und seine Kollegen internationalen Ruf erworben haben. Die Arbeitsgruppe besteht aus 32 Fachleuten unterschiedlicher Disziplinen - Computerwissenschafter, Brandschutz-Ingenieure, Mathematiker, Psychologen und CFD-Spezialisten. CFD steht für Computational Fluid Dynamics. Galea: "Feuer ist ein fließender Prozess." Es verhält sich nach denselben Bewegungsgrundsätzen wie Flüssigkeiten, und dieses Verhalten lässt sich berechnen.

Die FSEG untersucht jedoch nicht nur Katastrophen. Ihre Hauptaufgabe sehen die Forscher vielmehr darin, diese zu verhindern und für mehr Sicherheit zu sorgen. So setzen sie Smartfire und die ebenfalls von ihnen entwickelte Air-Exodus-Software ein, um Rettungsszenarien zu überprüfen. Der Hintergrund: Jeder neue Flugzeugtypus muss einen standardisierten Evakuierungstest bestehen, bevor er zum Verkehr zugelassen wird. Innerhalb von nur 90 Sekunden sollten sämtliche Passagiere die Kabine über die Hälfte der Notausgänge verlassen können. Getestet wird unter Realbedingungen, mit echten Menschen. Eine hektische Angelegenheit, berichtet Galea. Drei bis fünf Prozent der Versuchspersonen würden sich dabei in irgendeiner Weise verletzen. "Und diese Tests sind nicht unbedingt repräsentativ dafür, wie das Flugzeug im Ernstfall abschneidet."

Was passiert, wenn zum Beispiel durch einen der Notausgänge von außen Feuer eindringt? Die FSEG-Experten können fast alle erdenklichen Szenarien in ihren Rechnern detailgetreu simulieren. Die Ergebnisse sind mitunter beunruhigend. Brennendes Kerosin kann nach einer Notlandung auch in der Kabine ein Inferno auslösen. Schon bald brennen die ersten Sitze. Rauch und giftige Gase breiten sich aus, die Temperatur steigt. Auf Kopfhöhe kann sie schon nach drei Minuten mehr als 200 Grad Celsius betragen. Die Überlebenschancen sinken rapide. Im schlimmsten Fall kommt es zum gefürchteten "Flashover", wobei sich der gesamte Raum schlagartig in ein Flammenmeer verwandelt. Ein Flashover, so Galea, kann auf zweierlei Weise entstehen. Entweder produziert das Feuer selbst entzündliche Gase, die zu einem bestimmten Zeitpunkt explodieren, oder die oben hängende Hitze strahlt so viel Energie nach unten ab, dass sich alles dort auf einmal entzündet. Das überlebt niemand.

Realistischere Einblicke

Nach den FSEG-Berechnungsmodellen lägen die Evakuierungszeiten für viele realistische Unfallszenarien deutlich über der getesteten 90-Sekunden-Grenze. "Wir plädieren schon seit Jahren dafür, den internationalen Standard-Test abzuschaffen", betont Galea. Die Simulationen bieten schließlich viel realistischere und vielfältigere Einblicke.

Mehrere Flugzeughersteller arbeiten bereits mit der FSEG zusammen und nutzen deren Softwaresysteme für ihre Sicherheitskonzepte. Trotzdem ließe sich noch einiges verbessern. Laut Galea wäre es unter anderem sinnvoll, in den Kabinen Wasservernebelungssysteme zu installieren. Sie dürften die Ausbreitung von Feuer zumindest bremsen und flüchtenden Passagieren mehr Zeit geben. "Jede Sekunde kann entscheiden."

Der Forscher lässt sich nicht abhalten, selbst immer wieder in ein Flugzeug einzusteigen. Vorsorglicher geworden ist er aber. "Ich will immer so nah an einem Ausgang sitzen wie möglich und trage auch stets eine Rauchschutzmaske bei mir." Außerdem merkt er sich vor Abflug die Anzahl der Sitzreihen bis zum Notausgang. In einer verqualmten Kabine, sagt Galea, könnte man sonst leicht an der rettenden Tür vorbeikrabbeln. (Kurt de Swaaf/DER STANDARD, Printausgabe, 18.05.2011)

=> Wissen: Luftfahrt-Gelder


Wissen: Luftfahrt-Gelder

Österreichische Unternehmen und Forschungseinrichtungen liefern für die internationale Luftfahrtbranche unter anderem Materialien für leichtere Bauteile, aber auch Softwareprogramme für eine verbesserte Flughafenlogistik oder Kommunikationssysteme, die schnelle und sichere Abläufe innerhalb des Flugzeugs garantieren sollen. Die Luftfahrt hatte zuletzt vor allem das Ziel, Kosten und Treibstoff zu sparen, weshalb auf europäischer Ebene auch Clean Sky, ein Joint Venture zwischen EU-Kommission und Industrie, mit einem Budget von 1,6 Mrd. Euro gegründet wurde. Auf nationaler Ebene wurden Forschungsarbeiten in den vergangenen Jahren durch mehrere Ausschreibungen der Programmlinie Take off des Verkehrsministeriums staatlich gefördert. (red)

  • Simulation der Evakuierung eines zweistöckigen Flugzeugs, wie sie von der Forschergruppe durchgerechnet wurde.
    foto: fseg

    Simulation der Evakuierung eines zweistöckigen Flugzeugs, wie sie von der Forschergruppe durchgerechnet wurde.

  • Sämtliche Passagiere sollten ein Flugzeug über die Hälfte der Notausgänge in 90 Sekunden verlassen können.
    foto: urban

    Sämtliche Passagiere sollten ein Flugzeug über die Hälfte der Notausgänge in 90 Sekunden verlassen können.

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