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Aktive Sidesticks

Die Weltpremiere im Cockpit der Irkut MS-21

Sogenannte aktive Sidesticks bringen Vorteile bei der Flugsteuerung und überzeugen Piloten. In der MS-21 von Irkut kommt die Technologie erstmals in einem großen Passagierjet zum Einsatz.

Dmitry Terekhov/Flickr/CC BY-SA 2.0

Irkut MS-21: Die Piloten steuern den Jet mit aktiven Sidesticks.

2021 will der russische Flugzeugbauer Irkut erstmals eine MS-21 ausliefern. Der neue Kurz- und Mittelstreckenjet soll der Boeing 737 Max und dem Airbus 320 Neo Konkurrenz machen. Das Modell, das zurzeit Testflüge absolviert, bringt dabei eine Neuerung bei der Flugsteuerung mit, die für große Passagierflieger eine Weltpremiere ist: aktive Sidesticks.

Die Piloten steuern die MS-21 nicht etwa über ein Steuerhorn, wie es bei Boeing üblich ist. Sie nutzen seitlich angebrachte Steuerknüppel, wie sie auch in den Flugzeugen von Airbus zu finden sind. Allerdings gibt es einen wichtigen Unterschied: Airbus verwendet passive Sidesticks, in der MS-21 sind aktive Sidesticks verbaut.

Fühlbares Feedback

Für beide Stick-Varianten gilt: Wenn der Pilot den Steuerknüppel bewegt, gibt er damit einen Befehl an einen Computer, der dann wiederum beispielsweise das Höhenruder bewegt – die berühmte Fly-by-Wire-Steuerung. Bei einem passiven Stick spürt der Pilot dabei allerdings nicht, welche Kräfte gerade auf das Höhenruder wirken.

Ein aktiver Sidestick kann dem Piloten dagegen fühlbares Feedback geben. Wann und wie das geschieht, ist variabel. «Ein aktiver Sidestick ist frei programmierbar», erklärt Stefan Levedag, Direktor des Instituts für Flugsystemtechnik beim Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR. «Man kann zum Beispiel Grenzen oder Warnungen einbauen: Wenn das Flugzeug einen gewissen Anstellwinkel überschreitet, gibt es einen harten Stopp, der aber natürlich trotzdem überdrückt werden kann.»

Aktive Sidesticks sind problemlos zu koppeln

Oder der Stick vibriere, wenn ein kritischer Bereich erreicht sei. «Man kann den Stick sogar so programmieren, dass er durch einen fühlbaren Impuls eine Ausweichwarnung gibt, wenn sich ein anderer Flieger nähert.» Und es gibt einen weiteren deutlichen Unterschied. Wenn ein Pilot eines Boeing-Jets sein Steuerhorn bewegt, geht das Steuerhorn des anderen Piloten die Bewegung mit. Das gilt auch, wenn der Autopilot den Flieger steuert.

Die passiven Sidesticks von Airbus sind nicht entsprechend gekoppelt. Was der Autopilot tut, ist nicht am Stick zu erkennen, denn dieser bewegt sich nicht. Wenn der Pilot seinen Stick nach vorne drückt, merkt der Kopilot davon an seinem Stick ebenfalls nichts. Weil die Steuerknüppel außen angebracht sind, kann der eine Pilot kaum sehen, was der andere mit dem Stick gerade tut. Aktive Sidesticks sind dagegen problemlos zu koppeln.

Piloten gefallen die aktiven Sidesticks

In einem speziell angepassten Airbus-A320-Simulator verglichen vor einigen Jahren für eine wissenschaftliche Studie zwölf Piloten gekoppelte und nicht gekoppelte Sidesticks bei Landungen. Die Studie hielt fest: «Generell hielten die Piloten es für wünschenswert, gekoppelte Sidesticks zu haben.» Die Untersuchung zeigte, dass der überwachende Pilot durch die Kopplung besser wahrnehmen konnte, was der fliegende Pilot tat, und er außerdem das dynamische Verhalten des Flugzeugs besser antizipieren konnte.

aeroTELEGRAPH wollte auch aktuell von Piloten wissen, was sie von der Idee der aktiven Sidesticks halten, selbst, wenn sie noch nicht damit geflogen sind. «Ich persönlich würde aktive Sidesticks vorziehen», sagt etwa Nicklas Ahrens, Airbus-Pilot bei Lufthansa und Experte für Flugzeugdesign bei der Pilotengewerkschaft Vereinigung Cockpit. «Zum einen kann man Kräfte fühlen, die zum Beispiel auf das Höhenruder wirken. Zum anderen erfährt man, was der andere Pilot tut – zumindest, wenn man die Hand lose am Stick mitführt.»

Steuerhorn braucht viel Platz

Ein A320-Pilot von Lufthansa, der namentlich nicht genannt werden möchte, sagt: «Ich würde aktive Sidesticks auf jeden Fall mal gerne testen. Im Alltag vermisse ich das zwar nicht, aber ich denke, es ist intuitiver, und das kann in Notfallsituationen nur von Vorteil sein.»

Er sei früher auch Boeing 737 geflogen, so der Pilot. Dabei bekomme man nicht nur besser mit, was der Nebenmann tue. «Man spürt auch Unterschiede in der Leichtgängigkeit, zum Beispiel, wenn man Kurven bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten fliegt.» Mit passiven Sidesticks fühle sich das immer gleich an.

Airbus-Sidesticks haben auch Vorteile

Dennoch sei er Fan von Sidesticks. «Denn dadurch hat man Platz vor sich, den Airbus ja für ein Tischchen nutzt.» Das sei nicht nur ein enormer Komfort auf langen Flügen, sondern könne auch «in einer Notsituation von Vorteil sein, wenn man Verfahren abarbeiten und dazu zum Beispiel ein Buch herausholen muss», sagt der Pilot. «Das alles auf den Knien zu machen, mit dem Steuerhorn zwischen den Beinen, ist nicht optimal.»

Auch Chesley Sullenberger, einer der berühmtesten Piloten der Welt, lobt auf Anfrage von aeroTELEGRAPH: «Aktive Sidesticks können dem überwachenden Piloten das notwendige Feedback geben, um zu wissen, welche Steuereingaben der fliegende Pilot macht, und so das Situationsbewusstsein und die Crew-Koordination verbessern.» Sullenberger war 2009 eine erfolgreiche Notwasserung mit einem A320 auf dem Hudson River gelungen.

Lob von Sullenberger

Generell solle es das Ziel sein, Flugzeuge und Flugzeugsysteme zu entwickeln, die intuitiv seien und den Piloten dabei helfen würden, den Zustand des Flugzeuges zu erfassen und aktiv zu sein, so Sullenberger. Solche fehlenden intuitiven Eingaben könnten laut dem berühmten Piloten mit ein Grund für den Absturz von Air-France-Flug AF447 gewesen sein.

Solch ein Unglück wäre nach Sullenbergers Meinung mit einem Flugzeug von Boeing unwahrscheinlicher gewesen, weil es im Boeing-Cockpit für den Piloten kaum möglich sei, nicht zu erfassen, was sein Nebenmann tue. Bei dem Unglück im Jahr 2009 hatte der eine Pilot die Nase des Fliegers permanent nach oben gezogen, was der andere Pilot nicht bemerkte und schließlich zu einem Strömungsabriss führte.

Idee gibt es schon lange

Stefan Levedag vom DLR warnt allerdings vor zu einfachen Erklärungen: «Bei einem Flugunfall kommen sehr viele Faktoren zusammen.» Daher könne und dürfe man zum Beispiel bei AF447 nicht sagen, mit aktiven Sidesticks wäre das nicht passiert. «Eine so monokausale Erklärung wäre unseriös.»

Dennoch haben aktive Sidesticks für die Piloten offenbar viele Vorteile gegenüber passiven. Warum hat bisher – abgesehen von existierenden militärischen Anwendungen – also noch kein Flugzeugbauer auf aktive Sidesticks gesetzt, allen voran Airbus? «Wir haben schon vor mehr als 30 Jahren damit begonnen, uns mit aktiven Sidesticks zu beschäftigen», sagt Levedag. «Aber die großen Flugzeughersteller waren davon nie zu überzeugen.»

Gulfstream fliegt bereits mit aktiven Sticks

Der Experte weist darauf hin, dass aktive Sidesticks ein sicherheitskritisches Element sind, das viele Redundanzen braucht. «Das macht das System komplexer, schwerer, voluminöser und teurer als passive Sidesticks.» Zudem müsse das Ganze an das Flugzeug angepasst und die Piloten müssten geschult werden. Auch der Wartungsaufwand sei höher. «All das schreckt die Hersteller der großen Passagierflieger ab», so Levedag. Bei einem weniger kostensensitiven Segment wie Businessjets sehe die Sache vielleicht nochmal anders aus.

Tatsächlich war ein Businessjet-Hersteller noch schneller als Irkut mit der MS-21. Gulfstream baut in ihre neuen Modelle G500 und G600 aktive Sidesticks ein. Diese entwickelte der US-Flugzeugbauer zusammen mit dem britischen Unternehmen BAE Systems, das eine ähnliche Technologie schon für den Kampfjet F-35 entworfen hat.

Irkut muss etwas Neues vorweisen

Colin Miller, bei Gulfstream für Innovationen, Technik und Flugbetrieb verantwortlich, erklärt, man habe sich für die Technologie entschieden, um die Sicherheit weiter zu erhöhen. Die Koppelung der Steuerknüppel stelle auch in herausfordernden Situation sicher, dass ein Pilot stets wisse, was der andere tue. Zugleich gewinne man Platz im Vergleich zum zuvor stets verwendeten Steuerhorn. Das Feedback der Piloten sei positiv, so Miller. Mancher habe schon gesagt, er würde nicht zum Steuerhorn zurückkehren wollen.

Nun setzt mit Irkut, das zum russischen Luftfahrtkonsortium UAC gehört, erstmals ein Hersteller großer Passagierjets auf Sidesticks – trotz der höheren Kosten, die Billigairlines beispielsweise abschrecken könnten. Stefan Levedag vom DLR sagt, er sei überrascht von der Entscheidung. «Irkut muss sich aber offenbar mit etwas präsentieren, was andere nicht haben, um in den Markt zu kommen.» Es sei der Versuch, sich zu differenzieren. Unterstützung dabei bekommen die Russen vom US-Unternehmen Collins Aerospace, das die neuen Steuerknüppel für die MS-21 entwickelt hat.

Schwenkt Airbus irgendwann um?

Bleibt die Frage, ob Airbus eines Tages auch auf die Technologie setzen wird. Der Flugzeughersteller ließ entsprechende Fragen bisher unbeantwortet, doch es deutet wenig darauf hin. Airbus ist bisher nie auf aktive Sidesticks umgeschenkt, warum sollte sich das gerade jetzt ändern? Und neben dem Kostenargument spricht noch etwas dagegen: Sollte der Flugzeugbauer aktive Sidesticks bei einem Modell einführen, würde es ihn Vorteile bei den Zertifizierungen kosten, die einfacher werden, wenn Modelle Übereinstimmungen haben.



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