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Autonomer Luftverkehr:Pilot außer Dienst

Cirrus

Cirrus hat den Vision Jet mit zahlreichen Sicherheitslösungen ausgestattet. Beispielsweise mit einem Flugzeugfallschirm, der insgesamt bereits 88 Abstürze verhindert haben soll.

(Foto: Cirrus)

Viele Passagiere fürchten sich vorm unbemannten Cockpit. Dabei fliegen Militärflugzeuge seit Jahrzehnten per Computer. Doch die Vorbehalte sind groß.

Von Rolf Stünkel

Ein Businessjet im blauen Himmel über den USA: So beginnt ein Werbespot des Flugzeugherstellers Cirrus. Am Steuer der stolze Familienvater, auf den hinteren Sitzen eine elegante Frau mit Tablet, neben ihr döst die halbwüchsige Tochter. Plötzlich hebt die Dame die Augenbrauen. Fühlt sich der Pilot nicht wohl? Die Lage muss prekär sein, denn sie drückt einen roten Knopf an der Kabinendecke. "Automatische Notlandung aktiviert", ertönt eine Computerstimme. Wenig später ändert das Flugzeug den Kurs und landet auf einem nahen Airport.

Was als Science-Fiction rüberkommt, gibt es schon. Der einmotorige Vision Jet des US-Herstellers Cirrus, Stückpreis knapp zwei Millionen Euro, bietet als Option das Garmin-Notlandesystem "Safe Return". Es nutzt GPS-Signale, Navigationssoftware, Funkgeräte und eine automatische Steuerung. Drückt jemand auf den Knopf, startet ein mehrstufiges Programm: Ein Notfall-Code informiert die Fluglotsen, Computer wählen den passenden Flughafen und führen die Landung durch. Cirrus, ein Pionier auf dem Gebiet der Fallschirm-Rettung kompletter Flugzeuge, plant schon den vollautomatischen Trip von A nach B, mit einfacher Touchscreen-Bedienung wie beim Navigationssystem im Auto.

Bei Kampfflugzeugen gibt es die Automatisierung schon lange

Der Autor dieser Zeilen hatte schon Anfang der 1980er Jahre die Gelegenheit, autonomes Fliegen zu testen - als Tornado-Pilot der Marine. Das System funktionierte beim Tiefflug im Nebel mit Geländefolge-Radar tadellos, und bald flogen ganze Formationen autonom zum Ziel - achselzuckend überließen die Piloten bei Nacht und Nebel die Steuerung dem Automaten.

Taugen solche Systeme auch für große Linienflieger? Dann könnte man auf die Piloten verzichten; vor Jahren wurde bereits der Flugingenieur wegrationalisiert. "Technisch geht das schon heute, wie man bei Kampfflugzeugen sehen kann", urteilt Lufthansa-Chef Carsten Spohr in einem Interview mit der Bild-Zeitung. "Im zivilen Flugbetrieb werden wir das so schnell nicht erleben." Pilotenverbände halten unbemannte Cockpits ebenfalls für unrealistisch. Kein Computer, so argumentieren sie, kann alle denkbaren technischen und zwischenmenschlichen Probleme an Bord lösen; am Ende müsse jemand die Verantwortung für Mensch und Maschine übernehmen.

Cirrus

Cirrus hat den Vision Jet mit zahlreichen Sicherheitslösungen ausgestattet. Beispielsweise mit einem Flugzeugfallschirm, der insgesamt bereits 88 Abstürze verhindert haben soll.

(Foto: Cirrus)

Kein Pilot hat etwas gegen den technischen Fortschritt einzuwenden. Cockpits sind längst mit Bildschirmen und Computertechnik vollgestopft; Linienjets haben zwar keinen "Notknopf" für heikle Fälle, können aber seit über 50 Jahren bei Nebel automatisch landen. Der Autopilot, genau genommen ein Verbund mehrerer Bauteile, folgt dem Flugplan und den Inputs der Crew. Besonders im dichtgepackten Luftraum an Mega-Airports entlastet er die Piloten, während sie nach anderen Flugzeugen Ausschau halten. Im Reiseflug hält er die Maschine auch bei Turbulenzen zuverlässig auf Kurs und Flughöhe. Streikt ein einzelner Steuerungscomputer, kann das Flugzeug meist noch im Autopiloten weiterfliegen und sogar automatisch landen - eine lebensrettende Option im Falle eines total verqualmten Cockpits. Alle Flugzeuge lassen sich von Hand steuern; sämtliche Starts und die meisten Landungen werden sowieso am Knüppel gemacht. Im Reiseflug hingegen wäre manuelles Fliegen nicht sinnvoll: Der "fliegende" Pilot müsste unablässig auf seine Instrumente blicken, sein Kollege ihn dabei überwachen: Monotone Fliegerei wie in den 1920er Jahren, als die Piloten mit Pelzwesten in offenen Cockpits froren und ohne Kontakt zur Außenwelt ganz auf sich gestellt waren.

Lösungen gibt es bereits

Was ermöglicht autonomes Fliegen? Die Bordrechner müssten mit zahllosen Notfall-Szenarien gefüttert werden, um sie automatisch abarbeiten zu können - zwei solcher Lösungen funktionieren bereits. Die neueste Version des Zusammenstoß-Warnsystem TCAS (Traffic Alert and Collision Avoidance System) greift bei drohender Kollision mit einem anderen Flieger in die Steuerung ein und weicht selbsttätig der Gefahr aus. Ein anderes System bringt das Flugzeug bei Druckverlust in der Kabine per Knopfdruck automatisch in den steilen Sinkflug.

Autonome Jets müssten noch weit mehr beherrschen: Triebwerksausfälle, Brände, platzende Hydraulikleitungen, streikende Computer und alles, was sonst kaputt gehen kann. Doch wer programmiert Software gegen Vulkanaschewolken, Bombenattentate, Entführungen? Und was passiert eigentlich, wenn die Berechnungen auf falschen Daten basieren oder Computer den Geist aufgeben? Im Juni 2009 froren über dem Südatlantik Messfühler am Rumpf eines Air France- Airbus A 330 ein und verfälschten die Cockpitanzeigen; der Jet geriet außer Kontrolle. Der Kapitän war nicht im Cockpit, und es gelang den Copiloten nicht, den Absturz zu verhindern. Im Oktober 2018 und im März 2019 verunglückten zwei Boeing B737 MAX, weil ihr neuartiges Trimmsystem versagte und die Flugzeuge abrupt in den Sturzflug brachte.

Fälle wie diese lassen bezweifeln, dass streikende Rechner und Sensoren rechtzeitig von der Software zur Systemüberwachung entdeckt und umgangen werden können. Autonome Flugzeuge müssten alles leisten, wofür menschliche Teams an Bord da sind: die Flugplanung und Flugdurchführung unter allen denkbaren Wetterbedingungen, die Lösung technischer Störungen und die Abwehr aller sonstigen Gefahren. Der Transport von Menschen in einem vollgepackten Luftraum ist eine gewaltige Herausforderung. Verkehrsströme, Wetterbedingungen und das Passagierverhalten sind nur unzureichend vorhersagbar; die Rechner müssten ein fast menschliches Gespür haben.

Was schief gehen kann, geht schief - das gilt auch im Luftverkehr

Auch an Bord gilt Murphys Gesetz: Was passieren kann, wird garantiert passieren. Piloten müssen manchmal Entscheidungen treffen, für die es keine Checklisten gibt. Sie trainieren im Simulator anhand von Horrorszenarien, die man im echten Flieger nicht simulieren kann. Beim Upset Prevention and Recovery Training, zu Deutsch etwa: Schulung zur Vermeidung und Behebung gefährlicher Flugsituationen, lernen Crews, den Flieger auch aus sehr ungewöhnlichen Fluglagen zu retten, in die sie - aus welchem Grund auch immer - geraten sind.

Cirrus

Notlanden per Knopfdruck: Cirrus bietet mit „Safe Return“ ein automatisiertes Flugsystem für Privatpiloten an.

(Foto: Jeff Frey/Cirrus)

In der Fliegerei wird seit über 30 Jahren nach dem Crew Resource Management (CRM) gearbeitet. Dieses Konzept zur Fehlervermeidung und Entscheidungsfindung nutzt fachliche Kompetenz, erprobte Standardverfahren, Verhaltens- und Kommunikationstraining; mangelhafte Teamarbeit kann Katastrophen anrichten. Im März 1977 rasten zwei vollbesetzte Jumbos im Nebel auf der Startbahn von Teneriffa-Nord zusammen, weil einer der Kapitäne ohne Startfreigabe losgerollt war. Im Januar 1988 verloren Piloten bei Izmir durch schlechte Teamarbeit die Orientierung und stürzten ab. Im Januar 1989 stellte der Kapitän einer britischen B 737 nach Motorschaden versehentlich das intakte Triebwerk ab. Drei Situationen, in denen ein Einzelner eine Fehlentscheidung traf und das Team nicht arbeitete. Ein Trainingsschwerpunkt liegt heute darauf, ungeachtet der Bordhierarchie den eigenen Standpunkt angemessen zu vertreten ("Wir sollten erst das Gewitter abwarten") und auf allen Ebenen aufmerksam zuzuhören. Das Führungsteam sammelt die Fakten, formuliert Optionen und Lösungen. Am Schluss entscheidet der Kapitän. Dafür müsste ein autonomes System viel Rechenkapazität vorhalten.

Erst müssen autonome Autos Vertrauen gewinnen

Angenommen, alle technischen Hindernisse sind aus dem Weg geräumt, die Haftungsfragen geklärt und die ersten Passagiere begehen sich an Bord des neuartigen, autonomen Jets. Flugbegleiter machen wie immer die Sicherheitsvorführungen und prüfen, ob die Sicherheitsgurte angelegt sind. Der Kabinenchef (die Purserette), nunmehr alleiniger Chef an Bord, begrüßt die Gäste; er wird sie mit seinem Team vom Getränkeservice bis zur eventuellen Evakuierung nach einer Notlandung betreuen. Sollten schon kurz nach dem Takeoff Vögel beide Triebwerke gleichzeitig lahmlegen, wird der Autopilot es schon richten und das Flugzeug elegant zur Erde segeln lassen wie Captain Sullenberger Anno 2009 auf dem Hudson River.

Doch werden Passagiere diesem Vehikel jemals Vertrauen schenken? Laut einer vom Marktforschungsinstitut GfK in Deutschland durchgeführten Umfrage fühlen 67,8 Prozent der Passagiere leichtes Unbehagen, Angst oder sogar Panik. Das dürfte sich bei autonomen Flugzeugen eher noch verstärken, denn einen großen Teil der Befragten fürchten den Kontrollverlust und das Ausgeliefertsein. "Einer weitgreifenden Automatisierung stehen nur die Sorgen der Fluggesellschaften im Wege, die um die Akzeptanz ihrer Passagiere fürchten, wenn vorne kein Pilot mehr im Cockpit sitzt" , bestätigt Klaus-Dieter Scheurle, Chef der Deutschen Flugsicherung (DFS). Er sieht dennoch Chancen, sobald massenhaft selbstfahrende Autos unterwegs sind. "Wenn das funktioniert, wächst auch das Vertrauen in unbemannte Flugzeuge."

Oft kommen neue Impulse aus der Frachtfliegerei. Fred Smith, Gründer und CEO des Logistik-Giganten FedEx und damit Boss einer der größten Airlines der Welt, erklärte auf der Jahreshauptversammlung im September, künftig einige kleinere Flugzeuge autonom fliegen zu lassen - der Anfang ist gemacht.

© SZ vom 17.10.2020/reek
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