Blitzeinschlag ins Flugzeug: Wie oft es passiert und warum nichts passiert

Ein Verkehrsflugzeug wird nach Zahlen der Luftfahrtindustrie im Schnitt etwa einmal pro Jahr vom Blitz getroffen – rechnerisch einmal je 1.000 Flugstunden. Folgenlos bleibt das fast immer, weil die metallische Außenhaut den Strom außen herum um die Kabine führt und an einer anderen Stelle wieder abgibt. Die eigentliche Pointe steckt aber woanders: In rund 90 Prozent der Fälle fängt das Flugzeug keinen vorhandenen Blitz ab, sondern löst ihn selbst aus – und die Sicherheitstechnik, die zählt, sitzt nicht an der Außenhaut, sondern am Tank.

Die kurze Antwort: einmal im Jahr, und Sie werden es kaum erleben

Die meistgenannte Zahl stammt von der Luftfahrtindustrie selbst: ein Blitzeinschlag je 1.000 Flugstunden, was bei der Auslastung eines Kurzstreckenjets ungefähr einem Treffer pro Jahr und Flugzeug entspricht. Das klingt nach viel. Umgerechnet auf den einzelnen Flug wird daraus eine sehr kleine Zahl.

Eigene Rechnung auf Basis der Faustzahl „ein Einschlag je 1.000 Flugstunden“. Die tatsächliche Häufigkeit hängt stark vom Einsatzgebiet und der Jahreszeit ab: Ein Flugzeug, das im Sommer täglich durch mitteleuropäische Schauerluft steigt, sammelt deutlich mehr Treffer als eines auf Wüstenrouten.

Genau dieses Verhältnis erklärt die verbreitete Verwunderung. Der Einschlag ist aus Sicht der Flotte Alltag und aus Sicht des einzelnen Passagiers ein Ereignis, das man statistisch einmal im Leben erwischt, wenn überhaupt. Und wenn es passiert, merken viele an Bord es nicht einmal zuverlässig: Ein heller Blitz, ein Knall wie ein kurzer Schlag gegen den Rumpf, manchmal ein Rauschen im Bordunterhaltungssystem – dann fliegt das Flugzeug weiter wie vorher.

Der Satz, der alles umdreht: Das Flugzeug löst den Blitz aus

Die Standardvorstellung geht so: Am Himmel entlädt sich ein Blitz, und das Flugzeug hat das Pech, gerade im Weg zu sein. Die Messungen sagen etwas anderes. Rund neun von zehn Einschlägen in Flugzeuge sind selbst ausgelöst – das Flugzeug erzeugt die Entladung, die es trifft.

Der Mechanismus ist Elektrostatik. Eine Gewitter- oder Schauerwolke ist elektrisch geschichtet: oben positiv, in der Mitte negativ, unten wieder eine positive Ladungsinsel. Zwischen diesen Schichten steht ein Feld, das für eine spontane Entladung oft noch nicht stark genug ist. Fliegt nun ein 40 Meter langer Metallkörper hinein, verzerrt er dieses Feld: An den Spitzen – Nase, Flügelenden, Leitwerk – wird die Feldstärke lokal so weit überhöht, dass die Luft dort ionisiert. Vom Flugzeug wachsen in zwei entgegengesetzte Richtungen Entladungskanäle, und wenn sie die Ladungszentren erreichen, fließt der Strom. Das Flugzeug ist dabei nicht Empfänger, sondern Auslöser – es schließt einen Stromkreis, den die Wolke allein nicht geschlossen hätte.

Daraus folgt ein praktischer Punkt, der oft untergeht: Ein Einschlag setzt kein ausgewachsenes Gewitter voraus. Aktive Zellen meiden Besatzungen ohnehin großräumig – warum und mit welchen Abständen, steht in Gewitter: Warum Flugzeuge Umwege fliegen. Die Treffer passieren deshalb überwiegend nicht im Gewitter, sondern in der unscheinbaren, geladenen Schauerbewölkung drumherum, die auf dem Wetterradar harmlos aussieht.

Wo die Einschläge passieren – und warum das ausgerechnet über NRW liegt

Blitzeinschläge verteilen sich nicht gleichmäßig über den Flug. Sie häufen sich in einem engen Höhenband: grob zwischen 5.000 und 15.000 Fuß, also 1.500 bis 4.600 Metern, mit einem Maximum um 11.000 Fuß. Der Grund ist nicht die Höhe an sich, sondern die Temperatur. Die meisten Treffer ereignen sich in der Nähe der Nullgradgrenze, etwa zwischen +5 und −10 Grad – dort, wo Wasser, Eiskristalle und Graupel gleichzeitig vorkommen und sich beim Aneinanderreiben elektrisch aufladen. Oberhalb von rund 24.000 Fuß geht die Trefferquote gegen null.

Dieses Band durchfliegt jede Maschine zweimal: einmal im Steigflug, einmal im Sinkflug. Wie wenig Zeit das ist, lässt sich ausrechnen.

Eigene Rechnung mit üblichen Steig- und Sinkraten im Verkehrsflug. Die Steigrate nimmt mit der Höhe ab, die Werte sind Mittelwerte für dieses Band.

Zehn Prozent der Flugzeit, aber der Löwenanteil der Einschläge – das ist der eigentliche Befund. Und für alle, die von unten zuschauen, hat er eine geografische Konsequenz. Auf einem Standard-Sinkprofil von 3 Grad verliert ein Flugzeug rund 318 Fuß je Seemeile. Das Höhenband 5.000 bis 15.000 Fuß liegt damit etwa 16 bis 47 Seemeilen vor der Bahnschwelle, also rund 29 bis 87 Kilometer vor dem Flughafen. Für Düsseldorf und Köln/Bonn bedeutet das: Die Zone, in der Blitzeinschläge am wahrscheinlichsten sind, ist genau der Himmel über dem Ruhrgebiet, dem Bergischen Land und dem Niederrhein. Wie sich dieses Profil über den eigenen Wohnort rechnen lässt, steht in Flughöhe über meinem Ort berechnen; wie lange der Anflug insgesamt dauert, in Wie lange dauert der Anflug auf Düsseldorf.

Was in den Millisekunden passiert

Der Strom tritt an einem Extrempunkt ein und an einem anderen wieder aus – typischerweise Nase oder Flügelende als Eintritt, Leitwerk, Flügelhinterkante oder das gegenüberliegende Flügelende als Austritt. Weil sich das Flugzeug währenddessen mit mehreren hundert Kilometern pro Stunde weiterbewegt, wandert der Ansatzpunkt über die Haut nach hinten; die Fachsprache nennt das den Swept Stroke. Zurück bleiben oft mehrere kleine Einbrandstellen in einer Reihe statt eines einzigen Lochs.

Dass die Kabine davon nichts mitbekommt, liegt an zwei Effekten. Erstens ist die Aluminiumstruktur ein geschlossener Leiter – ein faradayscher Käfig; das Feld im Inneren bleibt nahezu null. Zweitens fließt hochfrequenter Strom ohnehin fast nur in einer dünnen Randschicht des Leiters. Beides zusammen sorgt dafür, dass der Strom über die Haut läuft und nicht durch den Innenraum.

Es gibt allerdings Stellen, die kein Metall sind und deshalb Sonderbehandlung brauchen. Die wichtigste ist die Radarnase: Sie muss für das Wetterradar durchlässig sein und darf gerade nicht leiten. Deshalb liegen auf dem Radom schmale Metallstreifen, sogenannte Blitzableiterstreifen, die den Ansatzpunkt gezielt einfangen und in die Struktur leiten. Bei modernen Flugzeugen aus Kohlefaser kommt ein zweites Problem dazu: Kohlefaser leitet viel schlechter als Aluminium. Boeing legt deshalb beim 787 Kupferfolie in die äußeren Lagen der Rumpfhaut, Airbus beim A350 ein Aluminium-Drahtgeflecht – ein nachgebauter faradayscher Käfig in einem Rumpf, der von Haus aus keiner ist. Warum dieselbe Außenhaut fast immer weiß lackiert ist, steht übrigens in Warum sind Flugzeuge weiß.

Gegen den Strich: Die „Blitzableiter“ an den Flügelenden sind keine

An den Hinterkanten von Tragflächen und Leitwerk sitzen dünne Stäbchen mit Fransen am Ende, oft ein Dutzend pro Flügel. Sie heißen im Deutschen häufig „Blitzableiter“, und fast jede Erklärung im Netz schreibt ihnen genau diese Rolle zu. Sie haben mit Blitzschutz praktisch nichts zu tun.

Ihre Aufgabe ist eine ganz andere: Ein Flugzeug lädt sich beim Flug durch Regen, Schnee, Eis oder Staub elektrostatisch auf – Fachbegriff Precipitation Static. Diese Ladung würde sich unkontrolliert an Antennen und Kanten entladen und den Funk- und Navigationsempfang zurauschen. Die Ableiter geben die Ladung kontinuierlich und geräuschlos an die Luft ab. Sie schützen also nicht das Flugzeug vor dem Blitz, sondern das Radio vor dem Rauschen.

Warum sie für einen Blitz gar nicht in Frage kommen, zeigt ein Blick auf ihren Widerstand: Er liegt bauartbedingt im Bereich von etwa 6 bis 200 Megaohm. Nach dem ohmschen Gesetz bräuchte es schon bei 100 Megaohm und 30.000 Ampere eine Spannung in der Größenordnung von 10¹² Volt, um den Blitzstrom da hindurchzudrücken. Eine Gewitterwolke bringt es auf einige hundert Millionen Volt – rund vier Größenordnungen zu wenig. Der Blitz nimmt deshalb selbstverständlich den Weg über die Struktur, so wie er es auch ohne Ableiter täte.

Die Verwechslung hat eine historische Wurzel: Nach dem Unfall von 1963, um den es gleich geht, ordnete die US-Luftfahrtbehörde unter anderem die Ausrüstung von Verkehrsjets mit Entladungsableitern an. Es war die sichtbarste der damaligen Maßnahmen – und ausgerechnet die, die gegen einen Blitzeinschlag am wenigsten ausrichtet.

Der 8. Dezember 1963: Warum der Tank das Problem war, nicht der Rumpf

An diesem Abend wartete Pan-Am-Flug 214, eine Boeing 707, in einer Warteschleife vor Philadelphia auf die Landefreigabe – in 5.000 Fuß Höhe, also mitten im Höhenband, das sich oben ergeben hat. Ein Blitzeinschlag entzündete das Kraftstoff-Luft-Gemisch in einem der Reservetanks im linken Flügel. Die Explosion riss den äußeren Flügel ab, die Maschine stürzte bei Elkton, Maryland, ab; alle 81 Menschen an Bord starben. Es ist der Unfall, der den Blitzschutz in der Verkehrsluftfahrt zu dem gemacht hat, was er heute ist.

Entscheidend ist, was die Untersuchung nicht fand: kein Versagen der Zelle, keine Gefährdung der Kabine durch den Stromfluss. Die Außenhaut hatte ihren Job getan. Versagt hatte die Grenze zwischen Struktur und Kraftstoffsystem.

Der unterschätzte Teil der Geschichte ist dabei, dass der betroffene Tank ein Reservetank war und fast leer. Ein voller Tank ist nämlich der harmlosere: Über wenig Kerosin steht viel Dampf, und erst ein Dampf-Luft-Gemisch im richtigen Mischungsverhältnis ist überhaupt zündfähig. Zum Zünden reichen dann Bruchteile eines Millijoules – eine Energie, die jeder Funke an einer schlecht verbundenen Tankabdeckung mühelos liefert. Aus dieser Einsicht folgten die Maßnahmen, die bis heute gelten:

• elektrische Verbindung aller Teile im und am Tank – Abdeckungen, Ventile, Wartungsluken –, damit zwischen ihnen keine Potenzialdifferenz und damit kein Funke entstehen kann;
• Flammensperren in den Tankentlüftungen, damit eine Zündung am Auslass nicht in den Tank zurückschlagen kann;
• eigene Zulassungsvorschriften: In den heutigen Bauvorschriften für Verkehrsflugzeuge stehen Blitzschutz der Struktur und Blitzschutz des Kraftstoffsystems als getrennte, jeweils nachzuweisende Anforderungen;
• Reduzierung der Brennbarkeit im Tank selbst – die jüngste Ausbaustufe desselben Gedankens: Statt jede Zündquelle einzeln auszuschließen, wird der Sauerstoffgehalt im Leerraum über dem Kerosin gesenkt, sodass das Gemisch gar nicht erst zündfähig wird.

Seit der Blitzschutz von Struktur und Kraftstoffsystem verbindlich nachzuweisen ist, sind Unfälle mit Todesfolge, die eindeutig auf einen Blitzeinschlag zurückgehen, in der Verkehrsluftfahrt praktisch verschwunden. Das ist kein Naturgesetz, sondern das Ergebnis einer konkreten Konstruktionsanforderung – und ein gutes Beispiel dafür, dass die entscheidende Sicherheitstechnik meistens dort sitzt, wo niemand hinschaut.

Was danach passiert: Der Flug geht weiter, das Flugzeug nicht sofort

Ein Blitzeinschlag ist im Cockpit ein Ereignis, aber selten ein Notfall. Die üblichen Nachwirkungen sind kurzzeitiges Rauschen im Funk, gelegentlich eine vorübergehende Störanzeige und – früher häufiger als heute – ein danebenliegender magnetischer Kompass. Die Besatzung meldet den Treffer, prüft die Systeme durch und setzt den Flug in aller Regel planmäßig fort. Ein Ausweichflughafen wird nur angesteuert, wenn etwas Konkretes ausgefallen ist; ein Ablassen von Kerosin ist praktisch nie nötig.

Am Boden ist die Sache dann aber nicht erledigt. Nach jedem gemeldeten Einschlag ist eine Inspektion vorgeschrieben: Techniker suchen die Zelle systematisch nach Ein- und Austrittsstellen ab – kleine Schmelzpunkte im Lack, angeschmolzene Nieten, Einbrände an Flügelenden, Leitwerk und Radom –, prüfen Antennen, Ableiter und die Verbindungen am Kraftstoffsystem. Das kostet üblicherweise ein bis mehrere Stunden. Genau daran erkennt man solche Fälle auch von außen: nicht an einer Umkehr in der Luft, sondern an einem Flugzeug, das nach der Landung deutlich länger am Gate steht, als der Umlaufplan vorsieht. Dieselbe Logik gilt bei Vogelschlag.

Selbst nachprüfen: Woran man eine Blitzlage im Radar erkennt

1. Auf das Höhenband achten. Maschinen zwischen 5.000 und 15.000 Fuß im Steig- oder Sinkflug sind die Kandidaten. Was darüber im Reiseflug durchzieht, ist praktisch nicht betroffen.
2. Nicht die Gewitterzelle beobachten, sondern den Rand. Die aktive Zelle wird großräumig umflogen. Interessant ist die unscheinbare Schauerbewölkung daneben, durch die der Verkehr tatsächlich geht.
3. Umwege im Anflug lesen. Weicht eine ganze Reihe von Anflügen von der üblichen Linie ab, liegt eine Zelle im Weg – gut sichtbar im Radar über Düsseldorf.
4. Standzeiten am Boden vergleichen. Ein Flugzeug, das nach einer Gewitterlage ungewöhnlich lange am Gate bleibt, während die Flotte weiterrotiert, wird oft gerade inspiziert.
5. Die Grenze kennen. Ob ein Flugzeug getroffen wurde, steht in keinem Radarsignal. Übertragen wird nur, was der Transponder sendet – Position, Höhe, Kennung; mehr dazu in Was ist ADS-B. Alles andere ist Indizienlage.

Häufige Fragen

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