Darum sind die Fenster im Flugzeug oval

Wer heute im Flugzeug Platz nimmt, kennt es nicht anders: Die Scheiben, durch die er nach draußen schaut, sind rund oder zumindest oval. Aber das war nicht immer so: In den Anfängen des privaten Luftverkehrs waren die Fenster noch rechteckig geformt, so wie man es auch vom Hausbau her kennt.

Bildstrecken Die heißeste Pilotin, seit es Flugzeuge gibt Zwei Abstürze änderten alles

Nachdem 1954 zwei Comet-Maschinen mit zerborstenem Rumpf vom Himmel gestürzt waren, begaben sich Flugzeughersteller und unabhängige Experten auf Ursachensuche: Die Lösung lieferte schließlich ein geborgenes Wrackteil, das im Bereich der Fenster deutliche Risse aufwies. Diese könnten unter Druck schnell zum Aufbrechen des Rumpfes führen, vermuteten die Fachleute. Den Beweis dafür lieferten Untersuchungen an einem unbeschadeten Flugzeug des gleichen Bautyps: Bis zu 70 Prozent des Drucks konzentrieren sich an den Ecken der Fenster, was sie zu Schwachstellen macht.
Darum haben Flugzeugfenster immer ein Loch

Wer es entdeckt, muss sich nicht sorgen. Es ist kein Defekt, sondern entscheidend für die Flugsicherheit. Das Loch - das sogenannte «Breather Hole» (Atemloch) - erfüllt eine wichtige Funktion: Es unterstützt den Druckausgleich.

Im Inneren der Kabine herrscht je nach Flughöhe ein deutlich höherer Druck als in der Umgebung des Flugzeuges. Dieser Druck will drängt nach außen. Daran hindern ihn pro Fenster drei Acryl-Scheiben. Die Hauptaufgabe fällt dabei der äusseren Scheibe zu. Darauf lastet der ganze Kabinendruck. Dies, weil es in der mittleren Scheibe ein kleines Loch gibt, das den Druck zur äusseren Scheibe leitet. Sollte diese bersten, könnte die mittlere Scheibe dem Druck ebenfalls standhalten. Trotz des kleinen Loches, denn damit kommt der Druckausgleich des Flugzeugs im Notfall klar. Die Funktion der inneren Scheibe? Sie dient in erster Linie dem Schutz der beiden anderen Scheiben vor allzu forschen Passgieren.

(Bild: Flickr.com/Pedro Moura Pinheiro/CC BY-NC-SA 2.0)

Das änderte sich Mitte des 20. Jahrhunderts, als sich die Luftfahrtindustrie weiterentwickelte und Flugzeuge immer höher fliegen konnten. Das weltweit erste Düsenverkehrsflugzeug, die britische De Havilland Comet, die 1952 zu ihrem Jungfernflug startete, erreichte bereits eine Flughöhe von rund 10.000 Metern. Heute bewegen sich Langstreckenmaschinen in 10.000 bis 15.000 Metern Höhe.

Hoch hinaus und Geld gespart

Der Aufstieg brachte viele Vorteile – für Fluggesellschaften und Passagiere: So kommt es so weit oben seltener zu Turbulenzen. Zudem sorgen der geringere Luftdruck und der reduzierte Luftwiderstand dafür, dass die Maschinen weniger Kerosin verbrauchen.

Die neue Reisehöhe birgt jedoch auch Risiken. Denn in 10.000 Metern ist der Luftdruck so niedrig, dass man ohne Druckausgleich innerhalb von Sekunden das Bewusstsein verlieren würde. In der Kabine wird aus diesem Grund der Druck künstlich erhöht. Je höher ein Flugzeug also fliegt, desto größer ist der Druckunterschied zwischen Kabine und Umgebung.

Vorsicht ist besser als Nachsicht

Der Druck sorgt dafür, dass sich der Durchmesser des Flugzeugrumpfes leicht vergrößert. Die dabei auf das Material wirkenden Kräfte würden sich dank der zylindrischen Form des Rumpfes eigentlich problemlos verteilen – wären da keine Fenster.

Sie sind ein Hindernis, das sich den Kräften in den Weg stellt. Dort wo die Kräfte auf das Hindernis treffen, entstehen starke Spannungen, die das Material ermüden. Besonders starke Spannungen gibt es, wenn die Aussparungen für die Fenster rechteckig sind, wie es zu Beginn der Passagierfliegerei noch üblich war.

Denn die Ecken lassen die Kräfte nicht ohne Weiteres vorbei: Der Druck konzentriert sich in den Ecken des Fensters und kann zum Bersten des Glases und zu Rissen im Rumpf führen – was im schlimmsten Fall den Absturz des Flugzeuges zur Folge hat. Bei ovalen Fenstern werden die Kräfte wesentlich besser verteilt (siehe Bildstrecke). So reduziert sich der Druck auf das Material.

(L'essentiel/Fee Riebeling)