Geschichte

Der spanische Ingenieur und Luftfahrtpionier Juan de la Cierva erkannte am 8. Juni 1919 durch den Absturz eines von ihm entwickelten Flächenflugzeuges, dass Starrflügelflugzeuge und die noch nahezu flugunfähigen Hubschrauber sich „instabil“ in der Luft verhalten. Kommt es zu einem Ausfall des Antriebs, verlieren die Maschinen ihre Flugfähigkeit. Dieser Flugzustand durch zu geringe Geschwindigkeit, in der Aviatik auch als Strömungsabriss oder „Stall“ bezeichnet, ist bis dato der Albtraum jedes Piloten. Von der Idee beflügelt, ein „absturzsicheres“ und technisch sehr einfaches Fluggerät zu entwickeln, gelang ihm die Erfindung eines völlig neuen Luftfahrzeuges, des Autogyro – auch Tragschrauber oder Gyrocopter genannt. Durch die Entwicklung des „Schlaggelenks“ trug Cierva zudem maßgeblich zur Entwicklung flugfähiger Hubschrauber bei (5).

Technik und Einsatzgebiet

Der Gyrocopter gehört wie der Hubschrauber zur Familie der Drehflügler („rotary wings“). Im Gegensatz zum Hubschrauber wird beim Tragschrauber ein an einem Mast befestigter Rotor durch Vortrieb in Rotation versetzt. Dadurch kommt es zum aerodynamischen Auftrieb. Dabei ist der Hauptrotor nicht starr an dem Mast befestigt, sondern über eine kardanische Aufhängung mit der Nabe verbunden. Beobachtet man den Flug des Ahornsamens, so wird das Prinzip des Auftriebs durch Luftschrauben fassbar. Der gyroskopische Effekt – der Eigenstabilisierung von Kreiseln im Raum – ist der Grund, weshalb der Autogyro auch als sicherstes Fluggerät der Welt bezeichnet wird. Er ist wesentlich unempfindlicher gegenüber Turbulenzen als Flugzeuge sowie Hubschrauber und liegt stabil in der Luft. Selbst wenn der Motor ausfällt, kann ein Tragschrauber normal gelandet werden, da er sich ständig in „Autorotation“ befindet. Die geringe Anzahl dokumentierter Unfälle bei der Bundesstelle für Flugunfalluntersuchung belegt, dass Tragschrauber sicherer sind als jedes andere Fluggerät. Der Gyrocopter ist das einzige Fluggerät seiner Klasse, bei dem auf den Einbau eines Gesamtrettungssystems verzichtet werden kann, partiell wird es dennoch optional angeboten. Moderne geschlossene Gyrocopter verfügen über den im Pkw üblichen Komfort. Sie sind mit Heizung und Lüftung, Sitzheizung, Intercom und On-Board-Computer-Systemen (OCS) ausgestattet. Der Pilot kann über das OCS mit Hilfe von Schnittstellen alle technischen Daten des Fluggeräts abrufen, navigieren, Wetterdaten empfangen und vieles mehr.

Das schnelle Erreichen des Patienten ist in vielen Notfallsituationen von entscheidender Bedeutung. Aktuell übernimmt bei weit über 60% der Rettungshubschraubereinsätze in Deutschland der Rettungshubschraubernotarzt die primäre Patientenversorgung, ohne dass ein anschließender Lufttransport stattfindet (6). Der Gyrocopter verbindet die Schnelligkeit eines Rettungstransporthubschraubers mit der Wirtschaftlichkeit eines Notarzteinsatzfahrzeuges. Die Anschaffungskosten eines Gyrocopters liegen in etwa bei denen eines hochwertigen NEF. Vergleichsweise könnten mit den Anschaffungskosten eines Rettungstransport­hubschraubers 50 Tragschrauber beschafft werden. Die Verbrauchs-, Versicherungs- und Wartungskosten eines Autogyros liegen ebenfalls in etwa bei denen eines NEF. Die Reisegeschwindigkeit moderner Gyrocopter liegt mit 180 bis 200 km/h unter der von Hubschraubern, die mit einer Geschwindigkeit von 240 km/h fliegen. Die Reichweite von Hubschraubern und Gyrocoptern beträgt rund 600 km.

Aktuell übernimmt bei weit über 60% der Rettungshubschraubereinsätze in Deutschland der Rettungshubschraubernotarzt die primäre Patientenversorgung.

Der Aktionsradius eines Rettungstransporthubschraubers innerhalb von 10 bis 15 Minuten Flugzeit beträgt etwa 50 km, während ein NEF einen Radius von etwa 15 bis 20 km versorgt. Der große Vorteil von Luftrettungsmitteln besteht in der Ausnutzung von Orthodrome (Luftlinie), bei bodengebundenen Rettungsmitteln schränken Umwegfaktor, Witterung, Verkehrsaufkommen und Straßenqualität die Reichweite erheblich ein. Der Gyrocpter liegt mit einem realistischen Einsatzradius von 45 km nur knapp hinter dem RTH (7).

International wird der Einsatz eines Luftrettungsmittels anhand dreier Kriterien als sinnvoll erachtet. Trifft eines dieser Kriterien zu, so ist die aeronautische Rettung in Erwägung zu ziehen:

1. Zeitersparnis durch einen Lufttransport,
2. Wetter-, Straßen- oder Verkehrsbedingungen lassen ein zeitnahes Erreichen der Patienten durch ein anderes Rettungsmittel nicht zu,
3. intensivmedizinisch geschultes Personal und spezielles Equipment wird für die adäquate Patientenversorgung benötigt.

Dabei gilt es zu beachten, dass in urbanen Regionen bodengebundene Rettungsmittel innerhalb eines 48,2-km-Radius meist schneller sind als aeronautische (Landeplatzsuche, Patienten-, Crew- und Materialtransport zwischen Landeplatz und Einsatzstelle), weshalb der Einsatz der Luftrettung eher in ländlichen (ruralen) Regionen sinnvoll erscheint (8).

Gewicht und Zuladung

Autogyros werden in Deutschland als Luftsportgeräte zugelassen, sie verfügen über ein maximales Abfluggewicht (MTOW) von 560 kg. Die meisten geschlossenen Tragschraubermodelle verfügen über ein Leergewicht zwischen 250 kg und 290 kg. Es wird zwischen Side-by-side- (ähnlich wie bei Helikoptern) und Tandem-Sitzern unterschieden. Geht man von einer Zweisitzer-Variante der Fluggeräte aus, können nach dem Passagiergewicht von realistischen 90 kg pro Person noch mindestens 90 kg medizinisches Material transportiert werden. Dies ermöglicht den Transport einer sehr umfangreichen Ausstattung. Bei entsprechender Gewichtsreduktion muss hier nicht zwingend auf eine Grundausstattung gemäß DIN 75079 verzichtet werden (9).

Der Landeplatz

Hubschrauber gehören zu den „Vertical Takeoff and Landing“-Luftfahrzeugen (VTOL). Sie zeichnen sich dadurch aus, dass sie auf kleinen Plätzen senkrecht starten und landen können. Jedoch sind auch Hubschraubern bei der Wahl des Landeplatzes Grenzen gesetzt. Eine Landung in einem kleinen Innenhof, einer engen Schlucht oder an einem Hang ist nur sehr eingeschränkt möglich. Außerdem schränken natürliche Hindernisse die Wahl des Landesplatzes ein. Sicherheit hat bei der Wahl des Landeplatzes oberstes Gebot. Berührt der Rotor während der Landung ein Hindernis, so ist ein Weiterflug ohne vorherige Wartung und Überprüfung ausgeschlossen. Für kommerzielle behördlich genehmigte Heliports werden Außenmaße von mindestens 35 × 35 m sowie Hindernisfreiheit im An- und Abflugbereich gefordert (10). Für die Luftrettung gelten Ausnahmen.

Einzelne Modelle können auch einen Sprungstart durchführen, einen sogenannten Jump Takeoff, hierbei wird ohne Startbahn nahezu senkrecht gestartet.

Der Gyrocopter ist ein „Extremely Short Takeoff and Landing“-Fluggerät. Die meisten Modelle begnügen sich mit einer Startbahn zwischen 3 und 10 m Länge. Um diese Eigenschaften zu gewährleisten, verfügen Gyrocopter über eine „Prärotationseinrichtung“, mit deren Hilfe der Rotor auf Betriebsdrehzahl gebracht werden kann, bevor man startet. Einzelne Modelle können auch einen Sprungstart durchführen, einen sogenannten Jump Takeoff, hierbei wird ohne Startbahn nahezu senkrecht gestartet. Aufgrund der Möglichkeit des extremen Langsamfluges reicht vielen Gyrocopter ein Landeplatz bis 3 m. Auf den meisten Heliports sind so Start- und Landemanöver mit einem Gyrocopter gefahrlos möglich. Über die Eigenschaft zu „hovern“, also in der Luft zu stehen, verfügen Gyrocopter nicht. Ein extremer Langsamflug ist möglich, bei Geschwindigkeiten unter 30 km/h geht der Gyro allerdings in einen langsamen Sinkflug über. Gyrocopter verfügen über einen sehr geringeren „Downwash“, was das Aufwirbeln loser ­Gegenstände am Landeplatz verringert. Sollte der Landeplatz für einen Start nicht ausreichen, kann der Autogyro von einer Person bequem und individuell verschoben werden.

Piloten

Die Ausbildung zum Berufshubschrauberführer CPL (H) dauert in Vollzeit rund ein Jahr und kostet mindestens 65.000 Euro. Eine Festanstellung als Hubschrauberführer ohne Flugerfahrung ist aufgrund hoher Versicherungskosten eher unwahrscheinlich. Die Mehrzahl der Heli-Firmen suchen Piloten mit mindestens 1.000 bis 1.500 Stunden Flugerfahrung. Rettungsflüge stellen besonders hohe Anforderungen an den Piloten. Die Landung auf unbekanntem Terrain unter teilweise widrigen Bedingungen erfordert fliegerisches Können und Erfahrung.

Wer einen Gyrocopter fliegen möchte, benötigt dazu den „Luftfahrerschein für Luftsportgeräteführer“ in der Kategorie Tragschrauber. Als einzige Lizenz für Gyrocopter darf diese auch kommerziell genutzt werden. Die Ausbildung dauert 90 Stunden, wovon 60 Stunden auf den Theorieunterreicht entfallen und 30 Stunden praktisch geflogen werden. Die Kosten schwanken zwischen einigen hundert Euro für Mitglieder von Luftsportvereinen bis zu einigen Tausend Euro. In der Regel liegen die Kosten zwischen drei- und sechstausend Euro. Ein Nacht- oder ein reiner Instrumentenflug mit Gyrocoptern ist bisher verboten. Der Grund ist die Kategorisierung als Luftsportgerät.

Anders als Helikopter sind Gyrocopter sehr einfach zu bedienen. In einigen Ländern genügt sogar eine kurze Einweisung, um mit den Fluggeräten abzuheben. Bauartbedingt verhalten sich Tragschrauber gutmütig und verzeihen eine Vielzahl von Pilotenfehlern. Die Flugeigenschaften unterscheiden sich jedoch grundlegend von Starrflügelflugzeugen. Der Gyrocopter muss permanent von vorne angeströmt werden, um sich in Autorotation zu halten. Kunstflugfiguren und steile Kipp-Sinkflüge sind mit Tragschraubern daher nur sehr eingeschränkt möglich.

Dual- und Multiple-Use

Weltweit sind über 1.000 Autogyros bei Militär und zivilen Sicherheitsbehörden im Einsatz. Bei der „Border Patrol“ im US-Bundesstaat Texas wird der Gyrocopter seit Jahren zur Grenzüberwachung eingesetzt. Seit sechs Jahren bilden Tragschrauber zur Überwachung von Flughäfen das Rückgrat der irakischen Polizei in der Region Kurdistan (11). Das spanische Militär plant, eine NATO-Rettungsflugstaffel mit C-44-MedEvac-Autogyros einzurichten.

Die erste behördliche Testphase in Deutschland hat der Gyrocopter bereits bei der Landespolizei Brandenburg absolviert (12). Seit 2013 untersucht das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) zusammen mit dem THW den Einsatz von Tragschraubern für Katastrophenschutz und Rettungseinsätze (13). Kommerziell werden in Deutschland mit Hilfe von Gyrocoptern Solarparks nach Unwettern auf Schäden untersucht oder Luftaufnahmen angefertigt. Als behördliche Einsatzgebiete des Gyrocopters denkbar wären:

• ein schneller Transport von Personen, z.B. Paramedic, Notfallsanitäter, Notarzt oder Hebamme zur akutmedizinischen Versorgung,
• Organ-, Medikamenten- oder Bluttransport,
• Verfolgung flüchtiger Personen,
• Verkehrsüberwachung und Aufklärungsflüge,
• Grenzüberwachung,
• Luftbeobachtung bei Waldbränden,
• Luftüberwachung von Industrieanlagen,
• Übertragung von Luftbildern eines Katastrophengebiets an die Einsatzleitung,
• Personensuche mit Hilfe von Wärmebildkameras,
• Wasserrettung (viele Gyrocopter-Modelle können mit Floats oder Kufen ausgestattet werden und so auf Wasser oder Eis gestartet und gelandet werden; denkbar ist auch das Absetzen von Rettungstauchern oder -schwimmern),
• Verteilen kleiner Mengen Nahrungsmittel oder Medikamente, z.B. von Jodtabletten nach einer Freisetzung von Radioaktivität,
• Verteilen von Flugblättern zur Information der Bevölkerung bei einem Totalausfall der medialen Infrastruktur,
• Absetzen einzelner Trupps von Spezialkräften; „Dreisitzervariante“ in unwegsamem Gelände mit Hilfe von Sprungfallschirmen (z.B. „Smokejumper“ oder Polizisten),
• Evakuierung einzelner Betroffener aus schwer zugänglichen Gebieten,
• ein schneller Transport von verletzten oder erkrankten Personen (Primär- und Sekundärtransporte).

Die Zukunft

Europäische Firmen gehören inzwischen zu den Weltmarktführern im Gyrocopter-Bau. In den letzten Jahren wurden die Fluggeräte zunehmend optimiert. Noch bis Mitte der neunziger Jahre kamen in Gyrocoptern schwere Fahrzeug-, Maschinen- oder Flugzeugmotoren zum Einsatz. Moderne Tragschrauber sind mit zuverlässigen leichten Turbomotoren ausgestattet. Auf das schwere Flugzeugaluminium wird im Gyrocopter-Bau zunehmend verzichtet. Die Kanzeln moderner Tragschrauber werden in Monocoque-Bauweise hergestellt. Selbst Rotoren werden immer häufiger aus Faserverbundwerkstoffen gefertigt, was immer höhere Nutzlasten erlaubt.

Mit dem Xenon C-44 MedEvac hat die Firma Celieraviation ein neues Kapitel in der Geschichte der Rettungsfliegerei aufgeschlagen. Mit diesem Autogyro können neben dem Piloten ein liegender Patient und ein medizinisches Crew-Mitglied befördert werden. Der C-44 verfügt über ausreichend Platz und Gewichtsreserve, sodass zusätzlich eine umfangreiche medizinische Ausrüstung transportiert werden kann. Die Firma Celieraviation verspricht, dass mit diesem Fluggerät über 90% der RTH Einsätze für unter 10% der Anschaffungs- und Betriebskosten eines Helikopters bedient werden können (14). Die ersten Exemplare hat das spanische Militär bestellt. Griechenland hat ebenfalls Interesse an diesen kostengünstigen Fluggeräten angemeldet. Geplant sind Rettungsflüge von bewohnten Inseln aufs Festland.

Fliegender Individualverkehr mit „Flight Cars“ ist seit Jahrzehnten ein Menschheitstraum. Noch vor einigen Jahren waren diese Fluggeräte ausschließlich in der Science-Fiction-Literatur präsent. Mit dem PAL-V One (Personal Air and Land Vehicle) verspricht eine niederländische Firma eine Revolution. Mit dem Hybriden aus Gyrocopter und Kraftfahrzeug sind Geschwindigkeiten von über 180 km/h am Boden und in der Luft möglich. Die Landung an einem sicheren Ort und ein anschließend schneller Transport der medizinischen Crew über das Straßennetz sind auf diese Weise realisierbar. Die Zulassung und Auslieferung ist für Sommer 2015 geplant. Die niederländische Polizei hat bereits 40 Exemplare vorbestellt (15).

Fazit

Der Tragschrauber als Rettungsmittel bietet ein breites Einsatzspektrum. In vielen Regionen Deutschlands könnten Gyrocopter in naher Zukunft Rettungshubschrauber und Notarzteinsatzfahrzeug als Notarzt­zubringer ergänzen. Die Fluggeräte müssten hierzu ­eine breite Akzeptanz bei den Entscheidungsträgern und Verantwortlichen finden. In der alpinen, maritimen oder Offshore-Rettung ist der Einsatz von Helikoptern nach wie vor alternativlos. Zum schnellen Transport von medizinischem Personal und Equipment in ländlichen Regionen ist der Tragschrauber dem Rettungstransporthubschrauber ökonomisch, ökologisch und sicherheitstechnisch jedoch weit überlegen. Als Anfang der 70er Jahre die ersten Rettungshubschrauber eingesetzt wurden, gingen die Meinungen über dieses Rettungsmittel weit auseinander. An eine zukünftige flächendeckende Luftrettung hätte damals sicher niemand geglaubt. Der „Rettungstragschrauber“ sollte sich in einem Feldversuch beweisen, bevor eine umfassende und abschließende Diskussion über dieses Rettungsmittel stattfinden kann.

Literatur:

1. Gall R (Meldung vom 8. Mai 2014) Hilfsfristen für Rettungswagen und Notärzte veröffentlicht. Innenministerium, Stuttgart
2. Augurzky B et al. (2009) Krankenhaus Rating Report 2009. RWI, Essen, S. 132
3. Blum K, Löffert S (2010) Ärztemangel im Krankenhaus. DKI, Düsseldorf, S. 5
4. Jahresbilanz des Fahrzeugbestandes am 1. Januar 2015, Kraftfahrt-Bundesamt Flensburg
5. Jackson R (1976) Hubschrauber, Tragschrauber, Flugschrauber. Die Geschichte der Drehflügler. Motorbuch, Stuttgart, S. 44
6. Kühn D et al. (1998) Rettungsdienst. Urban & Fischer, München, 1. Auflage, S. 553
7. Buchholz J (2011) Chancen und Möglichkeiten des Gyrocopters als Expertenzubringer in der Notfallmedizin im Vergleich zu Rettungshubschraubern. GRIN, München und Ravensburg, S. 14 ff
8. Sanders M (2001) Paramedic Textbook. Mosby’s, St. Louis, S. 1382-1383
9. Buchholz J (2011) Chancen und Möglichkeiten des Gyrocopters als Expertenzubringer in der Notfallmedizin im Vergleich zu Rettungshubschraubern. GRIN, München und Ravensburg, Anhang: Ausstattung
10. Verordnung (EU) Nr. 965/2012 Der Kommission vom 5. Oktober 2012 zur Festlegung technischer Vorschriften und von Verwaltungsverfahren in Bezug auf den Flugbetrieb gemäß der Verordnung (EG) Nr. 216/2008 des Europäischen Parlaments und des Rates
11. The 7 Group, www.7-gyroplane.com (letzter Zugriff: 8. April 2015)
12. „Projekt Tragschrauber“ Ministerium des Inneren des Landes Brandenburg, Stand März 2009 http://www.mik.brandenburg.de/sixcms/media.php/1056/Bericht%20Projekt%20Tragschrauber.pdf (letzter Zugriff: 8. April 2015)
13. http://www.dlr.de/dlr/desktopdefault.aspx/tabid-10275/380_read-5339/#/gallery/7701 (letzter Zugriff: 5. April 2015)
14. www.celieraviation.com (letzter Zugriff: 5. April 2015)
15. www.pal-v.com (letzter Zugriff: 5. April 2015)

Johannes Buchholz MSc. MBA

hat Management in Einrichtungen des Gesundheitswesens studiert. Er war als Paramedic, Notfallsanitäter und Dipl.-Rettungssanitäter in vielen Ländern Europas tätig und berät als unabhängiger Experte ein Gremium der Europäischen Union.