APU, Bodenstrom und PCA: So bekommt ein Flugzeug am Boden Energie

Die Triebwerke sind aus, die Passagiere steigen aus, aber im Cockpit leuchten weiter alle Displays, die Kabine bleibt angenehm kühl, und in der Bordküche laufen die Öfen. Irgendwoher muss die Energie kommen. Ein geparktes Verkehrsflugzeug hat dafür zwei Möglichkeiten: Es versorgt sich selbst über sein Hilfstriebwerk (APU), oder es hängt am Flughafen – mit Bodenstrom (GPU) und vorkonditionierter Luft (PCA). Dieser Guide erklärt dir, wie die drei Systeme funktionieren, warum Flughäfen lieber Kabel als Kerosin sehen und woran du am Zaun erkennst, was gerade läuft.

Die kurze Antwort

Ein Flugzeug am Boden braucht drei Dinge: Strom für Avionik, Beleuchtung, Küche und Bordunterhaltung, klimatisierte Luft für die Kabine und – kurz vor der Abfahrt – Druckluft oder genug elektrische Leistung, um die Triebwerke zu starten. Die APU im Heck kann alles davon liefern. Der Flughafen kann Strom und Klimaluft übernehmen, sodass die APU erst kurz vor dem Anlassen der Triebwerke gebraucht wird. Wie viel davon an einem Standplatz möglich ist, hängt von der Ausstattung der Position und von den Regeln des jeweiligen Flughafens ab.

Die APU: das Kraftwerk im Heck

Die Auxiliary Power Unit ist im Kern eine kleine Gasturbine. Bei fast allen Jets sitzt sie im Heckkonus, hinter dem Druckschott – deshalb siehst du an vielen Verkehrsflugzeugen ganz hinten eine kleine Abgasöffnung, manchmal mittig in der Spitze, manchmal seitlich versetzt. Die APU zieht Treibstoff aus den normalen Tanks und erzeugt daraus zweierlei:

• Wellenleistung, die über ein Getriebe einen Generator antreibt. Der speist das Bordnetz, bei großen Verkehrsflugzeugen typischerweise mit 115 Volt Wechselstrom bei 400 Hertz.
• Druckluft (Zapfluft, englisch Bleed Air), entweder aus einem eigenen Lastverdichter oder abgezweigt aus dem Verdichter der Turbine. Diese Luft speist die Klimaanlagen (Packs) und die Druckluftanlasser der Haupttriebwerke.

Angelassen wird die APU elektrisch, im einfachsten Fall mit den Bordbatterien. Das macht sie zum Schlüssel für die Unabhängigkeit eines Flugzeugs: Mit geladenen Batterien und funktionierender APU kann eine Crew auch auf einer Außenposition ohne jede Bodenausrüstung alle Systeme hochfahren und die Triebwerke starten.

Ein bisschen Geschichte

Hilfsaggregate gibt es fast so lange wie Motorflug: Schon im Zweiten Weltkrieg nutzten große Bomber kleine Kolbenmotoren, um Generatoren anzutreiben, und frühe deutsche Strahltriebwerke wurden mit einem eigenen kleinen Zweitaktmotor angelassen, dem Riedel-Anlasser. Als erstes Strahlverkehrsflugzeug mit einer Hilfsgasturbine gilt die Boeing 727 aus den 1960er-Jahren. Sie sollte auch auf kleinen Flughäfen ohne viel Bodenausrüstung auskommen – genau das Argument, das die APU bis heute begründet.

Wer baut APUs?

Den Markt teilen sich im Wesentlichen zwei Anbieter: Honeywell als klarer Marktführer und Pratt & Whitney Canada, eine Tochter von Pratt & Whitney. Pratt & Whitney Canada liefert etwa die APUs für den Airbus A380 und die Boeing 787. In der A320-Familie gab es lange die Wahl zwischen einem Honeywell-Gerät und der APS3200 von Pratt & Whitney; beim A320neo hat Airbus die Option von Pratt & Whitney gestrichen, dort kommt die APU von Honeywell. Für Spotter ist der Hersteller meist nicht sichtbar, hörbar aber manchmal schon: Unterschiedliche APU-Muster klingen spürbar anders.

Die APU im Flug

Normalerweise schaltet die Crew die APU ab, sobald die Triebwerke laufen und deren Generatoren das Bordnetz übernommen haben – manche Airlines lassen sie bis nach dem Start an, um die Triebwerke beim Abheben nicht mit Zapfluft für die Klimaanlage zu belasten. Im Reiseflug ist die APU dann eine Reserve: Fällt ein Triebwerksgenerator aus, kann sie Strom liefern. Für zweistrahlige Langstreckenflüge nach ETOPS-Regeln, die weit entfernt von Ausweichflughäfen verlaufen, spielt eine zuverlässig startbare APU deshalb eine wichtige Rolle.

Das bekannteste Beispiel für den Nutzen im Notfall ist US-Airways-Flug 1549 im Januar 2009: Nach dem Vogelschlag und dem Ausfall beider Triebwerke startete die Crew die APU, sodass das Flugzeug bis zur Notwasserung auf dem Hudson mit Strom versorgt blieb.

Nicht verwechseln solltest du die APU mit der Ram Air Turbine (RAT). Das ist ein kleines Windrad, das im Notfall aus Rumpf oder Flügel ausklappt und vom Fahrtwind angetrieben wird. Die RAT hat weder Motor noch Treibstoff und liefert nur das Nötigste für Steuerung und wichtige Instrumente – am Boden spielt sie keine Rolle.

Bodenstrom: die GPU

Die Ground Power Unit liefert Strom von außen. Ein Kabel wird an eine Außensteckdose des Flugzeugs gesteckt, meist an der Unterseite des vorderen Rumpfs. Die Stecker sind international genormt, sodass dieselbe Ausrüstung an fast alle Verkehrsflugzeuge passt. Großraumflugzeuge haben häufig mehrere Anschlüsse, weil ein einzelnes Kabel für ihren Bedarf nicht ausreicht.

Drei Bauformen siehst du auf dem Vorfeld:

Bauform	Wie sie funktioniert	Wo du sie siehst	Typischer Vorteil
Mobile Diesel-GPU	Verbrennungsmotor treibt Generator an, auf Anhänger oder Fahrzeug	Außenpositionen, Wartungsbereiche, kleinere Flughäfen	flexibel, braucht keinen Netzanschluss
Fester Umformer am Standplatz	wandelt Netzstrom in 400 Hertz um, Kabel kommt aus einer Grube oder einem Mast	Vorfeldpositionen moderner Flughäfen	leise, keine Abgase am Flugzeug
GPU an der Fluggastbrücke	Umformer hängt unter der Brücke, Kabel wird direkt eingesteckt	Gebäudepositionen mit Brücke	kurze Wege, schnell angeschlossen
Mobile Elektro-GPU	batterie- oder netzgespeistes Gerät auf Rädern	zunehmend an Flughäfen mit Klimazielen	flexibel ohne Dieselabgase

Warum 400 Hertz?

Haushaltsstrom in Europa hat 50 Hertz. Flugzeuge nutzen achtmal so viel, weil Transformatoren, Generatoren und Elektromotoren bei höherer Frequenz für dieselbe Leistung kleiner und leichter gebaut werden können. Im Flugzeug zählt jedes Kilogramm, am Boden hat das Folgen: Der Flughafen kann nicht einfach eine Steckdose anbieten, sondern braucht Frequenzumformer, die das Netz auf das Bordformat bringen. Kleinere Flugzeuge, etwa Turboprops und Business Jets, arbeiten zusätzlich oder vorrangig mit 28 Volt Gleichstrom – deshalb haben viele GPUs beide Ausgänge.

Was Bodenstrom nicht kann

Strom allein bringt die großen Triebwerke klassischer Jets nicht in Gang. Ihre Anlasser sind Luftturbinen, die Druckluft brauchen. Die übliche Kette lautet daher: GPU oder Batterie startet die APU, die APU liefert Zapfluft, die Zapfluft dreht die Triebwerke hoch. Ohne APU braucht es ein eigenes Anlassgerät am Boden (Air Start Unit, ASU), einen Kompressorwagen, der über einen Schlauch Druckluft einspeist.

PCA: Klimaluft vom Flughafen

Strom ist nur die halbe Miete. Eine voll besetzte Kabine heizt sich im Sommer auf der Position schnell auf, im Winter kühlt sie aus. An Bord übernehmen das die Klimaanlagen, die mit Zapfluft der APU arbeiten. Soll die APU aus bleiben, muss die Luft von außen kommen. Das ist Pre-Conditioned Air (PCA): Ein Klimagerät am Boden kühlt oder heizt Luft und bläst sie über einen dicken, flexiblen Schlauch in einen Anschluss am Rumpfbauch. Von dort verteilt das Klimasystem des Flugzeugs sie wie gewohnt in die Kabine.

Auch PCA gibt es mobil auf Rädern und fest installiert, besonders oft direkt an der Fluggastbrücke. Den Schlauch erkennst du leicht: Er ist deutlich dicker als ein Bodenstromkabel und hängt von der Brücke oder aus einer Bodengrube zum Rumpf. Wie solche Gebäude- und Außenpositionen aufgebaut sind, beschreibt der Artikel Gates, Fluggastbrücken und Außenpositionen.

APU oder Bodengerät: der direkte Vergleich

Kriterium	APU	GPU + PCA vom Flughafen
Energiequelle	Kerosin aus den Bordtanks	meist Stromnetz des Flughafens, teils Diesel
Lärm am Standplatz	deutlich hörbar, hohes Pfeifen	leise, besonders bei festen Anlagen
Abgase am Vorfeld	ja, direkt am Flugzeug	bei festen Anlagen keine vor Ort
Verschleiß	zählt Betriebsstunden der APU, Wartungskosten für die Airline	schont die APU
Unabhängigkeit	volle Autarkie, auch auf entlegenen Positionen	nur, wo Ausrüstung bereitsteht
Triebwerksstart	liefert Druckluft für den Anlasser	Strom allein reicht bei klassischen Jets nicht

Die Tabelle erklärt, warum sich Flughäfen und Airlines in eine Richtung bewegen. Bodengeräte senken Lärm und Luftschadstoffe direkt am Gebäude, wo Bodenpersonal arbeitet, und sparen der Airline Treibstoff und Wartungskosten an der APU. Viele Flughäfen begrenzen deshalb in ihren Benutzungsvorschriften, wie lange eine APU vor der Abfahrt und nach der Ankunft laufen darf, wenn die Position mit Bodenstrom und PCA ausgestattet ist. Die genauen Zeitfenster und Ausnahmen – etwa bei großer Hitze, bei technischen Problemen oder für Typen mit besonderem Bedarf – unterscheiden sich von Flughafen zu Flughafen und stehen in den jeweiligen Betriebsregeln und Luftfahrthandbüchern.

Der Ablauf am Gate: Wer wann übernimmt

Im Turnaround wechselt die Energieversorgung mehrmals. Ein typischer Ablauf an einer gut ausgestatteten Gebäudeposition sieht so aus:

Wie das Zurückschieben selbst funktioniert, erklärt der Artikel Pushback, welche Fahrzeuge dabei im Einsatz sind, der Beitrag über Flugzeugschlepper. Wer die Leute hinter Kabeln und Schläuchen kennenlernen will, liest den Überblick Arbeiten auf dem Vorfeld.

Am Zaun lesen: Was läuft gerade?

Für Spotter ist die Energieversorgung mehr als Technik-Trivia. Sie verrät dir, in welcher Phase sich ein Flugzeug befindet – besonders dort, wo du auf Gebäudepositionen blickst, etwa von der Besucherterrasse Hamburg oder der Besucherterrasse Düsseldorf.

Ein paar Praxistipps aus diesem Wissen:

• Abfahrt abschätzen: Der Wechsel von Bodenstrom auf APU ist ein verlässliches Zeichen, dass die Abfahrt naht. Wer das sieht, hat Zeit, die Kamera auf Pushback und Rollweg auszurichten.
• Hitzeflimmern am Heck einplanen: Die APU-Abgase sind heiß. Fotografierst du ein Flugzeug von hinten-seitlich mit langer Brennweite, kann die Luft hinter dem Heck das Bild weich machen. Ein Schritt zur Seite hilft oft mehr als jede Bearbeitung.
• Ton aufnehmen: Das Hochlaufen einer APU ist ein beliebtes Motiv für Audio- und Videoaufnahmen. Wie du Triebwerks- und APU-Sound sauber einfängst, steht im Guide Triebwerkssound aufnehmen. Den Pegel auf dem Vorfeld solltest du nicht unterschätzen – mehr dazu im Artikel Fluglärm und Gehör und im Beitrag Fluglärm messen.
• Bei Vorfeldführungen fragen: Auf einer Vorfeldrundfahrt kommst du nah an Gebäudepositionen heran und kannst Brücken-GPU und PCA-Geräte aus der Nähe sehen.

Typische Situationen auf dem Vorfeld

Nicht jede Position ist gleich ausgestattet, und das siehst du dem Betrieb an.

Außenpositionen ohne Brücke: Hier fahren Passagiere mit dem Bus zum Flugzeug. Bodenstrom kommt dort entweder aus einer festen Anlage im Boden oder von einem mobilen Wagen. Fehlt beides, bleibt die APU während des gesamten Aufenthalts an. Auf Remote-Positionen großer Drehkreuze wie München oder Frankfurt lohnt der Blick, welche Lösung jeweils im Einsatz ist.

Defekte APU: Eine APU darf unter bestimmten Bedingungen vorübergehend außer Betrieb sein, ohne dass das Flugzeug am Boden bleiben muss. Dann braucht die Maschine auf jedem Flughafen Bodenstrom, Klimaluft und ein Anlassgerät. Siehst du einen Kompressorwagen mit dickem Schlauch am Rumpf, während die Triebwerke angelassen werden, ist das häufig der Grund.

Wintermorgen: Nach einer kalten Nacht auf der Position braucht die Kabine viel Wärme. Neben PCA und APU ist dann oft auch die Enteisung Teil des Programms – ein guter Tag für Detailfotos vom Vorfeld.

Hitzetage: Bei hohen Temperaturen kommen Bodenklimageräte an ihre Grenzen, vor allem bei großen, voll besetzten Maschinen. Manche Flughäfen erlauben in solchen Fällen längere APU-Laufzeiten. Das hörst du: An heißen Nachmittagen pfeift es auf dem Vorfeld deutlich mehr.

Wartungsbereich: In Hangars und auf Wartungspositionen laufen Flugzeuge oft stundenlang am Bodenstrom, während Techniker an Systemen arbeiten. Wie die großen Checks ablaufen, beschreibt der Artikel Flugzeugwartung.

Fazit

Ein geparktes Flugzeug ist nie wirklich aus. Entweder versorgt es sich über seine APU im Heck, oder der Flughafen übernimmt mit Bodenstrom bei 115 Volt und 400 Hertz und mit vorkonditionierter Luft über den PCA-Schlauch. Weil Bodengeräte leiser und sauberer sind, setzen Flughäfen zunehmend auf sie und begrenzen die APU-Nutzung. Unverzichtbar bleibt das Hilfstriebwerk trotzdem: als unabhängige Energiequelle auf einfachen Positionen, als Druckluftlieferant für den Triebwerksstart und als Reserve im Flug.