Bleed Air Contamination Simulator BACS

Umwelt, Hygiene und Sensorik

Bleed Air
© Fraunhofer IBP / Bernd Müller
Bleed Air Contamination Simulator.

Der Bleed Air Contamination Simulator BACS und sein kleiner Bruder sBACS (small Bleed Air Contamination Simulator) sind zwei Testeinrichtungen, mit denen die Kontamination der Kabinenluft über die Zapfluft (Bleed Air) in Strahlflugzeugen und Maßnahmen zur Reduzierung dieser Verunreinigungen untersucht werden können.

Bis auf eine Ausnahme (B787) wird in Verkehrsflugzeugen die Luft zur Versorgung und Druckregulierung der Passagierkabine aus dem Triebwerk abgezapft (Zapfluft, Bleed Air) oder durch das Hilfstriebwerk, die APU (Auxiliary Power Unit), bereitgestellt. Triebwerks-und Hydrauliköle oder auch die Enteisungsflüssigkeit können unter ungünstigen Umständen auf diesem Weg in die Luft und damit in die Flugzeugkabine gelangen und zu sog. Fume oder Fume and Smell Events führen. Derartige Events sind relativ selten und im Regelbetrieb nicht vorhersehbar. Die Untersuchung der Kabinenluft auf regulären Flügen ist nicht geeignet, um die Stoffe zu identifizieren und zu quantifizieren, die bei einem Fume Event in die Kabine gelangen können.

Mit dem BACS können die Druck- und Temperaturverhältnisse der Luftversorgung nachgebildet und die Luft gezielt mit Ölen oder Enteisungsmittel kontaminiert werden.

Der BACS erreicht im Hochtemperaturbereich bis zu 590 °C bei 8 bar. Hier befindet sich auch der Injektionsport zur gezielten Zugabe von Verunreinigungen. Die Luft wird anschließend von 8 bar auf 3 bar entspannt und mit einem Kühler, wie er in kommerziellen Flugzeugen eingesetzt wird, auf 200 °C abgekühlt. Im Mitteltemperaturbereich befinden sich Anschlüsse für Sensoren und Online-Analysatoren.

Mit einem zweiten Kühler wird die Luft weiter abgekühlt und von 3 bar auf 1 bar entspannt. Dadurch ist die Luft auf Raumtemperatur abgekühlt. Dieser Bereich simuliert nun die Flugzeugkabine. Hier sind eine Vielzahl von Anschlüssen vorhanden, um auf unterschiedlichen Adsorbentien Luftproben zu sammeln, die im Labor analysiert werden oder um Online-Messgeräte anzuschließen. Beobachtungsfenster und Anschlüsse für eine isokinetische Probenahme zur Bestimmung von Aerosolpartikeln sind ebenfalls vorhanden.

Der sBACS verfügt nur über einen Mitteltemperaturbereich (bis max. 350 °C). Da er nicht der Druckgeräteverordnung unterliegt, kann er ohne externe Prüfung umgebaut und flexibler auf Kundenbedürfnisse angepasst werden. Er eignet sich insbesondere zur schnellen entwicklungsbegleitenden Prüfung von Konvertern, Katalysatoren und anderen Einrichtungen zur Reinigung der Kabinenzuluft. Auch der sBACS bietet die Möglichkeit, die Luft gezielt zu kontaminieren und an verschiedenen Stellen Luftproben zu nehmen bzw. Online-Analysatoren und Sensoren zur Luftqualitätsüberwachung anzuschließen. 

Technische Spezifikation

sBACS
  • Temperaturbereich
    • max. 350°C
  • Druck
    • 3 bar
  • Luftdurchsatz
    • 20 kg/h
  • Probenahme-Möglichkeiten
    • Anschlüsse für Online-Analysatoren
    • Anschlüsse für Adsorbentien zur Luftprobenahme
BACS
  • Konditionierung der Luft
    • Befeuchtung der Zuluft bis zu 95% r. F. bei 30°C
    • Gesteuerte Kontamination des Luftstroms mit Triebwerks- oder Hydrauliköl bzw. Enteisungsmittel
  • Temperaturbereiche
    • max. 590°C (Triebwerksbedingungen)
    • 200°C (APU-Bedingungen)
    • Raumtemperatur
  • Drücke
    • 8 bar
    • 3 bar
    • Umgebungsdruck
  • Luftdurchsatz
    • 200 m³/h (170-270 m³/h, 200-320 kg/h)
  • Probenahme-Möglichkeiten
    • Anschlüsse für Online-Analysatoren in verschiedenen Temperaturzonen
    • Anschlüsse für Adsorbentien zur Luftprobenahme im Niederdruckbereich
    • Sichtgläser zur visuellen Beobachtung des Luftstroms
    • Isokinetische Probenahme für Aerosolpartikel


Simulationsdaten/ Messtechnik des Prüfstandes

Online-Analysatoren
  • Formaldehyd
  • Kohlendioxid
  • Kohlenmonoxid
  • Kohlenwasserstoffe (FID oder PID)
  • Ozon
  • Stickoxide
  • Partikel (SMPS, CPC, )
Luftprobenahme
  • Aldehyde und Ketone
  • Organische Säuren
  • Phosphororganische Verbindungen
  • VOCs
  • Amine

 

Untersuchungen an Luftreinigungstechnologien am sBACS
© Fraunhofer IBP / Bernd Müller
Am sBACS können kostengünstig orientierende Untersuchungen an Luftreinigungstechnologien oder Luftqualitätssensoren durchgeführt werden.
APU-Bereich zur Beobachtung eines Fume Events am BACS
© Fraunhofer IBP / Christian Scherer
APU-Bereich zwischen den beiden Kühlern und Schauglas zur Beobachtung eines Fume Events am BACS.