Luftqualität in der Flugzeugkabine

Die Kabinenluft in einem Flugzeug besteht in der Regel zu 40 bis 60 Prozent aus Umluft und zu 60 bis 40 Prozent aus Außenluft, die im Triebwerk abgezapft wird und dementsprechend auch Zapfluft (Englisch Bleed Air) genannt wird. Die Ausnahme bildet die Boeing 787, bei der die Frischluft über elektrisch angetriebene Kompressoren bereitgestellt wird. Das Kabinenluftvolumen wird etwa 20 bis 30-mal pro Stunde ausgetauscht. Die Umluft wird über High Efficiency Particulate Arrestance (HEPA) Filter gereinigt, die selbst noch Mikroorganismen (Bakterien, Viren) ab einer Größe von 0,1 µm aus der Umluft entfernen. Optional enthalten die Filter eine Schicht aus Aktivkohle, die flüchtige organische Stoffe binden kann. Durchschnittliche CO₂-Konzentrationen sind in der Flugzeugkabine etwas höher als in anderen Innenräumen, liegen aber weit unter den Kabinenluft-Grenzwerten.

Beeinträchtigungen der Kabinenluftqualität

Unter sehr seltenen und ungünstigen Umständen kann das Eindringen von Betriebsmitteln (z. B. Triebwerksöl, Hydrauliköl oder Enteisungsflüssigkeit) in die Kabinenluftversorgung die Kabinenluftqualität beeinträchtigen. Dies kann zu ungewöhnlichen Gerüchen und ganz selten zu sichtbarer Rauchentwicklung in der Kabine führen. Man spricht dann von einem sogenannten fume event oder besser fume and smell event. In seltenen Fällen berichten Flugbegleiter und Piloten, dass sie aufgrund solcher Vorfälle gesundheitliche Beschwerden entwickelten.

Die Frage, ob eine durch fume events kontaminierte Kabinenluft die Gesundheit des Bordpersonals und der Passagiere beeinträchtigt und wie man das verhindern oder zumindest rechtzeitig erkennen kann, sind zentrale Themen unserer Forschung.

Untersuchungen zur Kabinenluftqualität – Bleed Air Contamination Simulator

Bei vergangenen Untersuchungen der Kabinenluftqualität im Flug hat man es bislang nicht geschafft, einen der sehr seltenen fume events mit empfindlichen Messgeräten direkt an Bord zu erfassen. Daher ist man dazu übergegangen, derartige Events am Boden künstlich nachzustellen. Auch wir erforschen die thermischen Abbauprodukte potenzieller Zapfluft-Verunreinigungen an unserem Bleed Air Contamination Simulator BACS. Von besonderem Interesse ist dabei pyrolysiertes Triebwerksöl. Dieses kann unter ungünstigen Umständen durch beschädigte Dichtungen im Triebwerk in die Zapfluft (Bleed Air) und letztendlich in die Kabinenluftversorgung gelangen und damit die Innenraumluftqualität beeinträchtigt.

Mit dem BACS können die Druck- und Temperaturverhältnisse im Environmental Control System (ECS), der Luftversorgung im Flugzeug, nachgebildet, die Luft gezielt kontaminiert und die Kontaminationsprodukte zielgerichtet analysiert werden. Dazu stehen zahlreiche on-line Analysatoren aber auch Probenahmestellen für die off-line Analytik in unserem akkreditierten Labor zur Verfügung. Der BACS stellt eine flexible Testumgebung zur Verfügung, mit der auch die Leistungsfähigkeit von Systemen zur Kabinenluftreinigung und von Sensoren zur Überwachung der Kabinenluftqualität untersucht werden können.