Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBPWie steht es um die Luftqualität in Flugzeugkabinen?
Dies untersuchten Forschungsteams des Fraunhofer IBP bereits in mehreren Studien. Kernpunkt dabei waren »Fume Events« an Bord von kommerziellen Flügen – also Ereignisse, die in der Kabine ungewöhnliche Gerüche verursachen, aber nicht notwendigerweise auch eine sichtbare Rauchentwicklung mit sich bringen. Die Forschenden sprechen deshalb von Fume and Smell Events. Auslöser dafür können Flugzeugbetriebsmittel wie zum Beispiel Triebwerksöl sein, die mit der Zapfluft in die Kabine gelangen. Flugbegleiter und Piloten berichteten, dass sie aufgrund solcher Vorfälle gesundheitliche Beschwerden entwickelten.
Allerdings zeigten vergangene Messkampagnen: Fume Events kommen so selten vor, dass auf kommerziellen Flügen mit Messausrüstung an Bord kein Fume Event auftrat oder diese messtechnisch nicht exakt erfasst werden konnten. Zielführender ist es, Fume Events zu simulieren und wenn möglich auch in einem Flugzeug – ohne Passagiere – zu untersuchen.
Im Europäischen Projekt FACTS bestimmten Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer IBP die physikochemischen Charakteristika eines Fume Events und analysieren, wie diese sich auf die Luftqualität in der Kabine auswirken. Dies geschieht
- am Boden in einem Versuchsstand: Hier werden die Bedingungen bei der Zapfluftentnahme im Triebwerk nachgestellt; man spricht dabei von einem Bleed Air Contamination Simulator (BACS).
Und zur Verifizierung
- an Bord von ausgewählten Flugzeugtypen bzw. Flugzeug-/Triebwerkstyp-Kombinationen: Fume Events werden absichtlich hervorgerufen.
Von besonderem Interesse ist dabei pyrolysiertes Triebwerksöl. Dieses kann unter Umständen durch beschädigte Dichtungen im Triebwerk in die Kabinenluftversorgung gelangen. Die entscheidende Frage dabei lautet: Ist die detektierte physikalische und chemische Zusammensetzung der Fume Events jeweils vergleichbar?
Gelangen Spuren von Triebwerksöl in den Luftstrom eines Triebwerks, wird das Öl stark komprimiert und erhitzt. Dies wurde in bisherigen Studien jedoch nicht berücksichtigt. Daher stellt das Forscherteam diese Druck- und Temperaturbedingungen am Boden kontrolliert nach. Es kontaminiert heiße, komprimierte Luft gezielt mit Triebwerksöl und stellt den Weg vom Zapfluftentnahmepunkt bis in Kabine und Cockpit nach (simuliertes Environmental Control System). Dabei entnehmen die Wissenschaftler an verschiedenen Stellen Luftproben und charakterisieren die Verunreinigungen physikochemisch.
Mit BACS ist es möglich, Umgebungsbedingungen (Druck bis 8 bar, Temperatur bis 590°C) verschiedener Triebwerkstypen nachzustellen und auch andere mögliche Kabinenluftverunreinigungen wie Hydrauliköl oder Enteisungsflüssigkeit zu untersuchen.
Im zeitgleich laufenden nationalen Luftfahrtforschungsprojekt »Klimaanlagentechnologien für Innovative Systeme« kurz KlimaTIS – untersuchen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ebenfalls potenzielle Kabinenluftverunreinigungen.