Anforderungen an Druckkabinen

[Heinz Richner]

Hallo zusammen

ich möchte hier von einem nicht alltäglichen Thema in unserer Ausbildung berichten, die sicher von allgemeinen Interesse ist.

Die FAA-Vorschriften über die Komfortlimiten für Druckkabinen in Verkehrsflugzeugen umschreiben eine Maximalhöhe von 8000ft mit einer max. Steigrate von 500ft/min. und max. Sinkrate von 300ft/Min. Die kleinere Sinkrate wird durch natürliche Gehörschwierigkeiten bei Druckzunahme (Sinken) begründet.

Ausser Fahrwerkschächten, Random und Heck gehört der ganze Rumpf zur Druckzone. Die Gepäckräume (cargo compartments) werden aber nicht bei allen Flugzeugen belüftet.

Die Druckkabine weist im Flug stets einen grösseren Druck auf als die Umgebungsathmosphäre, sie befindet sich demnach weiter unten als das Flugzeug.

Mit Differenzdruck (differential pressure) wird der Unterschied zwischen Kabinendruck und statischem Umgebungsdruck bezeichnet. Mit steigendem Differenzdruck steigt bei einer bestimmten Flughöhe auch der Kabinendruck, das heisst die Kabinenhöhe nimmt ab. Um einen bestmöglichen Komfort für die Passagiere zu erreichen, muss demnach der Differenzdruck möglichst gross sein. Aus wirtschaftlichen Gründen (stärkere und damit schwerere Struktur) kann dieser nicht beliebig erhöht werden. Als Kompromiss zwischen Wirtschaftlichkeit und Komfort sind deshalb bei Jets je nach Typ für den maximalen Differenzdruck Werte von 7.5 - 9 psi festgelegt.

Bei einem maximalen Differenzdruck von 7.5 psi wird also ein Flugzeug, welches auf 35000ft (FL350) fliegt eine Kabinenhöhe von 8000ft (FL80) halten. Die Komfortlimite ist also gerade erreicht, höher darf das Flugzeug ohne Ueberschreitung nicht steigen.
Nach dem Start nimmt also das Flugzeug die Kabine bis zum maximalen Differenzdruck bis 8000ft Höhe mit. Drucktechnisch verbleibt die Kabine also während dem Reiseflug in dieser Höhe.

Das Prinzip der Druckkabine : die durch die Klimaanlage aufbereitete und der Druckkabine zugeführte Luft weist einen CONSTANT FLOW IN auf. Durch das OUTFLOW VALVE wird die ausgeströmte Luft reguliert, wodurch der gewünschte Kabinendruck erreicht wird, also REGULATED FLOW OUT. Der resultierende Kabinendruck ist demnach ein Ergebnis des Auslassquerschnittes des OUTFLOW VALVES. Am Boden ist dieses Ventil ganz geöffnet. Die Luft verlässt die Kabine ungehindert und der Innendruck ist gleich gross wie der Aussendruck.


Interessant, nicht wahr ?

Gruss
Heinz

[Peter Guth]

Mensch, Heinz,

eine erstklassige, korrekte und verständliche Erklärung. Genau so isses. Toll.

Ergänzend noch ein Hinweis auf die TUC Time,
der Zeitraum, dem Menschen in großen Höhen (ohne Druckausgleich, also in der immer dünner werdenden Atmosphäre) verbleibt, bis eine tiefe Bewußtlosigkeit infolge Sauerstoffmangel eintritt:

TUC Time 39000 ft 5 seconds
37000 ft 12 seconds
35000 ft 20 seconds
30000 ft 90 seconds
25000 ft 10 Minutes

Zum "Glück" verflüchtigt sich aber bei einem plötzlichen Cabinen Druckabfall nicht sofort die gesamte Atemluft, sodass also etwas mehr Zeit bleibt, bis man "umfällt".

Aber man sieht, wie dramatisch sich die verbleibende Zeit reduziert, obwohl die Höhenstaffelung "nach oben" sich nur verhältnismäßig gering erhöht.

Gruß PG

[ursmunger]

Hallo zusammen,

hier wird etwas angesprochen, wovor wir ACC-Controller am meisten Angst haben: Druckabfall in einem Flugzeug und der damit verbundene 'Emergency descent'
Logisch, wenn ein Flugzeug plötzlich den Druck verliert, muss es so schnell wie möglich runter...unser Problem dabei ist natürlich, dass häufig unten dran noch andere Flugzeuge sind....und die Zeit reicht nicht, sie aus dem Weg zu schaffen. In den bekannten Fällen ging das betreffende Flugzeug häufig sehr nahe an anderem Traffic vorbei. Meistens bekommt das aber auch der Lotse erst mit, wenn es schon vorbei ist, so schnell kann es gehen.
Aus diesem Grunde machen viele Fluglinien in diesem Fall eine 45-Grad-Kurve - um vom Airway wegzukommen und so eventuellem Verkehr auszuweichen. Leider ist das keine Standard-Prozedur, auch schreibt da die ICAO nichts vor. Daher weiss der am Radar nicht, was vom Flugzeug zu erwarten ist.

Ein Problem mit der Druckkabine muss natürlich nicht immer totaler Druckverlust sein. Ich hatte mal den Fall einer Lufthansa auf FL350, der einen Sprung im Cockpitfenster hatte. Da verlangte der Pilot ganz cool und unspektakulär zuerst FL310, dann FL280....bis er am Schluss auf FL100 war, weil anscheinend wirklich ein echtes Problem auftauchte.

Gruss
Urs

[Joachim Giesler]

Interessante Sache Heinz - in der Tat!

Hier noch eine kleine aber vielleicht nicht unwesentliche Ergänzung:

Bei einem Emergency Descent wird die Richtungdänderung nach Urs Beschreibung um 45° ausgeführt, um vom Airway wegzukommen - UND zwar dann nach LINKS!

Gruß, Achim O.T.N.

[G115B]

Sehr interessanter Bericht.

Ist nun die Max. Flughöhe eines Linienjets davon abhängig wie das Drucklimit der Kabine festgelegt ist oder ist die max Höhe das Maximum weil sie einfach nicht höher kommt?

Wie wird eigentlich die max Höhe definiert?

Gruss Roy

[Peter Guth]

...also das Limit der Flughöhe stellt nicht die Druckkabine dar, sondern diese begrenzt sich aus der Triebwerksleistung in Verbindung mit der Aerodynamik. Dieses nennt man dann die "Dienstgipfelhöhe". Im Reiseflug liegt sie aber auch aus wirtschaftlichen Gründen etwas darunter.

Gruß PG.

[Heinz Richner]

Hallo zusammen

und die Dienstgipfelhöhe ist, wenn das Flugzeug noch 150ft/Minute Steigleistung bringen würde. Das heisst, also noch immer nicht die absolut mögliche Höhe.

Heinz