Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat in Braunschweig mit dem Forschungsflugzeug ATRA „Otto Lilienthal“ Möglichkeiten getestet, die Luftzirkulation in Passagiermaschinen zu verbessern. Dummys, welche die menschliche Wärmeausstrahlung simulieren, und moderne Sensortechnik helfen den Forschern bei der Weiterentwicklung ihrer Strömungsmodelle.
Wissenschaftler des DLR-Instituts für Aerodynamik und Strömungstechnik erforschen gemeinsam mit Airbus Belüftungskonzepte für Flugzeugkabinen. „Im hochmodifizierten DLR-Forschungsflugzeug ATRA ist es nicht möglich, die Kabine mit menschlichen Passagieren voll zu besetzen“, beschreibt Gerald Ernst von der DLR-Forschungsflugabteilung den Versuchsaufbau. „Deshalb greifen wir auf insgesamt 63 Dummys zurück, die aus einem speziellen Hightech-Materialmix bestehen.“ Diese werden mit genau definierter Leistung beheizt. So erreichen sie eine thermische Signatur, die der eines realen Menschen sehr ähnlich ist. Teilweise werden die Dummys sogar gezielt auf noch höhere Temperaturen erwärmt.
Anlass für diese umfangreichen Tests ist der Trend hin zum Einbau von mehr In-Flight-Entertainment-Systemen und Stromanschlüssen in Verkehrsflugzeugen. Das führt zu einer höheren Wärmelast in der Kabine, was es wiederum nötig macht, mehr oder kältere Luft einzuspeisen. Mit dem Wissen, wo wie viel Luft und warum entweicht, wollen die Forscher die Effizienz bei der Belüftung von Kabinen verbessern. „Das steigert letztendlich auch den Komfort der Passagiere, da weniger unangenehm kalte Luft in die Kabine gepumpt werden muss“, erläutert Dr. Johannes Bosbach vom DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik die Versuchsreihen.
Rund anderthalb Jahre dauerte die Vorbereitung auf die Versuche; vor allem galt es im Vorfeld die Anzahl und Verteilung der Strömungs- und Temperatursensoren zu ermitteln. Nicht nur die Dummys wurden mit solchen elektronischen Gebern ausgestattet, sondern auch in der Kabine wurden solche nach vorher definierten Messschritten verteilt, um die Luftströmungen möglichst umfassend dreidimensional abzubilden. Die eigentliche Einrüstzeit für das gesamte Equipment lag dann bei „nur“ noch zwei Wochen.
Indessen interessieren die DLR-Experten nicht nur die inneren Bedingungen, welche die Kabinenatmosphäre beeinflussen. Auch die äußeren Druck- und Luftverhältnisse sind für die Erstellung exakter Modelle wichtig. Ziel ist es, herauszufinden, wie sich äußere Einflüsse auf das Kabinenklima in Passagierflugzeugen auswirken.
„Schließlich besteht immer ein Zusammenhang von Sonneneinstrahlung, Wärmelasten und Außentemperaturen auf die Strömung in der Kabine“, erklärt Dr. Bosbach. „Um diese zu erforschen, führen wir systematische Versuchsreihen und sehr genaue Messungen im ATRA durch.“ Dazu werden gezielt verschiedene Flughöhen angeflogen und die Änderungen im Kabinenklima untersucht.
Um die so erhaltenen Ergebnisse beurteilen zu können, fliegen die Forscher nicht nur tagsüber. Zwei Flüge fanden bereits in Oktobernächten vom Forschungsflughafen Braunschweig aus statt. Damit sollte der Einfluss der Sonne aus den Messergebnissen herausgefiltert werden.
Die Öffentlichkeit wurde rechtzeitig und umfassend über diese fliegerischen Aktivitäten informiert, um möglichst viel Verständnis für die Arbeit der Wissenschaftler zu wecken. Gefördert werden die Forschungsarbeiten mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie.
FLUG REVUE Ausgabe 01/2015
