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Kabinenluft

Kondenswasser an Bord

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Luftfeuchtigkeit ist lebensnotwendig für die Passagiere, aber zugleich schädlich für die Zelle und Baugruppen von Flugzeugen. Mit den verschiedensten Mitteln und Methoden realisieren die Hersteller sowohl die Trocknung als auch die Befeuchtung der Kabinenluft und gewährleisten damit einen vernünftigen Kompromiss für Mensch und Maschine.

Kondenswasser an Bord

Der Aufenthalt in frischer, sauerstoffreicher Luft mit einem Feuchtegehalt von etwa 50 Prozent und einer Temperatur um die 20 Grad Celsius gibt uns ein Gefühl des Wohlbefindens, aber oft genug halten wir uns in Räumen auf, die nicht diese Idealbedingungen bieten – am Arbeitsplatz, im Auto oder auch im Flugzeug. Vor allem hier, wo nach dem Schließen der Türen die Kabinenatmosphäre nur noch durch Zapfluft aus den Verdichtern der Triebwerke gebildet wird, ist die Luft mit rund zwei Prozent Feuchtigkeitsanteil zumindest anfangs noch extrem trocken.

Luftfeuchtigkeit steigt während des Fluges an

Dieser Anteil jedoch steigt während des Fluges wieder an, denn die Passagiere geben über die Atmung und natürliche Verdunstung ständig Feuchtigkeit an die Umgebung ab. Während eines zehnstündigen Langstreckenfluges ist das immerhin rund ein Liter Wasser je Fluggast, und diese Menge kann sich im Laufe der Zeit zu einem handfesten Problem für das Flugzeug auswachsen. Die Luftfeuchtigkeit hat nämlich die unangenehme Eigenschaft, bei extremen Temperaturunterschieden zu kondensieren, was innerhalb der Kabine glücklicherweise relativ selten zu beobachten ist.

Wasserballast von bis zu 700 Kilogramm

Bis zu 700 Kilogramm Wasser können von den Isolationsmatten aufgesogen werden. Foto und Copyright: FR-Dokumentation

Hinter allen Verkleidungen aber, für den Passagier unsichtbar, ist die Kondensation der Normalzustand, denn bei Außentemperaturen von minus 50 Grad in Reiseflughöhe und der Normaltemperatur in der Kabine schlägt sich die Luftfeuchtigkeit zwangsläufig an der Innenseite der metallenen Flugzeughaut nieder. Dieses Wasser dringt in den kleinsten Winkel und wird vor allem von den Isolationsmatten aufgesogen. Messungen in Langstreckenflugzeugen haben hier nach einiger Zeit schon einen unerwünschten Wasserballast von bis zu 700 Kilogramm nachgewiesen! Was übrig bleibt, fließt an Kabeln oder Leitungen entlang oder sammelt sich schließlich am Boden.

Einfache Lufttrocknung nicht möglich

Der einfachste Weg, diesen Wasseransammlungen zu begegnen, wäre eine konsequente Trocknung der Luft, doch ist das den Passagieren nicht zuzumuten. Dehydration wäre die Folge, eine Austrocknung des Körpers mit verheerenden gesundheitlichen Auswirkungen. Also müssen sich schon die Konstrukteure bei der Projektierung mit dem Problem auseinandersetzen und mögliche Schäden von vornherein begrenzen.

Viel Aufwand bei der Montage

Schwierig ist der Korrosionsschutz bei Baugruppen wie dieser Einstiegstür. Foto und Copyright: Matthias Gründer

Bereits bei der Montage erfolgt eine peinlich genaue Lackierung aller Metallteile der Struktur mit mehreren Schichten wasserabweisender Lacke. Alle Fugen, an denen Metallteile zusammenstoßen, werden verkittet, ebenso wie Schrauben und Niete mit Spezialkitt eingepasst werden. Fugen werden zudem aufwändig versiegelt, damit keine Feuchtigkeit eindringen kann. Alle Leitungen und Kabel sind zudem mit korrosionsbeständigen Materialien isoliert, und die Isolationsmatten zwischen Außenbeplankung und Innenverkleidung sind mit speziellen Fasern gefüllt, welche ein Verrotten und unangenehme Geruchsbildung bei stauender Nässe verhindern.

All diese Maßnahmen indessen können die Einwirkungen des Kondenswassers nur eindämmen, nicht aber verhindern. Wirklich trocken bekommen die Techniker ein Flugzeug nur bei den regelmäßigen Checks, wenn das gesamte „Innenleben“ der Maschine ausgebaut wird, es sei denn, sie hätten acht Monate lang Zeit, das Flugzeug nur mit Hilfe von Heizlüftern zu trocknen. So lange würde es nämlich dauern, eine komplett ausgerüstete Maschine zu trocknen. Was da zuweilen unter den Verkleidungen zum Vorschein kommt, sieht allerdings meist schlimmer aus, als es in Wirklichkeit ist, denn der umfangreiche Einsatz von Kompositwerkstoffen verhindert zerstörende Korrosion.

Gleichzeitig Trocknen und Befeuchten

Der Trockner ist nur 60 Zentimeter lang und kann wegen Wartungsfreiheit völlig versteckt untergebracht werden. Foto und Copyright: FR-Dokumentation

Dennoch müssen bei diesen Checks zahlreiche Bauteile erneuert werden, was enorme Kosten verursacht. Vor allem zur Verringerung dieser Kosten und des Wartungsaufwandes gibt es inzwischen aber auch technische Mittel, mit denen die Kabinenluft je nach Bedarf getrocknet und gleichzeitig auch befeuchtet werden kann, allen voran das Zonal Comfort System des schwedischen Unternehmens CTT Systems. Seine Konstruktion ist so einfach wie genial: An einer beliebigen, vom Kunden auszuwählenden Stelle im Frachtraum wird ein 60 Zentimeter langer Zylinder mit einem Durchmesser von 50 Zentimetern installiert, in dem ein Ventilator die feuchte Kabinenluft über einen vorgeschalteten Filter ansaugt. Dazu führen Schläuche die Luft von ausgewählten Punkten der Kabine und des Frachtraumes heran.

Innerhalb des Zylinders ist Silikagel derart raffiniert angeordnet, dass etwa ein Kubikmeter dieses stark hygroskopischen, also Wasser anziehenden Materials eine aktive Oberfläche von fast 400 Quadratmetern ergeben. Das reicht aus, um die vorbeistreichende Luft komplett zu trocknen, die danach wieder in die Kabine zurückgeführt wird, und zwar dergestalt, dass sie in die Lücke zwischen der Außenhaut und der Innenverkleidung geblasen wird. Weil diese Luft praktisch keine Feuchtigkeit mehr enthält, kann auch keine Kondensation stattfinden.

Betriebsmodus

Allerdings wissen wir ja nun, dass trockene Luft zwar gut für das Flugzeug, aber schlecht für die Passagiere ist. Aus diesem Grund ist das System ständig in Betrieb und schaltet im Reiseflug automatisch den Modus „Befeuchten“ zu, damit sich die Passagiere wohler fühlen. Ein Teil der trockenen Luft wird dazu durch spezielle Befeuchter geleitet, in denen Frischwasser über Glasfasermatten läuft, durch die wiederum die Luft strömt. Diese normal feuchte Luft gelangt dann über das Ventilationssystem über den Köpfen der Passagiere wieder zurück in den Kabinenkreislauf.

Unterschiedliche Systemausführungen

Beim Zonal Drying System werden 80 Prozent der Luft getrocknet, während 20 Prozent gereinigt und regeneriert in die Kabine zurückgelangen. Grafik und Copyright: FR-Dokumentation

Je nach Flugzeuggröße gibt es das komplette System in zwei Ausführungen: Die kleinere wiegt 4,9 Kilogramm, die größere acht. Die komplette Installation in einer Boeing 767, wo wegen der Größe des Flugzeuges zwei dieser Systeme benötigt werden, wiegt nur 30 Kilogramm, also kein Vergleich zu den möglichen 700 Kilo Zusatzgewicht, die aus von der Isolation aufgesaugtem Wasser bestehen. Die Anlage arbeitet vollautomatisch, benötigt keinerlei Training für die Besatzung und kann, normalerweise innerhalb eines C-Checks in der Werft mit einem Aufwand von 80 bis 130 Mannstunden relativ einfach nachgerüstet werden. Die Kosten für die Installation in einer Boeing 737 liegen bei etwa 55000 Euro und die Lebensdauer bei etwa zehn Jahren, wobei etwa aller drei C-Checks eine Reinigung oder ein Tausch nötig sind.

Ausrüstung neuer Flugzeuge

Zur Befeuchtung wird die gereinigte Luft durch wassergetränkte Matten geleitet. Grafik und Copyright: FR-Dokumentation

Der gegenwärtige Stand ist so, dass Fluggesellschaften das System bereits in fest bestellte Neuflugzeuge einbauen lassen können. Dann wird die Installation beim Flugzeughersteller vorgenommen. Ansonsten haben Airlines die Möglichkeit, ihre Maschinen während der Checks nachrüsten zu lassen, wobei Lufthansa Technik bereits gute Erfahrungen mit dem Einbau gemacht hat.

Einbau

Beim Einbau braucht man nur zwei Schnittstellen mit dem Flugzeug, die Elektroversorgung und die mechanische Anbringung, so dass keine konstruktiven Änderungen nötig sind. Somit gibt es auch keine Abstimmungsprobleme mit dem Hersteller, der seine Genehmigung nur ein Mal für den jeweiligen Typ erteilen muss. Eine Ausrüstungsvariante, bei der ein Kunde ein neues Flugzeug automatisch mit dem Zonal Comfort System bekommt, existiert allerdings nicht, weil die meisten Airlines die Ausrüstung vor allem ihrer Kurzstreckenflugzeuge nicht wünschen. Hingegen existiert auch die Möglichkeit der Installation in Frachtern, was hinsichtlich des Transports lebender Tiere oder von Pflanzen durchaus sinnvoll erscheint.

Unterschiedliche Anforderungen

Ansonsten besteht, vor allem in heißen Gebieten unserer Erde, die Möglichkeit der Installation des Zonal Drying Systems, wo die Luft nur getrocknet wird, weil die Passagiere selbst genügend Feuchtigkeit absondern. Auf der Langstrecke hingegen dürften vor allem die Passagiere der First Class an dem System interessiert sein. Weil hier nur wenige Fluggäste auf größerem Raum fliegen, geben sie weniger Feuchtigkeit an die Kabinenatmosphäre ab. Hier ist es also immer trockener als im hinteren Teil des Flugzeuges. Die Flugbegleiter halten darum die Passagiere während langer Strecken immer wieder zum Trinken an, um den Flüssigkeitsverlust auszugleichen, doch Langstreckenflüge beinhalten auch Schlafpausen, und wer kann schon während des Schlafens trinken?

FLUG REVUE Ausgabe 10/2003

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