Haben moderne Flugzeuge Sauerstoffsensoren in der Kabine?

Obwohl dies den O₂-Prozentsatz nicht wesentlich beeinflussen würde, muss bei einem Frachtflugzeug eine Sache tabelliert werden, nämlich die Menge des geladenen Trockeneises. Trockeneis ist in Verpackungen weit verbreitet, um verderbliche Sendungen während des Transports kühl zu halten. Da Trockeneis beim Erwärmen in gasförmiges CO₂ sublimiert, gibt es eine Grenze dafür, wie viel in ein Flugzeug geladen werden kann. Wenn es zu viel ist, besteht die Möglichkeit, dass die Piloten von im Flugzeug eingeschlossenem Gas überwältigt werden. Es ist eine ziemlich heimtückische Bedrohung, weil Sie es nicht riechen können, sodass Sie erst bemerken würden, dass etwas nicht stimmt, wenn Sie anfangen, physiologische Auswirkungen zu spüren.

Ein O₂-Sensor würde nicht helfen, da die Piloten überwältigt wären, lange bevor er einen nachweisbaren Unterschied im O₂-Niveau ausmachen würde. AFAIK gibt es auch keine Sensoren für CO₂. Die Menge des geladenen Trockeneises wird sorgfältig tabelliert, und Piloten, die Fracht fliegen, die Trockeneis enthält, sind sich der möglichen Gefahren bewusst und wissen, wie sie Symptome einer CO₂-Vergiftung erkennen können.

Das Klimaanlagensystem an Bord von Verkehrsflugzeugen ist ein offenes System: Es saugt Luft aus der Atmosphäre an, komprimiert sie, stößt sie durch die Kabinenöffnungen aus und strömt sie dann durch Auslassventile aus. In modernen Verkehrsflugzeugen gibt es eine gewisse Rezirkulation: Die ausgestoßene Luft war von so guter Qualität, dass es als Verschwendung erschien, sie einfach in die Atmosphäre zu leiten.

Bildquelle

In der A320-Flugzeugfamilie:

• In den Triebwerkskompressoren wird Außenluft verdichtet, ein Teil davon wird als Zapfluft abgezapft: Bereits verdichtet und erwärmt dient sie zur Auffrischung der Kabinenluft (grün markiert).
• Temperatur- und Druckregler sorgen dann für eine automatische Mischungsregelung für die Ausflussmenge: Das Ausflussventil wird reguliert, eine Verringerung der Öffnung führt zu einer Erhöhung des Kabinendrucks und einer Verringerung des Durchflusses.
• Die Umluftventilatoren regulieren, wie viel Luft wiederverwendet wird, nachdem sie durch HEPA-Filter gefiltert wurden, die Krankheitserreger und andere unangenehme Dinge entfernen.

Das gesamte Kabinenluftvolumen wird alle 2 - 3 Minuten aktualisiert, wie auch in dieser Antwort angegeben : Bei einer so häufigen Aktualisierungsrate kann man ziemlich sicher davon ausgehen, dass in der Kabine immer ungefähr der Sauerstoffanteil vorhanden ist in der Außenatmosphäre (den tatsächlichen Prozentsatz siehe unten!) . Menschen sind ohne die Hilfe von Sauerstoffmasken auf den Gipfel des Mount Everest geklettert , und dieser Gipfel befindet sich ungefähr auf der Reiseflughöhe eines Verkehrsflugzeugs. AFAIK, das Klimaanlagensystem hat keine Sauerstoffsensoren, aber es hat Temperatur- und Drucksensoren, die von unmittelbarerer Bedeutung sind.

Giftige Gase in niedriger Konzentration sind viel gefährlicher als ein Abfall der Sauerstoffkonzentration. Tatsächlich macht sich das der menschliche Körper zunutze: Beim Anhalten der Luft entsteht durch den CO-Anstieg nach einer Weile der Drang, wieder frische Luft zu atmen$_2$im Körper , nicht durch eine Abnahme des Sauerstoffs. Also CO$_2$Detektoren an Bord von Flugzeugen wären ebenso sinnvoll wie Detektoren für das sehr tödliche Kohlenmonoxid. Diese gibt es sogar in Form eines Schlüsselanhängers für GA-Piloten (ohne Verlinkung, da Werbung).

Es gab Berichte über Schwindel und Ohnmacht an Bord von Flugzeugen und Untersuchungen dazu. Eine Stichprobe verschiedener Flüge ergab keinen besonders hohen Kohlendioxidgehalt:

Diskussion

Da weitere Messberichte ausstehen, fand ich die Messungen der Sauerstoffqualität in der Kabine während des Fluges relativ stabil und reichten von 11,2 % bis 12,5 %.

Typische CO2-Werte im Freien liegen zwischen 350-400 ppm (0,035 % - 0,04 %) oder bis zu 500 ppm bei einigen Quellen.

Die während des Fluges in der Flugzeugkabine gemessenen Kohlendioxidwerte lagen in unseren Studien bisher zwischen 0,04 % oder 400 ppm und 0,1 % oder 1000 ppm und wurden in früheren Studien bei nahe 0,5 % oder 5.000 ppm gemessen.

Wie unter GESUNDHEITSAUSWIRKUNGEN VON CO2 angegeben, ist es unwahrscheinlich, dass Insassen betroffen sind oder CO2-Werte unter 2 % oder 20.000 ppm bemerken – eine weitaus höhere Zahl als der Kohlendioxidgehalt in Flugzeugkabinen.

Beachten Sie, dass der Sauerstoffgehalt an Bord etwas mehr als die Hälfte des Sauerstoffgehalts der Außenluft beträgt – die Ursache für Schwindel bei den Passagieren? Berichte über Schwindel tauchen immer wieder auf, und nichts geht über die direkte Erkennung von schädlichen Gasen durch einen Sensor. Das Problem ist, es gibt so viele von ihnen. Sauerstoff-, Kohlenmonoxid- und Kohlendioxidsensoren wären gute Kandidaten für den Einbau in die Klimaanlagensysteme.

Zu deinem zweiten Teil der Frage

Gibt es eine Situation (Notfall oder nicht), in der ein anderes Gas die Kabine unter Druck setzen und den O2-Anteil darin senken könnte?

Ja, bei Klimaanlagen, die Zapfluft verwenden, gibt es das definitiv, eine Motorstörung kann zum Beispiel Gase von brennendem Öl in die Kabinenluft einbringen, ein Problem, das einige Male für den BAE 146 gemeldet wurde . Aus diesem Bericht:

Die British Aerospace BAe 146 war der Flugzeugtyp, der am häufigsten von Rauch-/Rauchereignissen betroffen war, wenn man die Flugaktivität berücksichtigte. Der Airbus A380, die Boeing 767, die Embraer EMB-120 und die E-190 gehörten zu den anderen Flugzeugtypen, bei denen im Berichtszeitraum ebenfalls überdurchschnittlich viel Rauch/Rauch auftrat.

Die häufigste Quelle von Dämpfen/Rauch waren Probleme mit Flugzeugsystemen, hauptsächlich im Zusammenhang mit dem Ausfall oder der Fehlfunktion von elektrischen Systemen und Hilfsaggregaten (APU). Auch Geräte und Einrichtungsgegenstände spielten eine wichtige Rolle als Quelle von Dämpfen und Rauch. Innerhalb dieser Kategorie waren Klimaanlagen und Küchengeräte die häufigsten Quellen von Dämpfen/Rauch. Externe Quellen von Dämpfen/Rauch und fracht-/gepäckbezogenen Ereignissen waren relativ selten.

Das System wäre irgendwie überflüssig, da die Umgebung um das Flugzeug und die Kabine selbst mit Luft gefüllt ist. Die Luft in der Atmosphäre ist eine Mischung aus etwa 78 Vol.-% Stickstoff und 19 Vol.-% Sauerstoff, sodass die bekannte Sauerstoffmenge und der Sauerstoffpartialdruck bekannt oder relativ einfach zu berechnen wären, wenn Sie wüssten, was die Kabine ist Druck selbst war. Daher gibt es keinen Grund, einen Sauerstoffsensor in der Kabine eines Verkehrsflugzeugs einzubauen.