Kann ein Verkehrsflugzeug Kabinendruck, Temperatur, Luftfeuchtigkeit usw. auf Bodenhöhe liefern?

Abgesehen von dem Kostenfaktor, der bei Fluggesellschaften der größte Faktor zu sein scheint, ist es technisch möglich, die Kabinenatmosphäre (einschließlich Druck, Temperatur, Feuchtigkeit) usw. auf Bodenhöhe auf die Reiseflughöhe der meisten Flugzeuge (z. B. 35000) zu bringen ft).

Ich möchte nur verstehen, was Flugzeuge davon abhält, den Passagieren diese Art von Komfort zu bieten. Ich gehe davon aus, dass es Probleme mit der Rumpfintegrität geben könnte, um einen höheren Kabinendruck usw. aufrechtzuerhalten.

Nur zur Klarstellung, all dies liegt außerhalb der Kontrolle der Fluggesellschaft. Es ist alles eine Frage der Designentscheidungen des Flugzeugherstellers, nicht der betrieblichen Entscheidungen der Fluggesellschaft. Die Fluggesellschaften befolgen lediglich die Betriebsrichtlinien der Hersteller.
"... ist es technisch möglich, Kabinenatmosphäre ... auf Augenhöhe mit Bodenniveau zu bringen" Ja. "Was hindert Flugzeuge daran, den Passagieren diese Art von Komfort zu bieten?" Kosten.
Als Kunde der Flugzeughersteller liegt dies nicht wirklich außerhalb der Kontrolle der Verkehrsflugzeuge - wenn Passagiere von Verkehrsflugzeugen eine Druckbeaufschlagung auf Meereshöhe von den Fluggesellschaften verlangen würden, würden die Fluggesellschaften dies wiederum von den Herstellern verlangen (was natürlich die Kosten in die Höhe treiben würde). Und sobald ein Hersteller es anbietet, müssen es alle tun, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Es ist nur so, dass der Status quo für die meisten Passagiere gut genug ist, sodass niemand eine stärkere Druckbeaufschlagung fordert (obwohl Boeing mit dem 6000-Fuß-Niveau des Dreamliners möglicherweise einen Trend zu einer stärkeren Druckbeaufschlagung begonnen hat).
Der Airbus A380 hat eine Kabinenhöhe von 4.990 Fuß (1.520 m), weniger als der Dreamliner, 6.000 Fuß (1.800 m).
Der SyberJet SJ30 ist ein Flugzeug, das eine Kabine auf Meereshöhe (null Kabinenhöhe) bis zu 41.000 Fuß (aufgrund seines Differenzdrucks von 12 psi) bietet.
Siehe auch "Kabinendruck für Privatjets", eine Frage zum en.Wikipedia-Referenzdesk: en.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Reference_desk/…

Antworten (4)

Auf die Luftfeuchtigkeit gehe ich noch ein wenig ein.

Dies ist eigentlich ein großes Problem für Flugzeuge; Sie haben versucht, es auf dem Dreamliner ein bisschen besser zu machen und konnten es ein bisschen verbessern

Die Luftfeuchtigkeit ist verbessert, aber immer noch trocken wie die Wüste. Die Luftfeuchtigkeit im Dreamliner beträgt 10 % bis 15 % – besser als 7 % in anderen Flugzeugen auf langen Reisen

Quelle

aber es ist immer noch ein großes Thema. Es gibt zwei Hauptgründe, warum sie es nicht wirklich so stark erhöhen können.

Zunächst einmal ist Wasser sehr schwer. Da Flugzeuge trockene Außenluft einpumpen, müssten sie diese befeuchten und müssten dafür genügend Wasser mitführen. Dieses Gewicht würde die Nutzlast des Flugzeugs stark beeinflussen. Jetzt könnten Sie versuchen, einen Teil der Umgebungsfeuchtigkeit zu recyceln, aber in großem Maßstab kostet das Kraft, was Kraftstoff kostet, was auf das Gewichtsproblem zurückkommt.

Das andere Problem (obwohl nicht so oft darüber nachgedacht wird) ist die Langlebigkeit der Flugzeugzelle. Die extrem trockenen Bedingungen, denen Verkehrsflugzeuge die meiste Zeit ausgesetzt sind, tragen tatsächlich dazu bei, Korrosion an der Flugzeugzelle sowie Rost an rostenden Teilen zu verhindern. Indem Sie Feuchtigkeit in die Flugzeugzelle pumpen, laufen Sie Gefahr, dass die Metallkomponenten wirklich beschädigt werden.

Die Temperatur ist ein einfaches Energieproblem. Um ein Flugzeug heiß zu halten, müssen Sie es schneller erwärmen, als die Außentemperatur es abkühlt (oder gleichmäßig, um es auf einer konstanten Temperatur zu halten). Isolierung kann dabei helfen, aber Sie werden immer noch etwas Abkühlung sehen. Auf rudimentärer Ebene kann man hier das Newtonsche Abkühlungsgesetz anwenden und bedenken, dass die Außentemperatur im Bereich von -40 (und darunter) liegt (nach heutigen Charts).

Zum Druck,

Das ist natürlich eine große Sache, aber in Wirklichkeit ist es keine große Sache. Es mag zwar etwas irritierend erscheinen, aber das Äquivalent von 8000 Fuß Atmosphäre ist immer noch mehr als atmungsaktiv. Die FAA verlangt für drucklose Flugzeuge kein kontinuierliches O 2 bis 14.000 Fuß, also ist eine 8000 Fuß äquivalente Kabine mehr als in Ordnung. Aus Komfortgründen können Ihre Ohren knallen und Sie fühlen sich vielleicht etwas unwohl, aber es ist mehr als sicher.

Aus rein technologischer Sicht können wir dies tun, aber aus technischer Sicht ist es besser, einen Teil des Drucks zu opfern, um ein leichteres, dünneres Flugzeug zu bauen. Das spart auf der ganzen Linie Kraftstoff- und Materialkosten. Es besteht große Hoffnung, dass Kohlefaser all dies ändern kann und die 8000-Fuß-Äquivalenz der Vergangenheit angehören wird. Boeing hat dies vorangetrieben, da die 787 nur ein Druckniveau von 6000 Fuß hat, von dem sie behaupten, dass es Probleme lindert. Ich habe noch keinen geflogen, also weiß ich nicht aus erster Hand, wie viel besser es wirklich ist. Andererseits fliege ich oft drucklose Sachen und habe mich etwas daran gewöhnt.

Kabinenheizungen in Jets heizen nicht, sie kühlen. Die Kabinenluft wird aus den Motoreinlässen entnommen, wo die Kompressionsheizung die Temperatur auf 100 ° C oder mehr erhöht; Es wird dann auf ein angemessenes Niveau gekühlt, indem es durch einen Wärmetauscher geleitet wird.
@Mark: Die Luft muss gekühlt werden, aber für die Kabine selbst wird immer noch geheizt. Es weist jedoch darauf hin, dass dies kein Problem ist, da die Außenluft allein durch das Komprimieren für den Zweck heiß genug wird.
Die Temperatur ist weniger ein Energieproblem (Kompression zur Druckbeaufschlagung erwärmt die Luft mehr als genug), als vielmehr ein Problem der Definition der Temperatur. Normalerweise gelten 21-22°C als Normaltemperatur und darauf wird die Klimaanlage das ganze Jahr über eingestellt. Wenn draußen 30°C sind, bevor man einsteigt, fühlt es sich drinnen kalt an, aber dann landet man woanders wo 10°C sind und dann ist wenigstens der Schock nicht so groß. Und an einem anderen Tag können es -30°C sein und die 21°C werden sich angenehm warm anfühlen.
Ich bin den Dreamliner mehrmals geflogen und kann Ihnen sagen, dass er sich in Bezug auf den Kabinendruck viel angenehmer anfühlt, selbst in Höhen von über 40.000 Fuß
Die Luft in der Kabine wird normalerweise dem Motor entnommen, wo sie stark komprimiert wird. Enthält Druckluft also nicht in der Regel einen höheren Feuchtigkeitsgehalt?
In der Höhe ist kaum Feuchtigkeit in der Luft. Das Komprimieren von extrem trockener Luft hinterlässt immer noch extrem trockene Luft.

Gewicht und Stärke.

  • Auf 10700 Metern (35000 Fuß) beträgt der Umgebungsdruck etwa 24,8 KPA (3,6 PSI).
  • Der Druck innerhalb des Flugzeugs beträgt etwa 75,8 KPA (11 PSI), wenn man von einer Kabinenhöhe von 8000 Fuß ausgeht.
  • Stellen Sie sich eine Kabinentür vor, die ungefähr 2 mal 1 Meter groß ist.
  • Die Kraft auf die Tür beträgt etwa 3970 kg (8750 Pfund oder 4,3 Tonnen).
  • Stellen Sie sich jetzt vor, dass die Kabine mit einem Druck von 100 KPA (14,5 PSI) beaufschlagt ist.
  • Die Kraft auf die Tür beträgt jetzt 5830 KG (12850 Pfund oder 6,4 Tonnen)!

Und das ist nur eine Tür. Stellen Sie sich nun die zusätzliche Kraft für alle anderen Türen, die Fenster und den Rumpf selbst vor. Die zusätzliche Kraft wäre enorm. Einen so starken Rumpf zu bauen wäre sehr schwer.

Die Temperatur kann unabhängig von der Kabinenhöhe geregelt werden, und die meisten Menschen können ohne nennenswerte gesundheitliche Auswirkungen in 8.000 Fuß Höhe kreuzen. Daher ist es einfach nicht notwendig oder kosteneffektiv, ein Flugzeug zu bauen, das stark genug ist, um mit einer Kabinenhöhe von null zu fliegen.

Ich stimme fast allen dieser Antworten zu, obwohl ich nicht so weit gehen würde zu sagen, dass es keine negativen Auswirkungen gibt. Vielleicht wäre keine signifikante gesundheitliche Wirkung eine bessere Art, das auszudrücken. Jeder, der 14-20 Stunden in Reiseflughöhe um die halbe Welt geflogen ist, kann das unangenehme Gefühl bestätigen, das entsteht, wenn man so lange bei so niedriger Luftfeuchtigkeit und Druck verbringt. Dies wird in dieser Frage zur 787 weiter diskutiert .
Woher kommen diese Kraftzahlen? Ich versuche, die Berechnung zu replizieren (wie F = EIN Tür ( P in − P aus ) ), aber ich bekomme ungefähr 150 kN, wenn sich die Kabine auf Bodenhöhe befindet, und 100 kN, wenn sich die Kabine auf 8000 Fuß befindet (in lbs-force sind das 23.000 lbs-force auf 8000 Fuß und 34.000 auf Bodenhöhe).
@cpast Guter Punkt. Nur als schnelle Plausibilitätsprüfung (14,5 - 3,6) / (11 - 3,6) = 1,473, also sollte die Kraft "nur" 47% höher sein, wenn die in der Antwort aufgeführten Drücke verwendet werden. Außerdem ist kg im Gegensatz zu lbs keine Krafteinheit.
@reirabOK, sieht so aus, als wäre mein "zähl an deinen Fingern" foo nicht so gut. Ich werde später wiederkommen und die Mathematik wiederholen.
@Simon Aber geht das nicht davon aus, dass der festigkeitsbestimmende Ausfallmodus in einem Flugzeug der Innendruck ist? Ist es? dh wenn Sie die Dickenberechnungen für verschiedene Versagensarten durchführen, z. B. Bodenhaftung, Knicken usw., wird die Hautdicke wirklich durch die Versagensart „Druckbehälter“ festgelegt?
@curious_cat Es ist der bestimmende Faktor, oder genauer gesagt, die Druckaufbau- / Druckabbauzyklen, die den Rumpf wiederholt belasten. Wenn der Druck erhöht würde, würde die Spannung erhöht werden.
@Simon Verstanden. Es ist die Bewertung der Ermüdungszyklen. Weil es nicht die Hautdicke an sich gewesen sein kann, da selbst die aktuelle Dicke ausreicht, um ein viel höheres Delta-P als Druckbehälter zu tragen. Es ist die Ermüdungsbelastung, die kritisch ist, nehme ich an und wird vom Delta-P beeinflusst.
Ich möchte auf ein Flugzeug SJ30-2 hinweisen, in dem die Kabine auf 49.000 Fuß mit 12 psi unter Druck gesetzt wird, aber tatsächlich mit 31,4 psi getestet wurde, ein Weltrekord, der während eines FAA-Druckbelastungstests erzielt wurde.

Die Flugzeugzelle benötigt nicht nur strukturelle Festigkeit, um einen größeren Druck zu halten, sondern unterliegt auch wiederholten Belastungszyklen aufgrund wechselnder Bedingungen von gleichem Druck (am Boden) und niedrigem Außendruck mit hohem Innendruck (in Reiseflughöhe).

Das Vertiefen der Spannungszyklen (durch Erhöhen der Druckdifferenz ohne Änderung der Flugzeugzellenstruktur) kann zu einem schnelleren Versagen des Rumpfes führen. Die Belastung zu reduzieren bedeutet, das Material zu erhöhen, das Sie in den Rumpf stecken, aber mit ziemlicher Sicherheit nicht, indem Sie nur ein paar Verstärkungen hinzufügen und (glaube ich) im Allgemeinen nicht einmal, indem Sie einfach alles stärker machen. Um den Druckunterschied sicher zu erhöhen, müssten Sie meiner Meinung nach alle Teile der Flugzeugzelle, die den Druck halten, grundlegend neu gestalten (möglicherweise bis hin zu einzelnen Platten und Nieten) und dann eine Flugzeugzelle opfern, um einen langwierigen Test der Druckbeaufschlagungszyklen durchzuführen um zu überprüfen, ob es nicht fehlschlägt.

Es scheint vernünftig, so etwas für ein völlig neues Modell (wie den Dreamliner) zu tun, bei dem Sie bereits so viel Design und Tests für ein gewisses Maß an Druckbeaufschlagung durchführen müssen, aber ich denke, Sie bräuchten einen stärkeren Anreiz zur Neugestaltung ein älteres Modell auf diese Weise, und das Nachrüsten vorhandener Flugzeuge wäre (vermute ich) unerschwinglich teuer.

TL;DR: vielleicht mit einem komplett neuen Flugzeugdesign (wenn es dir die Kosten wert ist); mit bestehenden Verkehrsflugzeugen, nein.

Einige kleine Flugzeughersteller, wie Gulfstream, behaupten, einen Kabinendruck von 4.000 Fuß bei 40.000 Fuß zu bieten
@Firee Sicher, das wäre ein weiteres Beispiel wie der Dreamliner (aber mehr), bei dem Sie einen höheren Kabinendruck in einen neuen Flugzeugtyp einarbeiten können. Und ich nehme an, es gibt eine ganze Reihe von Flughäfen, zwischen denen Sie fliegen können, wo 4000 Fuß "auf Bodenhöhe" wären.

Nein? Du willst wissen warum?

  1. Stärke

Aluminium hat eine geringere Belastungstoleranz als Stahl, während Stahl seine Belastungstoleranz bei wiederholtem Gebrauch ziemlich gut halten kann.

  1. Gewicht

Für Aluminium gibt es mit wenigen Ausnahmen eine maximale Druckdifferenz von 8 psi. Sie haben buchstäblich ungefähr 4 Tonnen Druck für 2 Quadratmeter Aluminium mit ungefähr 8 psi Druckunterschied. Und auch Flugzeuge lässt man im Innenraum unlackiert, um Gewicht zu sparen.

  1. Korrosion

Wie gesagt zum unlackierten Innenraum. Aluminium ermüdet schneller, wenn es korrodiert. Mh, gesunder Menschenverstand.

  1. Strenge Sicherheitsvorschriften

8000 ft ist der maximale Kabinendruck? Ich finde das zu streng. Anregungen.

10000 ft. Ich meine, es ist einfach, sich an 10000 ft zu akklimatisieren, ohne echte Gefahren oder Komforteinbußen. Die durchschnittliche Blutsauerstoffsättigung beträgt in 10.000 Fuß Höhe weniger als 95 %. Auf Meereshöhe dagegen beträgt sie normalerweise 99 %.

4000m. Über 90 % ist für Patienten mit COPD in Ordnung. Auf 4000 Metern haben die meisten Menschen eine Blutsauerstoffsättigung von etwa 90 %.

5000 m. Der Standard der Akklimatisierung ohne allzu große Gefahren. Könnte anfangen, einige harte Gefahren zu sehen. 5000 Meter ist also der maximale Kabinendruck, den die meisten Menschen ohne harte Auswirkungen tolerieren können.

Also Leute, damit 5000 Meter Kabinenhöhe funktionieren, Alkoholkonsum in Flugzeugen verbieten. Wenigstens werden die Kopfschmerzen vermieden.

Es ist nicht leicht zu erkennen, wie sich Ihre Punkte auf die Frage beziehen. Ich denke, Ihre Antwort könnte hilfreicher sein, wenn Sie sie bearbeiten , um etwas mehr zu erklären: Warum macht ein unlackierter Innenraum einen Unterschied zum Kabinendruck? Warum spielt die niedrigere zulässige Belastung von Stahl eine Rolle? Die zweite Hälfte der Antwort scheint sich überhaupt nicht zu beziehen: Die Frage fragt, ob die Druckhöhe niedriger sein könnte, und Sie sagen, sie könnte sicher höher sein.
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Kann ein Verkehrsflugzeug Kabinendruck, Temperatur, Luftfeuchtigkeit usw. auf Bodenhöhe liefern?
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