Wie viel Luft wird in der Kabine moderner Verkehrsflugzeuge umgewälzt (im Vergleich zur eingeblasenen Zapfluft)?

Aus einem eigenen Arbeitsbericht, basierend auf öffentlichen Webpräsentationen für die Musterberechtigung und auf The Boeing 737 Technical Guide von Chris Brady:

Ein Rezirkulationssystem reduziert den Zapfluftbedarf und die Packungslasten, indem es die Kabinenluft filtert und wieder in den Mischverteiler einführt. Etwa 25 % der Kabinenluft werden rezirkuliert. Das Umluftgebläse schaltet sich aus, wenn sich eines der Packs im HIGH-Flow befindet, was zu einer Nettoreduzierung der Belüftungsrate von etwa 15 % führt. Die Gesamtbelüftungsrate einer 737-800 beträgt ca. 1 m3/s

Ein Teil der klimatisierten Luft aus dem linken Pack strömt direkt in das Flugdeck. Der Rest der linken Packluft, die gesamte rechte Packluft und Luft aus dem Umwälzsystem werden in den Mischverteiler zusammengeführt. Mischverteilerluft wird durch verschiedene Zonen über die Seitenwandsteigleitungen auf der linken und rechten Seite des Flugzeugs in die Passagierkabine verteilt. Am Boden kann vorkonditionierte Luft direkt in den Mischverteiler gepumpt werden

Der B737 Technical Guide erwähnt weiter, dass bei der B757 und B767 bis zu 50 % der Kabinenluft umgewälzt wird und bei der MD80 nicht.

In modernen Flugzeugkabinen wird fast die Hälfte der Kabinenluft umgewälzt. Wie dieses IATA-Briefing Paper on Cabin air quality – risk of contagious virus anmerkt :

Das Kabinenluftsystem ist so konzipiert, dass es am effizientesten arbeitet, indem es etwa 50 Prozent Außenluft und 50 Prozent gefilterte Umluft liefert.

Der AIVC stellt auch in Luftqualität in Passagierflugzeugen fest :

In frühen Verkehrsflugzeugen wurden Passagierkabinen mit 100 % Außenluft belüftet. In neueren Düsenflugzeugen sind etwa 50 % der Belüftungsluft Außenluft und die restlichen 50 % gefilterte umgewälzte Kabinenluft.

Der Grund für die Verwendung von Umluft ist ganz einfach – Kraftstoffeinsparung. Aus dem Dokument Commercial Airliner Environmental Control System – Engineering Aspects of Cabin Air Quality :

Zu Beginn des Zeitalters der Verkehrsflugzeuge hatten Düsenflugzeuge keine Kabinenumluftsysteme, ... Der Hauptgrund war, dass frühe Jets von höchst ineffizienten Turbojet-Triebwerken angetrieben wurden.

Mit fortschreitender Triebwerkstechnologie wurden Turbofans mit einem Kernumgehungsverhältnis von ungefähr 2 zu 1 entwickelt. Der Kraftstoffverbrauch verbesserte sich und die Kosten für Triebwerkszapfluft im Verhältnis zum Gesamtkraftstoffverbrauch waren immer noch ausreichend gering, um 100% Zapfluft zur Passagierkabine kostengünstig zu machen .

Als moderne Turbofan-Triebwerke mit hohen Bypass-Verhältnissen von 5 zu 1 entwickelt wurden, nahm der Kraftstoffverbrauch zur Bereitstellung von Triebwerksschub ab. Der Kraftstoffverbrauch relativ zur Entnahme von Zapfluft stieg jedoch dramatisch an, fast direkt proportional zu dem höheren Bypass-Verhältnis. Bei einer 767 mit P&W 4000-Triebwerken wäre die prozentuale Erhöhung des Treibstoffverbrauchs allein aufgrund von Zapfluft fast viermal höher als bei einem Turbojet gleicher Größe für die gleiche Menge Zapfluft.

Erhöhung des Zapfluftverbrauchs bei modernen Strahltriebwerken ; Bild aus Commercial Airliner Environmental Control System – Engineering Aspects of Cabin Air Quality von Elwood H. Hun et. Al.