Flugzeuge werden aus zwei Gründen in großer Höhe geflogen. Erstens verbraucht ein Flugzeug, das in großer Höhe geflogen wird, weniger Treibstoff für eine gegebene Fluggeschwindigkeit als bei gleicher Geschwindigkeit in geringerer Höhe, da das Flugzeug in großer Höhe effizienter ist. Zweitens können schlechtes Wetter und Turbulenzen vermieden werden, indem man in relativ glatter Luft über den Stürmen fliegt. Viele moderne Flugzeuge sind für den Betrieb in großen Höhen ausgelegt und nutzen diese Umgebung. Um in höheren Höhen zu fliegen, muss das Flugzeug unter Druck stehen. Für Piloten, die diese Flugzeuge fliegen, ist es wichtig, mit den grundlegenden Funktionsprinzipien vertraut zu sein.

Bei einem typischen Druckbeaufschlagungssystem sind die Kabine, das Flugfach und die Gepäckfächer in eine versiegelte Einheit eingebaut, die Luft unter einem Druck enthalten kann, der höher als außerhalb des atmosphärischen Drucks ist. Bei Flugzeugen, die von Turbinentriebwerken angetrieben werden, wird Entlüftungsluft aus dem Triebwerkskompressor verwendet, um die Kabine unter Druck zu setzen. Aufladegeräte können an Flugzeugen mit Turbinenantrieb älterer Modelle verwendet werden, um Luft in den abgedichteten Rumpf zu pumpen. Flugzeuge mit Kolbenbetrieben können Luft, die von jedem Triebwerksturbolader zugeführt wird, über einen Schall-Venturi (Durchflussbegrenzer) verwenden. Luft wird durch ein als Ausströmventil bezeichnetes Gerät aus dem Rumpf gelöst. Durch die Regulierung des Luftaustritts ermöglicht das Ausströmventil eine konstante Luftzufuhr in den Druckbereich. [Abbildung 6-40]

Ein Kabinendrucksystem hält typischerweise eine Kabinendruckhöhe von ungefähr 8.000 Fuß auf der maximal ausgelegten Reiseflughöhe eines Flugzeugs aufrecht. Dies verhindert schnelle Änderungen der Kabinenhöhe, die unangenehm oder verursacht werden kann

Verletzungen von Passagieren und Besatzung. Darüber hinaus ermöglicht das Drucksystem einen relativ schnellen Luftaustausch von innen nach außen. Dies ist notwendig, um Gerüche zu beseitigen und abgestandene Luft zu entfernen. [Abbildung 6-41]

Die Druckbeaufschlagung der Flugzeugkabine ist eine akzeptierte Methode zum Schutz der Insassen vor den Auswirkungen von Hypoxie. In einer Druckkabine können Insassen bequem transportiert werden

und sicher über lange Zeiträume, insbesondere wenn die Kabinenhöhe auf 8.000 Fuß oder darunter gehalten wird, wenn die Verwendung von Sauerstoffgeräten nicht erforderlich ist. Die Flugbesatzung in diesem Flugzeugtyp muss sich der Gefahr eines versehentlichen Verlusts des Kabinendrucks bewusst sein und bereit sein, einen solchen Notfall zu bewältigen, wenn er auftritt.

Die folgenden Begriffe helfen beim Verständnis der Funktionsprinzipien von Druck- und Klimaanlagen:

• Flugzeughöhe – Die tatsächliche Höhe über dem Meeresspiegel, auf der das Flugzeug fliegt
• Umgebungstemperatur – die Temperatur in der Umgebung, die das Flugzeug umgibt
• Umgebungsdruck – der Druck in der Umgebung, die das Flugzeug umgibt
• Kabinenhöhe – Kabinendruck in äquivalenter Höhe über dem Meeresspiegel
• Differenzdruck – Die Druckdifferenz zwischen dem auf einer Seite der Wand wirkenden Druck und dem auf der anderen Seite der Wand wirkenden Druck. In Flugzeugklima- und Drucksystemen ist dies die Differenz zwischen Kabinendruck und Atmosphärendruck.

Das Kabinendruckregelungssystem bietet Kabinendruckregelung, Druckentlastung, Vakuumentlastung und die Mittel zum Auswählen der gewünschten Kabinenhöhe im isobaren und differentiellen Bereich. Darüber hinaus ist das Ablassen des Kabinendrucks eine Funktion des Druckregelsystems. Um diese Funktionen zu erfüllen, werden ein Kabinendruckregler, ein Ausströmventil und ein Sicherheitsventil verwendet.

Der Kabinendruckregler steuert den Kabinendruck auf einen ausgewählten Wert im isobaren Bereich und begrenzt den Kabinendruck auf einen voreingestellten Differenzwert im Differenzbereich. Wenn ein Flugzeug die Höhe erreicht, bei der die Differenz zwischen dem Druck innerhalb und außerhalb der Kabine gleich dem höchsten Differenzdruck ist, für den die Rumpfstruktur ausgelegt ist, führt eine weitere Erhöhung der Flugzeughöhe zu einer entsprechenden Erhöhung der Kabinenhöhe. Die Differenzialsteuerung wird verwendet, um den maximalen Differenzdruck, für den der Rumpf konzipiert wurde, zu verhindern. Dieser Differenzdruck wird durch die strukturelle Festigkeit der Kabine und oft durch das Verhältnis der Kabinengröße zu den wahrscheinlichen Bruchstellen, wie Fensterflächen und Türen, bestimmt.

Das Sicherheitsventil für den Innenraumluftdruck ist eine Kombination aus Druckentlastung, Vakuumentlastung und Ablassventil. Das Druckbegrenzungsventil verhindert, dass der Kabinendruck einen vorbestimmten Differenzdruck über dem Umgebungsdruck überschreitet. Die Vakuumentlastung verhindert, dass der Umgebungsdruck den Kabinendruck überschreitet, indem die Außenluft in die Kabine gelangt, wenn der Umgebungsdruck den Kabinendruck übersteigt. Der Schalter der Flugdecksteuerung betätigt das Ablassventil. Wenn dieser Schalter auf RAM positioniert ist, öffnet sich ein Magnetventil, das dazu führt, dass das Ventil die Innenraumluft in die Atmosphäre ablässt.

Der Grad der Druckbeaufschlagung und die Betriebshöhe des Flugzeugs sind durch mehrere kritische Auslegungsfaktoren begrenzt. In erster Linie ist der Rumpf so ausgelegt, dass er einem bestimmten maximalen Kabinendifferenzdruck standhält.

In Verbindung mit dem Druckregler werden mehrere Instrumente eingesetzt. Das Kabinendifferenzdruckmessgerät zeigt die Differenz zwischen Innen- und Außendruck an. Dieses Messgerät sollte überwacht werden, um sicherzustellen, dass die Kabine den maximal zulässigen Differenzdruck nicht überschreitet. Ein Kabinenhöhenmesser wird auch als Überprüfung der Leistung des Systems bereitgestellt. In einigen Fällen werden diese beiden Instrumente zu einem kombiniert. Ein drittes Instrument gibt die Kabinen- oder Abstiegsrate an. Eine Kabinen-Klettersteig-Instrument und ein Kabinenhöhenmesser sind in Abbildung 6-42 dargestellt.

Die Dekompression ist definiert als die Unfähigkeit des Drucksystems des Flugzeugs, seinen entworfenen Druckunterschied aufrechtzuerhalten. Dies kann durch eine Fehlfunktion des Drucksystems oder strukturelle Schäden am Flugzeug verursacht werden. Physiologisch fallen Dekompressionen in zwei Kategorien:

• Explosive Dekompression – Eine Änderung des Kabinendrucks schneller als die Lunge kann sich dekomprimieren und möglicherweise Lungenschäden verursachen. Normalerweise beträgt die Zeit, die erforderlich ist, um uneingeschränkt Luft aus den Lungen freizugeben, wie Masken, 0,2 Sekunden. Die meisten Behörden halten jede Dekompression, die in weniger als 0,5 Sekunden auftritt, als explosiv und potenziell gefährlich.

• Schnelle Dekompression – eine Änderung des Kabinendrucks, bei der die Lunge schneller als die Kabine dekomprimiert wird, was zu keiner Wahrscheinlichkeit von Lungenschäden führt.

Während einer explosiven Dekompression kann es zu Lärm kommen, und man kann sich für einen Moment benommen fühlen. Die Kabinenluft füllt sich mit Nebel, Staub oder fliegendem Schmutz. Nebel tritt aufgrund des schnellen Temperaturabfalls und der Änderung der relativen Luftfeuchtigkeit auf. Normalerweise klären sich die Ohren automatisch. Luft strömt durch den Austritt von Luft aus der Lunge aus Mund und Nase und kann von einigen Personen bemerkt werden.

Eine schnelle Dekompression verkürzt die Zeit des nützlichen Bewusstseins, da Sauerstoff in der Lunge schnell ausgeatmet wird und der Druck auf den Körper verringert wird. Dies verringert den Partialdruck von Sauerstoff im Blut und verringert die effektive Leistungszeit des Piloten um ein Drittel auf ein Viertel seiner normalen Zeit. Aus diesem Grund sollte beim Fliegen in sehr hohen Höhen (35.000 Fuß oder mehr) eine Sauerstoffmaske getragen werden. Es wird empfohlen, dass die Besatzungsmitglieder die 100-prozentige Sauerstoffeinstellung des Sauerstoffreglers in großer Höhe auswählen, wenn das Flugzeug mit einem Sauerstoffsystem für den Bedarf oder Druckbedarf ausgestattet ist.

Die primäre Gefahr der Dekompression ist Hypoxie. Eine schnelle und ordnungsgemäße Verwendung von Sauerstoffgeräten ist erforderlich, um Bewusstlosigkeit zu vermeiden. Eine weitere potenzielle Gefahr, der Piloten, Besatzungsmitglieder und Passagiere bei Dekompressionen in großer Höhe ausgesetzt sind, ist die Entwicklung der kranken Gasdekompression. Dies tritt auf, wenn der Druck auf den Körper ausreichend sinkt, Stickstoff aus der Lösung kommt und Blasen bildet, die sich auf einige Körpergewebe nachteilig auswirken können.

Die durch strukturelle Schäden am Flugzeug verursachte Dekompression stellt eine weitere Gefahr für Piloten, Besatzung und Passagiere dar – das Herauswerfen oder Ausblasen des Flugzeugs, wenn sie sich in der Nähe von Öffnungen befinden. Personen in der Nähe von Öffnungen sollten immer dann Sicherheitsgurte oder Sicherheitsgurte tragen, wenn das Flugzeug unter Druck steht und sie sitzen. Strukturschäden haben auch das Potenzial, sie Windstoß und extrem kalten Temperaturen auszusetzen.

Ein schneller Abstieg aus der Höhe ist notwendig, wenn diese Probleme minimiert werden sollen. Automatische visuelle und akustische Warnsysteme sind in der Ausstattung aller Druckflugzeuge enthalten.