Atemluft in Flugzeugen

Atemluft in Flugzeugen © goruma (M.Barton)

Der Absturz einer zypriotischen Maschine vom Typ Boeing 737 im August 2005 in der Nähe von Athen mit 121 Toten wurde höchstwahrscheinlich durch einen sehr schnellen Druckabfall und dem damit verbundenen Sauerstoffmangel für die Piloten sowie die Passagiere hervorgerufen. Aber nicht nur wegen derartiger -glücklicherweise aber sehr seltenen - Katastrophen ist das Thema Atemluft in Flugzeugen interessant.

Die Luft in einem modernen hochfliegenden Passagier-Jet besitzt einen Druck, der etwa einer Höhe von 2.400 m über dem Meeresspiegel entspricht. Der mittlere Luftdruck auf Meereshöhe beträgt 1,013 bar. In 2.400 m ist er auf etwa 0,74 bar erniedrigt. Dies bedeutet eine Verringerung des Sauerstoffpartialdrucks (=Teildrucks) in der Atemluft der Kabine von 0,213 bar (=160 mm Hg) auf Meereshöhe auf etwa 0,16 bar (=120 mm Hg). Das bedeutet, dass die Blut-Sauerstoffsättigung von ca. 97% im Normalfall in dieser Höhe auf 91% sinkt, was zu einer Verminderung des Blut-Sauerstoffangebotes im Körpergewebe führt.
In den modernen Jets werden etwa 40% der Kabinenluft über Filter umgewälzt und wieder in den Kabinenraum geblasen, und etwa 60 % werden von speziellen Kompressoren der Turbinen sozusagen als Frischluft zugesetzt. Der Grund dafür ist, dass die Luftfeuchtigkeit der Außenluft in 10.000 m und höher nahezu Null ist und man daher die wasserdampfhaltige Luft der Kabine für eine Luftfeuchte von ca. 60 % benötigt. Auf Grund dieses Umluftverfahrens ist theoretisch mit der Ausbreitung von infektiösen Keimen und anderen Luftverschmutzungen zu rechnen. Aber auf Grund der großen Verdünnung von eventuell durch erkrankte Personen in die Kabine geratenen Keimen sind Infektionen auf diesem Weg eher unwahrscheinlich. Die relativ niedrige Luftfeuchte von rund 60% kann jedoch zu Atemwegsproblemen und zu einer Austrocknung des Körpers führen. Regelmäßiges Trinken ist daher mehr als sinnvoll. Dabei sollte möglichst auf Alkohol verzichtet werden und stattdessen Wasser oder Säfte getrunken werden. Je nach Flugzeugtyp wird die Luft in der Kabine im Mittel 30 mal pro Stunde erneuert. Vor der Landung einer Maschine reguliert sich der Kabinendruck auf den Wert des Außendrucks, infolgedessen kommt es oft zu einem Druckgefühl in den Ohren bis hin zu Schmerzen. Daher sollte man stark schlucken oder sich die Nase zuhalten und gegen die zugehaltene Nase ausatmen wollen. Außerdem verteilt das Kabinenpersonal oft Bonbons, deren Lutschen ebenfalls zu einem Druckausgleich führen.

Die Temperaturen im Inneren der Maschine lassen sich in einem weiten Bereich regeln und das sogar nach Sektoren getrennt. Daher kann sich die Temperatur z.B. in der Businessclass in der von der Economy unterscheiden.

Druckabfall
Im Fall eines plötzlichen Druckabfalls in der Kabine und einem damit verbundenen Sauerstoffmangel fallen über jedem Sitz Sauerstoffmasken herunter, die für etwa 15 Minuten eine Sauerstoffversorgung der Passagiere gewährleisten. Die beiden Piloten im Cockpit besitzen in derartigen Fällen eine eigene Sauerstoffversorgung, die eine Versorgung der Piloten mit Sauerstoff weit über die 15 Minuten heraus gewährleistet. In derartigen Fällen werden die Piloten sofort einen Notabstieg auf ca. 3.000 m einleiten, wo der Umgebungsdruck ein Überleben auch ohne zusätzlichen Sauerstoff ermöglicht. Die US-Airforce hat die folgenden Zeiten veröffentlich, nach der die Betroffenen bei einem Druckabfall handlungsunfähig bzw. bewusstlos werden. 

Es sei erwähnt, dass der neue A 380 von Airbus und die Boeing 777 rund 42.000 Fuß (etwa13.000 m) hochfliegen. Die maximale Flughöhe des A 340 beträgt beispielsweise 12.500 m. In diesen Höhen fliegen praktisch alle Interkontinentalflugzeuge.

Verunreinigung der Kabinenluft

Seit über 40 Jahren erfolgt die Luftversorgung in den modernen Jets über Kompressoren in den Turbinen (Triebwerken) der Jets.  Dieses Prinzip erwies sich als besonders kostengünstig. Erst der Dreamliner (B 787 von Boeing) wird nach dieser Zeit der erste Passagierjet sein, der seine Kabinenluft wieder über Luftöffnungen im Rumpf ansaugt.
Die Luftversorgung über die Turbienen ist nicht unproblematisch. Sofern es zu Undichtigkeiten von Dichtungen in den Triebwerken kommt, können verbrannte Ölrückstände und damit auch TCP in die Kabinenluft gelangen - oft von den Passagieren und Besatzungen unbemerkt. Besonders das dem Öl zugeführte "Additiv" TCP (Trikresylphosphat) kann als Nervengift zu erheblichen - meist erst längerfristig erst bemerkbaren Schäden führen. Nach Aussagen der Lufthansa kam es bis Ende 2008 bei ca. 2.000 Flügen zu einem derartigen Zwischenfall - das wären bei Kurz- und Mittelstreckenflügen allein bei der Lufthansa ein Ereignis pro Tag. Nach Aussagen aus Großbritannien, kam es dort im Jahr 2006 zu rund 1.050 derartigen Vorfällen, die von der Luftaufsichtsbehörde offiziell dokumentiert wurden. Akute und lebensbedrohliche Verunreinigungen sind bisher nicht bekannt geworden, aber die schleichende Vergiftung ist umso heimtückischer, da sie oft erst sehr spät erkannt wird und von den Ärzten meist nicht auf das Fliegen zurückgeführt werden kann. Besonders gefährdet sind Vielflieger, Schwangere und natürlich die Besatzungsmitglieder!