Gleichdruck-Höhenkabine

[Junkers-Peter]

Hallo liebe Forumsmitglieder,

im Rahmen eines Buchprojektes hätte ich eine Frage:

Junkers hat in den Jahren 1939/40 Versuche mit einer sogenannten Gleichdruck-Höhenkammer durchgeführt. Hier wurde der Kabinen-Innendruck nicht durch Verdichtung der Luft aufrecht erhalten, sondern hier wurde mit steigender Höhe der Anteil des Sauerstoffs in der Luft erhöht. Der Vorteil war das geringer Gewicht der Kabine, da der statische Aufbau schwächer ausfallen konnte, denn hier war ja Außendruck = Innendruck. Allerdings war die Anlage recht kompliziert, so dass man den Weg nicht weiter verfolgt hat.

Deshalb meine Frage, da mein Interesse an der Luftfahrttechnik eigentlich im Jahre 1945 endet:
Weiß jemand, ob es nach dem Krieg in Deutschland oder anderen Ländern Entwicklungen in dieser Richtung gab, oder ob es vielleicht sogar Flugzeuge gab, die mit so einer Anlage geflogen sind?:?!

Vielen Dank schon mal
Peter

 

[Schorsch]

Deshalb meine Frage, da mein Interesse an der Luftfahrttechnik eigentlich im Jahre 1945 endet:
Weiß jemand, ob es nach dem Krieg in Deutschland oder anderen Ländern Entwicklungen in dieser Richtung gab, oder ob es vielleicht sogar Flugzeuge gab, die mit so einer Anlage geflogen sind?:?!

Es gibt in Kampfflugzeugen oft Geräte, welche den "Sauerstoffpartialdruck" erhöhen, also Luft geringeren Drucks mit Sauerstoff anreichern. Das Problem ist meines Wissens, dass bei den Flughöhen der Sauerstoffanteil so groß ist, dass der Sauerstoff schon aggressiv ist.
Mal überschlagen: Druck auf 10.000m etwa 35% des Bodendrucks. Um gleiche Saustoffsätigung zu haben, benötigt man also etwa 60 bis 70% Sauerstoffanteil.
(oder habe ich da non-sense errechnet :?! )

 

[Talon4Henk]

Na ja, es gibt ja durchaus Lfz, die keine Druckkabine haben aber dennoch recht hoch gehen.
Die T-37 z.B. darf ohne Druckkabine auf 25.000 Fuß. Auf der Höhe atmet man dann aber schon fast reinen Sauerstoff und den auch mit leichtem Überdruck.

 

[Junkers-Peter]

Hallo Schorsch u. Talon4Henk,

erstmal danke für die Antworten. Bei den genannten Versuchen wurde der Sauerstoff aber nicht durch Atemmasken zugeführt, sondern wurde in der Kabinenluft angereichert. Ziel war es ja, dass die Besatzung keine Atemmasken tragen sollte, da diese dadurch behindert wurde. Weiteres Ziel war es auch, wie oben schon gesagt, die Struktur der Kabinen schwächer und damit leichter ausführen zu können.
Schorsch, Deine Rechnung stimmt nicht ganz.:D Ich habe ein Diagramm, wo der erforderliche Sauerstoffanteil in der Atemluft zur Aufrechterhaltung des normalen Sauerstoffteildrucks angeben wird: Gerundete Werte:
0 m = 21%
2 km = 30%
4 km = 40%
6 km = 50%
8 km = 70%
10 km = 100%
Das ist keine Gerade, sondern eine Kurve.

Die Aggressivität des Sauerstoffs dürfte aber keine Rolle gespielt haben – jedenfalls nicht für die menschlichen Atemwege, denn die Apollo-Astronauten haben ja bei ihren Missionen beispielweise 14 Tage lang reinen Sauerstoff geatmet. Es war wohl nur wichtig, dass die Umstellung von normaler Luft auf reinen Sauerstoff nicht plötzlich erfolgte, sondern allmählich.

Aber ich denke mal, die Brandgefahr ist in so einer Atmospäre ausordentlich hoch. Ein Funke irgendeines betätigten Schalters reicht da wohl schon aus... siehe die Apollo-Katastrophe 1967.

Also mir gings in der Frage nicht um durch Atemmasken zugeführten Sauerstoff, sondern um ganze Druckkabinen mit der Anreicherung.
Oder meintet Ihr, dass das in den erwähnten Kampfflugzeugen oder der T-37 so gemacht wird?

Gruss Peter

 

[Aeronaut]

Hallo an Alle,

ich habe es auch so in Erinnerung, daß der von Schorsch genannte Partialdruck die bestimmende physikalische Größe ist.

Wenn Dieser zu gering ist, werden gemäß Massenwirkungsgesetz die chemischen Reaktionsvorgänge der Atmung in der Lunge nicht mehr ausreichend ablaufen.

Hier in Wikipedia steht einiges dazu :
http://de.wikipedia.org/wiki/Partialdruck

Da der Luftdruck mit zunehmender Höhe aber exponential abnimmt kommt es wohl zu der von Peter Achs geposteten Tabelle.

Siehe ebenfalls wikipedia
http://de.wikipedia.org/wiki/Luftdruck#Abnahme_mit_der_H.C3.B6he

Daß man den Astronauten anfangs eine reine Sauerstoffatmosphäre verpaßte, hatte sicher damit zu tun, daß man dadurch den Kabinendruck eben niedriger halten und so strukturell leichter bauen konnte.

Eine langsame Anpassung könnte bereits dadurch erforderlich sein, daß ja im Brustkorb zwischen Lunge und innerer Brustraumauskleidung (Pleuralspalt) immer ein Unterdruck gegenüber der Umgebungsluft bestehen muß, damit die Lunge nicht kollabiert.

Allerdings sollte durch den gleichbleibenden Partialdruck gemäß Massenwirkungssgesetz trotz scheinbar erhöhter Konzentration eben keine erhöhte Brandgefahr bestehen, da ja für eine Verbrennungsreaktion ja absolut gesehen auch nicht mehr Sauerstoffmoleküle zur Verfügung stehen als bei Bodendruck und Normalkonzentration .

Aber vielleicht haben wir ja noch ein paar Chemiker hier, die das noch genauer erläutern können.

Viele Grüße

Hans

 

[Junkers-Peter]

Hallo Aeronaut,

wird zwar jetzt ein wenig OT, aber Du hast recht. Ich habe nochmals in eines meiner Apollo-Bücher geschaut. Bei dem Brand in der Kapsel am Boden hatten die einen Innendruck von 16 psi (1,12 bar), also sogar noch einen Überdruck. Da fängt alles Feuer, selbst Stahl!
Im All waren es dann 5 psi (0,35 bar), und nach Aussage der Apollo-Leute war das Brandverhalten vergleichbar mit normaler Luft.

Aber die reine Sauerstoffatmosphäre bei Apollo hatte einen anderen Grund. Das hing mit den Mondausstiegen zusammen. Bei normaler Atemluft mit normalem Luftdruck hätten sich die Anzüge auf dem Mond wie Luftballons aufgeblasen, da ja dort der Gegendruck fehlt. Bei reiner Sauerstoffatmosphäre bei 0,35 bar war das aber noch in den Griff zu bekommen. Um die Systeme nicht noch komplizierter zu machen, hat man dann alles auf reinen Sauerstoff umgestellt.

Gruss Peter

 

[Aeronaut]

Da haben die aber echt wenig nachgedacht.

Bei reiner O² Atmosphäre und 1,12 bar Druck kann man schon fast erwarten, daß sich das Fettgewebe der Astronauten von selbst entzündet.

Immerhin war doch auch in den 60er Jahren schon bekannt, daß man Sauerstoffarmaturen Öl -und Fettfrei halten muß!

Die Wirkung von reinem Sauerstoff bei Atmosphärendruck läßt sich übrigens sehr schön mit einem einfachen Versuch demonstrieren :

man füllt aus einer Sauerstoffflasche Flasche z.B ein Einmachglas, das sich kopfüber unter Wasser befindet, mit Sauerstoff. Wenn es voll ist, verschließt man es mit einem Deckel und nimmt es heraus und stellt es aufrecht hin.

Dann bringt man eine banale Filter- Zigarette leicht zum Glimmen. Jetzt entfernt man den Deckel vom Glas und wirft die Zigarette in das offene Gefäß.

Sie verbrennt in kürzester Zeit mit einer hellen Stichflamme inklusive Filter.

Wenn man das einmal gesehen hat, kommt man normalerweise nicht mehr auf die Idee mit reiner Sauerstoffatmosphäre zu arbeiten