U-2 Kabinendruck

Diskutiere U-2 Kabinendruck im Luftfahrzeugtechnik u. Ausrüstung Forum im Bereich Grundlagen, Navigation u. Technik; In der U-2 atmet der Pilot eine Stunde reinen Sauerstoff um den N2-Anteil im Blut zu reduzieren. Er sitzt aber in einer Druckkabine und trägt...

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  1. AE

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    In der U-2 atmet der Pilot eine Stunde reinen Sauerstoff um den N2-Anteil im Blut zu reduzieren.
    Er sitzt aber in einer Druckkabine und trägt einen Druckanzug.
    Bei einen Kabinen defekt also kein Problem.
    Warum die O2-Geschichte?
    Ist der Druck im Anzug so extrem niedrig? Bei anderen Typen war das doch auch nicht so!?
     
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  3. #2 Aeronaut, 30.12.2012
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    Ich denke mal die Erklärung heißt Sauerstoff Partialdruck.

    In der max. Operationshöhe der U2 ist der Umgebungsdruck so niedrig, dass der für die Atmung erforderliche Partialdruck auch bei einem 100% Anteil nicht mehr erreicht wird.

    Dann nehmen die roten Blutkörperchen nicht mehr genügend Sauerstoff auf.
     
  4. #3 Toryu, 31.12.2012
    Zuletzt bearbeitet: 31.12.2012
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    Der Druck im Anzug ist IIRC relativ gering, da trotz Bedruckung noch eine ausreichende Bewegungsfreiheit gewährleistet werden muss, was bei einem völlig "auf Meereshöhe" aufgeblasenen Anzug nicht möglich wäre, da der Pilot wie ein Michelinmännchen aussähe. Bewegungen wären aufgrund des ballonmäßig aufgeblasenen Anzugs (=> sehr steif!) kaum möglich.

    Um eine gewisse Feinmotorik zu erhalten wird also mit reduziertem Druck gearbeitet - um den Partialdruck aufrecht zu halten, wird 100% Sauerstoff verabreicht. Um die schädlichen Stickstoffmoleküle aus dem Blut zu bekommen, gibt es eine Stunde vor dem Start bereits O2-only.

    Bei einem "normalen" Differenzdruck ist auf Reiseflughöhe der U-2 kein Arbeiten Möglich.
    Nach ISA wären auf 80kft "vor der Tür" etwa 0,4psi zu erwarten. Legen wir 8psi Kabinendifferenzial drauf (~Wert eines Verkehrsflugzeugs), kommen wir auf 8,4psi, was einer Druckhöhe von knapp unterhalb 15kft entspräche - also oberhalb der für 30min zulässigen Flughöhe ohne Oxy.

    (MSL entspricht nach ISA ~14,6psi)

    Der in der U-2 verwendete Anzug ist, im Gegensatz zu den meist in Jagdflugzeugen verwendeten Anzügen, ein Vollanzug (also vollständig bedruckt). Er entspricht de facto einem Raumanzug.
    Die meisten in Jagdflugzeugen verwendeten Anzüge sind nur teilweise Bedruckt und dienen nur kurzen "Zoom-Up" Flügen auf große Höhen bzw. für relativ kurze Flugzeiten.
    Die U-2 verbringt allerdings mehr als nur ein paar Minuten in diesen Höhen, weswegen ein Vollanzug benötigt wird.
     
  5. T-38

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    Neben den bereits beschriebenen Gründen ist auch die Steigleistung, und damit die rapide Abnahme des Kabinendrucks, der U-2 nicht zu vernachlässigen. Hier kann es durch Ausperlen des Stickstoffs aus dem Blut zur "Taucherkrankheit" kommen. Auch bei QRA moderner Kampfflugzeuge wie F-22 und EF gab es Überlegungen dort Sauerstoff vorzuatmen oder einen Zwischenstopp im Steigflug einzulegen. Vielleicht kann sich jemand dazu äußern wie, bzw. ob überhaupt, dass jetzt Auswirkungen in der Praxis hat.
     
  6. AE

    AE Alien
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    Danke.
    Partialdruck ? Wikipedia ist mir bekannt.
    Aber das Sauerstoffvoratmen ist damit nicht erklärt. Die U-2 flog in 20-23 km Höhe.
    Das machte MiG-25, SR-71 und Co auch, ohne diese Prozedur.
    Wurde bei der U-2 im Druckanzug ein zu geringer Druck verwendet?
    War damals ein besserer Anzug / höherer Kabinendruck technisch zu umständlich?
    Warum das Sauerstoffvoratmen? Hat jemand eine Idee?

    Differenzdruck ist nicht einleuchtend. Der ist Null. Druckkabine und Druckanzug sollte Delta Null ergeben.
    Erst nach undicht werden der Kabine bzw. Schleudersitzbetätigung -> Michelinmännchen.

    Damit wir über einheitliche Drücke schreiben
    Pound-force per square inch ? Wikipedia
    1 PSI = 0.06894757 Bar 1 Bar = 14.50377 PSI
     
  7. #6 T-38, 31.12.2012
    Zuletzt bearbeitet: 31.12.2012
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  8. #7 Taliesin, 31.12.2012
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    Weil es länger dauert den Stickstoff aus dem Blut zu atmen als es dauern würde, in die entsprechende Höhe zu steigen. Wenn man nicht voratmen würde, dann käme man mit zu geringem Sauerstoffansteil im Blut in die entsprechende Höhe und wäre unterversorgt.
     
  9. AE

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    ...genau! Und warum sinkt der Kabinendruck so rapide ab? Macht der doch bei anderen Maschinen auch nicht.


    Das bei der SR-71 auch immer "vorgeatmet" wurde war mir neu. wieder was gelernt. :)
     
  10. Toryu

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    Richtig. Da der im Anzug verwendete Druck aber aus von mir oben genannten gründen so niedrig wie möglich gehalten werden musste, war ein Ausgasen des Blutstickstoffs zu verhindern.

    Das wird erreicht, indem man etwa eine Stunde vor Abflug nur noch reinen Sauerstoff atmet. Dabei kann alles noch im Körper befindliche N2 ausgeschieden werden.

    Richtig. Es geht hier allerdings um den Differenzdruck zwischen Kabine und Luft.
    Der Druck in der Kabine ist nicht besonders hoch. Das liegt daran dass bei erhöhtem Differenzdruck zwischen Kabine und "draußen" das Gewicht der Druckkabine steigt, was für ein Flugzeug, das größtmögliche Höhen erreichen soll, kontraproduktiv ist.

    Bei Raumschiffen ist der Innendruck auch sehr gering und man atmet puren Sauerstoff - ebenfalls aus Gewichtsgründen.

    Die Steigrate der U-2 ist ziemlich hoch, wodurch auch die Kabinensteigrate schneller als bei Paxbombern ausfällt.
     
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    Hallo

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  12. T-38

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    Doch siehe z.B.

    -Tornado dort ist der Kabinendruck in 50.000' Höhe bei 20.000' mal hier durch die -1 blättern Seite 142 AER.1F-PA200-1 - Panavia 200 Tornado Flight Manual - Italian Series Aircraft

    - F-104 in 70.000' Höhe Kabinendruck 24.000' auf Seite 120 3496 LOCKHEED F-104G STARFIGHTER FM

    - SR-71 üblicherweise kein Ausgleich bis 26.000' dann dort gehalten. Seite 199 SR-71A Flight Manual

    - F-15 ca 23.000' Kabinendruck in 60.000'. Seite 60 TO 1F-15A-1 Flight Manual F-15A/B/C/D Aircraft - Block 7 and up

    Da die U-2 von vornherein für die Nutzung mit Anzug designed worden sein dürfte ist die etwas höhere Kabinendruckhöhe nicht verwunderlich. Die Steigrate der U-2 hab ich zwar nicht belegbar gefunden, ist aber sehr beachtlich.


    P.S. vielen Dank für die Frage, die Quelle kannte ich noch nicht!
     
  13. #11 JohnSilver, 01.01.2013
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    In diesem Artikel steht, dass die ersten 25000 ft mit einer Steigrate von 15000 ft/min durchstiegen werden und anschließend langsamer auf die Flughöhe von 70000 ft gestiegen wird.

    In diesem Video sieht man bei etwa 2:40 min eine kurze Sequenz, bei der in 50000 ft Flughöhe in ca. 4 Sekunden etwas mehr als 200 ft durchstiegen werden. Das macht in dieser Flughöhe also etwa eine Steigrate von immer noch 3000 ft/min.
     
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