Mehr als nur Schub: Wie Triebwerke für Kabinenkomfort sorgen

Was wäre ein Flugzeug ohne Triebwerk? Klar: Es würde nicht fliegen. Doch moderne Triebwerke leisten weit mehr als nur Vortrieb. Sie bremsen beim Landen, versorgen die Kabine mit Luft und Wärme, erzeugen Strom für Bordelektronik und treiben hydraulische Systeme an. Kurz: Sie sind das energetische Rückgrat des Flugbetriebs – und übernehmen Funktionen, die für Sicherheit, Komfort und Effizienz unverzichtbar sind. In diesem Teil: Wie Triebwerke mit Zapfluft für ein angenehmes und sicheres Kabinenklima sorgen.

Mit zunehmender Flughöhe nimmt der Luftdruck – und damit auch der Sauerstoffpartialdruck – in der Erdatmosphäre ab. Damit Menschen in großen Höhen überleben können, muss entweder der Sauerstoffanteil der Atemluft erhöht oder ein kabineninterner Druck aufrechterhalten werden, der dem in niedrigeren Höhen entspricht. Bei Zivilflugzeugen kommt die zweite Option zur Anwendung.

„Bei Strahltriebwerken erfolgt der Druckausgleich in der Regel über Zapfluft, die aus dem Verdichter entnommen wird“, erklärt Christopher Simson, MTU-Ingenieur in der Vorauslegung ziviler und militärischer Programme. Vereinfacht beschrieben: „Der Flugzeughersteller gibt uns vor, welcher Massenstrom bei welchem Druck benötigt wird – und wir sorgen dafür, dass die richtige Abnahme zwischen zwei passenden Verdichterstufen erfolgen kann.“

Die so entnommene Druckluft wird in das Kabinendruckregelsystem eingespeist und über Wärmeübertrager abgekühlt, denn die Zapfluft ist mehrere hundert Grad heiß. In älteren Zivilflugzeugen entspricht der Kabinendruck meist einer Höhe von rund 2.400 Metern. Bei modernen Langstreckenflugzeugen wie dem Airbus A350 oder der Boeing 787 („Dreamliner“) liegt der Kabinendruck bei etwa 1.800 Metern – das verbessert den Komfort für die Passagiere. Steuerbare Auslassventile im Flugzeugrumpf halten den Kabinendruck konstant.

Die Triebwerke heizen auch die Kabine

Eng mit dem Kabinendruckregelsystem gekoppelt ist das Klimasystem des Flugzeugs. Ab einer Höhe von etwa 11.000 Metern beträgt die Außenlufttemperatur konstant -56,5 Grad Celsius. Ohne Heizung wäre es also viel zu kalt an Bord. Andererseits brennt oft auch die Sonne durch die Fenster und wärmt die Kabine auf.

Zwei redundant ausgelegte Klimasysteme regulieren deshalb zuverlässig die Temperatur an Bord. Zum Heizen wird heiße Zapfluft durch einen Wärmetauscher geleitet, wo sie die Kabinenluft erwärmt. Für die Kühlung kommen sogenannte Kühlturbinen zum Einsatz. Im Flug treibt sie Zapfluft an, am Boden übernimmt das Hilfstriebwerk im Heck diese Aufgabe. Durch die Expansion der Luft in der Kühlturbine sinken sowohl Druck als auch Temperatur. Ist die Turbinenluft kälter als die Kabinenluft, kann sie direkt zur Kühlung beigemischt werden.

De-Icing: Eisschmelze mit heißer Luft

Schnee und Eis erhöhen das Flugzeuggewicht und können die Aerodynamik des Flugzeugs dramatisch verschlechtern. Deshalb werden Passagiermaschinen vor dem Start bei Bedarf enteist. Einmal unterwegs lässt sich aber keine Hebebühne mit Schwenkarm und Enteisungsflüssigkeit neben das Flugzeug fahren. Heiße Zapfluft aus den Triebwerken ist die praktikablere Option. Sie wird verwendet, um eisanfällige Bereiche wie Gondeln, Vorderkanten der Tragflächen und Landeklappen zu erwärmen.