Modellierung des dynamischen Verhaltens der zonalen Kabinentemperatur und anderer Komfortparameter in Flugzeugkabinen (PDF)

Der Flugzeugkabinenkomfort spielt für den Passagier eine grosse Rolle, da er sich während seiner Reise - anders als in anderen Massentransportmitteln wie Schiff oder Bahn - nicht frei bewegen kann und aufgrund der extremen Aussenbedingungen während des Fluges einem vollständig künstlichen Umgebungsklima ausgeliefert ist. Insbesondere die thermische Behaglichkeit, welche einen entscheidenden Einfluss auf die menschliche Empfindung und damit auf den Kabinenkomfort hat, zeigt Optimierungsbedarf. Des Weiteren bemängeln viele Passagiere an der Flugzeugkabinenklimatisierung die Ausbildung eines unangenehmen Temperaturgefälles in Richtung des Kabinenbodens, worauf der Mensch aufgrund der am Fuss vermehrt angeordneten Thermorezeptoren sehr empfindlich reagiert.
Zwei wesentliche Faktoren der Flugzeugklimatisierung stellen die Lufttemperatur und die Luftgeschwindigkeit dar, da sie das Temperaturverhalten in der Kabine und das Behaglichkeitsempfinden entscheidend beeinflussen. Aber auch die Wärmestrahlung hat einen grossen Einfluss. Aus diesem Grund wird neben der konventionellen Klimatisierungsform in der vorliegenden Forschungsarbeit auch eine alternative Form der Klimatisierung mittels Kühldecken untersucht, da sich hier, insbesondere in Kombination mit einer Quelllüftung, ein grosses Potential zeigt, die thermische Behaglichkeit in der Kabine für die Passagiere zu erhöhen.
Die Untersuchung sowohl der sich bei der konventionellen Klimatisierung ausbildenden Kabinentemperaturdynamik als auch die Bewertung des Einsatzes von Kühldecken mit dem Ziel der Komfortoptimierung war Hauptaufgabe der vorliegenden Arbeit. Hierfür wurden Flugtestdaten analysiert sowie ein Modellteststand und verschiedene Simulationsmodelle zur Strömungs- bzw. Strahlungssimulation in der Modellierungssprache Modelica erstellt und die Ergebnisse ausgewertet.