I sommer kom de første billeder af de amerikanske Boeing-fabrikkers nyeste fly-type,
787’eren, også kaldet „Dreamliner“ ud til offenligheden. Den enorme maskine, der
er Boeings svar på Airbus 380’eren, trillede imponerende ud af en hangar til offentlig
beskuelse. Hvad man ikke kunne se på billederne, var et helt nyudviklet indeklimasystem i flyet, som skal gøre flyet til verdens mest behagelige at opholde sig i. Systemet er udviklet i tæt samarbejde med DTU.
Boeing 787 Dreamliner ill.: Boeing
„Indeklimaet i en flykabine er usædvanligt sammenlignet med vore daglige omgivelser.
Som alle andre steder påvirkes en persons velbefindende af de termiske indeklimaparametre, luftkvaliteten og luftfugtighed. I et fly sidder man tættere end måske lige netop i den mest tætpakkede bar eller biograf. Luftfugtigheden er mindre end normalt i bygninger med undtagelse af de koldeste dele af verden om vinteren,“ forklarer Ph.D. Peter Strøm-Tejsen fra Center for Indeklima og Energi ved DTU.
Studiet har inkluderet mere end titusind forsøgspersontimer samt resulteret i mere
end 20 videnskabelige artikler og konferenceindlæg.
Ph.d.-afhandlingen er grundlag for implementering af den nye indeklima-teknologi
og vil ifølge Boeing sætte nye standarder på området. Og altså først i Dreamlineren.
Boeing: Banebrydende Dreamlineren vil med sit avancerede luftrensningssystem
ifølge Boeing give både bedre komfort og samtidig forbedre flyet samlede
energiforbrug. DTU’s Center for Indeklima og Energi blev valgt på grund af deres førende status indenfor indeklimaforskning, forklarer David Space fra Boeing Commercial Airplanes Engineering Department.
„Gennem kontakten til DTU-professorerne David Wyon og nu afdøde Ole Fanger
i ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers,
red.) – og ved at læse om centrets forskningsresultater inden for luftkvalitet, fugtighed
og termisk comfort – valgte vi DTU som stedet hvor vi ville skabe helt nye løsninger
for indeklimaet i 787’eren. Heldigvis for os var det Peter, der som ph.d.-studerende blev
udvalgt til opgaven med forskning i kabinemiljøet,“siger David Space.
Han beskriver forskningsarbejdet som banebrydende, og roser de involverede gennem det fire år lange projekt.
„Vi leder altid efter universiteter i front inden for de felter vi arbejder med, og universiteterne skal kunne vise banebrydende forskning og udvikling af nye teknologier.
Den store indsats af Peter, Dr. Wyon, Dr. Fang og andre er meget værdifuld, og de bør roses for ’a job well done’,” siger David Space til DTU Avisen.
Kabine og stewardesser For at komme så tæt på virkelighedens oplevelse af indeklimaet i en flyvemaskine, opbyggede Peter Strøm-Tejsen og hans kolleger en særdeles sindrig forsøgsopstilling i bygning 402.
I samarbejde med Boeing blev der i et klimakammer bygget en kopi af en Boeing 767
flykabinesektion med 21 sæder fordelt på tre rækker.
På den måde blev de muligt at gennemføre realistiske undersøgelser af de særlige indeklimamæssige forhold og deres indflydelse på passagerers velbefindende.
„Med rigtige flysæder, gulvtæpper og belysning lykkedes det at skabe en flykabine
med en realistisk fremtoning og atmosfære, understøttet af et 72 dB(A) lydniveau fra
’flyets’ motorer fra ’take off’ til ’landing’, og prikken over i’et – stewardesser til at pusle
om passagererne med tæpper, aviser og helaftensfilm, samt servering af mad fra samme leverandør, som SAS bruger,“ siger Peter Strøm-Tejsen.
Indendørs flyvning
Ved hver undersøgelse deltog 68 forsøgspersoner opdelt i fire lige store grupper. De 60 forsøgspersoner skulle udgøre et repræsentativt udsnit af nutidens flypassagerer. Af praktiske grunde var halvdelen i aldersgruppen fra 18-30 år (fortrinsvis studerende fra DTU), mens den anden halvdel var en noget ældre gruppe 55-70 år, begge grupper med en ligelig fordeling af kvinder og mænd (– de sidste otte forsøgspersoner var unge kvinder, der påtog sig den krævende opgave som stewardesser) „Hver undersøgelse omfattede 16 ’flyvninger’, fire for hver gruppe, som hver blev udsat for de forskellige konditioner i balanceret orden, altid på den samme ugedag i fire på hinanden følgende uger. Under hver flyvning, af 4-11 timers varighed, udfyldte forsøgspersonerne tre-fire gange spørgeskemaer med i alt 29 spørgsmål om luftkvalitet, indeklima, bygningsrelaterede symptomer, termisk komfort og støj,“ forklarer Peter Strøm-Tejsen.
For også at skaffe objektive data – og ikke kun bygge på hvad forsøgspersonerne kunne beskrive som deres egen oplevelse – blev der også foretaget fysiologiske målinger af forsøgspersonernes synsevne, indåndingskapacitet, hudens tørhed, fingrenes temperatur og øjets tåre-karakteristik.
Ozon, termik og alkohol
De mange målinger af de fysiske forhold i kabinen omfattede temperaturer, luftmængder, relativ luftfugtighed, CO2 samt ozon.
„Koncentrationen af ni relevante luftforureningskomponenter blev udtaget til laboratorieanalyse, og de blev fra et tidligt tidspunkt i forsøgsserien suppleret med instrumentering fra Universitetet i Innsbruck til kontinuerlige målinger ved såkaldt Proton Transfer Reaction – Mass Spectrometry (PTRMS) teknik, der gav os mulighed for øjeblikkelige analyser af et næsten ubegrænset antal kemiske komponenter over hele forsøgsperioden,“ siger Peter Strøm-Tejsen.
Resultaterne fra undersøgelsen vedrørende luftskifte, der udforskede balancen mellem friskluft og luftfugtighed, peger på, at symptomer, som hidtil er blevet tilskrevet lav luftfugtighed i flykabinen, snarere skal forklares ved luftforurening.
Del-undersøgelsen af ozons indvirkning på indeklimaet, som blev udført med støtte fra den amerikanske luftfartsstyrelse, viste, at ozon og ozonrelaterede produkter er en
væsentlig årsag til de indeklimamæssige ubehag, som forbindes med flyrejser.
Hele tre undersøgelser af luftrensningsudstyr omfattede to fabrikater af fotokatalytiske filtre og et fabrikat af filtre med aktivt kul til at fjerne luftforureningskomponenter i form af gasser.
„Det viste sig, at fotokatalytiske filtre kan være uhensigtsmæssige i et fly, pga. uønskede aldehyder hidrørende fra alkoholdampe.
Derimod havde filteret med aktivt kul en positiv indvirkning på luftkvaliteten, og derfor indgår disse nu i Deamlinerens klimasystem,“ forklarer Peter Strøm-Tejsen.
Han forsvarede sin ph.d. med udgangspunkt i Dreamlinerprojektet den 28. august på DTU.
Kabinen i Dreamlineren bliver angiveligt verdens mest behagelige at opholde sig i når det gælder kvaliteten af luften.