I. Talai, M. Fuchs, J. Biedermann, B. Nagel

Der Ausbruch der globalen SARS-Cov2-Pandemie hat den Luftverkehr stark beeinträchtigt und die Notwendigkeit effizienterer Dekontaminationsverfahren in Flugzeugkabinen verdeutlicht. Dies hat gezeigt, dass neue Technologien gebraucht werden, um die Dekontaminationsverfahren zur Keimreduzierung in der Kabine effizienter zu gestalten. Die Integration dieser Technologien in der Kabine ist von Bedeutung, um das Sicherheitsgefühl und die Gesundheit der Passagiere zu verbessern, insbesondere im Hinblick auf zukünftige Epidemien oder Pandemien. Während die Luftübertragung von Keimen und damit Infektionen während des Fluges durch High-Efficiency Particulate Air Filter (HEPA-Filter) teilweise reduziert wird, wird die Kontaktinfektion durch die Systeme und Materialien im Flugzeug kaum verhindert. Üblicherweise werden Oberflächenkeime in Flugzeugkabinen durch die manuelle Anwendung chemischer Dekontaminationsmittel reduziert. Aufgrund des umfangreichen Ausmaßes der Kabinenoberfläche sowie der begrenzten Turnaroundzeit von Passagierflugzeugen ist jedoch nur eine unzureichende Dekontamination möglich. Um dennoch eine keimreduzierte Flugzeugkabine im täglichen Betrieb zu gewährleisten, ist eine Automatisierung der Dekontaminationsprozesse gefordert. In diesem Zusammenhang bietet der Einsatz von antiseptischem blauem Licht eine vielversprechende Lösung. Durch eine regelmäßige Bestrahlung der Oberflächen werden Keime inaktiviert und somit das Risiko einer Infektionsübertragung auf die Passagiere minimiert. Die Wirksamkeit der Bestrahlung ist von Faktoren wie der Dauer und der Distanz zwischen den Lichtquellen und den Oberflächen abhängig. Daher wird in dieser Arbeit eine Ray-Tracing-basierte Methode erforscht, um die Positionen der Lichtquellen zur Bestrahlung der Kabinenoberflächen einer Flugzeugkabine wie Tray Tables zu analysieren und zu optimieren, unter Berücksichtigung der Kabinenkonfiguration, der Lichtausbreitung und der zur Keiminaktivierung erforderlichen Strahlungsintensität. Die Simulation ermöglicht ausgehend von der benötigten Strahlungsintensität auf den Oberflächen der Flugzeugkabinenkomponenten eine gezielte Verfolgung der Lichtstrahlen, um die notwendige Anzahl der Lichtquellen und die geeigneten Positionen zu ermitteln und dafür ein Optimum zu finden, damit das Gesamtsystem der Blaulichtdekontamination in zukünftigen Kabinenkonfigurationen integriert und berücksichtigt werden kann. Auf diese Weise können die Bestrahlungsdauer sowie die Anzahl der Lichtquellen und dadurch das Zusatzgewicht im Flugzeug minimiert und gleichzeitig eine ausreichende Dekontamination der Oberflächen für eine keimreduzierte Flugzeugkabine gewährleistet werden. Zudem führt dies zu einer geringeren Wahrscheinlichkeit einer Infektion für Passagiere in der Flugzeugkabine, auch während Perioden mit erhöhter Krankheitslast, und trägt zu einem erhöhten Sicherheitsgefühl bei Flügen bei.

The outbreak of the global SARS-Cov2 pandemic has severely impacted air traffic and highlighted the need for more efficient decontamination procedures in aircraft cabins. This has shown that new technologies are needed to make decontamination procedures more efficient to reduce germs in the cabin. The integration of these technologies in the cabin is important to improve the sense of safety and health of passengers, especially in view of future epidemics or pandemics. While the airborne transmission of germs and thus infections during the flight is partially reduced by high-efficiency particulate air filters (HEPA filters), contact infection is hardly prevented by the systems and materials in the aircraft. Typically, surface germs in aircraft cabins are reduced through the manual application of chemical decontaminants. However, due to the extensive size of the cabin surface and the limited turnaround time of passenger aircraft, only insufficient decontamination is possible. In order to ensure a germ-reduced aircraft cabin in daily operations, automation of the decontamination processes is required. In this context, the use of antiseptic blue light offers a promising solution. Regular irradiation of the surfaces inactivates germs and thus minimizes the risk of infection being transmitted to passengers. The effectiveness of the irradiation depends on factors such as the duration and the distance between the light sources and the surfaces. Therefore, in this work, a ray tracing-based method is explored to analyze and optimize the positions of the light sources for irradiating the cabin surfaces of an aircraft cabin such as tray tables, taking into account the cabin configuration, the light propagation and the radiation intensity required for germ inactivation. Based on the required radiation intensity on the surfaces of the aircraft cabin components, the simulation enables targeted tracking of the light rays in order to determine the necessary number of light sources and the suitable positions and to find an optimum so that the overall system of blue light decontamination can be integrated and taken into account in future cabin configurations can. In this way, the duration of irradiation and the number of light sources and thus the additional weight in the aircraft can be minimized while at the same time ensuring sufficient decontamination of the surfaces for a germ-reduced aircraft cabin. Additionally, this results in a lower likelihood of infection for passengers in the aircraft cabin, even during periods of increased disease burden, and contributes to an increased feeling of safety on flights.

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2024, Hamburg

Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn, 2025

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 9 Seiten

urn:nbn:de:101:1-2501101352233.177727446296

10.25967/630351

Flugzeugkabine, Keimreduzierung, Dekontamination, Ray-Tracing, Oberflächendekontamination

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Talai, I.; Fuchs, M.; et al. (2025): Ansatz zur optimierten Positionierung von Blaulichtquellen zur effektiven Oberflächendekontamination in einer Flugzeugkabine. Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V.. (Text). https://doi.org/10.25967/630351. urn:nbn:de:101:1-2501101352233.177727446296.

10.01.2025