DG Flugzeugbau GmbH / Passion, Power + Performance

Der richtige Gebrauch von Sauerstoff

Dieser Artikel wurde von Steele Lipe, USA verfasst und wird hier mit seiner freundlichen Genehmigung veröffentlicht.
Das erste Foto stammt von der Segelfluggruppe Winterthur.
Das zweite Foto zeigt Ruud Rozendaal in den französischen Alpen.

Frage:
"Ich habe seit Jahren das A14A Sauerstoffsystem in Benutzung und überlege, auf das EDS umzusteigen. Ich habe schon verschiedene Händler befragt, doch würde es mich jetzt interessieren, was Benutzer des Systems davon halten.
Welches ist die größtmögliche Höhe (mir wurde 9.000 Meter genannt) und wie steht es mit dem Verbrauch an Sauerstoff verglichen mit einem guten herkömmlichen System?
Die maximale Höhe scheint deutlich unter der des A14A zu liegen und die Sauerstoff-Ersparnis scheint wohl eher gering zu sein im Vergleich zu einem Dauerströmer."

Antwort:
Zuerst möchte ich sagen, dass ich selbst Anästhesist bin und gründlich die Aufnahmefähigkeit von Sauerstoff und seine Verteilung im menschlichen Körper studiert habe. Zusätzliche bin ich unzählige Male mit Segelflugzeugen (früher DG-100 und heute DG-600M) über 5.500 Meter gewesen - der höchste Flug ging sogar bis auf 11.300 Meter.

Mein Flugzeug ist mit vier verschiedenen Sauerstoff-Anlagen ausgerüstet gewesen (A14A, EDS, Dauerströmer mit Kanüle und eine Versorgung mit hohem Durchfluss für eine "Sierra Maske"). Außerdem habe ich zwei verschiedene Flaschen mit einer automatischen Umschaltung für den Fall des Einfrierens oder des plötzlichen Druckverlustes.

Ich habe persönlich die Sauerstoffversorgung des menschlichen Körpers während des Fluges untersucht und studiert, wobei ich mich durchaus neuerer Methoden bedient habe als jene der U.S.Air Force während des II. Weltkrieges, auf denen aber immer noch die Entscheidungen und Regeln der FAA basieren.

Ich habe außerdem auf den SSA Conventions in San Diego und Reno je einen Vortrag gehalten über den korrekten Gebrauch von Sauerstoff in großer Höhe mit besonderer Berücksichtigung der Fragen für Segelflieger.

Grundsätzlich gilt das Dogma der FAA:

Piloten müssen immer Sauerstoff gebrauchen -
und das gilt natürlich auch für Passagiere -,
wenn sie in Höhen über 4.200 Meter
oder länger als 30 Minuten höher als 3.800 Meter fliegen.

Die Benutzung von Kanülen wird von der FAA für Höhen unter 5.500 Metern empfohlen, aber um legal zu bleiben (FAR 25), muss der Pilot zusätzlich eine dicht schließende Voll-Maske tragen, während er durch die Kanüle atmet. Es ist dabei verbindlich festgelegt, dass mindestens ein Durchfluss von 1 Liter/Minute pro 3.000 Meter erfolgt.

In gewisser Weise verzichtet die FAA auf diese Voraussetzungen in Bezug auf das Gerät von Ted Nelson, dessen System einen geringeren Durchfluss aufweist mit einer speziellen Kanüle, die Sauerstoff sparen soll. Diese "Spar-Kanüle" war ursprünglich für medizinische Zwecke entwickelt worden, aber sie konnte auch gut in der Luftfahrt eingesetzt werden. Der ganze Trick dieser Kanüle besteht in einem Beutel an der Seite, der es erlaubt, den konstant fließenden Sauerstoff anzusammeln, bis er für das Einatmen gebraucht wird. Auf diese Weise geht das nachfließende Atemgas während des Ausatmens und einer normalen Pause bis zum nächsten Atemzug nicht verloren. Wenn man eine solche Kanüle verwendet, kann man den Durchfluss auf 0,3 bis 0,4 Liter pro Minute und pro 3.000 Meter reduzieren - ungefähr 1/3 dessen, was die FAA fordert.

Ich habe selbst entsprechende Experimente gemacht und war für Ted Nelson das "Versuchskaninchen", als er seine Niedrigfluss-Version testete.

Ich habe den Sauerstoff-Sättigungsgrad meines Blutes (das Verhältnis des aufgenommenen Sauerstoffs zur maximal möglichen Menge im Blut) gemessen und zwar während unzähliger Flüge in von der FAA akzeptierter Höhe und auch darüber.

Die Entwicklung des EDS-Gerätes durch die Firma "Mountain High" ist erst anders gelaufen:
Ihr erstes Ziel war es gewesen, ein kleines Gerät mit minimalem Gewicht für die Sauerstoff-Versorgung von Gleitschirmflieger zu entwickeln. Statt ein Beutel-Reservoir für die Ansammlung von Sauerstoff zu benutzen, kalkuliert der EDS-Regler das Sauerstoff-Volumen, das sich angesammelt hätte und gibt es in hohem Durchfluss zu Beginn des nächsten Atemzuges wieder ab. Auf diese Weise wird theoretisch die gleiche Sauerstoffmenge vom EDS-Regler geliefert wie von einer "Spar-Kanüle". Es könnte allerdings ein gewisser Gasverlust bei der "Spar-Kanüle" eintreten, der beim EDS-System nicht verloren geht. Auf diese Weise dürfte das EDS ein wenig effizienter sein.

Ich habe beide Systeme intensiv untersucht und konnte keinen signifikanten Unterschied an Einsparung durch das EDS feststellen.

Oxygen Mask - not belonging to this article!Andererseits gibt es zwei Nachteile des EDS:
Zum einen ist es teurer und zum anderen benötigt es eine Batterie!

Ich glaube, dass jeder Benutzer des EDS früher oder später feststellen wird, dass die Batterie immer im falschen Moment versagt. Ich musste schon Flüge aufgeben oder vorzeitig beenden, weil meine Batterie und damit das EDS versagte.

Der Vorteil andererseits liegt darin, dass es automatisch arbeitet und Benutzer-freundlich ist - innerhalb der durch die Regeln der FAA festgelegten Höhen.

Dagegen erfordert der Nelson-Regler ständige Aufmerksamkeit, um den Durchfluss mindestens auf dem vorgeschriebenen Niveau zu halten.  Wenn ich im Wellenaufwind oder oberhalb von 3.000 Metern flog (Ich empfehle, oberhalb von 3.000 Metern immer Sauerstoff zu benutzen!), habe ich den Regler grundsätzlich höher eingestellt als meine augenblickliche Höhe. Auf diese Weise musste ich ihn nicht so oft nachregeln. Der dadurch entstehende Verlust an Sauerstoff ist nicht mehr als 5 bis 10%.

Oberhalb von 5.500 Metern verlangt die FAA eine geschlossene Gesichtsmaske wie die "Sierra-Maske" mit einem Reservoir und einem Durchfluss von 1,0 Liter pro Minute und 3.000 Meter. In der Theorie und entsprechend meiner eigenen Beobachtung ist ein solches System ausreichend bis ungefähr 12.000 Metern. Darüber sollte ein System gewählt werden, welches die Sauerstoff-Konzentration misst, wie das A14. Dieses System passt automatisch den eingeatmeten Sauerstoff dem barometrischen Druck an und liefert in Höhen von mehr als 13.000 Metern reinen Sauerstoff.

In Sauerstoff-Versorgung in noch größeren Höhen kann nur durch Druck-Beatmung erreicht werden oder durch ein externes Drucksystem wie eine Druckkabine.
Druckbeatmung ist sehr ermüdend und ohne ausreichendes Training sollte es nicht angewendet werden.

Für Piloten außerhalb der USA - außerhalb der Regeln der FAA - sei bemerkt, dass mich sowohl das EDS-System als auch die "Spar-Kanüle" mit ausreichend Sauerstoff bis in Höhen von 8.500 Metern versorgt hat. (Ich selbst bin nie höher als 7.800 Meter in den ausgewiesenen Wellenfenstern geflogen wegen der Kontrollen der FAA. In soweit konnte ich nicht die Höhen feststellen, bei der das jeweilige System an die Grenze seine Leistungsfähigkeit kam.)

Der Beutel an der "Spar-Kanüle" hält ohne Verlust etwa soviel Gas zurück, wie bis in Höhen von 6.000 Metern benötigt wird.  Oberhalb wird in der Theorie die Kapazität des Beutels nicht ausreichen und ungenutztes Gas wird jeweils überfließen. Deshalb wird oberhalb von 6.000 Metern das EDS deutlich besser sein. Ich möchte besser nicht die maximal mögliche Höhe mit einem EDS ausprobieren, aber es könnte durchaus bis nahezu 10.000 Metern verwendbar sein. Meines Wissens hat das noch niemand erprobt.

Foto von Ruud Rozendaal in den französischen AlpenWenn man in den USA legal fliegen will, können beide Systeme den Piloten ausreichend mit Sauerstoff versorgen. Die Wahl entscheidet sich letztendlich am Geldbeutel des Piloten und sein Vertrauen in die Batterien einerseits gegen andererseits den Komfort, den Durchflussregler nicht bedienen zu müssen.

Was die Effizienz angeht, sind beide Systeme - das EDS und die "Spar-Kanüle" sehr effizient, aber ihr Gebrauch ist auf Höhen von unter 6.000 Metern begrenzt entsprechend der FAA-Regeln.
Für größere Höhen mit dem dreifachen Durchfluss kommt dann ein Standard-Masken-System mit Reservoir in Frage (Sierra-Maske) welches bis 12.000 Meter gut funktioniert. Das A14 ist nach meiner Kenntnis das System mit dem höchsten Verbrauch (wenn auch nicht sehr viel mehr als die Sierra-Maske), aber seine Höhe ist erst begrenzt, wenn Sie höher als 13.000 Meter fliegen wollen.

Ich möchte noch gern eine weitere dringende Empfehlung aussprechen:
Wenn Sie als Pilot ein Sauerstoffsystem verwenden, lassen Sie es weiter laufen bis zur Landung und bis das Flugzeug steht. Es scheint so, dass nach dem Ausschalten des Sauerstoffs zuerst eine gewisse Zeit lang das Blut deutlich mit Sauerstoff unterversorgt ist. Andererseits ist der Anflug und die Landung immer ziemlich stressig für den Piloten und er sollte dabei eine möglichst gute Sauerstoffversorgung haben.

Dieser Artikel drückt meine Philosophie und meine Erfahrungen aus und bezüglich der Sauerstoffversorgung auch mein berufliches Interesse. Ich danke für Ihre Aufmerksamkeit.

Denken Sie immer daran im sicheren Bereich zu bleiben
und so sicher zu fliegen, wie Sie können!
 

Neulich hörte ich eine interessante Frage:
Warum atmet der Mensch nicht einfach schneller wie ein Läufer, wenn er Sauerstoffmangel erleidet?

Die Antwort hängt mit der Messung des Sauerstoffgehaltes zusammen:
Dieser wird nämlich vom Körper gar nicht gemessen, sondern es wird die Sättigung des Blutes mit Kohlendioxid gemessen und danach die Atemfrequenz "automatisch" geregelt. Am Boden funktioniert das problemlos, denn ein hoher CO2 Gehalt lässt natürlich auf einen hohen Sauerstoffverbrauch schließen und erfordert schnelleres Atmen.

In der Höhe aber sitzen wir weiterhin ruhig in unserem Flugzeug. Nur der Anteil des Sauerstoffs in unserem Blut nimmt ab und unser interner Regelmechanismus merkt es gar nicht, denn der CO2-Anteil im Blut steigt nicht mit!

Bewusst schnelleres Atmen hilft aber auch nicht viel:
Die Luft enthält in einer Höhe von 5.600 Meter absolut gesehen nur noch halb soviel Sauerstoff wie am Boden und der steht unter einem Sauerstoff-Partialdruck, der eben nur noch halb so hoch ist. Aber nur unter Druck erfolgt die Sauerstoff-Aufnahme in das Blut. Selbst wenn Sie also doppelt so schnell atmen, nimmt das Blut nicht die normale Menge Sauerstoff auf und Sie sind unterversorgt.
Dieser Vorgang beginnt sich schon bei 3.000 Metern bemerkbar zu machen.  

Eine kleine Anekdote:
Ein Geschäftspartner und ich flogen einmal mit einem kleinen Motor-Flugzeug nach Slowenien in 4.000 Meter Höhe. Der Pilot atmete schon Sauerstoff, wir meinten, das nicht zu brauchen. Ich schob meinem Begleiter einen Block hin und bat ihn, einmal das Ergebnis von 13 * 17 auszurechnen und aufzuschreiben. Und dann sollte er das Blatt auch noch unterschreiben.
In Ljubljana stellte er ungläubig fest, dass er (als Steuerberater!) sich verrechnet hatte und seine Unterschrift ein völlig unlesbares Gekrakel war. Er selbst hatte sich in 4.000 Meter für absolut fit gehalten!
Ist das nicht bedenklich?

Und noch eine dringende Warnung:

Wenn Sie über 6.000 Meter fliegen, müssen Sie immer ein zweites Notsystem zur Hand haben, welches Sie mindestens 10 Minuten versorgen kann.
Im Falle eines Ausfalls Ihrer Sauerstoff-Versorgung sind Sie sonst unrettbar verloren.

Rechnen Sie mal nach:
Wenn in 6.000 Meter Höhe die Versorgung ausfällt, merken Sie es erst, wenn Sie schon an Unterversorgung leiden. Wenn Sie dann sofort die Klappen ziehen und mit 190 km/h nach unten stürzen (das allein setzt einen sehr kühlen Kopf voraus, sonst schaffen Sie das nicht), werden Sie mit etwa 30 m/sec fallen. Bis in 3.000 Meter Höhe benötigen Sie also 100 Sekunden - und die haben Sie wahrscheinlich bis zu einer Ohnmacht nicht mehr!

Sie haben vielleicht schon von Jochen v. Kalkreuth gelesen, dem bekannten Alpensegelflieger, der mit seinem Buch "Segeln über den Alpen" ein Standardwerk geschaffen hat, welches auch heute noch sehr interessant ist.

Er wollte für sein neues Buch Erkenntnisse sammeln über die Fähigkeit, auch in größeren Höhen ohne Sauerstoff zu fliegen. Er trainierte dazu intensiv in den Alpen.
Sein letzter Kommentar, der von Freunden am Funk gehört wurde, war:
"Ich bin jetzt auf 6.000 Meter ohne Sauerstoff."

Es waren seine Allerletzten Worte......

- friedel weber -


Gliding Aviation Medicine,
High Altitude Aspects and
 Mountain Wave Project 1999,
St. Martin de los Andes, Argentina

Juergen K. Knueppel arbeitet im Referat Flugmedizin des DAeC aber auch bei der Bundeswehr in Fuerstenfeldbruck. Deshalb hat er seine Erkenntnisse aus dem Wellenfliegen in den Südamerikanischen Anden

Artikel in Englisch publiziert

"Nullhypoxie mit dem EDS-D1"

Die Betrachtungen von Steele Lipe sind inzwischen in die Jahre gekommen, wenn auch nicht falsch geworden.

Jürgen Riel schickt eine Mail und einen höchst interessanten Beitrag von Dr. med. Heini Schaffner, den ich nur jedem Alpensegelflieger dringend zur Lektüre empfehlen kann.

Hallo Miteinander,
seit ich eine EDS-Anlage habe, hab ich den Sauerstoff (wenn ich leichte Kopfschmerzen bekam)  auch schon mal im Schwarzwald < 2000m aufgesetzt und mich dabei einfach besser und leistungsfähiger gefühlt. Die Kopfschmerzen waren immer im Nu weg. Ich hatte das immer auf wer-weiß-was (z.B. vin rouge) zurück geführt, aber nachdem Ihr  diese 9 Seiten (ja neun, bitte alles lesen!) gelesen habt, werdet Ihr den Sauerstoff in Zukunft auch früher aufsetzen. (EDS Stellung N oder D5!)

Always happy landings

Jürgen

P.S.
Meine 3Ltr. Flasche war Anfang 2007 voll und hat jetzt noch 60 bar.
Will sagen, "O2 sparen lohnt nicht!", da das die EDS so sparsam ist.


Nullhypoxie mit dem EDS-D1

 

Nach oben | Home | Kontakt | Newsletter | Handbücher | Bestellinfo | Ersatzteile | Techn. Fragen | Fragen allgemein