Die von Skyportz patentierte Vertipad-Lösung für eines der größten Probleme in der elektrischen Luftfahrt - das Brandrisiko - wurde von Dr. David Ison (Luftfahrtplaner im Verkehrsministerium des Staates Washington) für die Air Mobility Research Group bewertet.
Aviation Researcher | Advanced Air Mobility (AAM) & Airport Planning Expert | Published Author & Consultant | Expert Witness (Aviation Cases) | Views expressed here are my own and do not represent those of WSDOT
Die Thermal Runaway Challenge in Vertiports
Da elektrische Lufttaxis immer näher an die Realität heranrücken, steht die Branche vor einer Brandschutzherausforderung, wie sie in der traditionellen Luftfahrt nicht vorkommt. Brände von Lithium-Ionen-Batterien - insbesondere Brände, die durch thermisches Durchgehen (eine unkontrollierte Selbsterhitzungskettenreaktion innerhalb der Batteriezellen) verursacht werden - verhalten sich auf eine Art und Weise, die der herkömmlichen Brandbekämpfung widerspricht. Sobald eine Batteriezelle thermisch durchbrennt, setzt sie genügend Wärme, Treibstoff und sogar ihren eigenen Sauerstoff frei, um benachbarte Zellen zu entzünden, so dass sich das Feuer selbst aufrechterhalten kann. Von außen aufgesprühte Löschmittel wie Schaum oder Wasser können nicht ohne weiteres in die versiegelten Batteriemodule eindringen, um die interne Reaktion zu stoppen. Kurz gesagt, wenn ein Thermal Runaway erst einmal ausgebrochen ist, ist es fast unmöglich, ihn mit herkömmlichen Methoden zu löschen.
Forscher haben solche Brände unverblümt als "mit herkömmlichen Brandbekämpfungsmethoden nicht zu stoppen" bezeichnet, und Vorfälle aus der Praxis bestätigen dies. So hat eine US-Sicherheitsuntersuchung ergeben, dass Akkus von Elektrofahrzeugen (EV) aufgrund der "gestrandeten" Restenergie in beschädigten Zellen mehrfach wieder aufflammen können, selbst noch Tage, nachdem die Feuerwehr das Feuer für gelöscht hielt. Eine Batterie des Chevrolet Volt brach drei Wochen nach einem Unfall erneut in Flammen aus, lange nachdem das erste Feuer gelöscht zu sein schien. Solche Ereignisse unterstreichen die enorme Herausforderung: Ein Lithium-Ionen-Brand ist kein normales Feuer - es handelt sich um eine chemische Kettenreaktion, die sich nicht löschen lässt.
Vertiports (die Bodeneinrichtungen, in denen eVTOL-Flugzeuge starten, landen und aufladen) sind ein neuer Ansatzpunkt für dieses Problem. Sie werden hochenergetische Batteriepacks in begrenzten Bereichen (z. B. Ladebuchten) konzentrieren, oft auf Gebäuden oder in städtischen Gebieten, wo ein außer Kontrolle geratener Batteriebrand katastrophale Folgen haben könnte. In einer kürzlich von David Ison (2025) durchgeführten Studie eines Expertengremiums wurden die Ausbreitung eines thermischen Durchgehens, die verzögerte Branderkennung und die Grenzen der Standard-Sprinkleranlagen als kritische Risiken beim Betrieb von Vertiports genannt. Im Vertiport-Kontext ist ein Batteriebrand nicht nur ein Flugzeugproblem, sondern ein Infrastruktur- und Sicherheitsproblem für die gesamte Anlage. Das Gremium war sich einig, dass ein mehrschichtiger Ansatz erforderlich ist: fortschrittliche Früherkennung, gezielte Brandbekämpfung, Eindämmung von Bränden und robuste Notfallprotokolle. In der Praxis bedeutet dies, dass Vertiports unter der Annahme konstruiert werden müssen, dass sich eine Batterie entzünden könnte, und dass sie so ausgestattet sein müssen, dass sie schnell reagieren können, bevor eine kleine thermische Anomalie zu einem ausgewachsenen Inferno eskaliert.
Doch selbst mit einer besseren Erkennung und verschiedenen Unterdrückungsmitteln (Wasser, Schaum, Inertgas usw.) können wir eine durchgebrannte Batterie nicht zuverlässig aufhalten, wenn sie erst einmal in Gang gekommen ist, räumen Experten ein. Stattdessen konzentrieren sich die derzeitigen bewährten Verfahren häufig auf die Eindämmung und Schadensbegrenzung - oder sogar darauf, die Batterie unter kontrollierten Bedingungen selbst ausbrennen zu lassen. Brandbekämpfungsbehörden auf der ganzen Welt haben drei Strategien für Brände von Elektroautobatterien entwickelt: "Kühlen, Verbrennen oder Untertauchen". Sie versuchen entweder, die brennende Batterie mit massiven Wassermengen zu kühlen, sie ausbrennen zu lassen, während sie die Umgebung schützen, oder, wenn möglich, das Fahrzeug in Wasser zu tauchen, um das Feuer zu löschen und eine Ausbreitung zu verhindern. Jeder Ansatz hat seine Nachteile, aber die Tatsache, dass "Untertauchen" auf der Liste steht, unterstreicht einen wichtigen Punkt: Manchmal ist die einzige Möglichkeit, einen Brand in einer Lithiumbatterie wirklich zu löschen, ihn buchstäblich zu ertränken.
Skyportz' Eintauch-Vertipad: Ein "Tauchbecken" für eVTOLs
Hier kommt Skyportz ins Spiel, ein australischer Vertiport-Entwickler mit einem kühnen Vorschlag: Das Tauchbecken soll direkt in den Vertiport eingebaut werden. Das patentierte Vertipad-Design von Skyportz beinhaltet ein verstecktes Wassertauchsystem unter der Landeplattform. Sollte die Batterie eines eVTOLs überhitzen oder Feuer fangen, kann die Landeplattform in eine Grube fallen und mit Wasser geflutet werden, wodurch das gesamte Flugzeug unter Wasser gesetzt wird. Im Grunde genommen würde jedes eVTOL, bei dem nach der Landung ein Batteriebrand auftritt, auf Knopfdruck (oder automatisch, wenn die Sensoren ein thermisches Durchgehen feststellen) schnell in ein Wasserbad getaucht werden. Dieses Konzept des Eintauchens nach der Landung zielt darauf ab, jede Zelle des Akkupacks zu kühlen und die Flammen in einer entscheidenden Aktion zu ersticken, anstatt das Feuer von außen zu bekämpfen. Skyportz bezeichnet dies als die einzige realistische Möglichkeit, einen eVTOL-Batteriebrand endgültig zu löschen und zu verhindern, dass er wieder aufflammt.
Die technische Begründung ist einfach: Das vollständige Untertauchen greift das Feuer an drei Fronten gleichzeitig an. Erstens beginnt das Wasser sofort, den Akku von allen Seiten zu kühlen, auch von innen, wodurch die Zellentemperaturen unter den kritischen Schwellenwert sinken, bei dem ein thermischer Durchbruch droht. Diese vollständige thermische Unterbrechung ist etwas, was partielle Maßnahmen (wie ein Oberflächenspray oder -nebel) nicht erreichen können, da diese oft den Kern des Akkupacks noch heiß und reaktionsfähig lassen. Zweitens wird durch das Untertauchen die Zufuhr von Luftsauerstoff zum Feuer unterbunden - und während Lithiumbatteriebrände intern einen gewissen Sauerstoffanteil erzeugen, trägt der Entzug von Sauerstoff von außen dazu bei, die Flammen und die Verbrennung brennbarer Gase zu ersticken. Drittens wirkt das Unterwasserhalten des Flugzeugs als Wärmesenke und Eindämmungssystem: Ein mögliches Wiederaufflammen oder Aufflackern des Feuers (aufgrund der Restenergie in den Zellen) wird sofort gekühlt und im Tank eingedämmt, anstatt die umliegenden Strukturen zu entzünden. Kurz gesagt, wenn ein eVTOL unter Wasser ist, kann er so heiß brennen, wie er will - aber er kann keine Flammen mehr ausbreiten oder heiße Trümmer in die Umgebung schleudern, und er kühlt viel schneller ab als in freier Luft. Durch das kontinuierliche Eintauchen über einen längeren Zeitraum wird sichergestellt, dass keine "heißen Stellen" schwelen; das Flugzeug wird erst entfernt, wenn die Batterie wirklich stabilisiert ist und alle chemischen Reaktionen abgelaufen sind.
Clem Newton-Brown, CEO von Skyportz, hat die Lösung so formuliert: Wir können einen Brand einer Lithiumbatterie nicht in der Luft bekämpfen, aber wenn wir wissen, dass sich das Fahrzeug während der risikoreichen Momente auf dem Vertiport befinden wird (insbesondere während des Ladevorgangs, wenn die Batterien belastet und anfällig sind), können wir den Vertiport so konstruieren, dass er den Brand am Boden bekämpft. Im Gegensatz zu Autos, die überall Feuer fangen können, werden eVTOLs an festen, kontrollierten Plätzen aufgeladen - eine einzigartige Gelegenheit, ein Löschsystem genau an diesen Stellen vorinstalliert zu haben. Da das Löschsystem Teil der Infrastruktur ist (und nicht an Bord des Flugzeugs mitgeführt wird), vermeidet Skyportz auch zusätzliches Gewicht oder Komplexität für das eVTOL selbst. Jedes eVTOL, unabhängig von seiner Bauart, könnte bei der Landung denselben standardisierten Tauchbehälter verwenden, statt dass jedes Flugzeug einen bordeigenen Halonlöscher benötigt (der einen Batteriebrand wahrscheinlich ohnehin nicht aufhalten würde). Diese bodengestützte Strategie gewinnt an Aufmerksamkeit, weil sie das Drehbuch umdreht: Anstatt zu fragen "Wie löschen wir einen Lithiumbrand in einem Flugzeug?", fragt Skyportz "Was wäre, wenn der Vertiport selbst der Löscher wäre?".
Das Skyportz vertipad enthält auch die Nachwirkungen. Das Wasser, das zum Eintauchen verwendet wird, ist vollständig in der Grube enthalten und wird nicht versprüht. Das bedeutet, dass alle giftigen Abwässer aus der Batterie (und es wird welche geben, da brennende Batterien böse Chemikalien freisetzen) in einem kontrollierten Becken bleiben. Auf diese Weise wird verhindert, dass kontaminiertes Wasser die Straßen der Stadt überschwemmt oder in die Umwelt versickert - ein wichtiger Aspekt für städtische Verbrennungsanlagen. Nach dem Vorfall kann das kontaminierte Wasser behandelt oder ordnungsgemäß entsorgt werden. Wenn das Feuer gelöscht ist, kann das Kissen außerdem relativ schnell entleert und zurückgesetzt werden. Skyportz behauptet, dass dies die Wiederaufnahme des Vertiport-Betriebs mit minimaler Ausfallzeit ermöglichen würde. Zum Vergleich: Wenn ein eVTOL-Batteriebrand auf einem Dachpad einfach ausbrennt, könnte dieses Pad (und wahrscheinlich die gesamte Anlage) stunden- oder tagelang offline sein und möglicherweise strukturelle Schäden erleiden. Branchenbeobachter stellen fest, dass die "derzeitige Alternative" zu einem System wie dem von Skyportz im Wesentlichen darin besteht, darauf zu warten, dass die Batterie ausbrennt, was für einen geschäftigen Betrieb kaum akzeptabel ist. Ein Vertiport kann nicht funktionieren, wenn einer seiner Landeplätze ein ganztägiges Lagerfeuer ist oder wenn Feuerwehrleute den Standort mit Zehntausenden von Litern Wasser fluten. Das Eintauchen verspricht eine schnellere, sauberere und endgültigere Lösung.
Wie sich das System von anderen Brandbekämpfungsmethoden abhebt
Ist das Eintauchen eines Flugzeugs in Wasser wirklich das Beste, was wir tun können? Es klingt dramatisch, aber es spricht viel dafür, dass das vollständige Eintauchen die einzige Methode ist, die einen Brand einer Lithium-Ionen-Batterie tatsächlich aufhält, anstatt ihn nur einzudämmen. Um dies zu verstehen, ist es wichtig, die Immersion mit anderen Unterdrückungs- und Sicherheitsstrategien zu vergleichen, die für eVTOL-Vertiports und Flugzeuge in Betracht gezogen werden. Branchenexperten - einschließlich derjenigen, die an der e-Delphi-Konsensstudie 2025 von Ison mitgewirkt haben - haben ein ganzes Spektrum von Maßnahmen untersucht: von Hightech-Brandmelde- und Sprinklersystemen über Gasflutungssysteme bis hin zu besseren Batteriegehäusekonstruktionen und bordeigenen Feuerlöschern und mehr. Jede dieser Maßnahmen hat ihre Vorzüge, aber auch ihre kritischen Grenzen, wenn es zu einem echten thermischen Durchgehen kommt.
Wassersprays und -nebel: Herkömmliche Sprinkler- oder Wassernebelsysteme sind in den Häfen häufig anzutreffen. Wasser ist leicht verfügbar, relativ kostengünstig und eignet sich hervorragend zur Kühlung von Bränden. Das e-Delphi-Expertengremium bewertete örtlich begrenzte Wassernebelsysteme (oft in Verbindung mit Inertgas) als eine der effektivsten Löschmethoden für Vertiports. Die Idee besteht darin, einen feinen Nebel direkt auf das Batteriefach des eVTOL zu richten, der die Hitze schnell absorbieren und die Flammen ersticken kann. Wassernebel oder -spray hat jedoch nur eine begrenzte Wirkung auf das Innere einer Lithiumbatterie. Wie ein Experte es unverblümt ausdrückte, ist das Besprühen eines Batteriebrandes so, als würde man einen Küchenbrand löschen, indem man Wasser auf das Dach des Hauses sprüht" - die Kühlung mag das Feuer verlangsamen, aber sie erreicht nicht das Kernproblem. Feuerwehrleute haben festgestellt, dass selbst das Gießen von Tausenden von Litern Wasser auf ein EV-Feuer oft nicht ausreicht, um es vollständig zu löschen; das Wasser kühlt hauptsächlich die Außenseite, während die inneren Zellen weiter brennen.
So berichtete die Londoner Feuerwehr von Bränden von Elektroauto-Batterien, für deren endgültige Bekämpfung etwa 30.000 Liter Wasser benötigt wurden - eine Größenordnung mehr als bei einem typischen Autobrand. Die meisten städtischen Wassersysteme und Tanks vor Ort sind für diese Wassermenge einfach nicht ausgelegt. Eine Vertiport-Sprinkleranlage kann die Ausbreitung eines Batteriebrandes zwar verlangsamen, aber ohne Eintauchen könnte man stundenlang dasselbe hartnäckige Feuer bekämpfen, enorme Wasserressourcen verbrauchen und trotzdem nicht garantieren, dass es vollständig gelöscht ist.
Unterdrückung auf Gasbasis: Ein anderer Ansatz ist das Fluten des Bereichs mit Inertgas (wie Stickstoff oder Argon) oder aerosolierten Löschmitteln, um dem Feuer den Sauerstoff zu entziehen. In vielen Frachträumen von Flugzeugen und Serverräumen werden solche Systeme eingesetzt. Vertiports könnten theoretisch über einen Tresor oder ein Gehäuse verfügen, das sich mit CO₂ oder einem Reingas füllt, wenn Sensoren einen Batteriebrand erkennen. Die Teilnehmer der e-Delphi-Studie sprachen sich für hybride Systeme aus, bei denen Wassernebel und Gas kombiniert werden, um Brände aus mehreren Richtungen zu bekämpfen. Sich allein auf Gas zu verlassen, ist bei Bränden von Lithiumbatterien jedoch problematisch. Erstens produzieren Lithiumbrände, wie bereits erwähnt, ihren eigenen Sauerstoff aus chemischen Reaktionen, so dass die Batterie selbst in einer sauerstoffarmen Umgebung weiter brennen kann. Zweitens sind offene Vertiport-Bereiche keine versiegelten Kammern - jedes freigesetzte Gas könnte sich zu schnell verflüchtigen, um wirksam zu sein, insbesondere im Freien oder auf belüfteten Dächern. Und drittens kühlt das Gas die Batterie nicht; es kann zwar die sichtbaren Flammen ersticken, aber ohne Kühlung kann der thermische Durchzünder weiter Hitze erzeugen und sich erneut entzünden, sobald die Luft zurückkehrt.
Die Experten des e-Delphi-Gremiums hatten gemischte Ansichten zu Gassensoren und -systemen für Verteileranlagen und äußerten Bedenken hinsichtlich der Zuverlässigkeit und des Wartungsaufwands für solche Geräte. In der Praxis kann Inertgas eine hilfreiche Komponente eines Brandbekämpfungssystems sein (z. B. das Fluten eines geschlossenen Ladeschranks mit Argon, um einen Brand zu verzögern), aber allein ist es kein Heilmittel - insbesondere nicht für einen großen, selbstoxidierenden Batteriebrand.
Bordfeuerlöscher oder Brandbekämpfungsdrohnen: Könnten eVTOLs ihr eigenes Feuerlöschsystem mitführen, oder könnten die Einsatzkräfte Drohnen einsetzen, um einen Batteriebrand aus der Luft zu löschen? Diese Ideen wurden bereits geäußert. Ein bordeigener Feuerlöscher (z. B. Halon oder Trockenlöschmittel) könnte kleine Brände in der Kabine oder in der Elektronik bekämpfen. Aber bei einem Akkubrand hätte jeder eingebaute Flugzeuglöscher Probleme mit dem Gewicht und der Wirksamkeit. Das Löschmittel könnte nicht einmal das Innere eines versiegelten Batteriemoduls erreichen, und der Platzbedarf und das Gewicht einer massiven Feuerlöschflasche stehen im direkten Widerspruch zum gewichtssensiblen Design von eVTOLs.
Die Skyportz-Philosophie vermeidet dies ausdrücklich und argumentiert, dass der Vertiport schwere Löschgeräte aufnehmen kann, so dass das Flugzeug dies nicht tun muss. Was die Löschdrohnen betrifft, so könnten sie eines Tages helfen, indem sie Wasser oder Löschmittel auf ein brennendes eVTOL abwerfen, das sich an einem unzugänglichen Ort befindet, aber sie lösen das Problem der internen Kühlung nicht grundlegend. Kurz gesagt, kein Bord- oder Fluggerät ist mit dem einfachen Untertauchen der Bedrohung vergleichbar - es ist der Unterschied zwischen dem Versuch, ein Problem zu besprühen, und dem vollständigen Versenken des Problems.
Traditionelle Brandbekämpfung nach der Landung: Der vielleicht einfachste Plan (und in der Tat der Standardplan, wenn kein spezielles System vorhanden ist) besteht darin, sich auf menschliche Feuerwehrleute mit Schläuchen und Feuerlöschern zu verlassen, sobald ein eVTOL in einer Notlage landet. Aber hier ist Timing alles. Wenn eine Batterie thermisch völlig aus dem Ruder läuft, zählt jede Sekunde - das Feuer kann so schnell eskalieren, dass es zu dem Zeitpunkt, an dem die Einsatzkräfte eintreffen und Schläuche einsetzen, zu spät sein kann, um größere Schäden zu verhindern. Die e-Delphi-Experten betonten die Notwendigkeit einer automatisierten, sofortigen Aktivierung der Brandbekämpfung an den Verteilerstandorten, ohne auf eine Person mit einem Schlauch zu warten. Auch die herkömmliche Brandbekämpfung ist oft zu langsam und die Wassermenge zu gering für diese intensiven Brände. Ein Beispiel dafür ist, dass mehrere aufsehenerregende Brände von Elektrofahrzeugen trotz der Bemühungen der Feuerwehrleute immer wieder aufflammten, bis die Fahrzeuge schließlich unter Wasser standen oder vollständig ausbrannten.
Darüber hinaus ist es nicht nur wegen der Ausfallzeiten unerwünscht, eine Batterie in einem Vertiport "ausbrennen" zu lassen, sondern auch wegen des Risikos von Strukturschäden und giftigem Rauch in bewohnten Gebieten. Aus diesem Grund wird in den Vertiport-Konstruktionsunterlagen (wie z. B. dem Engineering Brief 105A der FAA) zunehmend die Forderung nach eingebauten Feuerlösch- und Isolierungsfunktionen erhoben - man will ja nicht improvisieren, wenn ein brennendes Flugzeug auf dem Dach steht.
Batterierückhaltesysteme und thermische Barrieren: Ein weiterer Ansatzpunkt besteht darin, die Batterie selbst durch ihre Konstruktion widerstandsfähiger gegen Brände zu machen. Dazu gehören Dinge wie modulare Batteriegehäuse mit feuerfesten Wänden, intumeszierende (feuerquellende) Materialien zwischen den Zellen und Druckentlastungsöffnungen, die heißes Gas sicher ableiten. Das e-Delphi-Gremium sprach sich nachdrücklich für die Forderung nach standardisierten feuerfesten Batteriegehäusen in eVTOLs aus - im Wesentlichen sollten die Batterien so gebaut sein, dass sie einen Brand so weit wie möglich eindämmen. Solche Konstruktionsmerkmale können die Ausbreitung eines thermischen Durchgehens tatsächlich verlangsamen oder begrenzen. Ein robustes Gehäuse kann beispielsweise einen Batteriebrand auf die Batterie beschränken und verhindern, dass er sofort auf andere Teile des Flugzeugs oder nahe gelegene Ausrüstungen übergreift. Doch Eindämmung ist nicht gleichbedeutend mit Löschung.
Ein Batteriekasten kann die Flammen eine Zeit lang zurückhalten, aber die Energie im Inneren muss trotzdem irgendwo hin. Wenn die Box wirklich luftdicht und stabil ist, könnte sie sich wie ein Ofen verhalten - es könnten sich extrem hohe Drücke und Temperaturen aufbauen, die möglicherweise zu einer Explosion oder einem heftigen Bruch führen, wenn sie nicht ordnungsgemäß entlüftet werden. In der Regel geht es bei Eindämmungslösungen darum, Zeit zu gewinnen: Sie verzögern die Ausbreitung, damit die Passagiere Zeit haben, sich zu evakuieren oder ein Flugzeug zu landen. Im Zusammenhang mit Vertiports könnte ein verstärkter Ladeschrank oder Tresor verhindern, dass ein Feuer auf benachbarte Fahrzeuge oder Strukturen übergreift. In der e-Delphi-Studie wurden in der Tat modulare Eindämmungseinheiten mit selbstdichtenden Barrieren als entscheidende Komponente der Vertiport-Sicherheit hervorgehoben. Aber nach der Eindämmung bleibt immer noch eine brennende Batterie übrig, mit der man sich befassen muss. Hier kann ein Eintauchsystem die Eindämmung ergänzen - die Eindämmung verschafft einige kritische Minuten an Sicherheit, und dann beendet der Tauchtank die Arbeit, indem er das Feuer tatsächlich löscht.
Kühlung und Wärmemanagementsysteme: Wie sieht es neben der aktiven Brandbekämpfung mit vorbeugenden Maßnahmen wie Kühlsystemen aus? Einige eVTOL-Konstruktionen umfassen eine aktive Batteriekühlung (z. B. Flüssigkühlkreisläufe), um die Temperaturen während des Flugs und des Ladevorgangs zu steuern. Könnte man diese Systeme verstärken, um ein thermisches Durchgehen zu verhindern? Theoretisch kann ein robustes Wärmemanagementsystem für Batterien viele Probleme verhindern, indem es dafür sorgt, dass die Zellen im Normalbetrieb nie den Runaway-Punkt erreichen. Sobald jedoch eine Zelle ausfällt (z. B. aufgrund einer internen Beschädigung oder eines Kurzschlusses), übersteigt die Wärmeentwicklung oft die Möglichkeiten der eingebauten Kühlung. Es gibt neue Forschungsarbeiten zu Technologien wie dem Battery Immersion Cooling (BIC), bei dem die Batterien zur Vorbeugung in eine nicht leitende Kühlflüssigkeit getaucht werden.
Die Experten des e-Delphi-Gremiums hatten dazu gemischte Gefühle: Sie räumten ein, dass die Tauchkühlung bei der Senkung der Batterietemperaturen sehr effektiv ist, stellten aber fest, dass sie aufgrund der "hohen Betriebskosten und Wartungsanforderungen" nur schwer in großem Maßstab eingesetzt werden kann. Mit anderen Worten: Es ist teuer und kompliziert, alle Batterien ständig in Kühlmittel zu tauchen (und erhöht das Gewicht des Flugzeugs, wenn es an Bord ist). Selbst mit einem guten Wärmemanagement braucht ein Vertiport also immer noch einen Notfallplan für den Fall, dass etwas schief geht. Hier kommt das Konzept von Skyportz ins Spiel, das im Wesentlichen eine Tauchkühlung nur für Notfälle vorsieht: Sie müssen nicht bei jedem Flug Kühlmittel mitführen, haben aber bei Bedarf die Möglichkeit, die Batterie am Boden zu kühlen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die meisten konventionellen und Hightech-Löschmethoden einen Brand einer Lithiumbatterie verlangsamen oder eindämmen können, aber nur wenige können die thermische Durchzündungsreaktion gänzlich verhindern. Wassernebel kühlt, erreicht aber möglicherweise nicht den Kern. Inertes Gas erstickt die Flammen, kühlt aber nicht. Löschdecken oder -gehäuse halten das Feuer ein, lassen es aber im Inneren brennen. An Bord befindliche Feuerlöscher bringen zusätzliches Gewicht mit sich und können ein Batterieinferno kaum bekämpfen. Selbst hybride Ansätze, die nach übereinstimmender Meinung der Experten für die allgemeine Sicherheit dringend empfohlen werden, zielen oft darauf ab, ein Durchgehen einzudämmen und zu kontrollieren, anstatt es zu löschen. Das vollständige Eintauchen in Wasser erweist sich als einzigartig effektiv, da es beide Kernanforderungen erfüllt: Es kühlt die Batterien schnell und unterdrückt das Feuer umfassend. In einem Forschungsbericht aus dem Jahr 2020 wurde festgestellt, dass das Eintauchen einer brennenden Lithium-Ionen-Batterie in Wasser die einzige Methode war, die in Tests die Verbrennung vollständig stoppte und eine erneute Entzündung verhinderte. Auch wenn andere Maßnahmen nicht außer Acht gelassen werden sollten - in einem idealen Vertiport werden viele von ihnen in Kombination eingesetzt -, so ist das Eintauchen doch so etwas wie die "Silberkugel" für den schlimmsten Fall eines Batteriebrandes.
Durchführbarkeit, Zielkonflikte und der Weg zur Zertifizierung
Wenn das Eintauchen von eVTOLs in Wasser so effektiv ist, warum planen dann nicht schon alle Vertiports, dies zu tun? Die Antwort liegt in der Machbarkeit und den Kompromissen. Der Bau eines Vertiport-Eintauchsystems ist keine leichte Aufgabe. Es erfordert ein erhebliches Maß an Technik: eine stabile Plattform, die ein Flugzeug heben und senken kann, eine wasserdichte Grube oder einen Tank, Rohrleitungen zum schnellen Fluten und Ablassen von Tausenden von Litern Wasser sowie Sensoren und Automatisierung, um sicherzustellen, dass es unter Notfallbedingungen korrekt funktioniert. Die Kosten sind ein Faktor - diese Anlage ist zweifellos teurer als ein einfacher Hubschrauberlandeplatz mit ein paar Sprinklern. Hinzu kommt die Wartung: Jeder Wasserspeicher benötigt Korrosionsschutzmaßnahmen und möglicherweise eine Wasseraufbereitung, um mikrobielles Wachstum zu verhindern, wenn das Wasser ungenutzt bleibt.
Nach einer Aktivierung müsste das kontaminierte Wasser entsorgt oder gefiltert werden, was sehr kostspielig sein kann (Batterieabfluss enthält gefährliche Chemikalien). Außerdem ist der logistische Aufwand nicht trivial. Für Vertiports in kalten Klimazonen muss das System beispielsweise so ausgelegt sein, dass das Wasser im Standby-Modus nicht einfriert. Bei Vertiports auf dem Dach muss die Struktur das Gewicht des Wassers und des Flugzeugs tragen (Wasser ist schwer - 1 Kubikmeter entspricht 1.000 kg). Diese Herausforderungen bedeuten, dass eine Immersionslösung sehr sorgfältig in die Vertiport-Konstruktion integriert werden muss und wahrscheinlich zuerst in größeren, gut finanzierten Einrichtungen (wie großen städtischen Knotenpunkten oder Flughafen-Vertiports) zum Einsatz kommen wird.
In operativer Hinsicht gibt es noch einige Fragen zu klären. Wie kann sichergestellt werden, dass sich das eVTOL genau auf der Landefläche befindet, wenn ein Brandrisiko erkannt wird? (Die Vision von Skyportz ist, dass eVTOLs immer auf einem eintauchfähigen Pad landen, wenn sie zum Aufladen oder zur Notlandung ankommen, und dass die Automatisierung ein in Not geratenes Fahrzeug zu diesem Pad führen kann). Was ist, wenn während des Fluges ein Feuer ausbricht? - In diesem Fall besteht die Priorität in der sofortigen Landung auf dem nächstgelegenen Vertiport oder einer sicheren Landezone. Brände während des Fluges sind natürlich ein Albtraumszenario; kein Vertiport kann helfen, wenn das Flugzeug es nicht rechtzeitig zum Boden schafft. Aus diesem Grund sind Präventivmaßnahmen und Früherkennung nach wie vor von größter Bedeutung - wir wollen Batterieprobleme erkennen, bevor sie in Flammen aufgehen.
Die e-Delphi-Experten sprachen sich nachdrücklich für KI-gesteuerte Batterieüberwachungs- und Multisensor-Erkennungssysteme (Wärmekameras, Gasdetektoren für Elektrolytdampf usw.) aus, um eine ausfallende Batterie frühzeitig zu erkennen und möglicherweise eine vorsorgliche Landung einzuleiten. In einer idealen Welt könnte ein eVTOL eine automatische Warnung erhalten, dass eine Batteriezelle entlüftet oder überhitzt ist, und zum nächstgelegenen Skyportz-ähnlichen Pad umleiten, bevor sie sich tatsächlich entzündet. Die Kombination aus intelligenter Erkennung und einem verfügbaren Tauchkissen könnte den Unterschied zwischen einem Nicht-Ereignis und einem dramatischen Brand ausmachen. Dieses Zusammenspiel wird ein wichtiger Bestandteil des Betriebsprotokolls sein: Piloten, Vertiport-Betreiber und Rettungskräfte werden klare Verfahren benötigen, um ein Flugzeug zu einem Tauchplatz zu leiten, wenn ein Warnzeichen erscheint.
Die Überlegungen zu Regulierung und Zertifizierung für ein solches System entwickeln sich weiter. Die Luftfahrtaufsichtsbehörden (FAA in den USA, EASA in Europa usw.) arbeiten an Normen für die Sicherheit von eVTOLs und Vertiports, und die Brandgefahr von Batterien ist ein zentrales Thema. Der Entwurf der EASA-Vorschriften für urbane Luftverkehrsinfrastruktur (2024) deutet bereits an, dass Vertiports möglicherweise Lithium-Ionen-Brandschutz- oder -Löschkapazitäten vor Ort haben müssen. Die Regulierungsbehörden werden sich wahrscheinlich fragen: Kann ein Vertiport nachweisen, dass er einen Batteriebrand im schlimmsten Fall eindämmen kann, ohne Menschen oder Eigentum zu gefährden? Wenn ein Eintauchsystem verwendet wird, stellen sich unter anderem folgende Fragen: Löst es zuverlässig aus? Wie schnell kann es das Flugzeug eintauchen? Verfügt es über eine Notstromversorgung (falls bei einem Brand der Strom ausfällt, muss das System trotzdem funktionieren)? Wie wird sichergestellt, dass eine teilweise beschädigte oder nicht nominale Landung den Mechanismus nicht blockiert? Dies alles sind zertifizierbare Parameter.
Skyportz hat darauf hingewiesen, dass das Design unter Mitwirkung von Ingenieuren entwickelt wird und wahrscheinlich umfangreichen Tests unterzogen wird (auf der Paris Air Show wurde sogar eine Demonstration gezeigt, damit sich die Regulierungsbehörden ein Bild davon machen können). Aus Sicht der Zulassung hat ein bodengestütztes System den Vorteil, dass es als Teil der Vertiport-Infrastruktur zugelassen werden kann und die Zulassung des Flugzeugs nicht unbedingt erschwert. Wenn ein solches System zum Standard wird, könnten sich die Flugzeughersteller bei der Brandbekämpfung auf die Bodeninfrastruktur verlassen, was einige Einschränkungen bei der Konstruktion des Flugzeugs erleichtern könnte (z. B. bräuchten sie vielleicht nicht so schwere feuerfeste Gehäuse an Bord, wenn davon ausgegangen wird, dass ein Tauchbecken vorhanden ist). Dies hängt jedoch davon ab, dass die Vertiports flächendeckend vorhanden und ausgerüstet sind - ein Henne-Ei-Problem für frühe eVTOL-Einsätze.
Auch bei der Sicherheit müssen wir Kompromisse eingehen. Das Eintauchen eines eVTOL in Wasser birgt einige neue Risiken, vor allem in Bezug auf die elektrische Sicherheit (Wasser und Hochspannungsbatterien können bei unvorsichtiger Handhabung eine gefährliche Mischung darstellen). Das System muss sicherstellen, dass zu dem Zeitpunkt, zu dem das Personal mit dem untergetauchten Fahrzeug interagiert, keine Gefahr eines Stromschlags besteht. Sobald eine Batterie untergetaucht und abgekühlt ist, wird das Hochspannungssystem in der Regel kontrolliert kurzgeschlossen, aber die Verfahren erfordern wahrscheinlich eine Wartezeit und Überwachung. Außerdem ist die Bergung eines mit Wasser vollgesogenen Flugzeugs eine unangenehme Aufgabe. Es kann ein Totalverlust sein (Elektronik zerstört usw.), aber das ist ein geringer Preis, um die Ausbreitung eines Feuers zu verhindern. Das Verhältnis zwischen Kosten und Nutzen ist ein wichtiger Kompromiss: Der Bau und die Instandhaltung des Skyportz-Pads sind teurer als ein einfaches Pad und einige Feuerlöscher.
Bedenken Sie jedoch die Kosten eines einzigen unkontrollierten Vertiport-Brandes: Er könnte Flugzeuge im Wert von mehreren Millionen Dollar beschädigen, ein Drehkreuz tagelang lahmlegen und, was am schlimmsten ist, Verletzungen oder Schlimmeres verursachen. Aus der Perspektive der Sicherheitsinvestition ist ein Eintauchsystem mit einer Sprinkleranlage in einem Gebäude vergleichbar - eine Anschaffung, die man hoffentlich nie nutzen wird, die aber eine Katastrophe abwenden kann. Wenn Vertiports größer werden (man stelle sich eine "Lufttaxi"-Station mit Dutzenden von Bewegungen pro Tag vor), ist es wirtschaftlich sinnvoll, alles zu tun, was die Ausfallzeiten minimiert und die Sicherheit maximiert. Ein Brand, der den Betrieb zum Stillstand bringt, könnte enorme Verluste an Einnahmen und öffentlichem Vertrauen nach sich ziehen. Durch die Möglichkeit, ein Feuer innerhalb von 5-10 Minuten durch Eintauchen zu löschen, im Gegensatz zu Stunden mit konventionellen Mitteln, könnte sich das System buchstäblich bezahlt machen, indem es die Betriebskontinuität bei Zwischenfällen aufrechterhält.
Der Konsens der e-Delphi-Experten deutet auf diese mehrgleisige Kosten-Nutzen-Analyse hin. Sie sprachen sich für eine ausgewogene Integration passiver Maßnahmen (wie ein besseres Batteriedesign) und aktiver Maßnahmen (wie Unterdrückungssysteme) aus und wiesen darauf hin, dass fortschrittliche Lösungen gegen praktische Überlegungen wie Kosten und Wartung abgewogen werden müssen. Mit anderen Worten: Ein komplettes Tauchkissen an jedem Vertiport mag für die Sicherheit ideal sein, aber es muss auch finanziell und logistisch sinnvoll sein. Ein möglicher Weg ist, dass Tauchsysteme zuerst an wichtigen Knotenpunkten installiert werden - zum Beispiel auf Dächern in dichten Stadtzentren, wo ein Brand besonders gefährlich wäre, oder an Knotenpunkten mit hohem Verkehrsaufkommen. An weniger stark frequentierten "Vertistop"-Standorten könnte man sich mehr auf die Eindämmung und einen guten Notfallplan verlassen (vielleicht einen mobilen Wassertank, der herbeigeschafft werden kann, usw.). Wenn sich die Technologie im Laufe der Zeit bewährt, könnten die Normen sie zu einer Grundvoraussetzung machen.
Das Fazit: Eine notwendige Lösung für eine neue Ära des Fliegens
Brände von Lithium-Ionen-Batterien stellen eine neue Art von Bedrohung in der Luftfahrt dar - eine Bedrohung, der unser derzeitiges Feuerlöschkonzept nur schwer gerecht werden kann. Die aufstrebende eVTOL-Industrie kann nicht einfach herkömmliche Lösungen (wie Halonlöscher an Bord oder Schaumlöschfahrzeuge auf Flughäfen) übernehmen und erwarten, dass sie erfolgreich gegen thermisches Durchgehen vorgeht. Wir müssen auf der Seite der Bodeninfrastruktur innovativ sein. Das Skyportz-Tauchsystem für die Zeit nach der Landung ist eine innovative und mutige Antwort: Es nutzt die effektivste Technik - das Ertränken des Feuers - und macht sie zu einem integrierten Merkmal des Vertiports. Auf diese Weise bietet es etwas äußerst Wertvolles: Gewissheit. Anstatt einen Versuch zu unternehmen, einen Batteriebrand unter Kontrolle zu bringen, verspricht das vollständige Eintauchen, das Feuer endgültig zu beenden. Es geht direkt auf den technischen Hauptgrund für die Hartnäckigkeit dieser Brände ein (die unkontrollierbare Hitze im Inneren der Zellen), indem es diese Hitze in großem Umfang löscht. Es ermöglicht eine sofortige Unterdrückung an der Energiequelle, was keine manuelle Brandbekämpfung oder örtliche Sprinkleranlage garantieren kann.
Natürlich ist keine einzelne Lösung ein Allheilmittel. Tauchpads funktionieren am besten im Zusammenspiel mit einem breiteren Sicherheitsnetz: intelligente Überwachung zur frühzeitigen Erkennung von Problemen, robuste Batterieverpackungen zur Verzögerung und Eindämmung von Bränden und gut geschulte Notfallprotokolle als Unterstützung. Die Vision, die sich aus dem e-Delphi-Expertengremium herauskristallisiert hat, deckt sich damit: ein "mehrschichtiger Ansatz", bei dem Erkennung, Unterdrückung, Eindämmung und Notfalltraining ineinandergreifen, um die Risiken von Batteriebränden zu mindern. Das System von Skyportz fügt sich in diese Vision als schweres Geschütz in der Unterdrückungsschicht ein - wohl die Schicht, der ein wirklich effektives Werkzeug fehlte. Ohne Immersion könnte die "Unterdrückungsschicht" an einem Vertiport ein Feuer nur eindämmen oder kontrollieren, aber nicht löschen und das Endergebnis dem Zufall oder der Zeit überlassen. Mit der Immersion erhalten die Vertiports eine Methode, um die Arbeit zu beenden und das Feuer vor Ort vollständig zu löschen.
Für die Akteure im Bereich der fortschrittlichen Luftmobilität wirft die Aussicht auf eine Brandbekämpfung durch Eintauchen wichtige Überlegungen auf. Eine davon ist die öffentliche Wahrnehmung: Lufttaxidienste müssen die Öffentlichkeit (und die Aufsichtsbehörden) davon überzeugen, dass sie sicher sind. Der Nachweis, dass man einen Batteriebrand schnell und sicher bekämpfen kann - selbst einen so dramatischen wie das Eintauchen eines Flugzeugs in einen Tank - könnte das Vertrauen stärken, ähnlich wie eine Sprinkleranlage, die einen Brand in einem Gebäude löscht. Es zeigt, dass man auf den schlimmsten Fall vorbereitet ist. Auch die betriebliche Ausfallsicherheit spielt eine Rolle: Ein mit solchen Systemen ausgestattetes Netz von Knotenpunkten könnte Zwischenfälle isolieren und beheben, ohne dass sich die Verzögerungen auf das gesamte Netz ausweiten.
Auf der anderen Seite müssen Kompatibilität und Standards sichergestellt werden. Wenn verschiedene Vertiport-Betreiber unterschiedliche Unterdrückungsstrategien verfolgen, müssen sich die Flugzeugbetreiber auf unterschiedliche Sicherheitsausrüstungen einstellen. Hier könnten die ersten Schritte von Unternehmen wie Skyportz, die ihr Design anbieten (und es in einigen Fällen sogar kostenlos lizenzieren, um die Akzeptanz zu erhöhen), einen De-facto-Standard schaffen. Die Aufsichtsbehörden arbeiten aktiv an Vertiport-Richtlinien, und wir könnten bald Anforderungen oder Empfehlungen für Fähigkeiten sehen, die im Wesentlichen das unterstützen, was Skyportz tut (z. B. eine Regel, dass Vertiports in der Lage sein müssen, "einen hochenergetischen Batteriebrand auf dem Pad vollständig einzudämmen und zu löschen").
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die totale Immersion ein einzigartiges und leistungsfähiges Werkzeug im Vertiport-Brandschutzarsenal ist - vielleicht das Werkzeug, das den thermischen Durchschlag von Lithium-Ionen wirklich aufhält. Ja, es ist mit Kosten und technischen Hürden verbunden, aber die Alternative wäre, zu akzeptieren, dass ein Brand in einer Vertiport-Batterie eine unkontrollierbare Angelegenheit ist, bei der man abwarten muss. Für eine Branche, die auf fortschrittliche Technologie und Sicherheit setzt, ist das kein akzeptables Ergebnis. Durch die Investition in Lösungen wie das Skyportz-Vertipad-Design entscheiden sich die AAM-Akteure dafür, das Problem des thermischen Durchgehens frontal anzugehen und die einzige todsichere Methode zur Kühlung des Ungeheuers zu nutzen. In einer Studie zum Brandschutz heißt es, dass sich die Einsatzkräfte, sobald ein Batteriebrand voll entbrannt ist, nicht mehr auf das Löschen, sondern auf die Eindämmung konzentrieren - Skyportz will uns jedoch eine Möglichkeit bieten, beides zu tun: Eindämmen und Löschen. Das ist ein beachtlicher Ansatz für ein beachtliches Problem. In den kommenden Jahren, wenn eVTOLs den kommerziellen Betrieb aufnehmen, werden wir dieses und ähnliche Konzepte wahrscheinlich auf die Probe gestellt sehen. Wenn sie erfolgreich sind, könnte der Ausdruck "ein Lufttaxi untertauchen" in das Lexikon der modernen Brandbekämpfung eingehen. Und wenn es das ist, was nötig ist, um die elektrische Luftfahrt sicher zu machen, dann sollten wir bereit sein, diesen Schritt zu wagen.
... Notizen von SP,
Für Sie zusammengestellt von #AMRG
&
Clem Newton-Brown
CEO und Gründer
Skyportz
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