AAM-natie

Brengt de wereldwijde AAM / UAM / UAS / UAV / Air Taxi eVTOL en Flying Car industrie naar de toekomst!

Onderzoeksgroep Luchtmobiliteit AMRG

Vertipad-patentbeoordeling door marktleider Dousing The Flame Hoe Skyportz' duiktank Vertipad eVTOL-accubranden aanpakt - Een formele #AMRG-beoordeling

De door Skyportz gepatenteerde Vertipad-oplossing voor een van de grootste problemen van de elektrische luchtvaart - brandgevaar - is beoordeeld door David Ison PhD (luchtvaartplanner bij het ministerie van Transport van de staat Washington) voor de Air Mobility Research Group.

 

 

David Ison PhD 

Luchtvaartonderzoeker | Advanced Air Mobility (AAM) & Airport Planning Expert | Auteur en consultant | Getuige-deskundige (luchtvaartzaken) | De hier geuite meningen zijn mijn eigen mening en vertegenwoordigen niet die van WSDOT.

 

De Thermische Runaway-uitdaging bij Vertiports

Nu elektrische luchttaxi's steeds dichterbij komen, staat de industrie voor een brandveiligheidsuitdaging die zijn gelijke niet kent in de traditionele luchtvaart. Lithium-ion batterijbranden - vooral die veroorzaakt door thermische runaway (een ongecontroleerde kettingreactie van zelfverhitting binnen batterijcellen) - gedragen zich op een manier die conventionele brandbestrijding tart. Zodra een batterijcel thermisch overloopt, geeft deze voldoende hitte, brandstof en zelfs zijn eigen zuurstof af om naburige cellen te ontsteken, waardoor de brand zichzelf in stand houdt. Bestrijdingsmiddelen zoals schuim of water dat van buitenaf wordt gespoten, kunnen de verzegelde batterijmodules niet gemakkelijk binnendringen om de interne reactie te stoppen. Kortom, als de thermische runaway eenmaal begint, is het bijna onmogelijk om deze met traditionele methoden te blussen.

Onderzoekers hebben dergelijke branden ronduit "niet te stoppen met conventionele brandbestrijdingsmethoden" genoemd, en incidenten in de praktijk bevestigen dit. Uit een Amerikaans veiligheidsonderzoek bleek bijvoorbeeld dat accu's van elektrische voertuigen (EV's) meerdere keren opnieuw kunnen ontbranden, zelfs dagen nadat brandweerlieden denken dat de brand geblust is, vanwege achtergebleven "gestrande" energie in beschadigde cellen. Een Chevrolet Volt accu barstte op beruchte wijze drie weken na een crash weer in vlammen uit, lang nadat de eerste brand was gedoofd. Zulke gebeurtenissen onderstrepen de enorme uitdaging: een lithium-ionbrand is geen normale brand - het is een chemische kettingreactie die niet geblust kan worden.

Vertiports (de grondfaciliteiten waar eVTOL vliegtuigen opstijgen, landen en opladen) introduceren een nieuwe inzet voor dit probleem. Ze concentreren accu's met een hoog energieniveau in kleine ruimtes (bijv. laadperrons), vaak bovenop gebouwen of in stedelijke omgevingen, waar een uit de hand gelopen accubrand catastrofaal kan zijn. Een recente studie van een panel van experts door David Ison (2025) identificeerde thermische runaway, vertraagde branddetectie en de beperkingen van standaard sprinklers in de hele faciliteit als kritieke risico's bij vertiport-operaties. In de vertiport-context is een batterijbrand niet alleen een probleem voor vliegtuigen, maar voor de hele faciliteit. De consensus van het panel was dat er een gelaagde aanpak nodig is: geavanceerde vroegtijdige detectie, gerichte onderdrukking, beheersing van branden en robuuste noodprotocollen. In de praktijk betekent dit dat vertiports ontworpen moeten worden in de veronderstelling dat een batterij kan ontbranden en dat ze uitgerust moeten zijn om snel te reageren voordat een kleine thermische anomalie escaleert in een volledig inferno.

Toch erkennen experts dat zelfs met een betere detectie en diverse bestrijdingsmiddelen (water, schuim, inert gas, etc.), we een op hol geslagen batterij misschien niet op een betrouwbare manier kunnen stoppen als deze eenmaal onderweg is. In plaats daarvan richten de huidige best practices zich vaak op indamming en schadebeperking - of zelfs op het zichzelf laten uitbranden van de batterij onder gecontroleerde omstandigheden. Brandweerautoriteiten over de hele wereld hebben effectief drie strategieën aangenomen voor EV-batterijbranden: "Koelen, verbranden of onderdompelen". Ze proberen de brandende batterij af te koelen met grote hoeveelheden water, laten de batterij uitbranden terwijl ze de omgeving beschermen of, waar mogelijk, dompelen ze het voertuig onder in water om het vuur te doven en verspreiding te voorkomen. Elke aanpak heeft nadelen, maar het feit dat "onderdompelen" op de lijst staat, benadrukt een belangrijk punt: soms is de enige manier om een brand in een lithiumbatterij echt te blussen, deze letterlijk te verdrinken.

Het onderdompelingsvertipad van Skyportz: Een "Dunk Tank" voor eVTOLs

Skyportz is een Australische vertiport ontwikkelaar met een gedurfd voorstel: bouw de dompeltank in de vertiport. Het gepatenteerde vertipad-ontwerp van Skyportz bevat een verborgen wateronderdompelingssysteem onder het landingsplatform. Als de accu van een eVTOL oververhit raakt of in brand vliegt, kan het landingsplatform in een put vallen en vollopen met water, waardoor het hele vliegtuig onder water komt te staan. In wezen zou elke eVTOL die na de landing een accubrand krijgt, met één druk op de knop (of automatisch, als sensoren een thermische runaway detecteren) snel in een waterbad worden ondergedompeld. Dit concept van onderdompeling na de landing is erop gericht om elke cel van het accupakket af te koelen en de vlammen in één beslissende actie te doven, in plaats van het vuur van buitenaf te bestrijden. Skyportz noemt dit de enige realistische manier om een brand in een eVTOL-batterij definitief te blussen en te voorkomen dat deze opnieuw oplaait.

 

Concept van het Skyportz vertiport dompelplatform In geval van nood kan het hele platform en de eVTOL erop in een met water gevulde kamer worden neergelaten om de batterij van het vliegtuig snel af te koelen en brand te blussen Image Credit Skyportz

 

De technische reden is eenvoudig: totale onderdompeling valt de brand op drie fronten tegelijk aan. Ten eerste begint het water onmiddellijk de accu van alle kanten af te koelen, inclusief de binnenkant, waardoor de celtemperaturen onder de kritieke drempel komen waarop thermische runaway optreedt. Deze volledige thermische onderbreking is iets wat gedeeltelijke maatregelen (zoals een oppervlaktespray of nevel) niet kunnen bereiken, omdat daarbij de kern van de accu vaak nog heet is en reageert. Ten tweede voorkomt onderdompeling dat zuurstof uit de atmosfeer het vuur voedt - en hoewel branden met lithiumbatterijen intern wat zuurstof genereren, helpt het wegnemen van zuurstof van buitenaf de vlammen en de verbranding van brandbare gassen te smoren. Ten derde werkt het onder water houden van het vliegtuig als een koellichaam en een insluitsysteem: elke vurige herontbranding of opvlamming die zou kunnen optreden (als gevolg van restenergie in de cellen) wordt onmiddellijk afgekoeld en ingesloten in de tank, in plaats van de omliggende structuren te ontsteken. Kortom, als een eVTOL eenmaal onder water is, kan hij zo heet branden als hij wil - maar hij kan geen vlammen meer verspreiden of hete brokstukken naar de omgeving projecteren en hij zal veel sneller afkoelen dan in de open lucht. Continue onderdompeling voor een langere periode zorgt ervoor dat er geen "hete plekken" blijven smeulen; het vliegtuig wordt pas verwijderd als de batterij echt gestabiliseerd is en alle chemische reacties hun beloop hebben gehad.

Clem Newton-Brown, de CEO van Skyportz, heeft de oplossing als volgt geformuleerd: we kunnen een brand in een lithiumbatterij niet in de lucht bestrijden, maar als we weten dat het voertuig waarschijnlijk op de vertiport zal zijn tijdens risicomomenten (vooral tijdens het opladen, wanneer batterijen onder druk staan en kwetsbaar zijn), kunnen we de vertiport ontwerpen om de brand op de grond te bestrijden. In tegenstelling tot auto's die overal in brand kunnen vliegen, zullen eVTOL's opladen op vaste, gecontroleerde plaatsen, wat een unieke kans biedt om juist op die plekken een onderdompelingssysteem te installeren. Door het onderdrukkingssysteem deel uit te laten maken van de infrastructuur (in plaats van het aan boord van het vliegtuig mee te nemen), voorkomt de aanpak van Skyportz ook dat er extra gewicht of complexiteit aan de eVTOL zelf wordt toegevoegd. Elke eVTOL, ongeacht het ontwerp, zou dezelfde gestandaardiseerde dompeltank kunnen gebruiken bij de landing, in plaats van dat elk vliegtuig een halonblusser aan boord moet hebben (die een accubrand waarschijnlijk toch niet zou stoppen). Deze strategie op de grond krijgt aandacht omdat het het script omdraait: in plaats van de vraag te stellen "Hoe blussen we een lithiumbrand in een vliegtuig?", vraagt Skyportz "Wat als de vertiport zelf het blusmiddel zou kunnen zijn?".

Het Skyportz vertipad bevat ook de nasleep. Het water dat gebruikt wordt voor de onderdompeling zit volledig in de put en wordt niet overal naartoe gespoten. Dit betekent dat eventueel giftig afval van de batterij (en dat zal er zijn, omdat er bij het verbranden van batterijen vervuilende chemicaliën vrijkomen) in een gecontroleerd bassin blijft. Dit voorkomt dat verontreinigd water de straten van de stad overspoelt of in het milieu sijpelt - een kritieke overweging voor stedelijke vertiports. Na het incident kan het besmette water worden behandeld of op de juiste manier worden afgevoerd. Bovendien kan het pad, zodra de brand is geblust, relatief snel worden geleegd en opnieuw worden gevuld. Skyportz beweert dat de vertiport hierdoor met minimale onderbreking kan worden hervat. Vergelijk dat eens met het alternatief: als een brand in een eVTOL-batterij gewoon uitbrandt op een dakplatform, kan dat platform (en waarschijnlijk de hele faciliteit) uren of dagen offline zijn en mogelijk structurele schade oplopen. Waarnemers uit de industrie merken op dat op dit moment het "huidige alternatief" voor een systeem als dat van Skyportz in wezen is wachten tot de batterij is uitgebrand, wat nauwelijks acceptabel is voor drukke operaties. Een vertiport kan niet functioneren als een van de landingsplatforms de hele dag een vreugdevuur is of als brandweerlieden de locatie overspoelen met tienduizenden liters water. Onderdompeling belooft een snellere, schonere en meer definitieve oplossing.

Hoe het zich verhoudt tot andere brandbestrijdingsmethoden

Is een vliegtuig onderdompelen in water echt het beste wat we kunnen doen? Het klinkt dramatisch, maar er zijn sterke aanwijzingen dat totale onderdompeling wel eens de enige methode zou kunnen zijn om een brand in een lithium-ionbatterij te stoppen in plaats van deze slechts in te dammen. Om dit te begrijpen is het belangrijk om onderdompeling te vergelijken met andere onderdrukkings- en veiligheidsstrategieën die worden overwogen voor eVTOL vertiports en vliegtuigen. Experts uit de industrie - inclusief die in Ison's e-Delphi consensusstudie van 2025 - hebben een spectrum aan maatregelen onderzocht: van hightech branddetectie en sprinklersystemen, tot gasoverstromingssystemen, tot betere ontwerpen voor batterijbehuizingen, tot brandblussers aan boord en nog veel meer. Elk van deze maatregelen heeft zijn eigen voordelen, maar ook belangrijke beperkingen wanneer men geconfronteerd wordt met een echte thermische runaway.

Watersprays en nevels: Traditionele sprinklers of watermistsystemen zijn vaak te vinden in vertiports. Water is gemakkelijk beschikbaar, relatief goedkoop en uitstekend in het koelen van branden. Het panel van e-Delphi-experts gaf zelfs hoge cijfers aan lokale watermistsystemen (vaak in combinatie met inert gas) als een van de meest effectieve onderdrukkingsmethoden voor vertiports. Het idee is om het batterijcompartiment van de eVTOL rechtstreeks te besproeien met een fijne nevel die de hitte snel kan absorberen en de vlammen kan doven. Waternevel of -spray heeft echter een beperkt effect op de binnenkant van een lithiumbatterij. Zoals een expert het ronduit zei, is het sproeien van een batterijbrand zoiets als "een keukenbrand blussen door water op het dak van het huis te sproeien" - het koelen vertraagt de brand misschien, maar het kernprobleem wordt er niet mee bereikt. Brandweerlieden hebben ontdekt dat zelfs het gieten van duizenden liters water op een EV-brand deze vaak niet volledig dooft; het water koelt vooral de buitenkant terwijl de binnenste cellen blijven branden.

De brandweer van Londen maakte bijvoorbeeld melding van EV-batterijbranden waarvoor ongeveer 30.000 liter water nodig was om uiteindelijk te blussen - een orde van grootte meer water dan voor een typische autobrand. De meeste gemeentelijke watersystemen en on-site tanks zijn gewoon niet ontworpen voor dat volume. Een vertiport sprinkler kan de verspreiding van een batterijbrand vertragen, maar zonder onderdompeling kun je urenlang dezelfde hardnekkige brand bestrijden, enorme watervoorraden verbruiken en nog steeds niet garanderen dat de brand volledig geblust is.

Onderdrukking op basis van gas: Een andere aanpak is het overspoelen van de ruimte met inert gas (zoals stikstof of argon) of aërosol onderdrukkers om het vuur zuurstofloos te maken. Veel vrachtruimtes in vliegtuigen en serverruimtes maken gebruik van dergelijke systemen. Vertiports zouden in theorie een kluis of behuizing kunnen hebben die zich vult met CO₂ of een gas met schone stoffen wanneer sensoren een batterijbrand detecteren. De deelnemers aan het e-Delphi-onderzoek waren voorstander van hybride systemen die waternevel en gas combineren om branden vanuit meerdere hoeken aan te pakken. Maar alleen vertrouwen op gas is problematisch voor branden van lithiumbatterijen. Ten eerste, zoals gezegd, produceren lithiumbranden hun eigen zuurstof uit chemische reacties, dus zelfs in een zuurstofarme omgeving kan de batterij intern blijven branden. Ten tweede zijn open portieken geen afgesloten kamers - gas dat vrijkomt kan te snel vervliegen om effectief te zijn, vooral in een scenario buiten of op een geventileerd dak. En ten derde koelt gas de batterij niet; het kan zichtbare vlammen doven, maar zonder koeling kan de thermische runaway hitte blijven genereren en opnieuw ontbranden zodra er weer lucht is.

Deskundigen in het e-Delphi-panel hadden gemengde meningen over gassensoren en -systemen voor vertiports, waarbij ze hun bezorgdheid uitten over de betrouwbaarheid en de complexiteit van het onderhoud van dergelijke apparatuur. In de praktijk kan inert gas een nuttig onderdeel zijn van een brandbestrijdingssysteem (bijvoorbeeld een gesloten laadkast met argon vullen om een brand te vertragen), maar op zichzelf is het geen remedie - vooral niet voor een grote, zelfoxiderende batterijbrand.

Brandblussers of brandbestrijdingsdrones aan boord: Zouden eVTOL's hun eigen brandblussers kunnen meenemen, of zouden hulpverleners drones kunnen gebruiken om een batterijbrand van bovenaf te blussen? Deze ideeën zijn al geopperd. Een brandblusser aan boord (bijvoorbeeld halon of droge chemie) zou kleine branden in de cabine of elektronica kunnen blussen. Maar voor een brand in een accupakket zou elke ingebouwde blusser in een vliegtuig te maken krijgen met gewichts- en effectiviteitsproblemen. Het blusmiddel reikt misschien niet eens tot binnenin een afgesloten batterijmodule en het reserveren van ruimte/gewicht voor een enorme brandfles gaat rechtstreeks in tegen het gewichtsgevoelige ontwerp van eVTOLs.

De Skyportz-filosofie vermijdt dit expliciet, met het argument dat de vertiport zware blusapparatuur kan herbergen zodat het vliegtuig dat niet hoeft te doen. Wat brandbestrijdingsdrones betreft, die kunnen misschien ooit helpen door water of blusmiddel te droppen op een brandende eVTOL die zich op een ontoegankelijke locatie bevindt, maar ze lossen het probleem van interne koeling niet fundamenteel op. Kortom, geen enkele gadget aan boord of vanuit de lucht is te vergelijken met het eenvoudigweg onderdompelen van de bedreiging - het is het verschil tussen proberen te sproeien op een probleem en het probleem volledig onderdompelen.

Traditionele brandbestrijding na de landing: Misschien is het eenvoudigste plan (en zelfs het standaardplan als er geen speciaal systeem is) om te vertrouwen op menselijke brandweerlieden met slangen en brandblussers zodra een eVTOL in nood landt. Maar hier is timing alles. Als een batterij in volle thermische runaway is, telt elke seconde - de brand kan zo snel escaleren dat tegen de tijd dat hulpverleners arriveren en slangen inzetten, het te laat kan zijn om grote schade te voorkomen. De experts van e-Delphi benadrukten de noodzaak van geautomatiseerde, onmiddellijke activering van blusmiddelen voor vertiports - in wezen niet wachten op een persoon met een slang. Traditionele brandbestrijding is vaak ook te langzaam en te beperkt in watervolume voor deze intense branden. Een goed voorbeeld: verschillende opvallende EV-branden bleven ondanks de inspanningen van brandweerlieden branden, totdat de voertuigen uiteindelijk onder water kwamen te staan of volledig uitbrandden.

Bovendien is het "uitbranden" van een batterij bij een vertiport niet alleen onwenselijk vanwege de uitvaltijd, maar ook vanwege het risico op structurele schade en giftige rook in bewoonde gebieden. Dit is de reden waarom in ontwerpdocumenten voor vertiports (zoals Engineering Brief 105A van de FAA) steeds vaker wordt gevraagd om ingebouwde brandonderdrukkings- en isolatievoorzieningen - je wilt niet improviseren als er een brandend vliegtuig op je dak staat.

Batterijomhulling en thermische barrières: Een andere invalshoek is om de batterij zelf brandbestendiger te maken door middel van ontwerp. Dit omvat zaken als modulaire batterijbehuizingen met brandwerende wanden, opzwellende (brandwerende) materialen tussen de cellen en drukontlastende ventilatieopeningen die hete gassen veilig wegleiden. Het e-Delphi-panel was het roerend eens over het verplicht stellen van gestandaardiseerde brandbestendige accubehuizingen in eVTOL's - in wezen moeten accu's zo worden gebouwd dat ze een brand zo veel mogelijk binnen de perken houden. Dergelijke ontwerpkenmerken kunnen de verspreiding van thermische runaway inderdaad vertragen of beperken. Een robuuste behuizing kan er bijvoorbeeld voor zorgen dat een batterijbrand beperkt blijft tot die batterij, zodat deze niet onmiddellijk andere delen van het vliegtuig of nabijgelegen apparatuur kan aansteken. Beheersing is echter geen blussing.

Een accubox kan de vlammen een tijdje tegenhouden, maar de energie binnenin moet toch ergens naartoe. Als de doos echt luchtdicht en sterk is, kan hij zich gedragen als een oven - er kunnen extreem hoge drukken en temperaturen ontstaan die kunnen leiden tot een explosie of een gewelddadige breuk als er niet goed wordt gelucht. In het algemeen gaat het bij insluitingsoplossingen om het kopen van tijd: ze vertragen de verspreiding om passagiers tijd te geven om te evacueren of om een vliegtuig te laten landen. In de context van een vertiport kan een versterkte laadkast of kluis voorkomen dat een brand overslaat naar aangrenzende voertuigen of structuren. Het e-Delphi-onderzoek benadrukte inderdaad modulaire insluitingseenheden met zelfdichtende barrières als een cruciaal onderdeel van de veiligheid van een vertiport. Maar na de insluiting zit je nog steeds met een brandende batterij die moet worden aangepakt. Dit is waar een dompelsysteem een aanvulling kan zijn op de insluiting - de insluiting zorgt voor een paar kritieke minuten veiligheid, waarna de dompeltank het werk afmaakt door de brand daadwerkelijk te blussen.

Systemen voor koeling en thermisch beheer: Hoe zit het, behalve met actieve brandbestrijding, met preventieve maatregelen zoals koelsystemen? Sommige eVTOL-ontwerpen bevatten actieve batterijkoeling (bijvoorbeeld vloeibare koelvloeistoflussen) om de temperaturen tijdens de vlucht en het opladen te beheersen. Kunnen deze worden versterkt om thermische runaway te stoppen? In theorie kan een robuust systeem voor thermisch accubeheer veel problemen voorkomen, door te voorkomen dat cellen tijdens normaal gebruik ooit het runaway-punt bereiken. Maar als een cel eenmaal defect raakt (bijvoorbeeld door interne schade of kortsluiting), wordt de ingebouwde koeling vaak overweldigd door de warmteontwikkeling. Er wordt steeds meer onderzoek gedaan naar technologieën zoals Battery Immersion Cooling (BIC), waarbij de batterijen als preventieve maatregel worden ondergedompeld in een niet-geleidende koelvloeistof.

Experts in het e-Delphi panel hadden hier gemengde gevoelens over: ze erkenden dat dompelkoeling zeer effectief is in het verlagen van accutemperaturen, maar merkten op dat de "hoge operationele kosten en onderhoudsvereisten" het moeilijk maken om het op schaal te implementeren. Met andere woorden, het is duur en complex om elke batterij de hele tijd ondergedompeld te houden in koelvloeistof (en het voegt gewicht toe aan het vliegtuig als het aan boord is). Dus zelfs met goed thermisch beheer heeft een vertiport nog steeds een noodvoorziening nodig voor als het mis gaat. Dat is waar het concept van Skyportz - dat in wezen alleen dompelkoeling in noodgevallen is - om de hoek komt kijken: je draagt niet het gewicht van koelvloeistof met je mee tijdens elke vlucht, maar je hebt de mogelijkheid om de accu op de grond te dompelen wanneer dat nodig is.

De vergelijking samenvattend: de meeste conventionele en hightech onderdrukkingsmethoden kunnen een brand in een lithiumbatterij vertragen of indammen, maar slechts weinige kunnen de thermische wegloopreactie volledig stoppen. Waternevel koelt af maar kan de kern niet bereiken. Inert gas smoort vlammen maar koelt niet af. Blusdekens of omhullingen houden het vuur in bedwang maar laten het binnen branden. Brandblussers aan boord voegen gewicht toe en doen weinig tegen een batterij-inferno. Zelfs hybride benaderingen, die door deskundigen sterk worden aanbevolen voor algemene veiligheid, zijn vaak gericht op het indammen en beheersen in plaats van op het blussen van een op hol geslagen brand. Volledige onderdompeling in water komt als uniek effectief naar voren omdat het aan beide kernbehoeften voldoet: het koelt de batterijen snel en onderdrukt de brand volledig. In een onderzoek uit 2020 werd zelfs opgemerkt dat het onderdompelen van een brandende lithium-ion batterij in water de enige methode was die de verbranding volledig stopte en herontsteking in tests voorkwam. Hoewel andere maatregelen niet moeten worden verworpen - een ideale vertiport zal veel van deze maatregelen in combinatie gebruiken - komt onderdompeling het dichtst in de buurt van een "wondermiddel" voor een ergst denkbare batterijbrand.

Haalbaarheid, compromissen en de weg naar certificering

Als het onderdompelen van eVTOL's in water zo effectief is, waarom zijn niet alle vertiports dit dan al van plan? Het antwoord ligt in haalbaarheid en afwegingen. Het bouwen van een vertiport onderdompelingssysteem is geen kleine taak. Er is heel wat engineering voor nodig: een stevig platform dat een vliegtuig kan optillen en neerlaten, een waterdichte put of tank, leidingen om snel duizenden liters water te laten stromen en afvoeren, en sensoren en automatisering om ervoor te zorgen dat het correct werkt in noodsituaties. De kosten zullen een rol spelen - deze opstelling is ongetwijfeld duurder dan een eenvoudig helikopterplatform met een paar sproeiers. Er is ook onderhoud: elke wateropslag heeft anticorrosiemaatregelen nodig en mogelijk waterbehandeling om microbiële groei te voorkomen als het water stilstaat.

Na een activering zou het besmette water afgevoerd of gefilterd moeten worden, wat duur kan zijn (batterijafval bevat gevaarlijke chemicaliën). Daarnaast is de logistieke complexiteit niet triviaal. Voor vertiports in koude klimaten, bijvoorbeeld, moet het systeem zo ontworpen worden dat het water niet bevriest in stand-by. Voor vertiports op daken moet de structuur het gewicht van het water en het vliegtuig dragen (water is zwaar - 1 kubieke meter is 1.000 kg). Deze uitdagingen betekenen dat een dompeloplossing zeer zorgvuldig moet worden geïntegreerd in vertiport-ontwerpen en waarschijnlijk het eerst zal verschijnen in grotere, goed gefinancierde faciliteiten (zoals grote stadshubs of luchthavenvertiports).

                                         

Operationeel zijn er vragen die moeten worden opgelost. Hoe zorg je ervoor dat de eVTOL precies op het immersiepad landt wanneer er brandgevaar wordt gedetecteerd? (De visie van Skyportz is dat eVTOL's altijd op een platform landen dat geschikt is voor onderdompeling wanneer ze binnenkomen voor opladen of een noodlanding, en dat automatisering een getroffen voertuig naar het platform kan leiden). Wat als er tijdens de vlucht brand uitbreekt? - In dat geval is de prioriteit om onmiddellijk te landen bij de dichtstbijzijnde vertiport of veilige landingszone. Het is duidelijk dat brand tijdens de vlucht een nachtmerriescenario blijft; geen vertiport kan helpen als het vliegtuig niet op tijd de grond kan bereiken. Daarom zijn preventieve maatregelen en vroegtijdige detectie nog steeds van het grootste belang - we willen accuproblemen opvangen voordat ze in vlammen uitbarsten.

De experts van e-Delphi waren een groot voorstander van AI-gestuurde batterijbewaking en multi-sensor detectiesystemen (thermische camera's, gasdetectoren voor elektrolytdamp, etc.) om een falende batterij vroegtijdig te detecteren en misschien een voorzorgslanding uit te voeren. In een ideale wereld zou een eVTOL een automatische waarschuwing kunnen krijgen dat een batterijcel ontlucht of oververhit raakt en naar het dichtstbijzijnde Skyportz-achtige platform kunnen worden omgeleid voordat de cel echt ontbrandt. De combinatie van slimme detectie en een beschikbaar onderdompelingskussen kan het verschil maken tussen een niet-gebeurtenis en een dramatische brand. Dit samenspel zal een belangrijk onderdeel zijn van het operationele protocol: piloten, vertiport operators en hulpverleners zullen duidelijke procedures nodig hebben om een vliegtuig naar een onderwaterplatform te leiden als er een waarschuwingsteken verschijnt.

Overwegingen op het gebied van regelgeving en certificering voor een systeem als dit zijn in ontwikkeling. Luchtvaarttoezichthouders (FAA in de VS, EASA in Europa, etc.) hebben gewerkt aan normen voor de veiligheid van eVTOL's en vertiports en het brandgevaar van batterijen is een centraal thema. De ontwerpregels van EASA voor stedelijke infrastructuur voor luchtmobiliteit (2024) laten al doorschemeren dat vertiports verplicht kunnen worden om lithium-ion brandinsluitings- of onderdrukkingscapaciteiten ter plaatse te hebben. Regelgevers zullen waarschijnlijk vragen: Kan een vertiport aantonen dat het een ergst denkbare batterijbrand kan indammen zonder mensen of eigendommen in gevaar te brengen? Als er een onderdompelingssysteem wordt gebruikt, zullen de vragen zijn: wordt het betrouwbaar geactiveerd? Hoe snel kan het vliegtuig ondergedompeld worden? Heeft het back-up stroom (in het geval dat een brand de elektriciteit uitschakelt, moet het systeem nog steeds werken)? Hoe zorg je ervoor dat een gedeeltelijk beschadigde of afwijkende landing het mechanisme niet blokkeert? Dit zijn allemaal certificeerbare parameters.

Skyportz heeft aangegeven dat het ontwerp wordt ontwikkeld met input van ingenieurs en waarschijnlijk uitgebreid zal worden getest (ze hebben zelfs een demo geanimeerd op de Paris Air Show om regelgevers te helpen het te visualiseren). Vanuit het oogpunt van certificering is een voordeel van een systeem op de grond dat het kan worden gecertificeerd als onderdeel van de vertiport-infrastructuur - het maakt de certificering van het vliegtuig niet noodzakelijk ingewikkelder. Sterker nog, als een dergelijk systeem standaard wordt, zouden vliegtuigfabrikanten kunnen vertrouwen op de grondinfrastructuur voor brandbestrijding, wat de ontwerpbeperkingen van sommige vliegtuigen zou kunnen verlichten (ze zouden bijvoorbeeld minder zware brandwerende behuizingen aan boord nodig hebben als er wordt aangenomen dat er een dompelbad beschikbaar zal zijn). Dat hangt echter af van de vraag of de vertiports overal aanwezig en uitgerust zijn - een kip-en-ei-situatie voor vroege eVTOL-implementaties.

We moeten ook de veiligheidsaspecten afwegen. Het onderdompelen van een eVTOL in water brengt een aantal nieuwe risico's met zich mee - vooral elektrische veiligheid (water en hoogspanningsbatterijen kunnen een gevaarlijke combinatie zijn als er niet voorzichtig mee wordt omgegaan). Het systeem moet ervoor zorgen dat tegen de tijd dat het personeel contact heeft met het ondergedompelde voertuig, er geen gevaar is voor elektrocutie. Normaal gesproken zal het hoogspanningssysteem op een gecontroleerde manier kortsluiten zodra een batterij is ondergedompeld en afgekoeld, maar de procedures zullen waarschijnlijk wachten en bewaking vereisen. Bovendien zal het terughalen van een met water verzadigd vliegtuig een slordige klus zijn. Het kan effectief een totaal verlies zijn (vernielde elektronica, enz.), maar dat is een kleine prijs om te betalen voor het voorkomen dat een brand zich uitbreidt. Kosten versus baten is een belangrijke afweging: het Skyportz platform zal meer kosten om te bouwen en te onderhouden dan een basisplatform plus enkele brandblussers.

Maar denk eens aan de kosten van één ongecontroleerde brand in een vertiport: een brand kan miljoenen kostende vliegtuigen beschadigen, een hub dagenlang platleggen en, het ergste van alles, verwondingen of erger veroorzaken. Vanuit het oogpunt van veiligheidsinvesteringen is een onderdompelingssysteem vergelijkbaar met een sprinklersysteem in een gebouw - een kostenpost die je nooit hoopt te gebruiken, maar die een ramp kan voorkomen. Naarmate de vertiports groter worden (stel je een "luchttaxi" station voor met tientallen bewegingen per dag), beginnen de economische aspecten in het voordeel te spelen van alles wat de uitvaltijd minimaliseert en de veiligheid maximaliseert. Een brand die de activiteiten stillegt, kan leiden tot een enorm verlies aan inkomsten en vertrouwen van het publiek. Door het mogelijk te maken een brand te blussen in bijvoorbeeld 5-10 minuten via onderdompeling, in plaats van mogelijk uren met conventionele middelen, kan het systeem zichzelf letterlijk terugbetalen door de operationele continuïteit bij incidenten te behouden.

The e-Delphi expert consensus points toward this multi-pronged cost-benefit analysis. They advocated a balanced integration of passive measures (like better battery design) and active measures (like suppression systems), noting that advanced solutions must be weighed against practical considerations like cost and maintenance. In other words, an all-out immersion pad at every vertiport might be ideal for safety, but it has to make sense financially and logistically. One possible pathway is that immersion systems might be installed at key vertiports first – for example, rooftop pads in dense urban centers where a fire would be most dangerous, or vertiports serving high volumes of traffic. Lower-traffic “vertistop” locations might rely more on containment and a good emergency plan (perhaps a mobile water tank that can be brought in, etc.). Over time, if the technology proves its worth, standards could make it a baseline requirement.

The Verdict: A Necessary Solution for a New Era of Flight

Lithium-ion battery fires present a new kind of threat in aviation – one that our current firefighting playbook struggles to address. The burgeoning eVTOL industry cannot simply borrow traditional solutions (like onboard Halon extinguishers or airport foam trucks) and expect success against thermal runaway. We have to innovate on the ground infrastructure side. Skyportz’s post-landing immersion system is an innovative and bold answer: it takes the most brute-force effective technique – drowning the fire – and makes it a built-in feature of the vertiport. By doing so, it offers something exceedingly valuable: certainty. Rather than a hit-or-miss attempt to control a battery fire, full immersion promises to end the fire decisively. It directly addresses the core technical reason these fires are so stubborn (the runaway heat inside cells) by quenching that heat en masse. It buys immediate suppression at the source of energy, something no manual firefighting or localized sprinkler can guarantee.

Of course, no single solution is a panacea. Immersion pads will work best in tandem with the broader safety net: intelligent monitoring to detect issues early, robust battery packaging to delay and contain fires, and well-trained emergency response protocols as backup. The vision that emerged from the e-Delphi expert panel is very much in line with this: a “multi-layered approach” where detection, suppression, containment, and emergency training all interlock to mitigate battery fire risks. Skyportz’s system fits into this vision as the heavy artillery in the suppression layer – arguably the layer that was missing a truly effective tool. Without immersion, the “suppression” layer at a vertiport might only contain or control a fire, not extinguish it, leaving the final outcome to chance or time. With immersion, vertiports gain a method to finish the job and extinguish the fire completely on-site.

For stakeholders in Advanced Air Mobility, the prospect of immersion-based fire suppression raises important considerations. Public perception is one: air taxi services must convince the public (and regulators) that they are safe. Demonstrating that you can handle a battery fire swiftly and definitively – even one as dramatic as dunking an aircraft in a tank – could bolster confidence, much like seeing a sprinkler system quell a fire in a building. It shows preparedness for worst-case scenarios. There’s also an operational resilience angle: a network of vertiports equipped with such systems could isolate and resolve incidents without cascading delays across the whole network.

On the flip side, there’s a need to ensure cross-compatibility and standards. If different vertiport operators pursue different suppression strategies, aircraft operators will have to adapt to varying safety equipment. This is where early moves by companies like Skyportz to offer their design (even licensing it freely in some cases to gain adoption) could set a de facto standard. Regulatory bodies are actively working on vertiport guidelines, and we may soon see requirements or recommendations for capabilities that essentially endorse what Skyportz is doing (for example, a rule that vertiports must be able to “fully contain and extinguish a high-energy battery fire on the pad”).

In conclusion, total immersion stands out as a uniquely powerful tool in the vertiport fire safety arsenal – perhaps the tool for truly halting lithium-ion thermal runaway in its tracks. Yes, it comes with costs and engineering hurdles, but the alternative is to accept that a vertiport battery fire would be an uncontrollable, burn-and-wait affair. For an industry premised on advanced technology and safety, that’s not an acceptable outcome. By investing in solutions like the Skyportz vertipad design, AAM stakeholders are effectively choosing to confront the thermal runaway problem head-on, using the one surefire way to cool the beast. As one fire safety study put it, once a battery fire is in full runaway, responders shift from trying to extinguish to focusing on containment – but Skyportz wants to give us a way to do both: contain and extinguish. It’s a formidable approach to a formidable problem. In the coming years, as eVTOLs begin commercial operations, we will likely see this and similar concepts put to the test. If they succeed, the phrase “dunking an air taxi” might just enter the lexicon of modern firefighting. And if that’s what it takes to make electric aviation safe, it’s a dunk we should be willing to take.

 

... aantekeningen van SP,

Brought to you by #AMRG
&
Clem Newton-Brown

CEO and founder

Skyportz

Over de auteur

auteur avatar
EVHNews
Elektrisch-Hybride E-auto, E-luchtvaart, E-zeetechnologie en toekomstig innovatief elektrisch-Hybride VTOL-ruimtevaarttechnieuws over de hele wereld! EVHNews.com is een toegewijd wereldwijd digitaal technologieplatform voor EVVTOL, een wereldwijde EV / Hybrid Automotive, E-Aviation, E-VTOL, E-Marine Future Technology Industry Show & Expo Event Organisatie waar de grootste EV & E-VTOL merken ter wereld investeren in de toekomst van transport. EV H News is toegewijd aan de elektrische voertuigen & EV-Hybrid Automotive, E-Aviation E-VTOL-UAV E-Marine, industrie inclusief e-mobility e-semi & e-truck. Dit digitale platform bevat recensies en bronnen van wereldwijde industrieleiders, veel met een focus op schone blauwe technologie en alternatieve brandstoffen waar van toepassing. Het EVH-nieuwsplatform is bedoeld om iedereen toegang te geven tot de tools en informatie die beschikbaar zijn voor de toekomst van baanbrekende e-technologie voor de e-automobiel-, e-luchtvaart-, e-marine-, e-motorfiets e-semi- & e-truck e-motorsport-industrieën. Over EVVTOL - EVVTOL is een nieuw bedrijf dat zichzelf positioneert als de meest invloedrijke wereldwijde toekomstgerichte technologie show / expo evenement organisatie door zich strategisch te positioneren om succesvol EV en VTOL transport industrie klanten te faciliteren met hun behoeften! - Het doel van EVVTOL is om de EV & VTOL industrie onder de aandacht te brengen en de belangrijkste EV & VTOL voertuigen en onderdelenfabrikanten in de e-tech wereld te introduceren door het onthullen en tonen van cutting-edge EV & E-VTOL technologie. - Het is de missie van EVVTOL om meerdere technologiebeurzen en exposities te introduceren, inclusief invloedrijke EV business summits op hoog niveau, gebaseerd op de tweeledige thematiek van business engagement met belangrijke fabrikanten die actief zijn in de EV & E-mobiliteitsindustrie, energievoertuig informatietechnologie en laadinfrastructuurindustrie. Deze evenementen zijn uitstekende gelegenheden om te leren over en te discussiëren over de nieuwste ontwikkelingen op het gebied van toekomstige transporttechnologie in de EV & VTOL industrie en de uitdagingen op het gebied van batterijstroom die nog steeds bestaan. (evvtol.org) 877-4EV-VTOL (877-438-8865)

Abonneer u op onze nieuwsbrief

Ontdek meer van AAM Nation

Abonneer je nu om meer te lezen en toegang te krijgen tot het volledige archief.

Lees verder