Warum sollte bei der Flugzeugrettung und -brandbekämpfung Druckluftschaum eingesetzt werden?

Seitdem es motorbetriebene Flugzeuge gibt, ist die Luftfahrt eine Branche mit stetig zunehmender Brandgefahr. Die Brandbekämpfung im Luftfahrtsektor hat mittlerweile schon eine eigene Geschichte, denn reguläre Flüge finden bereits seit dem frühen 20. Jahrhundert statt. Wie in solchen wichtigen Branchen üblich, sind staatliche Behörden für die Regulierung zuständig.

Die US-Bundesbehörde für zivile Luftfahrt FAA (Federal Aviation Administration) wurde 1958 als Teil des US-Verkehrsministeriums eingerichtet. Nach umfangreichen Forschungen unter Einbeziehung der nationalen Brandschutzgesellschaft in den USA, NFPA (National Fire Protection Association) sowie der Brandschutzbranche wurden 1967 erste Mindeststandards eingeführt. Seitdem hat sich die Flughafen- und Flugzeugbrandbekämpfung rasant weiterentwickelt. Zu den wichtigsten geltenden Vorgaben gehören die Zeit, die verstreichen darf, bis das erste Löschfahrzeug (und ggf. weitere) am Einsatzort eintreffen muss, sowie Wasser- und Schaumkapazitäten und Auswurfmengen. Außer den Vorschriften hat sich auch die an Flughäfen eingesetzte Technik deutlich anders entwickelt als die reguläre Brandschutztechnik.

Löschschaum besteht aus drei Komponenten:

• Wasser
• Schaummittel
• Luft.

Wasser und Schaummittel werden in einem sehr genauen Verhältnis miteinander vermischt. Daraus bildet sich sogenannter Premix, aus dem Schaum entsteht, sobald noch Luft angesaugt wird. 

Druckluftschaum oder CAF (Compressed Air Foam) ist ein einzigartiges Verfahren der Schaumherstellung, bei dem ein homogener Fertigschaum mit Mikroblasen entsteht. Dabei kommt entweder Druckluft oder Stickstoff zum Einsatz. Druckluft und Premix (die Schaum-Wasser-Lösung) treffen in der Mischkammer zusammen, wo der Übergang vom flüssigen Zustand zum Schaum stattfindet. Ein Druckluftschaumsystem erzeugt in einer Mischkammer technischen Fertigschaum für eine Auswurfvorrichtung.

Ein Druckluftschaum-System kann Schaum mit einer bestimmten Dichte erzeugen. Die Qualität von Druckluftschaum ist deutlich besser als bei anderen Herstellungsverfahren. Mit diesem Fertigschaum kann ein Brand schneller unter Kontrolle gebracht und gelöscht sowie ein Wiederaufflammen besser verhindert werden. Die Unterdrückung von Dämpfen hält mit Druckluftschaum länger an und ist sicherer als bei herkömmlichen Verfahren der Schaumerzeugung. 

• Der Schaum besitzt eine homogenere Struktur.
• Der weitaus dichtere und festere Schaumteppich bietet bessere Löscheigenschaften, dazu zählen
  • verbesserter Rückbrennwiderstand
  • zuverlässigeres Verhindern von Emissionen brennbarer Gase
  • zuverlässigeres Verhindern eines Eindringens von Luft in die brennbare Flüssigkeit
  • stärkere Abdeckung der brennbaren Flüssigkeit
  • längere Haltezeit
  • Hervorragende Eigenschaften bei der Oberflächenhaftung

Druckluftschaum wird in NFPA 11 in Kapitel 8 aufgeführt. Die Ausbringungsrate zum Beispiel für flüssige Kohlenwasserstoffe beträgt ca. 12,3 l/min/m2 für Wasser, ca. 6,5 l/min/m2 für herkömmlichen Schaum und für Druckluftschaum nur ca. 1,6 l/min/m2. Der Einsatz ist möglich mit Flugzeugrettungsfahrzeuge und ebenfalls mit fluorfreien Schaummitteln. Am häufigsten sind Anwendungen bei festen Metallen, flüssigen Kohlenwasserstoffen und polaren Flüssigkeiten sowie Lösungsmitteln. Das Druckluftschaumsystem von ACAF Systems ist FM-zugelassen gemäß FM5136.

Druckluftschaum wurde unter Brandbedingungen getestet und dabei eine perfekte Eignung als Löschschaum festgestellt. Kürzlich wurden bei LASTFIRE Großlöschtests in einer 6 m x 50 m großen Prüfgrube durchgeführt.

Bei den Tests wurde deutlich, dass Druckluftschaum herkömmlich erzeugten Schäumen zweifach überlegen ist: doppelt so schnell, und das bei lediglich der halben Menge im Vergleich zu einer herkömmlichen Schaum-Wasser-Lösung.

Unter Verwendung verschiedener fluorfreier Schaummittel der nächsten Generation belegten die gemessenen Werte bei einem Brand der Klasse B (Benzin), dass der Brand mit Druckluftschaum in der Hälfte der Zeit und mit nur halb soviel Schaummittel unter Kontrolle gebracht werden konnte. Bei demselben Brandversuch mit herkömmlichen Schaumerzeugungsverfahren dauerte es doppelt so lange bis zum Erlöschen des Feuers und mehr als doppelt soviel Wasser sowie Schaummittel wurde dabei verbraucht.

Wie oben dargestellt, muss ein Flughafenlöschfahrzeug vor allen Dingen in kürzester Zeit am Brandort sein und mit einem begrenzten Löschwasservorrat den Brand schnellstmöglich unter Kontrolle bringen und löschen. Durch den Einsatz vom Druckluftschaum kann der Brand nicht nur schneller unter Kontrolle gebracht werden. Auch weniger Premix (Wasser-Schaum-Lösung) wird benötigt. Die Großlöschversuche mit fluorfreien Schaummitteln bei LASTFIRE haben gezeigt, dass Druckluftschaum die Löschfähigkeit eines Flughafenlöschfahrzeugs gegenüber der Verwendung eines herkömmlichen Schaummittels verdoppelt. Bei der Verwendung fluorfreier Schaummittel ist die deutliche Reduzierung der Umweltbelastung im Vergleich zu AFFF-Schaummitteln zu betonen. 

Bei einem Zumischsystem handelt es sich um ein Gerät, das dazu entwickelt wurde, Schaummittel in einem exakten Verhältnis dem Löschwasser zuzumischen. Dieses System besteht aus einem atmosphärischen Schaummitteltank, einem in der Löschwasserleitung installierten Wassermotor und einer Kolbenpumpe für das Schaummittel, die direkt mit dem Wassermotor gekoppelt ist. Wassermotor und Kolbenpumpe bilden eine kompakte Einheit. Mit Anspringen der Löschwasserpumpen beginnt die Rotation im Wassermotor. Die direkte Kopplung des Wassermotors mit der Schaummittelpumpe führt unmittelbar dazu, dass Schaummittel in das Löschwasser gepumpt wird. Wenn sich der Löschwasserstrom verändert, wird die Schaummittelmenge direkt und automatisch angepasst. Der Vorteil dieses Systems liegt in seiner Unabhängigkeit von externen Energiequellen sowie in der präzisen und direkten Schaummittelzumischung, unabhängig vom Druck oder Volumenstrom des Löschwassers.

Einstellungen oder Kalibrierungen sind nach der Installation des Systems nicht notwendig, da der Wassermotor und die Kolbenpumpe volumetrische und fest miteinander verbundene Geräte sind. Schaummittel kann bei laufendem Betrieb nachgefüllt werden. Das System ist auch zur Zumischung hochviskoser Schaummittel in der Lage. 

Das Zumischsystem muss jährlich getestet werden. Bei einer wassermotorbetriebenen Zumischpumpe, wie FireDos sie konstruiert und liefert, kann die Menge des geförderten Schaummittels über eine Rückführleitung gemessen und wieder in den Schaummitteltank zurückgeführt werden. Die Zumischrate wird aus dem Verhältnis der Volumenströme des Löschwassers und des Schaummittels berechnet. Beim Testen der Zumischrate wird somit kein Premix erzeugt. Wenn Schaummittel in den Tank zurück gefördert wird, ist es nicht notwendig, neues Schaummittel nachzufüllen sowie entstandenen Premix zu entsorgen. 

Das obige Beispiel zeigt das Szenario eines Projekts, bei dem ein Flughafenlöschfahrzeug von normalem Schaum auf Druckluftschaumsystem umgerüstet wird. Vorhandene Bauteile werden demontiert und durch die drei grundlegenden Komponenten eines Druckluftschaumsystems ersetzt:

• Luftkompressor
• Zumischsystem mit Wassermotorantrieb und Kolbenpumpe
• Druckluftschaum-Mischkammer

Dank der vielseitig installierbaren Komponenten ist eine flexible Montage möglich, die leicht an die jeweilige Einbausituation angepasst werden kann. Das gilt sowohl für Nachrüstungen an bestehenden Fahrzeugen als auch für neue Konstruktionen. Der Einsatz von Druckluftschaumsystemen in Flughafenlöschfahrzeugen, insbesondere im Zusammenwirken mit einem wassermotorbetriebenen Zumischsystem mit Kolbenpumpe, trägt potenziell dazu bei, die benötigte Zeit zum Löschen von Flugzeugbränden zu reduzieren.

Frank Preiß ist Geschäftsführer der FireDos GmbH. FireDos hat sich auf Zumischsysteme und Löschmonitore für die Brandbekämpfung mit Fokus auf Kundendienst und der selbst entwickelten marktführenden Technologie spezialisiert.

David Munroe ist Inhaber und Geschäftsführer von ACAF Systems. Unter seiner Leitung werden Feuerlöschanlagen für Sondergefahrgüter entwickelt, konstruiert und gebaut, die auf der Grundlage von Druckluftschaum arbeiten. Er verfügt über umfassende Erfahrungen in der Entwicklung von CAF-Systemen mit internationalen Normungsorganisationen.