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Schlechte Vibrationen

Das Wrack eines Grob G115D, eines aus zwei Kunststoffen bestehenden zweisitzigen Trainers mit Vollkunststoff-Kompositmaterial, der in Deutschland gebaut wurde, erstreckt sich über eine fast eine halbe Meile lange und 400 Fuß breite Fläche, obwohl das Flugzeug kurz vor dem Unfall gesichtet wurde von einem Zeugen am Boden, der seine Höhe im ebenen Flug auf nur 500 Fuß schätzte. Das Wetter war gut und wurde nicht als Missgeschick angesehen.

Teile, die entlang einer Linie stark verstreut sind, deuten auf eine Trennung der Flugzeuge hin. Die ersten Objekte, die sich von der Zelle trennen, befinden sich am Anfang des Trümmerwegs. Rumpf und Motor befinden sich normalerweise am Ende. In diesem Fall war das erste Element in der Zeile die Oberseite des Ruders. Verschiedene andere Teile des Empennageabfalls, einschließlich des Stabilisators und der beiden Aufzüge, wurden 900 Fuß von dem Hauptwrack entfernt gefunden, ebenso wie ein Teil des linken Flügels und der linken Klappe. Fragmente des Acryl-Baldachins waren entlang des Wrackpfades verstreut, aber obwohl beide Piloten Fallschirme trugen, gab es keinen Hinweis darauf, dass sie den Baldachin abgeworfen hatten. Der untere Teil des Ruders wurde nie gefunden.

Der einzige Teil der Zelle, der intakt geblieben war, war das linke Querruder, und es wurde sorgfältig von den Unfallermittlern untersucht. Sie wussten aus den Wartungsprotokollen, dass das Flugzeug 96 Flugstunden vor dem Unfall neu lackiert worden war, aber die Flugsteuerflächen waren nicht neu ausbalanciert. Sie stellten fest, dass das Querruder mit 7,15 Pfund sowohl drei Viertel eines Pfund schwerer war als bei der ursprünglichen Installation (laut Herstellerangaben) und erheblich schwerer war.

Die Nasen- oder Schwanzlast einer Steuerfläche wird als "Restgelenkmoment" ausgedrückt. "Rest" bedeutet einfach, was nach dem Einbau der Ausgleichsgewichte der Unwucht bleibt. "Scharniermoment" erhalten Sie, wenn Sie die Oberfläche an den Scharnieren abstützen, eine Waage unter die Hinterkante stellen und den Skalenwert mit dem Abstand von der Scharnierlinie bis zu dem Punkt multiplizieren, an dem die Oberfläche auf der Waage liegt. Ein Skalenmesswert von vier Unzen mit dem Skalenkontakt 12 Zoll hinter der Scharnierlinie würde beispielsweise als ein Restgelenkmoment von 0,25 Fuß-Pfund (ein Viertel Pfund mal einen Fuß) beschrieben.

Die Grob-Spezifikationen für das Querrudergleichgewicht erlaubten einen Gelenkmomentbereich von -0,22 Fuß-Pfund (ein negatives Gelenkmoment bedeutet, dass die Oberfläche an der Vorderkante schwer ist) bis +0,074 Fuß-Pfund. Das gemessene Gelenkmoment des wiederhergestellten Querruders war "zwischen +0,138 und +0.200 Fuß-Pfund" - beträchtlich außerhalb der Werksgrenzen in hecklastiger Richtung.

Es ist schwer zu verstehen, wie ein Anstrich dreiviertel Pfund auf einer Fläche von nur 15 Quadratmetern hinzufügen kann, aber der Bericht des National Transportation Safety Board (NTSB) über den Unfall geht über diese Seltsamkeit ohne Kommentar. Anscheinend stellten die Ermittler jedoch die Hypothese auf, dass die anderen Kontrolloberflächen, einschließlich des meist verschwundenen Ruders, ähnlich übergewichtig und unterbalanciert gewesen sein könnten, und die Analysten von Grob bestätigten, dass Ruderflattern unter diesen Bedingungen möglich sei. Die wahrscheinliche Ursache des Unfalls, so das NTSB, war das Versäumnis des Wartungspersonals, die Flugsteuerungen nach dem Neulackieren des Flugzeugs neu auszubalancieren, was zu einem Flattern der Ruder und zum Aufbrechen des Flugzeugs führte.

Flattern ist oft mit einer zu hohen Geschwindigkeit verbunden. Bei einem Unfall erlebte eine Cessna 195 ein Höhenruderflattern, gefolgt von einem Versagen beider Flügel unter negativer Belastung, nachdem sie bei einem Tauchgang von 19.000 Fuß / min mit einer echten Fluggeschwindigkeit von 280 Knoten - mehr als 100 Knoten über der Zelle - die Geschwindigkeit nie überschritten hatte. Das NTSB führte den Unfall als "Verlust der Kontrolle durch die Außerkraftsetzung des Piloten" an, was darauf hindeutet, dass der Pilot das Bewusstsein verloren und gegen das Joch nach vorne gerutscht war, wodurch das Flugzeug in einen steilen Tauchgang gezwungen wurde.

In einem anderen Fall zerfiel ein Mooney M20K, der mit einem turbogeladenen 305-PS-Motor modifiziert wurde, im Flug und hinterließ erneut einen Trümmerweg, der eine halbe Meile lang war. Die ersten Gegenstände, die auf die Erde kamen, waren die äußeren Teile der Aufzüge. (Beachten Sie, dass in diesem Fall, wie beim Grob, der äußere Bereich der flatternden Oberfläche der erste war, der gegangen ist.) Ihnen folgten das Leitwerk und die Flügel. Ein Strukturexperte von Mooney erklärte, dass das Flattern "nach dem Ausbeulen der horizontalen Stabilisatoren aufgrund übermäßiger Belastung ausgelöst" fehlschlug. Das Flugzeug befand sich zu diesem Zeitpunkt in einer Geschwindigkeit von 3.500 Fuß / Minute in IMC, wobei die Neigungsverstellung vollständig eingestellt war; Der Pilot wollte mit einer schnellen Reihe von Abfahrten aus seiner Reiseflughöhe von 19.000 Fuß mithalten. Die Grundgeschwindigkeit des Flugzeugs kurz vor der Trennung betrug 240 Knoten. Die Geschwindigkeit für den Beginn des Höhenruderflatts in dieser Zelle liegt jedoch über 241 KIAS.

Flattern ist normalerweise mit hoher Geschwindigkeit verbunden, aber Flugzeuge mit niedriger Geschwindigkeit können auch flattern, wenn sie ausreichend flexibel sind. Im Jahr 1991 stürzte eine selbstgebaute Amphibie während eines frühen Testfluges ab, nachdem eines ihrer Außenflügel-Flaperons flatterte und der linke Flügel sich vom Flugzeug trennte. Der Baumeister-Pilot trug einen Fallschirm, stürzte aber in einer so geringen Höhe ab, dass nicht genügend Zeit zum Öffnen blieb. In diesem Fall hatte der Bauunternehmer beschlossen, die "dringend empfohlenen" Ausgleichsgewichte nicht an den Flaperons anzubringen, weil sie das Flugzeug schwerer machen würden, und er "fühlte, dass sie nicht gebraucht würden".

Fühlte ist ein Wort, das in Diskussionen über Flattern unangebracht erscheint. Die Flatternanfälligkeit wird durch eine Vielzahl von Variablen bestimmt, die für das bloße Auge nicht sichtbar sind und die sogar mit hoch entwickelten Geräten schwer zu messen sind. Viel hängt von zufälligen Übereinstimmungen der Eigenresonanzfrequenzen verschiedener Unterstrukturen ab. Im Allgemeinen flattern steife Strukturen weniger als glatte, und ausgeglichene Steuerflächen sind unausgeglichenen vorzuziehen. Zertifizierte Flugzeuge müssen eine Flatterfreiheit bis zu einer Geschwindigkeit aufweisen, die deutlich über der nie überschreitenden Geschwindigkeit liegt.

Kits und Homebuilts sind eine andere Geschichte. Wenn die Regeln für sie geschrieben wurden, waren Geschwindigkeiten über 170 Knoten selten. Mit der zunehmenden Durchdringung des heimischen Marktes durch leistungsstarke, aber vergleichsweise preiswerte Triebwerke wie die 640-PS-Walter-Turbine (in der Tschechischen Republik hergestellt) und den Turbodiesel-Umbau der T58-Turbowelle von General Electric sind Flugzeuge mit mehr als 300 Knoten in der Lage immer häufiger. Die ehrgeizigen Homebuilder, die ein solches Projekt übernehmen, wandern in unbekanntes Terrain - und flattern vielleicht dort.

Dieser Artikel basiert ausschließlich auf dem Unfallbericht des National Transportation Safety Board und soll die Leser auf die angesprochenen Fragen aufmerksam machen. Es ist nicht beabsichtigt, endgültige Schlussfolgerungen über die Fähigkeit oder Kapazität einer lebenden oder toten Person oder eines Flugzeugs oder Zubehörs zu beurteilen oder zu treffen.

Schau das Video: VIBRATIONS WHEN ACCELERATING, COASTING, BRAKING. FIX! (Februar 2020).

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