Investigaciones AAIB 8Q-400 Flybe

AW | 2020 10 17 16:06 | AIR INVESTIGATION

Estudios sobre falla alerón en Dash 8Q-400 Flybe en 2019

Un De Havilland Dash 8-400, matrícula G-FLBE de la aerolínea regional Flybe del Reino Unido, realizaba el vuelo BE-2187 de Newquay a Londres/Heathrow, con 59 pasajeros y 4 tripulantes, partió de Newquay en vientos fuertes y vientos cruzados cerca del límite de viento cruzado. A la altura de aceleración, el Capitán comenzó a acelerar el avión, se enfrentó al piloto automático y entregó controles al primer oficial. El Primer Oficial debía entonces volar un giro a la derecha hacia el primer punto intermedio, pero sintió que el avión estaba estrangulando para mantener el giro de la mano derecha. Informó al comandante y ambos pilotos observaron que las ruedas de control se desviaban entre 30 y 40 grados a la derecha mientras mantenían el nivel de las alas. El capitán, que no había sentido ninguna dificultad de control durante la subida inicial, verificó que el ajuste estaba en la posición correcta y los spoilers se retractaron. El Comandante tomó el control manual de nuevo y encontró que la rueda de control permanecía desviada tanto en piloto automático como en control manual, el piloto automático volvió a activarse y los controles regresaron al primer oficial. La tripulación decidió detener la subida en FL200 y ponerse en contacto con su centro de operaciones para buscar asesoramiento de ingeniería, lo que sin embargo no trajo consigo ninguna aclaración. Por lo tanto, el comandante decidió desviarse a Exeter, y recibió un enrutamiento directo a Exeter. Durante el descenso hacia Exeter, el primer oficial notó que la desviación de la rueda de control aumentaba aún más. La tripulación no encontró ninguna lista de verificación que considerara relevante para el tema. Mientras se acercaba a Exeter, la cabina aún no estaba lista para un aterrizaje, la tripulación decidió unirse a una bodega. Mientras ralentizaba el avión a través de 170 KIAS, los spoilers fueraborda se activaron y la desviación de la rueda de control se redujo. El Capitán declaró PAN y solicitó giros a la izquierda solamente y asumió el papel de piloto volando para el resto del vuelo. Después de que la cabina se informó lista, el Capitán posicionó el avión para un viento descendente izquierdo a la pista 08 de Exeter, vientos menores de la izquierda en esa pista. El comandante desenganchó el piloto automático temprano, sintió un ligero tirón a la derecha de la aeronave que, sin embargo, era completamente controlable y completó un aterrizaje seguro.

Informe de AAIB

La AAIB del Reino Unido publicó su boletín para concluir: La razón más probable de la rotura del cable de alerón fue que su resistencia se había reducido como resultado del desgaste, lo que llevó a la falla de los cables individuales dentro del cable. El cable falló cuando pasó sobre una polea en el larguero del alerón trasero donde se acumula suciedad que puede penetrar en las hebras y formar un compuesto abrasivo. Esto puede acelerar la tasa normal de desgaste del cable. Hay cables disponibles para después de la modificación que tienen un manguito montado sobre la sección susceptible para evitar la entrada de suciedad. La investigación estableció que el procedimiento de inspección en el AMM no habría detectado el daño a los cables individuales que se ejecutan dentro del cable. El aerón derecho que no respondió en G-FLBE no fue causal a este incidente grave. Dado que el operador dejó de operar antes de poder establecer la causa en G-FLBE y otras aeronaves de su flota, se requiere una investigación adicional para determinar si hay un problema de seguridad más amplio. Los filtros aplicados a algunos de los parámetros de control de vuelo registrados en el FDR pueden afectar a la reconstrucción del movimiento rápido de los controles. Estos filtros no están permitidos para ser instalados en el DHC-8-400 aviones registrados en los EE.UU., pero no hay ningún requisito similar en los aviones registrados en Europa o el Reino Unido. Si bien esto no afectó a esta investigación, esto podría afectar a otras investigaciones de seguridad.

El AAIB informó después del vuelo una inspección reveló “que el cable de alerón inferior izquierdo estalló justo fuera de borda del motor donde pasó por encima de una polea para acomodar un cambio en el diédrico del ala. No hubo ningún otro daño a la aeronave”.

La AAIB informó: “Transport Canada analizó los datos de la FDR de este evento y concluyó que ‘la tripulación disponáría de una autoridad de control más que adecuada para un vuelo y aterrizaje seguros continuos tras la desconexión del cable”.

El número de informes en servicio que surgieron estaba dentro de los requisitos de certificación para un evento menor y consideraron los cambios propuestos por el fabricante en el mantenimiento de los cables para proporcionar una mitigación adecuada. Confirmaron que la clasificación de gravedad de Menor, que se aplicó durante la certificación, seguía siendo apropiada. y continuó (utilizando el término volante para la rueda de control): Durante esta investigación se identificó un problema, no relacionado con la falla del cable, con el movimiento del alerón derecho en vuelo. Los datos del FDR mostraron que poco después de que G-FLBE se niveló en FL200, el alerón dejó de responder al movimiento de los volantes. Esto duró unos cinco minutos, con el alerón permaneciendo en una posición casi fija de +5o. Durante este período, el AP continuó manteniendo el nivel de las alas con posiciones del volante entre 13o CW y 27o CW. Los spoilers a bordo continuaron funcionando con normalidad durante el vuelo. Cuando el avión comenzó su descenso a Exeter, el movimiento del alerón volvió repentinamente a la normalidad. Esto coincidió con los volantes que fueron movidos por el AP de 27o CW a 35o CW mientras el avión salía de un giro a la izquierda. El análisis de los datos de FDR de G-FLBE mostró que el alerón derecho había dejado de responder previamente a la posición de los volantes durante 14 de los 23 vuelos anteriores. Las duraciones variaron de entre dos y treinta y cinco minutos. El alerón por lo general no respondió cuando el avión se acercó a la cima de la subida o estaba en el crucero. Hubo, sin embargo, un vuelo donde el alerón no respondió durante el descenso de FL100 a FL060. El movimiento del alerón siempre volvió a la normalidad antes de que el avión comenzara el enfoque final. El funcionamiento normal del alerón a menudo coincidía con el movimiento del volante a medida que el avión entraba en un giro. Durante los tres vuelos anteriores al vuelo del incidente, el alerón derecho no respondió durante períodos de 25, 35 y 26 minutos respectivamente. Para los vuelos anteriores a estos tres, hubo más variación en la duración de que el alerón derecho no respondió. Posteriormente, el Departamento de Monitoreo de Datos de Vuelo del operador analizó datos de su flota de aeronaves DHC-8-400 para identificar si el alerón adecuado no respondía en otras aeronaves.

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Inicialmente se revisaron 32 vuelos de 16 aviones y durante la mitad de estos el alerón derecho no respondió durante los períodos durante el vuelo. La revisión se amplió a 51 aviones durante siete días volando durante febrero de 2020 y después de que los cables de alerón habían sido reemplazados y tensados en G-FLBE. La revisión buscó períodos en los que el alerón derecho permaneció sin respuesta al movimiento del volante durante más de 60 segundos. Los resultados fueron:
Treinta y seis de cincuenta y un aviones tenían alerones sin respuesta.
Doce de los aviones con un alerón sin respuesta tenían una tasa de ocurrencia del 25% o más.

El líder de la flota fue G-FLBE con una tasa del 64% (21 eventos durante 33 vuelos). El operador había programado trabajos en G-FLBE para aislar la causa del alerón derecho que no respondió, pero dejó de operar antes de que esto concluyese. El AAIB analizó: Efecto de la rotura del cable de alerón La falla (rotura) del cable de control de alerón afectó a la posición del alerón izquierdo, lo que hizo que el avión rodara hacia la izquierda. Esto fue corregido por el piloto y el AP proporcionando una entrada de corrección que desplazó el volante de su posición neutral normal. La cantidad de desplazamiento varió en diferentes etapas del vuelo debido a una combinación de la velocidad de la aeronave y el control de rodillos siendo asistido por el alerón fuera de borda: el spoiler se activa por debajo de 165 kt. El fabricante era consciente de otros tres eventos donde se detectó un cable de alerón roto en vuelo. Como parte de esta investigación, el Regulador y el Fabricante revisaron el riesgo resultante de la falla de un cable de alerón y confirmaron que tal fallo tenía una Clasificación de Gravedad menor. Respuesta de los pilotos al evento Los pilotos notaron el efecto de la rotura del cable poco después de salir de Newquay, donde el viento estaba cerca de los límites de viento cruzado de la aeronave de 32 kt.

Revisaron el QRH, pero no consideraron que ninguna de las listas de verificación fuera pertinente. Por lo tanto, llevaron a cabo una evaluación de amenazas y mitigaron el riesgo de volar con un rango de movimiento reducido del volante al desviarse a Exeter, donde el viento cruzado no era tan fuerte. El avión hizo un aterrizaje sin incidentes. Un cable de alerón que se rompe en vuelo de nivel inicialmente causaría un rollo sin mando y la lista de comprobación no normal QRH más relevante era ‘Roll Control Malfunction’, que tiene la condición previa ‘Aircraft rolls with no control wheel [handwheel] input’. Sin embargo, los pilotos no reconocieron la pertinencia de esta lista de verificación, posiblemente porque el AP estaba comprometido y habrían contrarrestado automáticamente el rollo no recomendado a la izquierda. Fallo del cable El cable de alerón inferior izquierdo falló debido a una combinación de desgaste interno y externo.

Después de la falla, la tensión en el cable superior habría causado que el alerón se desviara hacia arriba induciendo un rollo a la izquierda. A partir de los datos de la FDR, se estableció que el cable falló entre el aterrizaje de la aeronave en Newquay y durante el despegue posterior. El aterrizaje en Newquay, que estaba cerca del límite para la clasificación como un aterrizaje pesado, no habría causado que un cable de servicio fallara; sin embargo, el cable de alerón estaba desgastado y su capacidad de carga se habría reducido. Por lo tanto, es posible que el cable falle durante el aterrizaje. Si el fallo se hubiera producido durante el aterrizaje, entonces el piloto podría haber notado que el alerón estaba en un ángulo inusual 20º durante la inspección externa previa al vuelo. Sin embargo, la inspección se llevó a cabo de noche, con rachas y chubascos que podrían dificultar la percepción del ángulo inusual del alerón. El fallo del cable de alerón no habría tenido ningún efecto significativo en la fuerza necesaria para operar los volantes, y la posición del alerón no se muestra en la cabina. En consecuencia, los pilotos no podrían haber detectado el fallo si se hubiera producido después de que se hubiera completado la inspección externa.

Desgaste del cable y posibles causas

Se sabe que los cables de alerón y alerón son susceptibles de desgaste en las áreas donde son redirigidos por poleas para acomodar el cambio en el diédrico del ala. El fabricante publicó su primer consejo a los operadores en 2004 y los cables modificados con un recubrimiento de polímero se introdujeron en 2015. La modificación no era obligatoria y mientras el operador estaba modificando su flota, los nuevos cables no habían sido instalados en G-FLBE. El fabricante identificó la baja tensión, la vibración y la contaminación como los principales factores causales para el desgaste de los cables de control.

AAIB 8Q-400 Flybe investigations

Studies on aileron failure on Dash 8Q-400 Flybe in 2019

Flybe - Wikipedia

A De Havilland Dash 8-400, registration G-FLBE of the UK regional airline Flybe, flying BE-2187 from Newquay to London/Heathrow, with 59 passengers and 4 crew, departed Newquay in high winds and crosswinds near the crosswind limit. At acceleration height, the Captain began to accelerate the plane, engaged the autopilot, and handed over controls to the first officer. The First Officer was then supposed to fly a right turn toward the first waypoint, but felt the plane was throttling to maintain the right hand turn. He reported to the commander and both pilots observed that the control wheels drifted 30-40 degrees to the right while keeping the wings level. The captain, who had not felt any control difficulties during the initial climb, verified that the trim was in the correct position and the spoilers were retracted. The Commander took manual control again and found that the control wheel remained deflected in both autopilot and manual control, the autopilot re-engaged, and the controls returned to the first officer. The crew decided to stop the climb at FL200 and contact their operations center for engineering advice, which however did not bring any clarification. Therefore, the Commander decided to divert to Exeter, and received a direct route to Exeter. During the descent towards Exeter, the first mate noticed that the control wheel deflection increased further. The crew did not find any checklists that they considered relevant to the issue. As it approached Exeter, the cockpit was not yet ready for a landing, the crew decided to join a hold. While slowing the aircraft through 170 KIAS, the outboard spoilers activated and the control wheel offset was reduced. The captain declared PAN and requested only left turns and assumed the role of flying pilot for the remainder of the flight. After the cockpit was reported ready, the captain positioned the aircraft for a left downwind to Exeter runway 08, minor left winds on that runway. The commander disengaged the autopilot early, felt a slight pull to the right of the aircraft that was, however, fully controllable, and completed a safe landing.

AAIB Report

The UK AAIB published their bulletin to conclude: The most likely reason for the spoiler cable breakage was that its strength had been reduced as a result of wear and tear, leading to the failure of individual cables within the cable. The cable failed when it passed over a pulley in the rear wing spar where dirt accumulates that can penetrate the strands and form an abrasive compound. This can accelerate the normal rate of cable wear. Post-retrofit cables are available that have a sleeve mounted over the susceptible section to prevent ingress of dirt. The investigation established that the inspection procedure at the AMM would not have detected damage to the individual cables running within the cable. The right wing that did not respond in G-FLBE was not causal to this serious incident. Since the operator stopped operating before the cause could be established on G-FLBE and other aircraft in its fleet, further investigation is required to determine if there is a broader safety concern. Filters applied to some of the flight control parameters recorded in the FDR can affect the reconstruction of the rapid movement of the controls. These filters are not allowed to be installed on the DHC-8-400 registered aircraft in the US, but there is no similar requirement on aircraft registered in Europe or the UK. While this did not affect this investigation, this could affect other safety investigations.

The AAIB reported after the flight an inspection revealed “that the lower left aileron cable burst just outboard of the engine where it passed over a pulley to accommodate a change in the wing dihedral. There was no other damage. to the aircraft”.

The AAIB reported: “Transport Canada analyzed the FDR data from this event and concluded that ‘the crew would have more than adequate control authority for continued safe flight and landing after disconnection of the cable”.

The number of in-service reports that emerged was within the certification requirements for a minor event and considered the manufacturer’s proposed changes to cable maintenance to provide adequate mitigation. They confirmed that the severity rating of Minor, which was applied during certification, was still appropriate. and continued (using the term steering wheel for the control wheel): During this investigation a problem, unrelated to cable failure, was identified with the movement of the right aileron in flight. FDR data showed that shortly after G-FLBE leveled off at FL200, the aileron stopped responding to steering wheel movement this lasted for about five minutes, with the aileron remaining in a nearly fixed position of +5. During this period, the AP continued to maintain wing level with steering wheel positions between 13 ° CW and 27 ° CW. Onboard spoilers continued to function normally during the flight. As the plane began its descent into Exeter, the aileron motion suddenly returned to normal this coincided with the flywheels being moved by the AP from 27o CW to 35o CW as the plane exited a left turn. Analysis of the G-FLBE FDR data showed that the right wing had previously stopped responding to steering wheel position during 14 of the previous 23 flights. The durations ranged from two to thirty-five minutes. The aileron usually did not respond when the plane approached the top of the climb or was in cruise. There was, however, one flight where the aileron did not respond during the descent from FL100 to FL060. Aileron motion always returned to normal before the aircraft began final approach. The normal operation of the aileron often coincided with the movement of the steering wheel as the aircraft entered a turn. During the three flights prior to the incident flight, the right wing did not respond for periods of 25, 35 and 26 minutes respectively. For flights prior to these three, there was more variation in the duration that the right wing did not respond. Subsequently, the operator’s Flight Data Monitoring Department analyzed data from its DHC-8-400 aircraft fleet to identify if the proper aileron was not responding on other aircraft.

Initially 32 flights of 16 aircraft were reviewed and during half of these the right wing did not respond during periods during the flight. The review was expanded to 51 aircraft over seven days flying during February 2020 and after the aileron cables had been replaced and tensioned at G-FLBE. The review looked for periods where the right wing was unresponsive to steering wheel movement for more than 60 seconds. The results were:
Thirty-six of fifty-one aircraft had unanswered ailerons.
Twelve of the planes with a non-responsive spoiler had an occurrence rate of 25% or more.

The leader of the fleet was G-FLBE with a rate of 64% (21 events during 33 flights). The operator had scheduled work on G-FLBE to isolate the cause of the unresponsive right wing, but stopped operating before this was concluded.

The AAIB analyzed: Effect of aileron cable break The failure (break) of the aileron control cable affected the position of the left aileron, causing the aircraft to roll to the left. This was corrected by the pilot and AP by providing a correction input that displaced the steering wheel from its normal neutral position. The amount of displacement varied at different stages of the flight due to a combination of the aircraft’s speed and the roll control being assisted by the outboard spoiler: the spoiler was activated below 165 kt. The manufacturer was aware of three other events where a broken aileron cable was detected in flight. As part of this investigation, the Regulator and Manufacturer reviewed the risk resulting from an aileron cable failure and confirmed that such failure had a lower Severity Rating. Pilot response to event Pilots noticed the effect of cable break shortly after leaving Newquay, where the wind was near the aircraft’s crosswind limits of 32 kt.

They reviewed the QRH, but did not find any of the checklists relevant. Therefore, they carried out a threat assessment and mitigated the risk of flying with a reduced range of motion of the steering wheel when diverting to Exeter, where the crosswind was not as strong. The plane made an uneventful landing. An aileron cable breaking in level flight would initially cause a non-control wheel roll and the most relevant non-normal QRH checklist was ‘Roll Control Malfunction’, which has the precondition’ Aircraft rolls with no control wheel [handwheel] input’. However, the pilots did not recognize the relevance of this checklist, possibly because the AP was compromised and would have automatically countered the non-recommended roll on the left. Cable Failure The lower left spoiler cable failed due to a combination of internal and external wear.

After the failure, the tension in the upper cable would have caused the aileron to drift upwards inducing a roll to the left. From FDR data, it was established that the cable failed between the aircraft landing at Newquay and during subsequent take-off. The landing at Newquay, which was close to the limit for classification as a heavy landing, would not have caused that a service cable failed; however, the spoiler cable was worn and its load capacity would have been reduced. Therefore, it is possible for the cable to fail during landing. If the failure had occurred during landing, then the pilot might have noticed that the aileron was at an unusual angle20 during the external inspection prior to landing flight. However, the inspection was carried out at night, in gusty and showery conditions that could make it difficult to notice an unusual wing angle. Aileron cable failure would not have had any significant effect on the force required to operate the steering wheels, and the position of the aileron is not displayed in the cockpit. Consequently, the pilots could not have detected the failure if it had occurred after the external inspection had been completed. Cable wear and possible causes Aileron and aileron cables are known to be susceptible to wear in areas where they are redirected by pulleys to accommodate the change in wing dihedral.

The manufacturer published its first advice to operators in 2004 and cables modified with a polymer coating were introduced in 2015. The modification was not mandatory and while the operator was modifying his fleet, the new cables had not been installed at G-FLBE. The manufacturer identified low voltage, vibration and contamination as the main causal factors for the wear of the control cables.


PUBLISHER: Airgways.com
DBk: Gov.uk / Aeroinside.com / Airgways.com
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