M I N I S T E R S T W O T R A N S P O R T U, B U D O W N I C T W A i G O S P O D A R K I M O R S K I E J PAŃSTWOWA KOMISJA BADANIA WYPADKÓW LOTNICZYCH Warszawa, dnia 10 września 2013 r. Nr ewidencyjny zdarzenia lotniczego 1273/10 RAPORT KOŃCOWY z badania zdarzenia lotniczego statku powietrznego o maksymalnym ciężarze startowym nie przekraczającym 2250 kg * Niniejszy raport jest dokumentem prezentującym stanowisko Państwowej Komisji Badania Wypadków Lotniczych dotyczące okoliczności zdarzenia lotniczego, jego przyczyn i zaleceń dotyczących bezpieczeństwa. Raport jest wynikiem badania przeprowadzonego jedynie w celach profilaktycznych w oparciu o obowiązujące przepisy prawa międzynarodowego i krajowego. Badanie zostało przeprowadzone bez konieczności stosowania prawnej procedury dowodowej. Sformułowania zawarte w niniejszym raporcie, w związku przepisami Rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) nr 996/2010 w sprawie badania wypadków i incydentów w lotnictwie cywilnym oraz zapobiegania im oraz uchylające dyrektywę 94/56/WE (Dz. U. UE. L. 2010, nr 295, poz. 35) nie mogą być traktowane, jako wskazanie winnych lub odpowiedzialnych za zaistniałe zdarzenie. Komisja nie orzeka, co do winy i odpowiedzialności. W związku z powyższym wszelkie formy wykorzystania treści niniejszego raportu do celów innych niż zapobieganie wypadkom i poważnym incydentom lotniczym, może prowadzić do błędnych wniosków i interpretacji. Raport niniejszy został sporządzony w języku polskim. Inne wersje językowe mogą być przygotowywane jedynie w celach informacyjnych. 1. Rodzaj zdarzenia: WYPADEK. 2. Badanie przeprowadził: Zespół Badawczy PKBWL 3. Data i czas lokalny zaistnienia zdarzenia: 20 listopada 2010 r., godzina 14:00. 4. Miejsce startu i zamierzonego lądowania: lotnisko Szymanów EPWS. 5. Miejsce zdarzenia: Szymanów, pow. Trzebnica, obok lotniska (EPWS). 6. Rodzaj, typ, znaki rozpoznawcze, właściciel statku powietrznego, użytkownik, opis uszkodzeń: - samolot klasy specjalnej typu Zodiak CH601 HDS, SP-YNR, rok prod. 2010 r., silnik SUBARU EA-81; wykonawstwo własne wg dokumentacji konstruktora, - właściciel i użytkownik statku powietrznego: prywatny, * Forma i zakres niniejszego raportu nie spełniają wszystkich wytycznych zawartych w Dodatku Wzór raportu końcowego Załącznika 13 do Konwencji o międzynarodowym lotnictwie cywilnym Strona 1 z 9
- po przerwaniu startu, podczas lądowania poza lotniskiem na polu po uprawie kukurydzy, samolot skapotował i uległ całkowitemu zniszczeniu; szczegóły uszkodzeń pokazano na zdjęciach w albumie ilustracji stanowiącym załącznik do raportu. 7. Typ operacji: lot próbny po zakończeniu budowy, wg programu oblotu i prób w locie samolotu CH601 HDS, zatwierdzonego przez ULC 5.08.2010 r. 8. Faza lotu: wznoszenie po starcie. 9. Warunki lotu: wg przepisów VFR, przy oświetleniu dziennym. 10. Czynniki pogody a) VMC, przy oświetleniu dziennym. b) Przeanalizowano warunki pogodowe pod kątem zagrożenia oblodzeniem gaźnika. W analizie tej wykorzystano informacje pozyskane z różnych źródeł, które przedstawiono w tabeli poniżej: Źródło Miejsce Czas lokalny Prognoza obszarowa GAMET Depesza METAR Stacja meteo Oświadczenie pracownika lotniska EPWS Obszar A2 11.00-17.00 Informacje uzupełniające Prognoza Oznaczenie punktów na wykresie prawdopodobieństwa wystąpienia oblodzenia gaźnika 14:00-16.00 A Lotnisko EPWR, 13.00 B Pomiar 16:00 C Wilgotność wg Lotnisko EPWS ok. 15:00 oświadczenia, temperatura D szacunkowo - Prognoza GAMET dla obszaru A2, tj. obszaru, na którym znajdują się lotniska EPWR i EPWS. EPWW GAMET Valid 201000/201600 EPWR EPWW WARSAW FIR/A2 BLW FL150 SECN I SFC VIS: 10/16 N HALF LCA 3000-5000 BR MT OBSC: 10/16 ABV 3000-4000 FT AMSL SUDETY ICE: 10/16 LCA MOD BTN 3300/12000 FT AMSL SIGMET APPLICABLE: AT TIME OF ISSUE NIL Strona 2 z 9
SECN II PSYS: 12 FRONTALSYSTEMASSOCIATED WITH SHALLOW L1018 HPA OVER NE PART OF POLAND MOV NE NC AREA OF HIGH PRESSURE 1020 HPA OVER S POLAND STNR NC SFC WIND: 10/16 160-210/02-08 KT BUT 10/11 E PART 240-290/02-06 KT WIND/T: 10/16 1000FT AMSL 200-260/03-08 KT PS05 2000FT AMSL 230-270/05-10 KT PS03 3300FT AMSL 240-280/05-10 KT 0000 5000FT AMSL 250-290/07-12 KT MS03 10000FT AMSL 240-280/07-12 KT MS10 CLD: 10/16 BKN LCA STC SC CU 3000-4500/6500-8000FT AMSL LCA BASE SC 2000FT AMSL 10/16 BKN AS AC-STC AC 8000-10000FT/12000-11000FT AMSL FZLVL 10/16 ABT 3300FT AMSL SIGMET VALID 20.11.2010 12UTC izoterma 0ºC 3500 FT AMSL. Z powyższej prognozy wynika, że na obszarze A2 do poziomu FL150 występuje zamglenie a widzialność wynosi 3000-5000 m. Oblodzenie umiarkowane między 3300-12000 ft AMSL. Wg SIGMET dla godziny 13.00 LMT izoterma 0 C leży na wysokości 3500 ft AMSL. Depesza METAR Dane z depeszy użyte na wykresie prawdopodobieństwa wystąpienia oblodzenia gaźnika przedstawiono w poniższej tabeli: Czas lokalny 14:00 Rodzaj danych Temperatura otoczenia [ºC] 8 Temperatura punktu rosy [ºC] 3 Strona 3 z 9
Stacja meteorologiczna W tabeli poniżej przedstawiono pomiary uzyskane ze stacji meteorologicznej na lotnisku Wrocław-Strachowice (EPWR): Rodzaj pomiaru Czas loklany Temperatura otoczenia na wys. 2 m [ºC] 13:00 16:00 7,4 5,5 Wilgotność względna [%] 72 86 Temperatura punktu rosy [ºC] 3,3 3,3 Warunki atmosferyczne na lotniskach EPWR i EPWS były w chwili zdarzenia podobne, ponieważ odległość między nimi wynosi ok. 13 km, a otoczenie obu lotnisk stanowi otwarta przestrzeń bez obszarów leśnych i zbiorników wodnych. Przyjęto, że informacje pogodowe zebrane dla lotniska EPWR są miarodajne dla lotniska EPWS. Warunki atmosferyczne na lotnisku EPWS Z oświadczenia pracownika lotniska EPWS wynika, że wilgotność na terenie lotniska w momencie zdarzenia wynosiła ok. 92%. Na podstawie posiadanych pomiarów i prognoz Komisja uznała, że temperatura na miejscu zdarzenia w czasie wypadku wynosiła ok. 7 ºC. 11. Organizator lotów: prywatny 12. Dane dotyczące dowódcy statku powietrznego Mężczyzna, pilot doświadczalny lat 44, legitymujący się licencją pilota samolotowego zawodowego wydaną przez ULC. Licencja i badania lotniczo-lekarskie kl.1/2 pilota były ważne w momencie zdarzenia. Uprawnienie pilota doświadczalnego ważne do 21.10.2011 r. Nalot ogólny na samolotach 2464 godziny 38 minut. Pilot przed podjęciem czynności lotniczych był wypoczęty. Pilot był w treningu i w ostatnich 6 miesiącach wykonał 118 lotów w czasie ponad 111 godzin, a w ostatnich 90 dniach 63 loty w czasie 26 godzin. 13. Obrażenia załogi i pasażerów: nie było. 14. Opis przebiegu i analiza zdarzenia Przebieg i okoliczności zdarzenia Długotrwałe próby naziemne wykonywane przez budowniczych samolotu oraz przez pilota bezpośrednio przed startem wykazywały, że silnik samolotu pracował poprawnie w całym zakresie eksploatacyjnym. Strona 4 z 9
W dniu zdarzenia pilot po zapoznaniu się z komunikatem meteorologicznym, sytuacją ruchową w rejonie lotniska i stanem lotniska EPWS wykonał szczegółowy przegląd samolotu przed lotem. Stan paliwa przed lotem wynosił ok. 40 l. Pilot po założeniu spadochronu i zamknięciu osłony kabiny uruchomił silnik na wzbogaconej mieszance. Wg zeznania pilota Uruchomienie silnika było bezproblemowe, a po wyłączeniu ssania praca silnika była równa i bez zakłóceń. Po osiągnięciu temperatur eksploatacyjnych pilot zwiększył obroty do 4900 5000 obr./min. Silnik pracował równo, przyśpieszał płynnie i bez nadmiernych drgań. Po uzyskaniu zgody na kołowanie, przy obrotach 2000 2500 obr./min. samolot kołował po nawierzchni trawiastej w kierunku środkowej części pasa startów i lądowań 14/32. W czasie kołowania pilot sprawdzał działanie hamulców i sterowanie kółkiem ogonowym - działały poprawnie. Po dokołowaniu do środkowej części pasa pilot ustawił samolot na kierunku 14 i rozpoczął próbny rozbieg, sprawdzając przyśpieszenie i podnoszenie ogona. Wyniki próby były pozytywne, więc zatrzymał samolot w odległości ok. 100 m od progu pasa, a następnie zawracając w lewo ustawił go na kierunku 32 do startu. Po sprawdzeniu wskazań przyrządów pokładowych pilot włączył dodatkową pompę paliwową i po uzyskaniu zgody na start rozpoczął rozbieg. Biorąc pod uwagę bezwietrzną pogodę i rozbieg pod stok (deniwelacja terenu między progami pasa wynosi ok. 5,5 m) pilot ocenił tę fazę startu jako prawidłową. Po oderwaniu i rozpędzeniu, przy prędkości ok. 100 km/h, pilot rozpoczął delikatne wznoszenie. Granicę lotniska samolot przekroczył na wysokości ok. 20 m, a na wysokości ok. 40 m pilot odczuł postępujący spadek mocy silnika. Widząc po lewej stronie rozległe pole dające szansę na lądowanie awaryjne pilot rozpoczął zakręt w lewo, biorąc równocześnie pod uwagę możliwość powrotu do lotniska. Niestety moc silnika nadal spadała tak, że powrót na lotnisko był niemożliwy. Pilot przerwał więc wykonywanie zakrętu i wyprowadził samolot na prostą do lądowania awaryjnego na polu. Samolot uderzył podwoziem głównym o nierówną, a zarazem miękką nawierzchnię pola i po krótkim dobiegu skapotował. Po kapotażu pilot wypiął się z pasów i po wyłączeniu niektórych AZS-ów, po kilku próbach, z trudem wydostał się spod wraku samolotu nie odnosząc obrażeń. Badania i analiza Badania dokumentacji potwierdzają, że budowa samolotu była nadzorowana przez inspektorów Urzędu Lotnictwa Cywilnego, a loty próbne były wykonywane zgodnie z programem zatwierdzonym przez ULC 5.08.2010 r. Ponieważ przyczyną awaryjnego lądowania był spadek mocy niecertyfikowanego dla celów lotniczych silnika, przy dużym prawdopodobieństwie wystąpienia oblodzenia gaźnika, dlatego ograniczono badania zespołu napędowego do jego szczegółowych oględzin i rutynowego Strona 5 z 9
sprawdzenia (z wynikiem pozytywnym) układu sterowania płatowcem. Badania skupiły się na zespole napędowym oraz na analizie warunków atmosferycznych pod kątem możliwości wystąpienia oblodzenia gaźnika. W hangarze, gdzie składowany był wrak, wykonano następujące czynności: a) sprawdzenie ciągłości sterowania silnikiem, b) wizualnie sprawdzenie świec i wewnętrznej powierzchni rur wydechowych, c) wizualnie sprawdzenie dźwigni zaworowych (tzw. klawiatury ), d) ręcznie obracanie wału korbowego silnika, e) sprawdzenie iskry na świecach (sprawdzenie to wykonano dwoma sposobami: ręcznie pokręcając wałem korbowym silnika i przy użyciu rozrusznika), f) sprawdzenie działania zasadniczej pompy paliwowej. Wszystkie czynności, poza punktem a w/w sprawdzenia, zakończyły się wynikiem pozytywnym. Natomiast, podczas badania sterowania osprzętem silnika (punkt a ) stwierdzono: - brak podgrzewu gaźnika mimo istniejącej w na tablicy przyrządów gałki cięgna tego sterowania (wg oświadczenia właściciela podgrzew gaźnika miał być zamontowany w późniejszym okresie), - wadliwe działanie sterowania zaworem odcinającym dopływ paliwa do gaźnika (analiza wykazała, że wadliwe działanie tego układu jest skutkiem wypadku i wynika z przemieszczenia tablicy przyrządów). - pozostałe elementy sterowania osprzętem silnika działały prawidłowo. Podsumowując wyniki wyżej opisanych badań należy stwierdzić, że na tym etapie nie znaleziono przyczyny technicznej, która mogła spowodować zmniejszenie mocy silnika. Od zaplanowanych dalszych badań, polegających na uruchomieniu silnika na stanowisku badawczym odstąpiono po analizie warunków atmosferycznych pod kątem możliwości wystąpienia oblodzenia gaźnika. W dalszej części raportu zjawisko to zostanie szczegółowo przeanalizowane: Opis zjawiska oblodzenia gaźnika W określonych warunkach atmosferycznych możliwe jest formowanie się lodu w układzie ssącym silnika nawet latem, przy relatywnie wysokiej temperaturze powietrza. Powodem tego jest spadek ciśnienia, na skutek dużej prędkości powietrza w gardzieli gaźnika i odbierania Strona 6 z 9
ciepła z powietrza przy odparowywaniu paliwa. Temperatura w komorze mieszalnikowej gaźnika może spaść nawet o 10 40 C poniżej temperatury powietrza wlotowego. Jeśli powietrze zawiera znaczną ilość wilgoci, to ochłodzenie może spowodować jej wytrącanie się w postaci lodu. Formowanie lodu na ogół zaczyna się w okolicy przepustnicy i może się rozbudować do takiego stopnia, że nastąpi spadek mocy. Spadek mocy w silnikach ze śmigłem o stałym skoku odzwierciedla spadek ciśnienia ładowania i obrotów. Jeśli nie zostanie to w porę zauważone i poprawione przez pilota, stan taki może doprowadzić do całkowitego zatrzymania pracy silnika. Aby tego uniknąć, większość zespołów napędowych wyposażana jest w instalacje podgrzewu powietrza wchodzącego do gaźnika. W ten sposób odpowiednia ilość ciepła jest dodawana celem wyrównania strat ciepła przy odparowywaniu paliwa, zapobiegając spadkowi temperatury w komorze mieszalnikowej poniżej punktu zamarzania wody. Próby naziemne, kołowanie, próbny rozbieg, a następnie start do lotu próbnego odbywały się w warunkach późnej jesieni, przy relatywnie niskiej temperaturze i dużej wilgotności powietrza. Należy przy tym zaznaczyć, że warunki chłodzenia silnika i osprzętu podczas prób naziemnych i kołowania były istotnie różne od występujących podczas startu i lotu. W celu sprawdzenia czy wystąpiło oblodzenie gaźnika posłużono się wykresem prawdopodobieństwa wystąpienia oblodzenia gaźnika oraz zebranymi informacjami określającymi warunki atmosferyczne. Ponieważ nie było możliwości uzyskania tych danych, w miejscu i w momencie zdarzenia, posłużono się pewnymi przybliżeniami (wilgotność na miejscu zdarzenia wg oświadczenia, prognozy oraz pomiary ze stacji meteo z lotniska EPWR, oddalonego około 13 km od miejsca zdarzenia). Uzyskane dane szczegółowo przedstawiono powyżej w tabelach - punkt 10. Czynniki pogody. Tabela poniżej przedstawia wartości zaczerpnięte ze wskazanych wcześniej źródeł, niezbędne do określenia stopnia zagrożenia oblodzeniem gaźnika na wykresie prawdopodobieństwa wystąpienia oblodzenia gaźnika. Punkt na wykresie Wilgotność względna [%] Temp. otoczenia [ C] Temp. punktu rosy [ C] Spadek punktu rosy [ C] A - 8 3 5 B 72 7,4 3,3 4,1 C 86 5,5 3,3 2,2 D 92 8 - - Strona 7 z 9
Poniżej przedstawiono wykres z albumu szkolenia lotniczego wydawca AVIA-TEST Lech Szutowski, zaczerpnięty z opracowań Australijskiego Biura Bezpieczeństwa w Transporcie (Australian Transport Safety Bureau), który pozwala na określenie prawdopodobieństwa wystąpienia oblodzenia gaźnika, w zależności od panujących warunków atmosferycznych i stanu pracy silnika. B A C D Po naniesieniu na wykres parametrów warunków atmosferycznych rejonu lotniska startu widzimy, że w warunkach, w jakich znalazł się samolot, zagrożenie wystąpieniem oblodzenia gaźnika było silne i mogło wystąpić bez względu na moc rozwijaną przez silnik. Warunki określone na podstawie depeszy METAR, pkt A, pomiarów wykonanych na stacji meteorologicznej zlokalizowanej na lotnisku EPWR o godzinie 13.00, pkt B oraz godzinie 16.00, pkt C, a także na podstawie obserwacji z lotniska startu EPWS, pkt D, lokują się w obszarze największego zagrożenia oblodzeniem Komisja ustalając prawdopodobną przyczynę wypadku uwzględniła: a) sposób spadku mocy silnika określony przez pilota w zeznaniu jako: postępujący spadek mocy silnika, moc silnika nadal spadała, b) szczegółowe oględziny silnika niecertyfikowanego dla celów lotniczych przez Komisję nie wykazały usterki wskazującej na techniczną przyczynę spadku mocy silnika, Strona 8 z 9
c) położenie wszystkich punktów wynikających z prognoz i pomiarów dla lotniska EPWR oraz prognoz i obserwacji dla lotniska startu - EPWS, na wykresie prawdopodobieństwa wystąpienia oblodzenia gaźnika, lokuje się w obszarze o największym zagrożeniu oblodzeniem. 15. Przyczyna zdarzenia: najbardziej prawdopodobną przyczyną spadku mocy silnika podczas wznoszenia po starcie było oblodzenie gaźnika. 16. Okoliczności sprzyjające zaistnieniu zdarzenia: brak układu podgrzewania gaźnika. 17. Zastosowane środki profilaktyczne: nie zaproponowano. 18. Propozycje zmian systemowych i/lub inne uwagi i komentarze: nie zaproponowano. Załączniki: Album ilustracji. Skład zespołu badającego lub osoby badającej: Przewodniczący zespołu: inst. pil. mgr inż. Ryszard Rutkowski mgr inż. Jacek Jaworski inż. Tomasz Makowski podpis na oryginale... (pieczęć i podpis osoby kierującej zespołem badawczym) Strona 9 z 9