Bundesstelle für Flugunfalluntersuchung Untersuchungsbericht Identifikation Art des Ereignisses: Unfall Datum: 11. September 2014 Ort: Nausis Luftfahrzeug: Ultraleichtflugzeug Hersteller / Muster: W.D. Flugzeugbau Leichtbau GmbH / D4 Fascination Personenschaden: beide Insassen tödlich verletzt Sachschaden: Luftsportgerät zerstört Drittschaden: Flurschaden Informationsquelle: Untersuchung durch Beauftragte der BFU Aktenzeichen: BFU 3X096-14 Sachverhalt Ereignisse und Flugverlauf Das mit zwei Personen besetzte Ultraleichtflugzeug (UL) startete um 13:21 Uhr1 auf dem Flugplatz Juist mit dem Ziel Aalen-Heidenheim/Elchingen. Das UL flog in süd- 1 Alle angegebenen Zeiten, soweit nicht anders bezeichnet, entsprechen Ortszeit. Untersuchungsbericht BFU 3X096-14 südöstliche Richtung. Gegen 15:30 Uhr beobachtete eine Zeugin aus Nausis den Absturz eines Flugzeuges und meldete dies der Polizei. Ein Zeuge, der sich etwa 5 km südlich der Absturzstelle befand, wurde durch ein Geräusch auf das UL aufmerksam und sah am dunklen Himmel ein weißes Flugzeug senkrecht spiralförmig nach unten stürzen. Dann hörte er einen lauten Knall und beobachtete aus seinem Blickwinkel wie links von der vermuteten Absturzstelle weitere Teile zu Boden rieselten. Um 15:31 Uhr wurden letzte Radarsignale in einer Höhe von 3 200 ft AMSL mit einer Geschwindigkeit von 120 kt über Grund aufgezeichnet. Das UL war in der Nähe der Ortschaft Nausis im Schwalm-Eder-Kreis (Hessen) auf den Boden geprallt. Dabei wurden die beiden Insassen getötet und das UL zerstört. Angaben zu Personen Der 53-jährige Pilot hatte seit dem 14.04.2004 einen Luftfahrerschein für Luftsportgeräte. Er war berechtigt, aerodynamisch gesteuerte Ultraleichtflugzeuge zu führen und Passagiere mitzunehmen. Der Luftfahrerschein war bis zum 14.04.2019 gültig. Der Pilot verfügte über eine Gesamtflugerfahrung von 246 Stunden und 380 Landungen auf Ultraleichtflugzeugen. Er war im Besitz eines Tauglichkeitszeugnisses Klasse 2, gültig bis 15.08.2015 mit der Auflage, eine Brille zu tragen. Bei der letzten Fliegertauglichkeitsuntersuchung wog er 98 kg. Seit dem 30.05.1996 hatte der Pilot den Luftfahrerschein für Privatpiloten PPL(A). Er war berechtigt, einmotorige kolbengetriebene Landflugzeuge zu führen. Diese Lizenz war bis zum 27.05.2009 gültig. Der 54-jährige Mitflieger war seit 11.04.1985 Besitzer eines Luftfahrerscheines für Privatflugzeug- und Segelflugzeugführer. Er hatte die Berechtigungen einmotorige kolbengetriebene Landflugzeuge, Reisemotorsegler, Segelflugzeuge mit Hilfsantrieb und Segelflugzeuge zu führen. Die Lizenz war bis zum 21.06.2016 gültig. Des Weiteren besaß er die Kunstflugberechtigung für Segelflugzeuge und war Fluglehrer für Segelflugzeuge. Seine Berechtigung als Fluglehrer war bis zum 13.06.2015 gültig. Seit 23.06.2003 hatte er den Luftfahrerschein für Luftsportgeräteführer, gültig bis 23.06.2018. Er war berechtigt, aerodynamisch gesteuerte Ultraleichtflugzeuge zu führen und Passagiere mitzunehmen. Ebenfalls erwarb er im Jahr 2003 die Berechtigung zur Ausbildung von Luftsportgeräteführern auf aerodynamisch gesteuerten Ultraleichtflugzeugen. Sie war bis zum 15.09.2015 gültig. Er war im Besitz eines Taug- -2- Untersuchungsbericht BFU 3X096-14 lichkeitszeugnisses Klasse 2 ohne Einschränkungen, gültig bis 13.06.2016. Bei der letzten Fliegertauglichkeitsuntersuchung wog er 80 kg. Angaben zum Luftfahrzeug Das Ultraleichtflugzeug D4 Fascination hatte die Werknummer 043 und wurde 1998 bei der W.D. Flugzeug Leichtbau GmbH gefertigt. Es war ein einmotoriger freitragender Tiefdecker in Gemischtbauweise mit einziehbarem Fahrwerk in Bugradanordnung. Es hatte eine maximal zulässige Abflugmasse von 450 kg. Das UL war mit einem Triebwerk Rotax 912 UL des Herstellers Rotax und einem Propeller des Musters Rospeller Neuform TRX 65 ausgerüstet. Es war durch das Luftsportgeräte-Büro des Deutschen Aero Clubs (DAeC) zum Luftverkehr zugelassen. Die letzte Nachprüfung erfolgte am 10.01.2014 ohne Beanstandungen. Bei dieser Nachprüfung wurde eine Leermasse von 315 kg ermittelt. Die Höchstgeschwindigkeit (Vne) für das UL betrug 225 km/h (roter Strich auf Fahrtmesserskala), die Manövergeschwindigkeit (VA) 160 km/h (Beginn gelber Bereich auf Fahrtmesserskala). Es hatte eine Gesamtbetriebszeit von 316 Stunden mit 585 Landungen. Das UL war mit einem Rettungsgerät BRS 5 UL4 can ausgerüstet. Meteorologische Informationen Die Flugwettervorhersage für die Allgemeine Luftfahrt (GAFOR) des Deutschen Wetterdienstes (DWD) gab für den Zeitraum und das Gebiet des Ereignisses kompakte Bewölkung und Schauertätigkeit an. Die Sichten lagen meist bei 15 – 30 km; im Dunst oder im Niederschlag bei 2 – 8 km. Der Bodenwind wehte aus Nordnordost mit 5 – 10 kt. In der Höhe kam der Wind aus 10° und wehte mit 15 kt. Die Temperaturen lagen zwischen 10 und 14 °C. Flugdatenaufzeichnung Die Radarspur des Luftsportgerätes wurde aufgezeichnet und stand der BFU zur Auswertung zur Verfügung. Die vorgefundene Radarspur zeigte den Flugweg, beginnend südlich der Insel Wangerooge bis zur Absturzstelle. -3- Untersuchungsbericht BFU 3X096-14 Unfallstelle und Feststellungen am Luftfahrzeug Das Hauptwrack lag etwa 650 m südlich der Ortschaft Nausis in einer Höhe von 300 m Normalnull (NN) (Anlagen Abb. 1, roter Kreis Nr. 1). Entgegen der Flugrichtung lagen in etwa 300 m Entfernung vom Hauptwrack die äußere Hälfte der rechten Tragfläche mit Querruder (Anlagen Abb. 1, roter Kreis Nr. 2) und in etwa 400 m Entfernung der Massenausgleich des rechten Querruders (Anlagen Abb. 1, roter Kreis Nr. 3). Hinter der Kreisstraße 117, vom Hauptwrack aus gesehen, lagen in etwa 500 bis 550 m Entfernung die Nase der inneren rechten Tragfläche (Anlagen Abb. 1, roter Kreis Nr. 4) und der äußere Bereich der rechten Landeklappe (Anlagen Abb. 1, roter Kreis Nr. 5). Die rechte Tragfläche war im Bereich zwischen Landeklappe und Querruder abgebrochen. Das Querruder verblieb an der äußeren Tragfläche. Vom inneren Bereich der rechten Tragfläche hatte sich die Beplankung der Flügelnase mit den Rippenansätzen und einem Teil der Bespannung abgelöst. Die rechte Landklappe war etwa in der Mitte gebrochen. Der innere Holm der rechten Tragfläche und der innere Teil der Landeklappe befanden sich am Hauptwrack. Das Hauptwrack bestand des Weiteren aus Rumpf, Motor mit Propeller, Tank, Rettungsgerät, Cockpit, linker Tragfläche, Fahrwerk und Leitwerk. Alle Baugruppen und Bauteile waren schwer beschädigt bzw. zerstört. Die beiden getöteten Insassen befanden sich im Wrack. Das Wrack und die aufgefundenen Bruchstücke wurden zur weiteren Untersuchung nach Braunschweig zur BFU transportiert. Zunächst wurden die Bruchstücke der rechten Tragfläche zueinandergelegt und näher betrachtet. In den Anlagen zeigen die Abb. 2 und 3 die gebrochene rechte Tragfläche. Die nach oben gebogene, gebrochene Steuerstange des rechten Querruders ist in Abb. 4 zu sehen. Auf der Unterseite der rechten Außentragfläche war der Bereich zu sehen, in dem der Querrudermassenausgleich ausgebrochen und die Bespannung aufgerissen war (Anlagen Abb. 5). Das Querruder war an seiner Oberseite an der Tragfläche angeschlagen. Die Umlenkung der Querruderansteuerung erfolgte durch einen Umlenkhebel, der links von der Tragflächenrippe, die sich etwa in Querrudermitte befand, befestigt war (Anlagen Abb. 6). Für einen Querruderausschlag nach oben wurde der Umlenkhebel rechtsherum gedreht. Dabei näherte sich der äußere Schenkel des Hebels dem hinteren -4- Untersuchungsbericht BFU 3X096-14 Rand des Rippendurchbruchs. Am Durchbruch in der Rippe war ein Stück des Glasfasergewebes eingerissen (Anlagen Abb. 7). Das Querruder war um ein zentrales Rohr aufgebaut. An diesem Rohr waren die Beschläge für die Scharniere, die Aufnahme für die Steuerung und der Massenausgleich angebracht. Das Rohr selbst bestand aus drei Teilen. Es war ein Aluminiumrohr mit einem Durchmesser von 30 mm und einer Wandstärke von einem Millimeter. Etwa in der Mitte war ein Stahlrohr mit einem Durchmesser von 28 mm und einer Wandstärke von einem Millimeter, die Länge betrug etwa 100 mm, eingesetzt. Im Bereich, in dem das Stahlrohr in das Aluminiumrohr eingeschoben war, war der Außendurchmesser vom Stahlrohr um etwa 0,2 Millimeter verringert worden. Die Verbindung der Rohre erfolgte durch Verkleben und Nieten aus Edelstahl. An dem Stück Stahlrohr war die Halterung für den Querrudermassenausgleich angeschweißt. Die Schweißverbindung und der Übergang zum Aluminiumrohr waren mit Glasfasern und Harz überzogen. Das Halterohr vom Massenausgleich war im Bereich der Schweißverbindung aus dem Stahlrohr herausgebrochen (Anlagen Abb. 8). Zur weiteren Untersuchung wurde der betroffene Rohrabschnitt herausgetrennt. Die anschließende labortechnische Untersuchung erfolgte am Institut für Füge- und Schweißtechnik an der Technischen Universität Braunschweig. Dabei wurde festgestellt, dass der Bruch entlang der Schweißnaht verlief. Die Schweißnaht lag fast vollständig auf der Seite der Halterung für die Ausgleichsmasse und sie war sehr unregelmäßig ausgeführt. Die Betrachtung der Bruchoberfläche zeigte Bereiche mit Bindungsfehlern, Schweißperlen und Mikrolunker (Anlagen Abb. 9 und 10). Bei den vorgefundenen Brucharten handelte es sich um Schwingungsbrüche (Anlagen Abb. 12) und duktile Gewaltbrüche (Anlagen Abb. 10 bis 12), die als Scherbrüche ausgebildet waren. Die metallographische Untersuchung der Bruchstelle hatte weitere kleinere Risse in der Nähe der Bruchstelle gezeigt. Um die festgestellten Mängel in der Schweißverbindung zu verifizieren, wurde der Massenausgleich des linken Querruders untersucht. Er befand sich nach dem Absturz im Bereich des Hauptwracks. Er war nachweislich durch den Aufschlag vom Querruderrohr getrennt worden. Die makroskopische Untersuchung der Schweißverbindung zeigte, dass sie ähnlich unregelmäßig und mangelhaft wie die an der rechten Seite ausgeführt war. -5- Untersuchungsbericht BFU 3X096-14 Medizinische und pathologische Angaben Die beiden Insassen wurden aufgrund der Schwere der Verletzungen, die sie bei dem Absturz erlitten hatten, getötet. Brand Es entstand kein Brand. Überlebensaspekte Der Bruch der Tragfläche erfolgte plötzlich. Unmittelbar daran anschließend war das Flugzeug in einen Spiralsturz übergegangen. Durch diesen Umstand und die durch die Flughöhe verbliebene geringe Zeit blieb den Piloten kaum eine Möglichkeit zum Handeln. Der anschließende Absturz war nicht überlebbar. Bei dem an Bord befindlichen Rettungsgerät wurde der Raketentreibsatz aufschlagbedingt am Boden ausgelöst. Der Rettungsschirm befand sich im deformierten Aufbewahrungsbehälter. Zusätzliche Informationen An diesem UL-Muster waren an den Querrudern Ausgleichsmassen mit einer zusätzlichen aerodynamischen Wirkung verbaut. Aufgrund ihres Aussehens ähnlich eines Spatens werden sie aus dem Englischen kommend als Spade bezeichnet. Sie haben zwei Aufgaben: Das Querruder hat aufgrund seiner Anbringung an seiner Vorderkante durch die Eigenmasse im Zusammenwirken mit der Schwerkraft das Bestreben nach unten zu klappen. Um dieses zu kompensieren, ist an dem Querruder eine Masse in entgegengesetzter Richtung, vergleichbar einer Wippe, angebracht. Dieser Massenausgleich ist unerlässlich, da er eine Flatterneigung des Querruders unterbindet. Die zweite Aufgabe der Spades ist die Unterstützung der Handkraft des Piloten. In seiner Neutralstellung unter der Tragfläche ist er im ankommenden Luftstrom ausgerichtet. Wenn das Querruder durch Steuerbewegungen nach unten oder oben bewegt wird, bewegt sich der Spade mit und wird durch den Luftstrom entsprechend von unten oder oben beaufschlagt. Dadurch entsteht eine Kraft, die die Handkraft des Piloten unterstützt. -6- Untersuchungsbericht BFU 3X096-14 Als das betroffene UL konzipiert bzw. gebaut wurde, forderten die Bauvorschriften für Ultraleichtflugzeuge keine Betrachtung hinsichtlich der Flattereigenschaften. Dennoch wurde zumindest ein statischer Massenausgleich am Querruder geschaffen. Beurteilung Die Untersuchung der Unfallstelle und des Wracks ergaben, dass die rechte Tragfläche während des Reisefluges in der Luft nach oben gebrochen war. Dies belegte die nach oben gebogene und gebrochene Querrudersteuerstange (Anlagen Abb. 4). Die räumliche Distanz der Fundorte des rechten Tragflächenendes mit Querruder und der Querruderausgleichsmasse und der bis auf die gebrochene Schweißverbindung unversehrten Ausgleichsmasse wiesen darauf hin, dass sich der Verbund bereits in der Luft im Fluge getrennt hatte. Die Untersuchung der Bruchstelle am Stahlrohrabschnitt im Querruderrohr zeigte, dass das Halterohr mit Ausgleichsmasse in Flugrichtung gesehen nach hinten rechts abgerissen wurde. Der Restbruch erfolgte somit von vorn nach hinten. Die labortechnische Untersuchung ergab, dass die Ausgleichsmasse entlang der Schweißnaht aus dem Querruderrohr herausgerissen worden war. Die Untersuchung der Bruchoberfläche auf der Seite des Querruderrohres zeigte Bereiche mit Bindefehlern; in diesen Bereichen hatte keine vollständige Verschmelzung des Materials stattgefunden. Ebenso wiesen Schweißperlen und der „Schweißerpfennig“ auf eine unzureichende Schweißung hin. Die Schweißnaht insgesamt war sehr unregelmäßig ausgeführt. Die in der Bruchoberfläche gefundenen Schwingstreifen wiesen auf einen Bruch hin, der sich über einen längeren Zeitraum ausgebildet hatte. Der metallographische Querschliff durch die Bruchfläche im Bereich der Schwingstreifen zeigte deutlich einen Bruchverlauf durch die Wärmeeindringzone. Es traten in diesem Bereich deutliche Kerben oder sogar Nebenrisse auf (Anlagen Abb. 13). Die duktilen Gewaltbrüche hatten in einigen Bereichen Scherwaben ausgebildet. Dieses deutete darauf hin, dass diese Bruchbereiche schon eine Orientierung im Bruchverlauf hatten. Nach den labortechnischen Untersuchungen kann davon ausgegangen werden, dass sich der Bruch der Schweißnaht aufgrund ihrer schlechten Ausführung über einen längeren Zeitraum gebildet hat. Zum Zeitpunkt des Unfalles hatte sich der Bruc so weit durch den Stahlrohrabschnitt gearbeitet, dass der verbliebene Rest der Luftkraft, dem der Spade ausgesetzt war, nicht mehr entgegenwirken konnte. Die weitere Ab- -7- Untersuchungsbericht BFU 3X096-14 folge des Unfalles hatte sich dann mit großer Wahrscheinlichkeit wie folgt abgespielt: Zunächst hat sich der Spade immer weiter nach unten weggedreht. Dabei nahm die Luftkraft durch die sich vergrößernde Fläche, die dem Luftstrom ausgesetzt war, weiter zu. Dadurch wurde das Querruder in seinen oberen Anschlag gedrückt bzw. überdrückt. Ein Indiz dafür ist das durch den Umlenkhebel eingerissene Gewebe der Querruderrippe (Anlagen Abb. 7). Nachdem der Anschlag erreicht war, riss der Massenausgleich ab. Danach bewegte sich das Querruder mit großer Wahrscheinlichkeit mit hoher Geschwindigkeit nach unten. Der erhöhte Auftrieb an der Außentragfläche hat dann zum Bruch der rechten Tragfläche geführt. Durch den fehlenden Massenausgleich am Querruder ist auch ein mögliches Querruderflattern, das in seiner Folge zum Bruch der Tragfläche führen kann, nicht auszuschließen. Weitere Feststellungen, die sich bei der Untersuchung ergeben haben: Das UL war deutlich überladen. Die zulässige Abflugmasse betrug 450 kg. Allein die Leermasse und die Körpermasse der beiden Insassen ergaben zusammen 493 kg. Dabei wurden der Kraftstoff und mitgeführtes Gepäck und Werkzeug nicht berücksichtigt. Die aus den Radardaten ermittelte Fluggeschwindigkeit gegenüber der Luft im Flugabschnitt vor dem Unfall betrug etwa 200 km/h. Damit lag sie weit im gelben Bereich des Fahrtmessers, in dem Manöver nur mit Vorsicht ausgeführt werden dürfen. Die höchstzulässige Geschwindigkeit für das UL betrug 225 km/h und die Manövergeschwindigkeit 160 km/h. Das Wegdrehen des Spades nach unten und die daraus resultierende Zunahme der Luftkraft wirkte dabei wie ein sehr abruptes Manöver. Schlussfolgerungen Der Flugunfall ist darauf zurückzuführen, dass aufgrund eines Fertigungsmangels eine Schweißnaht brach. Der Bruch der Schweißnaht trennte die Verbindung zwischen Querruder und Massenausgleich. Der Verlust des Massenausgleichs löste ein ungewolltes Ausschlagen des Querruders aus. Dies führte in der Folge zum Verlust eines Großteils der rechten Tragfläche, wobei das UL in einen Spiralsturz überging und abstürzte. Sicherheitsempfehlungen Als Sofortmaßnahme hat die BFU am 12.12.2014 folgende Sicherheitsempfehlung herausgegeben: -8- Untersuchungsbericht BFU 3X096-14 Empfehlung Nr.: 10/2014 Das Luftsportgerätebüro des Deutschen Aero-Clubs (DAeC) sollte sicherstellen, dass bei Ultraleichtflugzeugen des Musters D4 Fascination und deren Derivate an den Querrudern die Schweiß- und Nietverbindungen der Anbringung der Ruderausgleichsmasse auf ihre Güte geprüft werden und eine Korrosionsuntersuchung vorgenommen wird. Als Maßnahme hat der DAeC am 19.12.2014 die LTA-Nr.: LSG 14-002 herausgegeben. Da Flugzeuge des Musters D4 Fascination auch als Einzelstücke durch das LuftfahrtBundesamt (LBA) zugelassen wurden, wurde die Empfehlung auch an diese Adresse gerichtet: Empfehlung Nr.: 11/2014 Das Luftfahrt-Bundesamt (LBA) sollte sicherstellen, dass bei Flugzeugen des Musters D4 Fascination und deren Derivate an den Querrudern die Schweiß- und Nietverbindungen der Anbringung der Ruderausgleichsmasse auf ihre Güte geprüft werden und eine Korrosionsuntersuchung vorgenommen wird. Das LBA hat am 14.01.2015 mit einem Informationsbrief an die Erbauer auf die Empfehlung reagiert. Da sich bei der laufenden Untersuchung herausstellte, dass das Flugzeugmuster D4 Fascination auch als Leichtflugzeug (VLA) durch die Europäische Agentur für Flugsicherheit (EASA) zugelassen wurde, wurde die Empfehlung am 23.01.2015 auch an diese Adresse gerichtet: Empfehlung Nr.: 1/2015 Die Europäische Agentur für Flugsicherheit (EASA) sollte sicherstellen, dass bei Flugzeugen des Musters D4 Fascination und deren Derivate an den Querrudern die Schweiß- und Nietverbindungen der Anbringung der Ruderausgleichsmasse auf ihre Güte geprüft werden und eine Korrosionsuntersuchung vorgenommen wird. -9- Untersuchungsbericht BFU 3X096-14 Untersuchungsführer: Nehmsch Untersuchung vor Ort: Weigand, Sobolewski Mitwirkung: Knoll Braunschweig, 18. September 2015 Anlagen Abb. 1: Luftaufnahme der Absturzstelle in Flugrichtung Quelle: Polizei Hessen - 10 - Untersuchungsbericht BFU 3X096-14 Abb. 2: Bruchstelle an der rechten Tragfläche von vorn Quelle: BFU Abb. 3: Oberseite der rechten Tragfläche mit Bruch Quelle: BFU - 11 - Untersuchungsbericht BFU 3X096-14 Abb. 4: Gebrochener Holm und gebrochene Querrudersteuerstange Quelle: BFU Abb. 5: Unterseite der rechten Tragfläche, Bereich der herausgebrochenen Querruderausgleichsmasse Quelle: BFU - 12 - Untersuchungsbericht BFU 3X096-14 Abb. 6: Rechte Querrudersteuerung mit Umlenkhebel Quelle: BFU Abb. 7: Umlenkhebel am Anschlag Querruderausschlag nach oben, eingerissenes Gewebe der Rippe - 13 - Quelle: BFU Untersuchungsbericht BFU 3X096-14 Abb. 8: Übersicht Querruderrohr und Massenausgleich Quelle: ifs Abb. 9: Übersicht der Bruchfläche mit Schweißperlen am unteren Bildrand und „Schweißerpfennig“ rechter oberer Bildrand Quelle: ifs - 14 - Untersuchungsbericht BFU 3X096-14 Abb. 10: Bindefehler Bildmitte und rechts unten, Gewaltbruch oben links Quelle: ifs Abb. 11: Gewaltbruchstruktur sowie Mikrolunker oben links und rechts der Bildmitte Quelle: ifs - 15 - Untersuchungsbericht BFU 3X096-14 Abb. 12: Schwingstreifen sowie Gewaltbruchanteile Quelle: ifs Abb. 13: Metallographischer Querschliff am Bruch mit Nebenriss Quelle: ifs - 16 - Untersuchungsbericht BFU 3X096-14 Die Untersuchung wurde in Übereinstimmung mit der Verordnung (EU) Nr. 996/2010 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 20. Oktober 2010 über die Untersuchung und Verhütung von Unfällen und Störungen in der Zivilluftfahrt und dem Gesetz über die Untersuchung von Unfällen und Störungen beim Betrieb ziviler Luftfahrzeuge (FlugunfallUntersuchungs-Gesetz - FlUUG) vom 26. August 1998 durchgeführt. Danach ist das alleinige Ziel der Untersuchung die Verhütung künftiger Unfälle und Störungen. Die Untersuchung dient nicht der Feststellung des Verschuldens, der Haftung oder von Ansprüchen. Herausgeber Bundesstelle für Flugunfalluntersuchung Hermann-Blenk-Str. 16 38108 Braunschweig Telefon Telefax 0 531 35 48 - 0 0 531 35 48 - 246 Mail Internet [email protected] www.bfu-web.de - 17 -
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