Unbestimmte Gründe

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Am 29. Juni 1992 flogen ein Fluglehrer und sein Soloschüler in einem Robinson R22-Hubschrauber über der San Francisco Bay Area im Norden Kaliforniens. Der Fluglehrer war mit etwa 2.000 Stunden R22-Flugzeit relativ erfahren. Der Student hatte nur vier Stunden Flugzeit, alle im R22. Sie hatte ein Mikrokassetten-Diktiergerät mitgebracht, mit dem sie während des Unterrichts den Cockpit- und Funkverkehr aufzeichnen sollte.

Das Warnhorn des Hubschraubers für niedrige Rotordrehzahl wurde vor dem Start am Boden überprüft. es funktionierte normal. Und während des 17-minütigen Fluges zu einem örtlichen Übungsgelände in der Nähe von Richmond, wo der Student auf Wunsch des Fluglehrers eine flache Linkskurve vollführte, schien nichts Außergewöhnliches zu sein.

Das US-amerikanische National Transportation Safety Board (NTSB) beschrieb, was als nächstes geschah: „Sekunden später, während er in 2.200 Fuß Höhe flog, begann der CFI [zertifizierter Fluglehrer] zu sprechen. Mitten im Satz ereignete sich ein unbestimmtes Ereignis, das seine Rede unterbrach. Ein Wind- als würden Hintergrundgeräusche auftreten und der Schüler rief: ‚Hilfe‘.“

Radardaten bestätigten Zeugenberichte, dass sich Heckausleger und Hauptrotor des Hubschraubers im Horizontalflug getrennt hatten. Das Flugzeug stürzte in die Bucht von San Pablo und tötete den Ausbilder und den Schüler. Die Untersuchung des Wracks ergab, dass es beim Flugzeug zu einem „Mast Bumping“ gekommen war – einem heftigen Kontakt der Rotornaben mit dem Mast, ein Phänomen, das oft mit Manövern bei niedrigem G verbunden ist. Die Hauptrotorblätter waren auseinandergeschwenkt und trafen auf den Heckausleger, was durch Anstoßen des Mastes oder niedrige Drehzahlen entstehen und zum Rotorabriss führen konnte.

Vor dem Absturz in Richmond kam es bei 23 anderen Robinson R22 zu ähnlichen Verlusten der Hauptrotorsteuerung – Ereignisse, die fast immer tödlich enden und mangels Aufzeichnungsgeräten nur wenige Hinweise auf ihre Ursachen hinterlassen. Ermittler, die im Nachhinein versuchten, die Umstände zusammenzufassen, hatten viele dieser Unfälle auf Manöver bei niedrigem G oder eine niedrige Rotordrehzahl zurückgeführt, was auf eine Fehlbedienung durch den Piloten hindeutete.

Aber die aufgezeichneten Beweise für den Absturz in Richmond stützten einfach nicht die üblichen Erklärungen. Keiner der Piloten hatte vor der Trennung Bedenken hinsichtlich des Betriebs des Hubschraubers geäußert. Das Warnhorn für niedrige Drehzahlen wurde weder vor noch während der Trennungssequenz aktiviert, und die Spektralanalyse des Tonbandes ergab, dass das Flugzeug mit einer normalen Hauptrotordrehzahl betrieben wurde. Radardaten zeigten, dass die Fluggeschwindigkeit für einen Reiseflug normal war, und das stimmte auch Nichts deutet auf ein Manövrieren mit niedrigem G hin.

Da es keine einfache Möglichkeit gab, den Absturz in Richmond zu erklären, leitete das NTSB eine Sonderuntersuchung zu Unfällen mit R22-Verlust der Hauptrotorsteuerung ein. Unterdessen leitete die US-Luftfahrtbehörde Federal Aviation Administration (FAA), die bereits zwei spezielle Zertifizierungsprüfungen des R22 durchgeführt hatte, eine dritte ein. Außerdem berief es ein technisches Gremium ein, um den Verlust von R22 bei Hauptrotorkontrollunfällen zu untersuchen, und beauftragte das Georgia Institute of Technology (Georgia Tech) mit der Durchführung von Simulationsstudien des R22-Hauptrotorsystems.

Zusätzlich zu mehreren Lufttüchtigkeitsanweisungen und Bulletins erließ die FAA im Februar 1995 die Special Federal Aviation Regulation (SFAR) 73, die spezifische Schulungs- und Befähigungsanforderungen für Robinson R22- und R44-Hubschrauber festlegte. Als das NTSB im folgenden Jahr seinen eigenen Sonderuntersuchungsbericht herausgab, war es immer noch nicht in der Lage, den Absturz in Richmond und viele ähnliche Unfälle zu erklären, aber es wurde durch die Tatsache ermutigt, dass es seit Inkrafttreten des SFAR zu keinem Verlust der Hauptrotorsteuerung gekommen war.

„Obwohl das Safety Board nicht zu dem Schluss kommen kann, dass die betrieblichen Änderungen alle Rotorstreiks während des Fluges verhindern werden, deutet das Ausbleiben solcher Unfälle seit der Umsetzung dieser Maßnahmen darauf hin, dass sie wirksam waren“, schrieb das NTSB. „Das Fehlen solcher Unfälle stützt auch die Annahme, dass die meisten Unfälle durch große, abrupte Steuereingriffe verursacht wurden und die ergriffenen Korrekturmaßnahmen dazu beitragen sollten, solche Unfälle zu verhindern.“

Seit Inkrafttreten von SFAR 73 kam es in den USA seltener zu Robinson-Unfällen, bei denen die Hauptrotorsteuerung verloren ging, aber sie haben nicht ganz aufgehört. Und in mindestens einem Land, Neuseeland, ereignen sie sich weiterhin in hoher Häufigkeit, wobei die neuseeländische Transport Accident Investigation Commission (TAIC) seit 1996 mindestens zwölf solcher Unfälle oder Zwischenfälle angibt, trotz der relativ geringen Gesamtzahl der Robinson-Hubschrauber in dem Land.

Bei einer sehr geringen Anzahl dieser Unfälle gibt es Augenzeugenaussagen oder andere direkte Hinweise, die auf eine unsachgemäße Handhabung durch den Piloten schließen lassen. Doch in den meisten Fällen sind die Ermittler der Erklärung dieser Unfälle nicht näher gekommen als vor 20 Jahren. Für fast alle von ihnen sind die Aussagen zur wahrscheinlichen Ursache im Wesentlichen dieselben: „die Abweichung des Hauptrotors von seiner normalen Rotationsebene aus einem unbestimmten Grund.“

Die Robinson Helicopter Company ist nicht der erste Hubschrauberhersteller, der mit dem Problem des Maststoßes zu kämpfen hat. Bei allen zweiflügeligen Hauptrotorsystemen von Hubschraubern, die wie eine Wippe um einen zentralen Rotormast herumwippen, besteht die Gefahr von Maststößen. Die Hauptrotorblätter aller Hubschrauber schlagen auf und ab, um den Auftrieb über die gesamte Rotationsebene auszugleichen. Bei Modellen mit mehr als zwei Blättern schlägt jedoch jedes Blatt einzeln im gleichen Abstand vom Mast.

Bei zweiflügeligen, sogenannten „halbstarren“ Rotorsystemen klappt das eine Blatt nach oben, das andere nach unten. Die Wurzel des nach unten schlagenden Rotorblatts rückt näher an den Rotormast heran und kann den Mast berühren und beschädigen, wenn der Abstand zwischen ihnen weiter verringert wird. Wenn im Flug ein Maststoß auftritt, ist das fast immer katastrophal. Das Flattern wird so stark, dass ein Blatt den Heckausleger oder die Kabine durchschneiden kann. Der Rotormast kann vollständig durchtrennt werden, wodurch sich das gesamte Rotorsystem vom Flugzeug löst.

Piloten von Zweiblatt-Hubschraubern können durch Manöver mit niedrigem G einen Maststoß auslösen. Ein zyklischer Überschlag nach einem Steigflug – wie er beispielsweise auftreten kann, wenn ein Pilot tief über hügeligem Gelände fliegt – kann das Gewicht des Rumpfes vorübergehend von der Rotorscheibe entlasten. Der Schub des Heckrotors über dem Längsschwerpunkt des Flugzeugs kann dann zu einem schnellen Rollen des Rumpfes (bei Robinson-Hubschraubern nach rechts) führen. Wenn der Pilot instinktiv zyklische Bewegungen in die entgegengesetzte Richtung ausführt, um der Rolle entgegenzuwirken, wird das noch unbelastete Rotorsystem relativ zum Rotormast übermäßig geneigt, was zu einem Anstoßen des Mastes führt.

Turbulenzen können auch zu Situationen mit niedrigem G und abrupten Steuereingaben führen, was das Risiko übermäßiger Blattschläge und Maststöße erhöht. Das Risiko ist bei höheren Fluggeschwindigkeiten größer. Dies ist einer der Gründe, warum Piloten angewiesen werden, langsamer zu fahren, wenn sie Turbulenzen erwarten oder erleben.

Maststöße wurden von der US-Armee erstmals in den frühen 1970er Jahren als erhebliches Problem identifiziert, nachdem es zu mehreren tödlichen Abstürzen der Hubschrauber Bell UH-1 Huey und AH-1 Cobra kam, bei denen sich das Hauptrotorsystem im Flug vom Flugzeug löste. (Bemerkenswerterweise hatte der Bell OH-58 Kiowa nie die gleichen Probleme, und die Rate von Unfällen durch Maststöße bei Bell-Zivilhubschraubern war ebenfalls sehr niedrig.)

Eine von Bell Helicopter in den Jahren 1975 und 1976 durchgeführte Simulationsstudie bestätigte, dass übermäßiges Schlagen des Hauptrotorblatts „bei extremen Schwerpunkten, unter niedrigen oder negativen G-Bedingungen, bei großen abrupten Steuereingaben und unter Bedingungen eines erheblichen Strömungsabrisses des Rotorblatts“ auftreten kann. " Dementsprechend wurde in den ersten Schulungsmaterialien betont, wie wichtig es ist, dass Piloten innerhalb der „empfohlenen Flugbereiche“ agieren und Bedingungen mit niedrigem G vermeiden.

In einem Artikel im US Army Aviation Digest aus dem Jahr 1974 wurde gewarnt: „Maststöße sind real; sie können auftreten, wenn wir schwankende Rotoren falsch bedienen; und sie müssen verhindert werden.“ Die Lektion, die man aus dieser Diskussion lernen kann, lautet: Betreiben Sie Ihr Flugzeug innerhalb seines Designbereichs.“ ."

In einem Ende der 1970er Jahre entwickelten Schulungsfilm der US-Armee wurde betont: „Die grundlegende Lektion hier und die wichtigste Botschaft, die hätte vermittelt werden sollen, ist, dass Sie als Pilot durch die Art und Weise, wie Sie das Flugzeug steuern, Maststöße verhindern können.“

Einem Artikel im US Army Aviation Digest aus dem Jahr 1983 zufolge war Maststoß zwischen 1967 und 1982 mit 59 Unfällen und 213 Todesfällen in UH-1- und AH-1-Flugzeugen der US-Armee verbunden Bei der Unfallfolge handelte es sich um eine Art mechanisches Versagen, beispielsweise einen Ausfall des Heckrotors. Wetter oder Turbulenzen waren bei 17 Prozent der Unfälle eine Rolle, während nur 10 Prozent direkt mit Low-G-Manövern oder Fehlern der Besatzung in Zusammenhang standen. In 29 Prozent der Fälle war der erste Schritt im Unfallablauf „unbekannt“.

Die Armee beauftragte Bell mit der Suche nach konstruktiven Lösungen für das Problem, und Bell hatte Ende der 1970er Jahre eine nachrüstbare Nabenfeder entwickelt, um das Risiko von Maststößen zu verringern. Doch angesichts der bevorstehenden Entwicklung von Mehrzweck- und Kampfhubschraubern der neuen Generation entschied sich die Armee, die Nabenfeder nicht zu kaufen. Stattdessen lag der Schwerpunkt weiterhin darauf, Piloten darin zu schulen, Flüge außerhalb des genehmigten Bereichs zu vermeiden, auch wenn im Army Aviation Digest-Artikel von 1983 darauf hingewiesen wurde, dass „Betriebsbedingungen, die innerhalb des genehmigten Bereichs liegen, abhängig von der Reaktion des einzelnen Piloten zu starkem Flattern und Maststoßen führen können.“ bestimmte Situationen."

Einige Monate nach Erscheinen dieses Artikels warf ein außergewöhnlicher Unfall mit einer AH-1S Cobra an der US Naval Test Pilot School in Patuxent River, Maryland, neue Fragen hinsichtlich der Möglichkeit eines Maststoßes innerhalb des genehmigten Flugbereichs auf. Laut einem Bericht, den der Reporter Mark Thompson 1984 im Fort Worth Star-Telegram veröffentlichte, war Major Larry B. Higgins, ein Fluglehrer an der Schule, dabei, Major James M. O'Brien im Umgang mit den Pedalen der Cobra zu schulen, als O „Brien, der auf dem Rücksitz saß, trat mehr in die Pedale als erwartet.“ Das Flugzeug rollte sofort nach rechts und ging in einen Sturzflug über. Ein Hauptrotorblatt durchschlug das Cockpit, tötete O'Brien sofort und schleuderte Higgins in die Luft.

Da er gemäß Schulprotokoll einen Fallschirm trug, überlebte Higgins. Auf der Grundlage seiner Aussage kamen die Unfallermittler der Marine zu dem Schluss, dass die Pedaleingabe deutlich innerhalb der zulässigen Grenzen lag und dass „möglicherweise unbekannte Faktoren dazu führen können, dass es bei Flugbedingungen zu Mastschlägen kommt, bei denen ein Pilot dieses Phänomen normalerweise nicht erwarten würde.“ "

Bell bestritt sowohl die Aussage von Higgins als auch die Schlussfolgerung der Marine. Die mit dem Fall verbundene Aufmerksamkeit – und eine Klage der Witwen von Piloten, die bei einem früheren Maststoßunfall ums Leben kamen – veranlasste die Armee jedoch, einige Änderungen an ihren Bell Helicopters vorzunehmen. Schließlich entfernte man sich gänzlich von zweiblättrigen Rotorsystemen. Heutzutage leben Huey und Cobra im Inventar des US-Militärs als UH-1Y Venom bzw. AH-1Z Viper weiter, aber diese modernen Varianten verfügen über Hauptrotorsysteme mit vier Blättern, nicht mit zwei.

Die US-Armee hat ihre Probleme mit Maststößen zwar weitgehend beseitigt, aber der Schulungsfilm, den sie zu diesem Thema erstellt hat, hat Bestand. Als ich Ende 2004 – fast ein Jahrzehnt nach der Verabschiedung von SFAR 73 – mit meiner Grundausbildung zum Helikopter-Flug im Robinson R22 begann, habe ich im Rahmen meiner erforderlichen Ausbildung zum Thema Maststoß pflichtbewusst den Kurs „Mast Bumping: Ursachen und Prävention“ des US Army Safety Center durchgelesen und Gefahren mit niedrigem G.

„Es könnte notwendig sein, den Film mehr als einmal anzusehen“, sagten mir die Erzähler, und als ich in Robinsons zertifizierter Fluglehrer wurde, hatte ich das auch getan. Ich habe meinen Schülern beigebracht, was mir beigebracht wurde – dass es ohne eine falsche Aktion des Piloten nicht zum Anstoßen des Mastes kommt. Der Film hatte mir gezeigt, dass „Sie als Pilot durch die Art und Weise, wie Sie mit dem Flugzeug umgehen, ein Anstoßen des Mastes verhindern können.“

Als ich mit meiner Flugausbildung begann, waren in den USA Vorführungen von Bergungsvorgängen bei niedrigem G mit Robinson-Hubschraubern verboten. Allerdings brachte mir der Film auch die offizielle Bergungstechnik für einen Rechtsroll bei niedrigem G bei: zuerst nach hinten zyklisch, um den nachzuladen Rotorscheibe, und erst dann zyklisch verlassen, um die Rollbewegung zu korrigieren. Ich habe dieses Mantra bei meinen Stage Checks und Checkrides rezitiert, und meine Schüler haben es bei ihren Schülern rezitiert.

Nachdem ich rund 1.200 Flugstunden in Robinson- und Bell-Hubschraubern mit zweiblättrigen Hauptrotorsystemen gesammelt hatte, ging ich davon aus, dass Maststöße ein gut verstandenes, relativ unumstrittenes Phänomen seien. Deshalb war ich überrascht, als ich Anfang des Jahres erfuhr, dass die neuseeländische Transport Accident Investigation Commission eine etwas andere Meinung vertritt.

Im Mai veröffentlichte die TAIC ihren Abschlussbericht über einen tödlichen R66-Absturz, der sich am 9. März 2013 in der Kaweka Range auf der Nordinsel Neuseelands ereignete. Der Hubschrauber wurde damals zur Beförderung von Jägern und Fischern zu und von abgelegenen Orten in den Bergen eingesetzt Es kam zu einem Maststoß und brach im Flug auseinander, wobei der Pilot, der zu diesem Zeitpunkt die einzige Person an Bord war, getötet wurde.

Das TAIC stellte fest, dass „der Maststoß sehr wahrscheinlich auftrat, als der Hubschrauber auf mäßige oder stärkere Turbulenzen traf, die wahrscheinlich zu einem Zustand mit niedrigem G führten.“ Es wurde berechnet, dass der Hubschrauber innerhalb seiner Gewichts- und Schwerpunktgrenzen lag, obwohl er mit 756 Kilogramm (1.667 Pfund) auf der leichten Seite des zulässigen Bereichs von 635 bis 1.225 kg (1.400 bis 2.700 Pfund) lag. Auch wenn seine geschätzte Fluggeschwindigkeit von 115 Knoten, wie sie anhand von Satellitenverfolgungsdaten berechnet wurde, unter der nie überschrittenen Geschwindigkeit von 123 Knoten für die vorherrschende Dichtehöhe lag, war sie viel schneller als die 60 bis 70 Knoten, die Robinson unter „Bedingungen“ empfiehlt. erhebliche" Turbulenzen. Sowohl das geringe Gewicht als auch die hohe Fluggeschwindigkeit hätten die Auswirkungen etwaiger Turbulenzen „verschärft“, stellte die Kommission fest.

Die TAIC räumte ein, dass „die Möglichkeit nicht ausgeschlossen werden kann, dass eine absichtliche oder unbeabsichtigte Steuereingabe des Piloten zum Maststoß beigetragen hat.“ Es wurden jedoch auch einige zusätzliche Sicherheitsprobleme im Zusammenhang mit der Zertifizierung des Flugzeugs festgestellt.

Wie der R22 und der R44 verfügt auch der R66 über ein Hauptrotorsystem, das sich von anderen halbstarren Rotorsystemen dadurch unterscheidet, dass es Kegelscharniere für jedes Blatt sowie ein zentrales Wippenscharnier enthält. Das R66-Zertifizierungsprogramm machte sich diese Ähnlichkeiten zunutze; Beispielsweise akzeptierte die FAA die Ergebnisse einer früheren R44-Rotorschlaguntersuchung als Beweis dafür, dass der R66 die Zertifizierungsvoraussetzung für den Rotorblattabstand erfüllte.

Die TAIC machte jedoch darauf aufmerksam, dass das R66-Zertifizierungsprogramm „nicht erforderlich war, um die Reaktion des Hubschraubers auf niedrige G-Werte zu testen, obwohl niedrige G-Werte bekanntermaßen ein ernstes Risiko eines Maststoßes für die R22 und R44 darstellen.“ Und das Flight Standardization Board der FAA lehnte es ausdrücklich ab, die Schulungsanforderungen von SFAR 73 auf den R66 anzuwenden, und erklärte, dass „die Leistung und Flugeigenschaften des R66 typisch und unauffällig im Vergleich zu anderen Teil-27-Hubschraubern mit ähnlichem Rotordesign waren, weshalb der R66 keine Anforderungen erfüllt.“ spezifisches Training für einzigartige Flugeigenschaften.“

Im Mai 2014, etwa ein Jahr nach dem Kaweka-Absturz, führte Robinson schließlich eine Messung des Schlagwinkels des R66-Hauptrotors durch und testete dabei Überschiebemanöver mit einem minimalen G von +0,33 (in jedem Fall leitete der Testpilot sofort eine Bergungsaktion ein). die erwartete Rolle begann). Laut TAIC „zeigte die Umfrage, dass der R66 auf niedrige G-Werte genauso reagiert wie der R22 und der R44.“

Die TAIC äußerte die Besorgnis, dass Piloten ohne vorherige Robinson-Erfahrung mit dem Fliegen der R66 beginnen könnten, ohne sich der Gefahren von niedrigem G bewusst zu sein, da die R66 ohne besondere Schulungsanforderungen zertifiziert wurde. In der Zwischenzeit wurden Piloten, die mit der R22 oder R44 vertraut sind – einschließlich des Piloten – möglicherweise mit dem Fliegen der R66 beginnen beim Unfall in Kaweka – „konnte aus dem Fehlen einer speziellen Ausbildung für den R66 schließen, dass der R66 nicht die gleiche sorgfältige Handhabung erfordert wie die kleineren Typen.“

Tatsächlich argumentierte die TAIC: „Der aufkommende Trend zu Unfällen und die bisherigen Lehrerfahrungen legen nahe, dass der R66 die gleiche sorgfältige Handhabung erfordert.“ In dem Bericht der Kommission wurde darauf hingewiesen, dass drei der sieben tödlichen Unfälle, die sich bislang mit der R66 ereignet hatten, zu einem Bruch während des Fluges und einer Trennung des Hauptrotors geführt hätten. (Ein weiterer Unfall, der sich während eines unbefugten Flugunterrichts in Kolumbien ereignete, war auf einen Rotorabriss bei niedriger Drehzahl zurückzuführen, was ebenfalls eine SFAR 73-Schulungsanforderung ist.) Im Juni dieses Jahres ereignete sich ein weiterer tödlicher R66-Absturz in der Nähe von Wikieup, Arizona; Der vorläufige Bericht des NTSB zu diesem Unfall deutet ebenfalls auf eine Trennung während des Fluges hin.

Die TAIC empfahl der FAA, die Kenntnisse und Schulungsanforderungen von SFAR 73 auf Piloten des R66-Hubschraubers auszudehnen (zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Artikels war die FAA noch dabei, ihre offizielle Antwort zu verfassen). Aber die Kommission gab noch eine weitere Empfehlung ab – dass die FAA „die Forschung zum dynamischen Verhalten von zweiblättrigen, schwankenden, untergehängten Rotorsystemen wieder aufnehmen sollte“. Denn während mir beigebracht wurde und viele Leute immer noch behaupten, dass ein Anstoßen des Mastes nur auf mechanisches Versagen oder unsachgemäße Handhabung durch den Piloten zurückzuführen sein kann, ist sich die TAIC da nicht so sicher.

Im Jahr 1995 führte Robinson im Rahmen der Untersuchung der FAA und des NTSB zu Robinson-Unfällen mit Verlust der Hauptrotorsteuerung eine Reihe von Flugtests mit einer R44 in seinen Anlagen in Torrance, Kalifornien, durch. Das Flugzeug war instrumentiert, um Informationen vom Hauptrotorsystem, Leistungsinformationen und Flugsteuerungspositionen aufzuzeichnen.

Wie bei ähnlichen Tests, die 1982 mit der R22 durchgeführt wurden, zeigten die Tests, dass das Flugzeug eine ganze Reihe normaler Manöver – einschließlich der Reduzierung der Triebwerksleistung und anderer Flugtrainingsmanöver – ohne Tendenzen zur Divergenz des Hauptrotors sicher durchführen konnte.

Die Flugtests konnten jedoch die Reaktion des Flugzeugs auf große, abrupte zyklische Eingaben im normalen Vorwärtsflug mit hoher Geschwindigkeit nicht sicher beurteilen, ein Zustand, in dem der zyklische Impuls bereits nach vorne und rechts verschoben ist. Deshalb gewährte die FAA der Georgia Tech School of Aerospace Engineering einen Zuschuss für die Entwicklung eines hochpräzisen Computersimulationsmodells, um die Reaktion des R22 auf ausgewählte Steuereingaben und Windböen zu untersuchen.

Die Schule nutzte einen Blade-Element-Ansatz, um das Modell in ihrem Flugsimulationslabor zu entwickeln. Aber wie das NTSB in seinem Sonderuntersuchungsbericht von 1996 erklärte, „erforderte die Modellierung eines so komplexen Systems mehr Ressourcen, als für das Projekt vorgesehen waren.“ Aufgrund ihrer begrenzten Mittel entschied sich die FAA, die Reaktion des Modells nur auf eine kleine Anzahl von Fällen zu untersuchen, bei denen große Steuereingaben erforderlich waren.

Die Ergebnisse deuten tatsächlich darauf hin, dass große und abrupte Steuereingaben direkt zum Anstoßen des Mastes und zum Verlust der Kontrolle über den Hauptrotor führen könnten. Allerdings stellte das NTSB fest, dass typische Steuereingaben des Piloten als Reaktion auf die Flugdynamik nicht modelliert wurden und „nicht bekannt ist, ob kleinere Steuereingaben zu einem Anstoßen des Mastes geführt hätten.“

Der Georgia Tech-Bericht „empfohlen dringend“ eine weitere Entwicklung des Modells und stellte fest, dass „klar ist, dass in diesem Bereich einige zusätzliche Untersuchungen erforderlich sind“. Das NTSB bestätigte diese Schlussfolgerung in einer eigenen Empfehlung, in der es die FAA und die NASA aufforderte, zusammenzuarbeiten, um die Entwicklung des Simulatormodells für Leichthubschrauber fortzusetzen.

Im Jahr 1998 stellte die FAA jedoch fest, dass ein solches Simulationstool „begrenzte Anwendungsmöglichkeiten“ hätte und dass „die anschließende Validierung des mathematischen Modells umfangreiche Tests mit erheblichen Risiken für die Flugsicherheit erfordern würde“. Das NTSB akzeptierte, dass die FAA die Grenzen ihres technischen Engagements erreicht hatte, und die Bemühungen wurden eingestellt.

Fünfzehn Jahre später griff die neuseeländische TAIC das Thema bei ihrer Untersuchung des Kaweka-R66-Absturzes erneut auf. Laut der Kommission „brachte Robinson vor, dass Turbulenzen allein nicht zu einem Anstoßen des Masts mit niedrigem G-Wert führen können, und fügte hinzu, dass auch eine unangemessene Eingabe oder Reaktion des Piloten erforderlich sei.“

Das ist es natürlich, was mir als Student auf der R22 beigebracht wurde. Aber im Gegensatz zu mir hat die Kommission es nicht als erwiesene Tatsache akzeptiert. Die TAIC räumte ein, dass Robinson-Hubschrauber in gewissen Turbulenzen sicher betrieben werden können, wie ihre lange Einsatzgeschichte beweist. Es wurde jedoch argumentiert, dass das Verhalten des Robinson-Rotorsystems in Turbulenzen nicht vollständig getestet wurde und dass es sich bei den getesteten Niedrig-G-Bedingungen um geplante Manöver handelte, bei denen der Testpilot eine sofortige Erholung einleitete und so jede nachfolgende dynamische Reaktion vermied .

Die Kommission machte auch auf Robinsons eigenen Bericht über seine R66-Rotorschlaguntersuchung aufmerksam, in dem es heißt: „Obwohl die Flugeigenschaften bei niedrigem G zwischen den Robinson-Modellen ähnlich sein mögen, kann die genaue Grenze zwischen ‚sicherer Bergung kann durchgeführt werden‘ und katastrophalem Maststoß nicht sein.“ vorhergesagt. Kleine Änderungen in der Eintrittsgeschwindigkeit und der Pilotentechnik können große Änderungen in den Rollraten bewirken.“

Als die TAIC empfahl, dass die FAA und die NASA die Forschung an zweiblättrigen, wippenden, untergehängten Rotorsystemen wieder aufnehmen sollten, wies sie darauf hin, dass die Computerwissenschaften und die Luft- und Raumfahrttechnik seit 1995 große Fortschritte gemacht hätten. Sie schlug vor, dass ferngesteuerte Hubschrauber Daten über das Rotorverhalten unter bestimmten Bedingungen liefern könnten die für Testpiloten zu gefährlich sind, und umgehen damit eine der ursprünglichen Bedenken der FAA.

Die Empfehlung des TAIC klang für mich vernünftig, aber ich bin kein Experte. Also stattete ich zwei Personen einen Besuch ab: Daniel Schrage, Direktor des Center for Aerospace Systems Engineering und des Vertical Lift Center of Excellence an der Georgia Tech, und Marilyn Smith, stellvertretende Direktorin des Vertical Lift Center of Excellence der Schule.

Schrage war der leitende Ermittler der ursprünglichen Forschung, die 1995 für die FAA durchgeführt wurde. „Wir hatten ein wirklich talentiertes Team, das daran arbeitete“, erinnerte er sich. „Ich denke, wir haben die glaubwürdigste Arbeit geleistet, die wir damals leisten konnten.“

Aber er und Smith waren sich einig, dass Modellierungstechniken und Computertechnologie denen von vor 20 Jahren weit voraus sind. „Die Entwicklung aeroelastischer [Modellierungs-]Werkzeuge kommt jetzt voll zur Geltung“, sagte Smith und erklärte, dass Forscher heute in der Lage seien, viel komplexere aerodynamische Phänomene zu modellieren, einschließlich vorübergehender Bedingungen, die zu Maststößen führen könnten, und der Art und Weise, wie dies der Fall sei Der Rumpf interagiert mit der Luftströmung.

Smith schlug vor, dass Modellierungswerkzeuge, die bereits von der US-Armee und Georgia Tech in ihrer Funktion als Vertical Lift Center of Excellence entwickelt wurden, problemlos auf Robinson-Hubschrauber angewendet werden könnten. Und Schrage wiederholte den Vorschlag des TAIC, dass ein instrumentiertes, ferngesteuertes Flugzeug zur Validierung des Simulationsmodells verwendet werden könnte, ohne einen Testpiloten zu gefährden.

„Das ist ein Problem der zivilen Sicherheit von Hubschraubern, das unbedingt angegangen werden muss“, sagte Schrage. „Jemand muss zurückgehen und den Kreis schließen.“

Als ich mit dem Präsidenten der Robinson Helicopter Company, Kurt Robinson, über die Empfehlungen des TAIC sprach, sagte er mir, dass es schwer sei, gegen mehr Forschung zu argumentieren, und dass er keine Einwände gegen weitere Modellierungs- und Simulationsbemühungen habe. Er betonte jedoch, dass das Unternehmen seine Hubschrauber im Laufe der Jahre wiederholt Flugtests unterzogen habe, um nach Anzeichen für eine Abweichung des Hauptrotors zu suchen. Innerhalb des normalen Betriebsbereichs der Helikopter wurden einfach keine gefunden, was er als starken Beweis dafür ansieht, dass das Anstoßen des Mastes wirklich ein Problem bei der Handhabung des Piloten ist.

Anstatt nach hypothetisch unbekannten Ursachen für Maststöße zu suchen, konzentriere das Unternehmen seine Bemühungen auf die Bekämpfung bekannter Ursachen – nämlich absichtlichen oder versehentlichen Flug in Bedingungen mit niedrigem G-Wert. „Unser Standpunkt war schon immer, dass man im Helikopter das Gefühl der Schwerelosigkeit vermeidet“, sagte er. (Eine Ausnahme hiervon ist das Gefühl der „Schwerelosigkeit“ beim Eintritt in die Autorotation, das nicht mit dem Anstoßen des Mastes in Verbindung gebracht wird, obwohl dies häufig fälschlicherweise angenommen wird.)

In ihrem Bericht über den Absturz der Kaweka R66 stellte die TAIC fest, dass die Flughandbücher des Robinson-Hubschraubers zum Zeitpunkt des Unfalls die Piloten nicht ausreichend vor den mit Turbulenzen verbundenen Gefahren gewarnt hatten. Als Reaktion darauf fügte das Unternehmen einen neuen „Vorsichtshinweis“ zum Abschnitt „Normale Verfahren“ der R44- und R66-Flughandbücher hinzu und rät Piloten, die Leistung zu reduzieren und eine langsamere Reisegeschwindigkeit als normal zu verwenden, wenn Turbulenzen zu erwarten sind. Das Unternehmen überarbeitete außerdem seinen Sicherheitshinweis zum Fliegen bei starkem Wind oder Turbulenzen, um zu betonen, dass Hubschrauber bei geringem Gewicht anfälliger für Turbulenzen sind, und riet Piloten, „die Geschwindigkeit zu reduzieren und Vorsicht walten zu lassen, wenn sie allein oder mit leichter Beladung fliegen“.

Unterdessen hat die neuseeländische Zivilluftfahrtbehörde (CAA) Schritte unternommen, um ihre Ausbildungsanforderungen für Piloten von Robinson-Hubschraubern zu erhöhen. Obwohl die CAA 1995 einige neue Schulungsanforderungen erlassen hat, waren diese nie so streng wie die Bestimmungen von SFAR 73 und wurden nicht konsequent durchgesetzt. Mit Wirkung zum 1. Juli 2016 hat die CAA weitere Anforderungen von SFAR 73 übernommen, beispielsweise die Anforderung, dass Schüler 20 Stunden Doppelflugunterricht erhalten müssen, bevor sie alleine im R22 oder R44 fliegen. Die CAA hat außerdem dargelegt, wer Robinson-Schulungen zum Sicherheitsbewusstsein durchführen kann und wie diese Schulungen durchgeführt werden sollten.

Bemerkenswert ist, dass die CAA nun auch vorgeschrieben hat, dass „Low-G-Gefahrentraining nicht im Flug demonstriert oder geübt werden darf“. Robinson reichte bei der TAIC ein, und Kurt Robinson bekräftigte mir gegenüber, dass das Unternehmen davon überzeugt sei, dass die hohe Rate an Maststoßunfällen in Neuseeland mit der Tatsache zusammenhängt, dass die dortigen Ausbilder ihren Schülern weiterhin niedrige G-Werte vorführten, während dies schon seit langem der Fall sei im Rest der Welt verboten. Abgesehen von der Tatsache, dass es bei Demonstrationen mit niedrigem G zu einigen Unfällen mit Maststößen kam, hat Robinson angedeutet, dass solche Vorführungen beim Piloten ein „falsches Sicherheitsgefühl“ hervorrufen könnten, weil sie eine plötzliche Rollbewegung bei niedrigem G nicht genau nachbilden. Wie das TAIC erklärte: „Wenn es dazu kommt, erfolgt die Rollbewegung tatsächlich sehr schnell, so dass der Pilot, egal wie erfahren er ist, praktisch keine Zeit zum Reagieren hat, bevor es zu einem Maststoß kommt.“

Da es unmöglich war, diese Art von realistischem Low-G-Rollen im Flug sicher zu demonstrieren – auch nicht während der Zertifizierungsflugtests –, war es auch unmöglich zu sagen, unter welchen Bedingungen sich ein durchschnittlicher Pilot davon erholen könnte. Und dies hat zu unterschiedlichen Meinungen über die beste und effektivste Genesungstechnik geführt.

Die von Robinson offiziell empfohlene Technik ist dieselbe, die mir während meines eigenen Flugtrainings beigebracht wurde: „Zuerst nach hinten zyklisch, um die Rotorscheibe neu zu laden, und erst dann links zyklisch, um die Rollbewegung zu korrigieren.“ Robinsons eigener Sicherheitshinweis 11 warnt jedoch vor einer zu abrupten Anwendung des Achterzyklischen während der Erholung aus einem Niedrig-G-Zustand und erklärt, dass die daraus resultierende Drehmomentreaktion des Hauptrotors in Kombination mit dem Heckrotorschub auch zu einem schnellen Rechtsrollen führen kann. Im Sicherheitshinweis wird ein „sanfter Achterzyklus“ gefordert, aber dies kann für einen Piloten im Notfall schwer einzuschätzen sein, insbesondere ohne vorherige Übung.

Der langjährige Robinson-Fluglehrer Simon Spencer-Bower, Inhaber von Wanaka Helicopters in Neuseeland, hat sich kürzlich für eine alternative Low-G-Recovery-Technik ausgesprochen: die koordinierte Anwendung von Kollektiv nach unten, zyklisch nach hinten und rechtem Pedal (wie bei einem Schnellstopp). Manöver), wodurch der Heckrotorschub reduziert wird, der zum richtigen Rollen beiträgt, und gleichzeitig die Rotorscheibe neu geladen wird. „Ich glaube, dass Low-G-Demonstrationen das Bewusstsein für die Gefahren des Low-G-Rollens schärfen und zeigen würden, wie wichtig es ist, die Leistung zu reduzieren, und es ist traurig, dass solche Demonstrationen jetzt verboten sind“, sagte Spencer-Bower. (Kurt Robinson erzählte mir, dass das Unternehmen „das Absenken des Kollektivs immer als hilfreich empfunden hat“, möchte aber den Schwerpunkt auf den hinteren zyklischen Schwerpunkt legen, da es sich direkt auf die Belastung bei niedrigem G bezieht. Beachten Sie, dass einige Piloten fälschlicherweise „die Rotorscheibe neu laden“ so interpretiert haben, dass sie gemeint sind sollte das Kollektiv erhöhen, was die Situation nur verschlimmern wird.)

Eine weitere Modellierung des Maststoßphänomens könnte solide Beweise für die relativen Vorzüge dieser verschiedenen Bergungstechniken liefern und zu einer besseren und klareren Anleitung für alle Hubschrauberpiloten führen. Die Validierung des Hauptrotorverhaltens außerhalb des festgelegten Flugbereichs könnte auch ein realistisches Simulatortraining unter Niedrig-G-Bedingungen ermöglichen. Selbst wenn man behauptet, dass Demonstrationen mit niedrigem G im Flug ein falsches Sicherheitsgefühl vermitteln, bin ich mir nicht sicher, ob mein eigenes Training mir ein besseres Verständnis für die Realität eines Rolls mit niedrigem G vermittelt hat. Eine Vorführung eines viszeralen Simulators hätte mir wahrscheinlich mehr gebracht als ein Dutzend wiederholter Betrachtungen von „Mast Bumping: Ursachen und Prävention“.

Trotz allem, was wir aus weiteren Forschungen lernen können, werden wir eines nie erfahren: Was wirklich in den Cockpits dieser Hubschrauber passiert ist, die im Flug auseinandergebrochen sind. Wenn das Opfer einer solchen ungeklärten Trennung lediglich der anonyme „Pilot“ in einem Unfallbericht ist, kann man sich leicht vorstellen, dass er oder sie etwas Rücksichtsloses oder Unbefugtes tut; etwas, das „man als Pilot durch die Art und Weise, wie man mit dem Flugzeug umgeht, verhindern kann.“ Wenn das Opfer jedoch ein Freund ist, wird diese Annahme viel schwieriger.

Im August dieses Jahres, einige Monate nachdem ich mit der Erforschung von Maststößen begonnen hatte, veröffentlichte die neuseeländische Behörde TAIC ihren Untersuchungsbericht für die Trennung der Robinson R44 während des Fluges im Februar 2015, bei der Fluglehrer Stephen Combe und sein Schüler James Patterson-Gardner ums Leben kamen. Ich traf Combe im Jahr 2008, als ich mit ihm flog, um eine Geschichte über das Gebirgsflugtraining in Neuseeland zu erzählen. Wie seine ehemaligen Schüler, die für die Untersuchung befragt wurden, hatte ich ihn als „einen sehr gründlichen und professionellen Ausbilder und Piloten“ empfunden, der „gutes Einfühlungsvermögen für seine Schüler“ hatte. Bis zum Unfall hatte er rund 4.500 Flugstunden im Hubschrauber gesammelt, darunter mehr als 2.400 Stunden Gebirgsflug und knapp 1.400 Stunden Flugunterricht.

Ursprünglich vermuteten die Ermittler, dass der Unfall die Folge eines Ermüdungsversagens des Hauptrotorblatts gewesen sein könnte, und erließen eine Lufttüchtigkeitsanweisung, die R44-Flugzeuge, die mit einem bestimmten Rotorblattmodell ausgestattet waren, am Boden ließ. Das Flugverbot wurde jedoch aufgehoben, nachdem ein Metallurge feststellte, dass der Bruch des Rotorblatts bei dem Unfall auf einen Aufprall und nicht auf Ermüdung zurückzuführen war. Die Ermittler stellten fest, dass das Anstoßen des Mastes zum Auseinanderbrechen des Hubschraubers während des Fluges führte, konnten jedoch nicht sagen, was die Ursache für das Anstoßen des Mastes war. Sie fanden keinen mechanischen Defekt oder Fehler, der zum Unfall beigetragen haben könnte, und hielten es für unwahrscheinlich, dass der Hubschrauber eine niedrige Drehzahl des Hauptrotors hatte

Also was ist passiert? Der Unfall ereignete sich, als das Flugzeug mit einer relativ hohen Vorwärtsgeschwindigkeit, die auf etwa 102 Knoten geschätzt wurde, über bergiges Gelände flog. Obwohl das Wetter im Allgemeinen ruhig war, hielten es die Ermittler für „eher wahrscheinlich als nicht“, dass das Flugzeug in eine Zone mit leichten bis mäßigen Turbulenzen geraten war, und als „eher wahrscheinlich als nicht“, dass der Student zu diesem Zeitpunkt am Steuer gewesen war das Ereignis. Combe hatte zu einem früheren Zeitpunkt des Fluges sein Mobiltelefon benutzt, daher ist es möglich, dass er abgelenkt war oder einfach unaufmerksam war, als sein Schüler eine abrupte oder falsche Steuereingabe machte. Aber das ist Spekulation. Wie so viele ähnliche Unfälle ereignete sich auch dieser aus „unklaren Gründen“.

„Die Unsicherheit über die Umstände dieses Unfalls ist nicht einzigartig“, erklärte die TAIC. „Es gab in Neuseeland und auf der ganzen Welt viele weitere tödliche Maststoßunfälle mit Robinson-Hubschraubern, die weitgehend ungeklärt blieben.“

Vor zwanzig Jahren musste die Hubschrauberindustrie solche Unsicherheiten als gegeben hinnehmen. Es gab Sprach- und Flugdatenrekorder im Cockpit, aber diese waren ausschließlich für Transportflugzeuge gedacht, da sie viel zu schwer und sperrig waren, um sie in einem so kleinen Hubschrauber wie einem Robinson zu installieren.

Heute ist das nicht mehr der Fall. Wie die TAIC betonte, sind leichte und erschwingliche Cockpit-Video- und Flugdatenrekorder mittlerweile leicht erhältlich und gehören zur Standardausrüstung einiger kleinerer Hubschrauber. Die weit verbreitete Einführung dieser Geräte könnte endlich das Rätsel des Maststoßes lösen und Theorien und Spekulationen durch echte Beweise ersetzen.

„Es ist schwierig, die Lehren aus einem Unfall zu ziehen und sinnvolle Empfehlungen zur Vermeidung ähnlicher Unfälle abzugeben, wenn die zugrunde liegenden Ursachen nicht ermittelt werden können“, schlussfolgerte die TAIC. „Dies ist ein ernstes Sicherheitsproblem, mit dem sich die Branche befassen muss.“