Klik hier om dit eerste artikel van de hand van AvioConsult te openen. Het is wat gedateerd, maar nog steeds van toepassing.

 

Download dit artikel

TOP

Op uitnodiging werd in februari 2000 een lezing over dit artikel verzorgd voor de Nederlandse Vereniging van Luchtvaarttechniek (NVvL), waarbij ook verkeersvliegers van de KLM aanwezig waren die voor een uitnodiging zorgden om de lezing ook voor de vliegveiligheidscommissie van de Vereniging van Nederlandse Verkeersvliegers (VNV) te geven (september 2000). Ook werd de lezing gegeven voor de transportvliegers van het 334 Sq van de Kon. Luchtmacht (november 1999) en later ook nog tijdens een bijeenkomst van het Air Forces Flight Safety Committee Europe, voor de Orion bemanningen van de Kon. Marine en bij het Engine & Propeller Directorate van de Amerikaanse FAA.

Aangezien ongevallen na motorstoring - wereldwijd - blijven gebeuren heeft AvioConsult in 2005 uitgebreid eigen onderzoek gedaan naar de werkelijke oorzaak van dergelijke ongevallen, gebruik makend van de kennis die AvioConsult heeft over experimenteel testvliegen, met name op het gebied van het beproeven van vliegtuigen waarvan een motor is uitgevallen. Het eigen onderzoek beperkte zich niet tot ongevalonderzoeks- rapporten. Ook werden ondermeer vliegtuighandboeken, checklists, lesboeken voor vliegers van meermotorige vliegtuigen, luchtvaartvoorschriften, etc. onderzocht. Vanwege de vele, soms ernstige fouten die werden aangetroffen, werd het oorspronkelijke artikel uit 1999 verbeterd en uitgebreid tot een geheel in de Engelse taal gesteld rapport. 

Vele vliegscholen, vliegtuigfabrikanten, ongevallenonderzoeksraden, etc. werden vervolgens geïnformeerd over het bestaan van het rapport. Op een enkele uitzondering na was er echter geen enkele belangstelling voor, terwijl ongevallen na motoruitval blijven gebeuren; vrijwel elke maand vallen er daardoor nog steeds ergens ter wereld slachtoffers. Onnodig, naar de mening van AvioConsult, want met elk meermotorig vliegtuig worden vliegproeven uitgevoerd waarvan een motor is afgezet en worden er limieten en beperkingen vastgesteld, juist om te voorkomen dat dergelijke ongelukken gebeuren. AvioConsult weet hoe en wat er wordt gemeten, wat de waarde van de meetresultaten is en vooral welke voorwaarden daarbij horen. De verongelukte vliegers kenden die voorwaarden blijkbaar niet, hun vlieginstructeurs en docenten ook niet, de certificatievliegers van overheden niet en ongevallenonderzoekers evenmin. Luchtvaartautoriteiten eisen in voorschriften niet (meer) dat deze levensbelangrijke voorwaarden in de vliegtuighandboeken worden opgenomen. Daarom gebeuren er nog steeds ongelukken na motorstoring met kleine, maar soms ook met grote  meermotorige vliegtuigen.
AvioConsult rapporteerde vele in luchtvaartvoorschriften aangetroffen fouten aan nationale en internationale luchtvaartautoriteiten, maar deze regelgevers reageren ook niet. De kennis bij overheden is zeer sterk teruggelopen, tot een gevaarlijk laag niveau.

In maart 2006 werd een deel van het rapport in de vorm van een 'paper' op uitnodiging gepresenteerd aan het European Aviation Safety Seminar van de Flight Safety Foundation in Athene onder de titel Staying Alive with a Dead Engine. Dit paper is gratis te downloaden via een koppeling die verder op deze pagina staat.

Open Brief aan de Minister van Verkeer en Waterstaat

Na jarenlang vergeefs te hebben getracht gehoor te krijgen bij onder andere de European Aviation Safety Agency (EASA), bij de Amerikaanse FAA, bij  de Australische CASA, bij de Nederlandse Inspectie Verkeer en Waterstaat/Divisie Luchtvaart, bij vliegscholen, bij vliegtuigfabrikanten, bij ongevallenonderzoekers in binnen- en buitenland, etc., heeft AvioConsult op 5 februari 2007 een open brief naar de Minister van Verkeer en Waterstaat gestuurd om aandacht te vragen voor de fouten die nog steeds voorkomen in certificatievoorschriften, vliegtuighandboeken en noodprocedures van meermotorige vliegtuigen en die hebben geleid tot meerdere catastrofale ongevallen om de Minister te vragen maatregelen te treffen.
Naar de mening van testvliegexpert AvioConsult (opgeleid aan een van de vier hoogste scholen van de vliegerij ter wereld, de Amerikaanse Test Pilot School) zijn deze fouten de werkelijke oorzaak van de meeste vliegtuigrampen die gebeurden na motorstoring, waaronder in Nederland die met de El-Al 747 in de Bijlmer, de Hercules op Eindhoven, de Saab SF-340 op Schiphol, de Dakota DC-3 in de Waddenzee en ook de Martinair PA-44-180 bij Kampen. 
De fouten werden bij de certificatie van de vliegtuigen, tijdens de beoordeling van de vliegtuighandboeken en bij het onderzoek naar de oorzaak van de ongevallen blijkbaar niet ontdekt door de certificerende en onderzoekende autoriteiten. Het is echter niet alleen een Nederlands probleem; vrijwel elke maand verongelukt er nog ergens ter wereld een vliegtuig na motorstoring waarbij mensen om het leven komen. 

Wat gaat er dan fout? 

De verticale staart van een vliegtuig met het daaraan bevestigde richtingsroer worden door de vliegtuigfabrikant ontworpen om de asymmetrische krachten van de overgebleven motor(en) te kunnen tegensturen teneinde het evenwicht te kunnen handhaven na het optreden van een motorstoring. De aerodynamische krachten zijn echter sterk afhankelijk van de vliegsnelheid (kwadratisch). Aangezien een fabrikant de staart liever niet te groot maakt, is ten behoeve van het ontwerp gekozen voor het handhaven van een rechtlijnige vlucht na motorstoring, waarbij tevens een kleine rolhoek van max. 5 graden weg van de uitgevallen motor wordt aangehouden. De staart wordt dus niet berekend op het maken van bochten. De voorschriften (EASA CS 23.149 en 25.149) staan dit toe. Om nu vast te stellen tot welke snelheid de vliegsnelheid kan teruglopen waarbij de rechtlijnige vlucht nog net kan worden gehandhaafd worden experimentele vliegproeven uitgevoerd.  Tijdens deze  vliegproeven wordt de minimum bestuurbaarheidsnelheid (V_MCA - Minimum Control speed in the Air) gemeten door daartoe opgeleide experimenteel testvliegers en flight-test engineers (zoals AvioConsult). 
In feite wordt het probleem van een te kleine staart (hardware) opgelost door een minimum snelheid voor te schrijven en die in noodprocedures vast te leggen (software).

De meting van V_MCA verloopt globaal als volgt:
Na het afzetten van een motor en met de tegenoverliggende motor op maximum vermogen (zoals bij start of doorstart) wordt tijdens een rechtlijnige vlucht de snelheid langzaam verlaagd totdat de koers niet meer kan worden vastgehouden. Op dat moment kan òf het uitgeslagen richtingsroer òf de rolroeren door de lage snelheid niet meer voldoende tegenkracht produceren om de kracht van het asymmetrische motorvermogen op te heffen en gaat het vliegtuig onder invloed van het asymmetrisch vermogen om het zwaartepunt draaien, in de richting van de stilgevallen motor; het vliegtuig is niet meer bestuurbaar. De snelheid waarbij dit gebeurt is de minimum bestuurbaarheidsnelheid V_MCA (met de vleugels horizontaal). 
Zoals al gezegd bieden de voorschriften echter de mogelijkheid om t.b.v het ontwerp, het zo klein mogelijk maken van de staart een kleine rolhoek (bank angle) te gebruiken van maximaal 5°.  Meestal wordt een rolhoek tussen 3° en 5° gebruikt in een richting weg van de stilstaande motor. Door dit laten 'hangen' van de vleugels kan niet alleen de staart van het vliegtuig kleiner worden, maar wordt V_MCA ook lager, wat veiliger is. Ook neemt de sliphoek af waardoor de weerstand afneemt en het overblijvende klimvermogen groter is.
Omdat V_MCA lager is wordt ook de snelheid waarbij tijdens de startaanloop het neuswiel van de grond mag worden getrokken, de zgn. roteersnelheid (V_R = 1.05 x V_MCA), lager en kan van kortere banen of met zwaardere lading worden gestart. 

Daarom wordt tijdens de meting van V_MCA vrijwel altijd een kleine rolhoek toegepast in een richting weg van de stilstaande motor. De daarbij gemeten V_MCA is tussen 8 en 35 knopen (1 knoop = 1,85 km/uur) lager (!) dan de V_MCA die met horizontaal gehouden vleugels werd gemeten, afhankelijk van het type vliegtuig. 
Deze (lagere) V_MCA wordt, na herleiding tot zeeniveau of een andere gewenste hoogte, voorgeschreven in het vliegtuighandboek (airplane flight manual) van het vliegtuig als dè V_MCA, dè minimum bestuurbaarheidsnelheid van het betreffende vliegtuig.

Het wordt de lezer van dit stukje tekst nu misschien al wel duidelijk dat deze in het vliegtuighandboek voorgeschreven V_MCA dus eigenlijk alleen maar geldig is als dezelfde rolhoek (bank angle) wordt aangehouden als de rolhoek die de fabrikant gebruikte bij het ontwerpen van de verticale staart en die de testvlieger gebruikte bij het bepalen van V_MCA, meestal tussen 3° en 5° in de richting weg van de uitgevallen motor. 

Dit houdt dus tevens in dat de in het vliegtuighandboek voorgeschreven V_MCA alleen maar geldig is tijdens een rechtlijnige vlucht en niet tijdens bochten. De staart van het vliegtuig is niet gedimensioneerd op het bewaren van het evenwicht tijdens bochten wanneer een motor is uitgevallen. Maar dit wordt blijkbaar nooit (meer) aan de vliegers geleerd en staat ook niet meer in de vliegtuighandboeken. Na het lezen van meerdere ongevalonderzoekrapporten kon worden geconcludeerd dat de verongelukte vliegers dit ook echt niet wisten.  Zij rekenden er blijkbaar op dat de in het vliegtuighandboek voorgeschreven V_MCA altijd geldig is, ook tijdens bochten bij lage snelheid en hoog motorvermogen op de nog werkende motoren. Een catastrofale misrekening die al vele levens heeft gekost!

Een voorbeeld: In het vliegtuighandboek van een meermotorig vliegtuig staat een V_MCA voorgeschreven van 95 knopen. Deze V_MCA werd in dit geval bepaald terwijl een rolhoek van 3° naar rechts werd aangehouden, weg van de stilstaande linker motor en bij laag gewicht (rode lijn).  
De werkelijke of actuele V_MCA van een meermotorig vliegtuig varieert heel sterk met rolhoek en gewicht, maar ook met de stand van de gashandels. 
De rode lijn (dip bij 5°) geeft de werkelijke (actuele) V_MCA weer bij laag gewicht, de blauwe lijn de werkelijke (actuele) V_MCA bij hoog gewicht, beide bij het variëren van de rolhoek (bank angle) en met volgas op de werkende motor(en).  

Uit de met stabiliteits-afgeleiden berekende figuur blijkt ook dat bij een grotere rolhoek, of bij een rolhoek de andere kant op, de werkelijke V_MCA meestal (veel) hoger is dan de gestandaardiseerde V_MCA die in het vliegtuighandboek staat. Tijdens het maken van een bocht met een vliegsnelheid dichtbij de in het vliegtuighandboek aangegeven V_MCA, kan de werkelijke V_MCA dus gemakkelijk hoger worden dan de vliegsnelheid op dat moment en daardoor (verrassend, d.w.z. onverwacht) leiden tot onbestuurbaarheid. Het maken van een bocht bij lage snelheid met vol vermogen is daarom levensgevaarlijk; alleen een rechtlijnige vlucht onder handhaving van een kleine rolhoek weg van de uitgevallen motor is veilig; zo werd V_MCA immers bepaald en werd de staart van het vliegtuig ontworpen. 
Ook kan het vliegtuig, als de vliegsnelheid te laag is geworden en de kleine rolhoek niet wordt aangehouden, onder invloed van zijwaarts gerichte krachten ineens 'vanzelf' een bocht gaan maken of wegglijden in de richting van de uitgevallen motor. Deze beweging kan niet meer worden tegengestuurd omdat te lage vliegsnelheid. Dit gebeurde in feite met de hierboven genoemde vliegtuigen. De werkelijke  V_MCA was blijkbaar (veel) hoger geworden dan de vliegsnelheid waarna een ongeval alleen nog te vermijden zou zijn geweest als er voldoende kennis was over V_MCA of als in het vliegtuighandboek een belangrijke voorwaarde zou zijn opgenomen bij V_MCA. In het rapport wordt overigens nog een allerlaatste reddingsmogelijkheid aangereikt.
De berekening van de getoonde figuur wordt toegelicht in een Engelstalig 'paper' The Effect of Bank Angle and Weight on V_MCA, dat hieronder is te downloaden. 

De fout is dus dat er in vliegtuighandboeken bij V_MCA (nog) niet staat dat deze minimum bestuurbaarheidsnelheid alleen maar geldig is bij een rechtlijnige vlucht èn zolang dezelfde rolhoek wordt aangehouden als die werd toegepast tijdens het meten van V_MCA. 
In lesboeken, lesprogramma's, simulatortraining, etc. ontbreekt deze levensbelangrijke voorwaarde meestal ook en staat er onder andere dat de rolhoek tussen 5° naar links en 5° naar rechts mag zijn. Een tot catastrofes leidende fout! In voorschriften wordt helaas niet geëist dat deze voorwaarde bij V_MCA in handboeken moet worden vermeld. Ook staat nergens dat er dus geen bochten mogen worden gemaakt als de vliegsnelheid dichtbij V_MCA is en de gashandels vol open staan, zoals meestal het geval is tijdens de start en een doorstart, maar soms ook nodig is tijdens de nadering. 
Door de na motorstoring verongelukte vliegers werden, uit onwetendheid, vaak toch gewoon bochten gedraaid bij te lage snelheid omdat de vliegsnelheid hoger was dan de in het vliegtuighandboek voorgeschreven V_MCA -- en men zich dus veilig waande -- of wist men niet hoe een 'vanzelf' ingezette bocht alsnog kon worden beëindigd, waarna het vliegtuig verongelukte.

Kortom, de motorstoringsprocedures in vliegtuighandboeken komen niet overeen met de tijdens het ontwerpen van de staart van het vliegtuig toegepaste beperkingen en met de tijdens vliegproeven met een stilstaande motor gehanteerde procedures, terwijl beide door dezelfde overheid zijn voorgeschreven en goedgekeurd. 

Met de open brief aan de Minister van Verkeer en Waterstaat is de verantwoordelijkheid voor het verbeteren van certificatievoorschriften, vliegtuighandboeken, noodprocedures en ongevallenonderzoek nu duidelijk door een testvliegexpert in handen van de Minister gelegd.