FPL 37 VIGGEN - HAVERI F16 37430

1988-07-05, Gotska Sandön

Uppdaterad: 2012-07-20

Haveriet

Under överljudsflygning med en JA 37 på nordlig kurs från Norra Gotland, genomförde föraren på 8.000 m höjd fartminskning från M 1.7 under högersväng, varvid motorn plötsligt stannade. Farten var då M 1.43 med ebk zon 3 max.

Under svängen fick flygplanet ett fullständigt dragkraftsbortfall. Föraren försökte återstarta motorn utan resultat. När flygplanet kommit ned på ca 1.200 m höjd sköt han ut sig. Föraren landade i vattnet ca 50 km No Gotska Sandön. Han tog sig upp i livbåten och kunde efter 50 min tas ombord på en räddningshelikopter från Visby. Föraren undkom oskadd.

Händelseförlopp

Vid krysset landade piloten i fallskärm.
Ett flygplan JA 37 ur F16/Se M startade kl 10.40 från F 16 Uppsala för att genomföra en överljudsflygövning (AJU JA 37 70:1) över Gotska sjön.

Föraren (27 år, TIS:Ä på JA 37, flygtid totalt 835 tim varav 3,5 på fpl 37) påbörjade överljudslöpan från norra Gotland på nordlig kurs med max tänd efterbrännkammare. Efter ca 3 min överljudslöpa på rakbana påbörjade han en högersväng under fartminskning från M 1.7 på 8.000 m höjd då motorn plötsligt stannade.

Farten var då M 1.43 med ebk zon 3 max. Utloppstemp visade maximal temperatur. Föraren bedömde att motorn fått högtemperaturstall och kuperade. Han gjorde två återstartningsförsök, det andra med hjälp av startmotorn, utan resultat. Motorn vindmillade med ca 20% varv med malande, rasslande ljud. Efter 2 min 47 s stannade motorn definitivt och flygplanet började skaka och kasta.

Efter ytterligare 7 s indikerades hydraultrycksbortfall och flygplanet gick inte att styra. Föraren sköt ut sig kl 11.11 på ca 1.200 m höjd vid fart ca 450 km/h och landade i vattnet ca 50 km NO Gotska Sandön. Han tog sig utan problem upp i den medförda livbåten och kunde efter 50 min tas ombord på en räddningshelikopter från Visby. Föraren undkom oskadd.

Kommentar

Efter omfattande lokaliserings- och bärgningsarbete kunde flygplanets bakkropp inklusive motor bärgas 1989-09-06 från 179 m djup. Vid det fortsatta arbetet på haveriplatsen bärgades bland annat Registrerings-, Underhålls- och Flygsäkerhets- (RUF) och Utbildnings- (UTB) bandspelare.

Haveriet har orsakats av motorstopp till följd av utmattningsbrott i en skovel till högtrycksturbinen. Skovelbrottet medförde stora skador i både högtrycks- och lågtrycksturbinerna. Obalansen i lågtrycksrotorn blev så stor att bakre turbinaxellagret slets bort och lågtrycksrotorns axel kröktes. Orsaken till skovelbrottet har sannolikt varit en ojämn areafördelning i inloppsledskenorna till högtrycksturbinen. Detta har lett till tryckstötar som gett upphov till utmattningsbrottet.


Del av Haveriutredningen...

1.11 Övningen

Den aktuella övningen (AJU 70:1) ingår i typinflygningsskedet (TIS:Ä) för äldre flygförare som genomgått flygslagsutbildning på annan flygplantyp. Syftet med övningen är att ge föraren en uppfattning om flygplanets överljudsprestanda och egenskaper i det transsoniska området samt vid höga machtal.

Vid F16/SeM pågick vid tillfället TIS:Ä med nio flygförare. Flygutbildningen hade inletts sista veckan i juni med två pass dubbelkommandoflygning med SK 37. Den aktuella överljudsflygningen var sedan det fjärde inflygningspasset med JA 37. Övningen hade föregåtts av fastställda teoretiska genomgångar och simulatorflygning.

Vädret medgav att övningen planerades utan avvikelser från rekommenderad övningsmall.

Övningen var planerad att starta med stigning till utgångsläge över hav eller vid kust så att överljudsbangar riktades mot fritt hav.

1.12 Händelseförloppet

Föraren av flygplan JA 37 (P 30) startade från F16/Uppsala kl 10.40 med EBK Zon 2. Vid fart omkring 500 km/t släcktes EBK och stigning mot 8.000 m fortsatte med motorpådrag MS (Max Släckt) söderut. På grund av annan trafik fick stigningen fortsättas till 10.550 m std. Efter passage av Stockholms TMA radarföljdes flygplanet av den militära stridsledningen till utgångsläge för överljudslöpa ca 40 km norr om Öland. Kl 11.00 påbörjade föraren överljudsflygning på nordostlig kurs och följde övningsprofilens anvisningar (hemlig). Kl 11.08 befann sig flygplanet på en höjd av 8.000 m, 65 km nordost om Gotska Sandön, med en fart av Mach 1,4 och EBK zon 3 max. I det läget påbörjade föraren en högersväng med 60-70 gr bankning och en belastning på 5 G. Då farten började retardera minskade han belastningen till 3 G.

Då upplevde föraren en momentan huvudvarningsindikering som han inte hann avläsa på lampfältstablån, följd av en kraftig smäll i flygplanet. Därefter girade flygplanet upp ur svängen samtidigt som det började skaka våldsamt. Retardationen blev så kraftig att föraren kastades framåt och hade svårigheter att avläsa instrument och varningsindikeringar.

Flygplanet fortsatte att vibrera och han upplevde ett brummande ljud som påminde honom om pumnping i motorn. Han drog därför av gasen och kunde efterhand avläsa att utloppstemperaturen stod på max värde.

Kl 11.10 anropade föraren sin radarjaktledare (rrjal). På grund av vibrationerna i flygplanet var förarens radiosändning svår att uppfatta men rrjal förstod att föraren hade något problem varför han rådde honom att svänga västerut mot svenkt territorium.

En annan JA 37 ur F16/SeM, som genomförde samma överljudsövning, befann sig 100 km bakom den nödställde och dirigerades av rrjal mot platsen för händelsen.

Föraren i P 30 uppger att han efter radioanropet kunde avläsa höjden till 6.000 m. Farten var då 900 km/t. Varvtalet som minskat hastigt inledningsvis visade nu stabilt omkring 20 %, men temperaturen visade fortfarande på max värde. Höjden minskade nu allt snabbare och han bedömde att höjdförlusten från 6.000 m till 2.500 m tog 35-40 sekunder.

Föraren gjorde ett försök att initiera återstartningssystemet utan märkbart resultat. Vid ett andra återstartningsförsök med den ordinarie startknappen blev resultatet endast att några lampor blinkade till kortvarigt. Han upplevde nu också rökutveckling från kabinens främre del. Hans minnesbild är att han på en höjd av 2.000 m hade en fart av 500 km/t. På 1.700 m höjd med farten 450 km/t började flygplanet att kasta våldsamt samtidigt som rodren låste sig och styrspaken blev helt styv. Genom rrjal hade han nu fått anvisningar om att meddela exakt när uthopp initierades och kl 11.12 meddelade han att han lämnade flygplanet. Rrjal plottade läget på sin radarbild och ledde den andra JA 37:an mot haveriplatsen.

Utskjutningen skedde med 5-10 gr dykvinkel och vid en fart av 400-450 km/t. Förloppet upplevdes av föraren som helt normalt och han kände att stolen separerade varefter han föll snett framåt. Då huvudskärmen utlöstes såg han ett kort moment flygplanet under sig. Under fallet kopplade han bort syrgasmasken, kopplet och öppnade bröstremlåset för att förbereda vattenlandning. På låg höjd utlöste han flytvästen och startade nödsändaren manuellt. Landningen i vattnet skedde utan problem och han tog sig upp i livbåten och kastade i drivankaret. Vattentemperaturen upplevdes vara omkring 20 gr C. När han tömt livbåten på vatten klargjorde han signalskotten och efter en stund hörde han flygplanljud. När han bedömde att han kunde bli sedd sköt han ett äignalskott varvid han omedelbart blev lokaliserad från luften.

1.13 Räddningsinsatsen

Förarens radioanrop kl 11.10 gjorde att rrjal tog kontakt med den biträdande jaktledaren (bijal) i stridsledningen som i sin tur orienterade CEFYL, flygledaren på Visbybasen, incidentberedskapsroten samt frädhelikopterbesättningen på Visbybasen om att ett flygplan med motorstörningar låg 65 km nordost om Gotska Sandön.

Kl 11.13 beordrade Bijal högsta beredskap för incidentroten och startorder för helikoptern samt dirigeräde två andra flygplan i området mot haveriplatsen. Ett kustbevakningsflyg (KBV 285) som hade uppdrag i närheten dirigerades också mot haveristen. Kl 11.24 beordrades start för incidentroten med avsikt att transitera radiotrafik från övriga flygplan på låg höjd över haveriplatsen. Kl 11.51 meddelade helikoptern Q 92 att man hade kontakt med förarens nödsändare och fyra minuter senare nådde man fram till den nödställde. Kl 12.00 var föraren ombordvinschad i helikoptern och flögs till Uppsala för läkarundersökning.

1.14 Bärgningsarbetet

Lokaliserings- och bärgningsarbetet försvårades avsevärt genom att vattendjupet på flygplanets haveriplats var 178 m. Vid den första lokaliseringen av platsen under haveridagen erhölls med hjälp av helikopter ett "pingersvar" från flygplanet och positionen säkrades. Några timmar efter haveriet bärgades också flytande vrakdelar från det havererade flygplanet.

Ett omfattande arbete startade därefter för att samla tillräckliga resurser för att möjliggöra bärgning. Tre dagar efter haveriet anlände en bogserbåt med pingermottagare och sjöuggla ombord till haveriområdet. Ett pingersvar erhölls från en position som stämde med den tidigare angivna. Efter en timme upphörde pingersignalen, vilket försvårade arbetet med att kunna exakt positionsbestämma vraket. Då flygplanet var utrustat med två pingsändare fortsatte sökandet efter den andra i flera dagar utan resultat. Den 17 juli sattes mintransportfartyget "Fällaren" in för att med hjälp av en akustisk sökutrustning (Sonar) svepa över området för att försöka få ekosvar från vrakdelar. Den 21 juli erhölls ett antal ekon. Kontroll på bottnen med sjöugglan visade att det var delar av flygplanet. Videobilderna från sjöugglans kamera visade att flygplanets framkropp var kraftigt sönderdelad och låg inom ett område ca 50x150 m. Bakkroppen från nosvingen och bakåt befanns vara sammanhängande och utan nämnvärda nedslagsskador.

Efter uppbojning av platsen startade arbetet med att samla ihop tillräckliga resurser för att kunna ankra säkert över platsen och kunna koppla och lyfta vraket. En arbetspråm iordningsställdes och ett ankringssystem som skulle medge fast läge över platsen transporterades ut. Utrustningen visade sig dock vara känslig för sjögången varför operationen fick avbrytas ett antal gånger av väderskäl. Den 30 augusti omorganiserades operationen såtillvida att pråmen avfördes och all väsentlig utrustning samlades till supplyfartyget "Gute Salvor".

Den 4 september återupptogs arbetet på haveriplatsen. Den 6 september hade lyftslingor anbragts omkring flygplanets bakkropp varefter den lyftes till ytläge och togs ombord på "Gute Salvor". Veckorna därefter bärgades mindre flygplandelar med hjälp av sjöugglans gripverktyg. Bärgningen avslutades den 26 september.

Flygplanets raketstol har inte bärgats. Inledningsvis erhölls signaler från stolens pingsändare men dessa upphörde av okänd anledning efter några dygn. Önskemål framfördes av materielverkets räddningssystemansvariga om att en ytterligare operation skulle genomföras för att bärga stolen. Dess funktion och skälet till att pingern tystnade var givetvis av stort intresse för utredningen. Av kostnadsskäl valde SHK att inte försöka bärga stolen.

1.15 Resultat av den tekniska undersökningen

1.15.1 Allmänt

Efter bärgningen av flygplanet gjordes genom SHK en teknisk undersökning av samtliga tillgängliga vrakdelar. Redan vid den inledande besiktningen av bakkroppsdelen innehållande motorn kunde SHK konstatera att skador förelåg på motorns högtrycksturbin. Skadan bestod i huvudsak av att ett högtrycksturbinblad brustit vid rotdelen och genom s k dominoeffekt hade övriga blad i rotationsriktningen gradvis minskande slagskador. Genom den obalans som uppstått under förloppet hade både hög- och lågtrycksturbinen havererat.

Flygplanets bandspelare för Registrering, Underhåll, Flygsäkerhet (RUF) återfanns bland vrakdelarna och genom den kunde motorns och haveriets övriga förloppsparametrar studeras.

På SHK:s uppdrag har Fst/UND tagit fram ett radarplott som grundas på PPI-film från flera radarstationer. På flera av filmerna kan ett radareko ses stillaliggande efter flygplansekots passage. Ekot var med avtagande styrka synligt under fyra till sex minuter. Läget för ekot överensstämde med den position där motorhaveriet inträffade. Föremålen i ekot hade relativt hög sjunkhastighet.

Med anledning av skadan i motorns HT-turbin inriktades undersökningen på att finna orsaken till skovelbrottet. Vid metallurgisk undersökning av den kvarvarande bladroten visade brottytan tecken på "High Cykle Fatigue" (HCF), dvs utmattning i metallen p g a högfrekventa svängningar i bladet.

Mikroskopisk undersökning av bladroten visade små slagginneslutningar i brottytan vilka misstänktes ha kunnat utgöra startpunkt för en utmattningsspricka. Inneslutningarna var dock så små att de vid tillverkningen inte kunnat ses med röntgen. De inledande rapporterna efter haveriet innehöll därför uppgifter om att brottet var av karaktären engångshändelse orsakad av tillverkningsfel. I ett senare skede av undersökningen har dock så små slagginneslutningar bedömts som normala i skovelmaterialet.

Undersökningen inriktades därefter på att finna orsaken till att ett turbinblad med så kort drifttid som 283 timmar kunnat brista p g a utmattning, under det att många i tjänst varande turbiner har mer än dubbelt så lång drifttid. En hypotes var härvid att den onormala svängningen i turbinbladet orsakats av dålig dämpning. Turbinen är försedd med dämpare som har formen av små hundben som ligger lösa mellan bladens rotdelar. Dämpning åstadkoms genom att centrufigalkraften vid rotationen bringar hundbenen till anliggning mellan bladrötterna, vilket minskar svängningsbenägenheten i bladen.

SHK inledde en breddad undersökning genom att dokumentgranska andra motorer och konsultera Pratt & Whitney, tillverkare av motor JT8 D. Den motorn har varit förebild vid Volvo Flygmotors tillverkning av RM 8B.

1989-04-27 avgav SHK en teknisk delrapport (SHK aktbilaga 38) till CFV och FMV. I en förkortad delrapport till flygvapnets JA 37-flottiljer sammanfattades delrapporten med en beskrivning av utredningens problem och ett meddelande att det fortsatta undersökningsprogrammet inte beräknades vara genomfört förrän sommaren 1990. Ett antal motorer togs också ur tjänst för att referensmässigt studeras med avseende på sprickbildning i turbindelen.

Bland de aktuella teorierna fanns från VFA en rekommendation att motorer i tjänst skulle kontrolleras vad avsåg inloppsledskenornas A5-area. Teorin byggde på att en ogynnsamt harmonisk areafördelning varvet runt skulle utsätta HT-turbinbladen för okontrollerad svängning. Kriterier för urval av areakritiska motorer utarbetades och tio motorer togs in för kontroll.

1990-02-08 inträffade ett haveri vid F4/SeNN med en JA 37 där motsvarande turbinskador kunde konstateras. Haveriet visade att felyttringen inte var av engångskaraktär och att vidtagna åtgärder med att sortera ut misstänkta motorer inte varit tillfyllest. Följden blev att ett stort antal motorer med ogynnsam A5-area togs ur tjänst.

1.15.2 Granskning av registrerbandspelare (RUF)

RUF-bandspelaren återfanns i så oskadat skick att alla data om flygningen kunnat utläsas. Vid motorstoppet uppstod dock ett växelströmavbrott varför ljudregistreringar saknas under 13 sekunder. Användbara dataregistreringar återkom efter 37 sek och kontinuerlig registrering skedde först efter 55 sek.

Registreringen visar att föraren inledde en sväng på 8.000 m höjd med överljudsfart och EBK zon 3 max. Belastningen var inledningsvis 4.7 G och bankningsvinkeln var 80 gr. I detta läge tändes "BRÄ MÄNGD"-varning och huvudvarning, vilket föraren kvitterade. Tre sekunder därefter inträffade motorstörningen. Motorn varvade ned snabbt och efter ytterligare tre sekunder var varvtalet under 22 %, vilket är det lägsta värde som kan registreras i RUF. Föraren rollade upp flygplanet och sänkte nosen till ca 20 gr dykvinkel under svag högersväng. Efter 35 sek var farten M 0,95 och höjden 4.500 m och en minut senare 570 km/t resp 2.800 m. Strax därefter gjordes första återstartningsförsöket, vilket inte medförde någon reaktion i motorn.

Efter 2 min 22 sek erhölls "HYDRAUL 2"-varning, sannolikt p g a att motorn stannade helt. Farten var då 450 km/t, höjden 2.000 m och kursen 275 gr.

Efter 2 minuter 49 sekunder erhölls även "HYDRAUL 1"-varning, vilket resulterade i att flygplanet blev ostyrbart. Tio sekunder därefter initierade föraren räddningssystemet. Uthoppet skedde enligt RUF på 1.250 m höjd med en fart av 450 km/t, 10 gr dykvinkel och under svag högersväng.

Efter uthoppet fortsatte flygplanet uppåt i en sveg högergunga med en lägsta fart av 230 km/t och accelererade till som mest 390 km/t. Sista registreringen i RUF skedde 75 sekunder efter uthoppet, på 150 m höjd.
Klicka på bilden för detaljer.
Avbrottet i registreringen har inte kunnat förklaras. Med hjälp av sista registrering kan nedslaget beräknas ha skett med en fart av ca 300 km/t och 5-20 gr dykvinkel.

Av de registreringar i RUF som granskats finns ingen som indikerar något fel i motor eller till motorfunktionen anknutna system.

En rekonstruktion av flygplanets flygbana har gjorts med hjälp av radarplott och data från RUF. Resultatet framgår av bilden till höger.

1.15.3 Undersökning av motorn

Efter bärgning och noggrann undersökning av motorns turbindel stod det klart att ett turbinblad i HT-turbinen brustit på grund av utmattning i metallmaterialet, s k HCF-brott. Motorns turbin hade efter bladbrottet fått sådana skador att det inte gick att av materialresterna entydigt klarlägga primärorsaken till utmattningsbrottet.

En tidig faktasammanställning i undersökningen i syfte att förebygga ett upprepande av händelsen visade:

  • Ett liknande skovelbrott hade inträffat under provbockskörning av en provmotor vid Volvo Flygmotor (provmotor 4).
  • Materialet i den brustna skoveln visade inga onormala defekter i brottytans material.
  • Skovelns gångtid var endast 283 timmar.

Ovanstående gav anledning att antaga att skovelbrottet inte var drifttidsbundet eller orsakat av materialfel utan relaterat till turbinens konstruktion, detaljtoleranser eller metodik vid montering efter översyn av motorn.

Arbetet inriktades därför på att samla in uppgifter om översynsmotorer, vibrations- och spänningsmätningar i provmotoret, från Pratt & Whitneys vad avser beräkningsgrunder för konstruktion samt från tillgängliga RUF-registreringar vid flygning. Ett antal motorer med samma gångtids- och felutfallsstatistik togs därför in för grundlig undersökning. Även motorer med HT-skovlar från samma tillverkningssats som den brustna kontrollerades noggrant.

Ett särskilt intresse riktades efterhand mot inloppsledskenornas areafördelning. Ledskenekransen består av 36 ledskenor. Mellan dessa bildas en glugg som styr upp det heta gasflödet till rätt riktning före HT-turbinskovlarna. Gluggarnas area mellan skenorna varierar beroende på skenans form. Ledskenorna är areaklassade med avseende på vridformen. Vid ihopsättning av en ledskenekrans accepterades totalt 6 klassers variation i en motor. Mellan närliggände skenor accepterades max 3 klassers skillnad. En variation är nödvändig för intrimning av motorns dragkraft. Under drift ökar arean på grund av att ledskenan deformeras. Vid byte av ledskenor väljs sådana med samma areaklass som den utbytta.

Motorns konstruktion är anpassad till att vissa naturliga areavariationer finns inbyggda. Exempelvis har motorn nio stycken flamrör vilka nio gånger per varv alstrar en variation i gasströmmens tryckbelastning på turbinbladen. Risken för skovelbrott genom resonans med skovelns första böjsvängsmod inom motorns normala varvtalsområde har här beaktats. Om och andra sidan arean i en ledskenekrans varierar harmoniskt varvet runt innebär detta att turbinbladen vid turbinens rotation utsätts för ett motsvarande varierat gastryck. Denna variation orsakar en svängning i bladet som vid en för bladet kritisk frekvens medför så kraftig belastningsvariation att bladet kan brista.

När den aktuella motorn levererades från stor motoröversyn (SÖ) var dess areavariation mellan ledskenorna sådan att det fanns sex areatoppar på varvet. Total areaspridning samt spridning mellan intilliggande skovlar låg dock inom då gällande monteringskrav.

Den i efterhand genomförda teoretiska beräkningen av haverimotorns areavariation visar att en "sexgångers" excitering orsakar en kraftig svängning vid varvtal nära motorns max varvtal där den statiska belastningen på skovlarna redan är hög. Om dämpningen dessutom varit ofullständig p g a att "hundbenen" haft en ofullständig anliggning mot bladroten kan excitering till utmattningsbrott förklaras ha inträffat redan efter 283 timmars drifttid.

I undersökningen ingick även en studie av andra tänkbara exciteringskällor såväl mekaniska som dynamiska. Frågan därvid var att utifrån matematiska beräkningar kunna verifiera dessa i en provmotor. De metoder som använts innebär att mätutrustning appliceras på en provmotor som sedan körs i provbock. Mätdonen utgör därvid en källa till felfunktion och provtiderna blir korta innan miljön i motorn förstör provdonen.

För att med säkerhet kunna bedöma inverkan av inloppsledskenearean och dålig dämpfunktion (hundben) gjordes försommaren 1989 motorprov med olika A5-areafördelnings inverkan på spänningen i skovelrötterna. Tre HT-skovlar utrustades med töjningsgivare. Skovlarna utvaldes på följande sätt:

  • En hade god dämparkontakt på båda sidorna.
  • En hade god dämparkontakt på konvexa sidan, ingen på den konkava.
  • En hade ingen dämparkontakt på någon sida.

Motorn kördes sedan med tre olika ledskenesatser:

  • En med haverimotorns A5-areafördelning.
  • En med ledskenesatsen från motor 9477 som vid demontering uppvisat nötmärken från dämparna liknande de märken som fanns i haverimotorn och vars turbinskovlar senare visade sig ha utmattningssprickor.
  • En med jämn A5-areafördelning.

Motorkörningarna verifierade att skovelsvängningar uppstod p g a olämplig areafördelning och att en jämn areafördelning gav gynnsamma mätvärden. En perfekt dämparanliggning minskade svängningarna men inte så mycket att brott p g a olämplig variation i A5-arean kunde uteslutas.

Bild 2 (saknas) visar tre diagram med olika svängningsbelastning beroende på variation av areafördelning och dämparfunktion. Av diagram 1 och 2 i bild 2 framgår kraftig skovelsvängning i varvtalsområdet 11.000-12.OOO varv/minut. I tredje diagrammet framgår att med gynnsam areafördelning minskar svängningspåkänningen avsevärt trots dålig dämparfunktion.

Bild 3 (saknas) visar ett resonansdiagram för HT-turbinskovlar. Egensvägningningsfrekvenserna är inlagda med horisontella linjer. De sneda linjerna visar sambandet mellan frekvens och varvtal för olika exciteringskällor. Nederst visas att både provmotor 4 och haverimotorn haft kraftiga harmoniska variationer i A5-arean sex gånger per varv.

2 ANALYS

2.1 Föraren

Förarens fysiska och psykiska kondition var god. Hans ringa rutin på flygplanstypen har endast påverkat hans möjligheter att analysera motorstoppsförloppet och att bedöma möjligheten till återstartning. Trots den omskakande miljön i flygplanet har föraren fattat riktiga beslut. Hans åtgärder i samband med uthoppet har varit korrekt utförda.

Det får anses uteslutet att föraren genom någon åtgärd skulle ha inverkat på motorstoppet eller kunnat begränsa följderna därav.

2.2 Flygplanet

Flygplanet var avlämnat för flygning utan några anmärkningar. Service och tillsyner hade genomförts enligt gällande bestämmelser.

Den tekniska undersökningen av flygplanrester visar entydigt på att ett HT-turbinskovelbrott i motorn orsakat demolering av HT-turbinen och den nedströms belägna LT-turbinen. Genom de skador som därvid uppkom har motorns drivförmåga upphört. Sekundärt har obalansen i lågtrycksrotorn blivit så kraftig att bakre turbinaxellagret slitits bort med totalstopp som följd.

Den aktuella turbinskoveln har brustit strax ovanför infästningen till följd av HCF-utmattning som orsakats av kraftiga svängningar i skoveln. Undersökningen har visat att den primära orsaken till svängningen var att skoveln under normalt förekommande driftvarvtal exciterats sex gånger per varv till följd av olämplig fördelning av ledskeneareån (A5) framför HT-turbinhjulet. Den olämpliga areafördelningen har uppstått genom att monteringsanvisningarna medgav montering i klasser med varierande area. Genom en harmonisk variation av klasserna har bladen vid rotationen i haverimotorn utsatts för sex gångers excitering per varv, vilket vid högt varvtal motsvarar skovelns egensvängningsfrekvens för första böjsvängsmoden (ca 1060 Hz). Effekten av en harmoniskt varierande ledskenearea (A5) har inte varit känd av tillverkaren.

Kommissionen har försökt uppskatta inverkan av dålig dämpning som bidragande orsak till utmattningsbrottet. De nötmärken som i studien iakttagits på andra skovelrötter som även uppvisat utmattningssprickor tyder på att dålig dämparanliggning medverkar till att påskynda utmattningsbrott.

2.3 Övningen

Övningen och dess genomförande med max motorpådrag under lång tid bedöms inte direkt ha inverkat på eller ha påskyndat motorhaveriet. Inte heller motorbehandlingen vad avser av/pådrag eller användandet av EBK har inverkat på den aktuella felyttringen. Inverkande faktor har endast varit den ackumulerade tid sedan montering under vilken motorn arbetat på de kritiska varvtalet kring 11.500 varv/minut.

2.4 Säkerhetsmaterielens funktion

Räddningssystemet har fungerat utan anmärkningar. Utskjutningen skedde under gynnsamma förhållanden och några tecken på felfunktioner har inte hittats. Därför har ingen ytterligare insats gjorts för att bärga raketstolen.

Pingsändaren i raketstolen startade och gick i 72 timmar. Den borde normalt ha fungerat i ca 30 dygn. Orsaken till avbrottet har inte kunnat fastställas.

Nödsändaren startade automatiskt vid uthoppet. Den har dock genomgått en noggrann undersökning vid FMV:Prov med anledning av att nödsändarna vid flera tidigare haverier inte fungerat tillfredsställande. Dess funktion vid detta haveri har varit utan anmärkning.

Pingsändaren i flygplanets fena startade inte. Efter bärgningen konstaterades ett strömläckage i vila. Denna strömförbrukning kontrolleras rutinmässigt vid batteribyten. Det aktuella batteriet monterades 1987-10-22. Pingsändaren är mycket robust och skall tåla stora påkänningar av krafter och vattendjup större än Östersjöns. Det har inte gått att klarlägga om felet uppstått vid flygplanets nedslag.

2.5 Bärgningsinsatsen

Lokalisering av förare och flygplanvrak underlättades av att ett relativi noggrant läge plottats på radar av stridsledningen. Flera flygplan med möjlighet till noggrann lägesbestämning fanns också att tillgå i området.

Lokalisering i samband med bärgning försvårades av det stora vattendjupet på haveriplatsen. De resurser som krävdes för operationen fanns inte tillgängliga inom försvaret. Bärgningsoperationen stötte därför på problem både vad gäller resurser och väderbetingelser. Huvudproblemet under dykerifasens eftersök på bottnen var att kunna ankra upp sökplattformen tillräckligt stadigt och efter avbrott p g a väder kunna återuppta arbetet utan att behöva upprepa ankringsproceduren. Den pråm som inledningsvis användes som plattform visade sig vara så känslig för hög sjögång att den fick ersättas med det inhyrda supplyfartyget "Gute Salvor". Organisatoriskt uppstod också problem med att effektivt leda ett antal entreprenörers samverkan att nå det uppställda målet.

Det som förekom vid bärgningen visar att en organisation bör etableras inom flygvapnet som förbereder materiel och utbildar personal för bärgning av flygplan i vatten.

Erfarenheterna från denna bärgning finns dokumenterade i den tekniska rapporten. Dessa föreslås ligga till grund för omarbetning av "Handbok för lokalisering av i vattnet havererade fpl".-

3 Utlåtande

Haveriet har förorsakats av ett motorstopp till följd av utmattningsbrott på en högtrycksturbinskovel. Utmattningsbrottet har uppstått genom att turbinens ledskenekrans har haft en harmoniskt varierande area vilket medfört att skoveln bringats till egensvängning vid högt motorvarvtal. Genom areans utformning har skoveln exciterats sex gånger per motorvarv vilket gett resonans med skovelns första böjsvängningsmod (1060 Hz).

Inverkan av dålig dämpning hos den aktuella skoveln kan inte uteslutas ha bidragit till att utmattningsbrottet inträffade.

Monteringsanvisningen medgav placering av inloppsledskenorna i de aktuella positionerna.

4 VIDTAGNA ÅTGÄRDER

Genom nära samarbete med FMV:s sakbyråer och industrin har SHK kontinuerligt följt arbetet med att eliminera de aktuella motorproblemen.

Anvisningarna för montering av ledskenorna ti1l högtrycksturbinen har ändrats för att undvika att resonanssvängning av ifrågavarande typ återkommer. Ledskenearean mäts upp efter montering och fourieranalys av resultatet utförs som kontroll.

Högtrycksturbinskovlarnas rotplattformsläge kontrolleras numera och toleranserna har skärpts. Sprickletning i skovelrötterna kompletterad med virvelströmskontroll har införts.

Haveririsken bedöms därmed av SHK vara eliminerad såvitt gä1ler kontrollerade motorer. Verifierande utredningar måste dock fu11fö1jas för att utröna om ytterligare åtgärder är nödvändiga under motortypens livstid.

Uppgifter om A5-areafördelning hos motorer i tjänst har använts för att sortera bort sådana med en misstänkt olämplig areafördelning. Ett stort antal motorer har tagits in till verkstad för kontroll.

Flygtekniska Försöksanstalten (FFA) har i en rapport 1990-09-03 lämnat synpunkter på analysmetoders noggranhet och möjligheten att dämparna och närliggande turbinskovlar skapar en spridning i mätresultaten vid utvärdering av motorprov. Dessa synpunkter bör beaktas under det fortsatta arbetet.

I en skrivelse till FMV 1988-08-16 föreslog SHK en komplettering av förarinstruktionen (SFI) vad gäller risken för ett hydraultrycksbortfall vid totalt motorstopp. Vid sådant motorstopp stannar även reservhydraulpumpen. Hydraultryck för manövrering finns då endast så länge tryckackumulatorerna räcker. FMV har i SFl-ändring 1990-05-15 infört en not i nödinstruktionen om problemet.

5 REKOMMENDATIOHER

5.1: CFV bör omarbeta "Handbok för lokalisering av i vattnet havererade fpl" med beaktande av de erfarenheter som dokumenterats i bärgningsrapporten från haveriet.

5.2: CFV bör utbilda personal och förbereda åtkomst av bärgningsresurser så att en bärgningsoperation av denna typ kan bedrivas effektivt.


Tillbaka

Källa: Statens Haverikommission och OFYL (Orientering för flygsäkerhetstjänsten).
"Haveri" och "Händelseförlopp" ej ordagrant. Ihoppsatta från källorna ovan.