FPL 37 VIGGEN - HAVERI F21 37088

1998-08-19, Luleå (Norströmsgrund)

Uppdaterad: 2013-03-10

Haveriet

En rote AJS 37 ur F 21 med flygplanet U 44 som rotechef och U 51 som tvåa startade från Kallax för att genomföra avancerad flygning i rote över hav SO om Luleå. Efter ca 20 min flygning, befann sig roten under flack stigning på en höjd av 4.000 m med en fart av 700-800 km/t. Då rotechefen ökade gaspådraget från EBK Zon II till Zon III upplevde han ett kort, skärande ljud omedelbart följt av en smäll i sitt flygplan varefter motorvarvet snabbt sjönk till ca 20% och motorns dragkraft upphörde kl. 13.23.

Motor och vinge bärgas. Foto: Anders Hägg.
Rotetvåan har till SHK uppgett att när rotechefen gick från EBK zon II till Zon III så tände EBK:n upp varefter ett eldklot kom ur motorn som sedan slocknade. Rotechefen fick ett antal felvarningar på ITF-tablån, men upplevde inga vibrationer eller ljud. Eftersom motorn vindmillade med ca 20% varvtal genomförde han flera återstartningsförsök, även med manuell bränslereglering vald. Han hörde att startmotorn gick igång men motorn återtände inte.

Efter att ha rapporterat händelsen på radio glidflög rotechefen på NV kurs mot Luleå och när han befann sig på 900 m höjd med en fart av 380 km/t utlöste han räddningssystemet kl. 13.27. Han landade i fallskärm i havet ca 15 km SO Norströmsgrund. Han tog sig snabbt upp i livbåten och kunde sedan kommunicera med rotetvåan via nödsändarens radiodel. När han sedan stoppade nödsändaren i livbåtens nödsändarficka råkade han av våda stänga av sändaren. Efter rotetvåans larmning om olyckan sattes flera helikoptrar in och föraren bärgades av en Hkp 10 (Super Puma) efter ca 30 min. Han fördes till Luleå lasarett där man konstaterade att han ådragit sig en kotkompression i samband med uthoppet.

Efter att flygplanet bärgats från ca 35 m djup, konstaterades att motorns HT-turbinaxel var brusten. Axelbrottet hade orsakats av ett lagerhaveri som initierats av en utmattningsspricka i lagrets innerring. Sprickan hade uppstått genom fretting (materialöverföring) mellan lagerinnerringens bakre plan och tätringens motgående yta. I samverkan med cyklisk belastning (HCF) propagerade sprickan intill det att inneringen brast.

Grundorsaken till förloppet var att små fläckar av nickel hamnat på lagerringens bakre plan på grund av bristfällig maskering med vax under förnicklingsprocessen vid en tidigare reparation. Att detta kvalitetsfel inte upptäcktes berodde på bristfällig kontroll efter reparationen. Inverkande på lagrets haveriförlopp har även varit att motorn hade hög vibrationsnivå. Redan under utredningen beslutades om att upphöra med nickelreparationer av lager. Samtidigt rekommenderades att begränsa användningstiden för reparerade lager. En studie av lagerbehovet för RM 8 A:s återstående livslängd visade att detta är tillgodosett utan att behöva montera nickelreparerade lager.

Räddningsinsatsen

Rotetvåan larmade om haveriet till radarjaktledaren som i sin tur larmade flygräddningen / ARCC. Tvåan kvarlåg över olycksplatsen och blev efter en stund avlöst av en JA 37 ur F 21. Flera helikoptrar dirigerades mot olycksplatsen. En ambulanshelikopter (Hkp 11) från AF 1 i Boden anlände först till platsen dirigerad av kvarliggande flygplan. Hkp 11 saknar dock utrustning för att vinscha upp förare.

En Hkp 10 på F 21 (utanför beredskapsplanen) klargjordes för insats eftersom ARCC hade ombaserat ordinarie flygräddningshelikopter till Umeå. Helikoptern startade kl. 13.35 och kl. 13.50 lokaliserades föraren och vinschades upp och omhändertogs av medföljande läkare. Föraren fördes till Luleå sjukhus.

Bärgningsarbetet

Huven bärgas.
Bärgningsarbetet påbörjades direkt efter haveriet av flygvapnets dyk- och bärgningsgrupp. Inledningsvis användes bevakningsfartyget HURTIG från KA5. Med hjälp av den utrustning som fanns ombord (sonar, sjöuggla m.m.) gjordes en första kartläggning av haveriplatsen.

För bärgningsarbetet ställdes KA5:s tungdykfartyg NORDANÖ till förfogande. Det kunde tidigt konstateras att haverimaterielen låg inom en cirkel med 50-60 meters radie på 35 meters djup. Botten bestod av hård lera och sikten var ca 3-4 meter. Raketstolen och huven låg ca 3.300 m från det övriga flygplanet.

Vid dykning konstaterades att underdelen av den bakre flygplanskroppen var söndersliten medan resten av bakkroppen var relativt intakt. Motorn med reglersystem och apparater satt fast i sina fästpunkter i bakkroppen. Bakkroppen var avslagen strax framför motorns fläktsteg och låg på sidan med vänster vinge avsliten.

Den 4 september bärgades bakkroppen med motorn. Då vikt och volym var för stor för NORDANÖ hyrdes en pråm med mobilkran in från Piteå. Bärgningen gick utan problem och samma kväll lossades delarna i Luleå hamn. Motorn lades sedan i ett transportfodral och transporterades till Volvo Aero Corporation (VAC) i Trollhättan för undersökning.

Under följande tre veckor bärgades större delen av det havererade flygplanet, större delar kopplades av dykare och vinschades ombord, medan mindre detaljer samlades i en metallkorg som successivt tömdes på fartyget. Haveridelarna fraktades sedan efter avslutad bärgning per lastbil till F 14 för detaljgranskning och magasinering.


Flygplanet

Flygplan AJS 37 nr 37.088 (U 44) tillhörande F 21. Flygplanets totala drifttid vid haveriet var 2.651 tim. Senaste B-service utfördes 10 tim före haveriet. Inga noteringar finns i flygplan- eller motorjournaler om skador eller händelser som kan anses ha påverkat haveriet. Flygplanet levererades ursprungligen till F 6 år 1976. Efter strukturförstärkningar och modifiering återlevererades flygplanet till F 6 år 1981. Tillsyner av flygplanet har gjorts enligt gällande bestämmelser.

Motor RM 8A nr 9087. Den totala drifttiden vid haveriet var 2.364 timmar. Drifttid efter senaste stora översyn (SÖ) var 547 tim. Senaste SÖ genomfördes efter 1.814 tim. Senaste stora motortillsyn (SMT) genomfördes efter 2.188 tim. Den hade 153 tim kvar till nästa SÖ. Motorn levererades ursprungligen år 1974 då den monterades i fpl 37.024. Den har sedan varit monterad i flera flygplan och genomgått tre SÖ. Efter den senaste SÖ:n monterades motorn i fpl 37.030 och var därefter monterad i ytterligare fyra flygplan innan den i december 1996 slutligen monterades i fpl 37.088. Motorn har genomgått kontroller och översyner i enlighet med gällande bestämmelser.

Teknisk utredning

Allmänt

Av de faktauppgifter som förarna i roten lämnade drog SHK tidigt slutsatsen att haveriet orsakats av ett fel i motorn. Den bärgade motorn fördes därför skyndsamt till VAC i Trollhättan för ingående granskning. Utöver granskning av haverimateriel har den tekniska undersökningen även inkluderat de registreringar som fanns i rotetvåans datastav och videoregistreringssystem (VRS). Datastaven i U 44 kunde inte bärgas innan dess information raderats. Sådan radering sker automatiskt 18 tim efter tillslag. VRS-bandspelaren i U 44 hade krånglat flygpasset innan och föraren hade därför valt att inte ha den igång under flygningen. Data från flygningen har också inhämtats från MUST vad gäller radarplott och från ATS och STRIL på F 21 vad gäller inspelad radiotrafik.

Undersökning av motorn

En första visuell besiktning - visuell och med boroskop - skedde redan i Luleå (4-5/9). Därvid kunde konstateras att LT-turbinen var kraftigt nedsmält och att stora delar av densamma låg som stelnat metallsprut utmed turbinhusets väggar. Även HT-turbinens skovlar var totalt nedbrända. De enda turbindetaljer som föreföll vara hela var HT-turbinens ledskenor.

Mycket få rester återfanns i motorutloppet. Dock hittades några delar av blad och ledskenor, delvis belagda med stelnade metallrester. Kompressorsteg 2, 6, 7 och 13 såg efter inledande boroskopi intakta ut även om vissa rester från turbindelen återfanns även där. Motorn visade sig vara något skev och med sprickskador som sannolikt härrörde från nedslaget i vattnet. Ett antal detaljer var mer eller mindre korroderade efter vistelsen i vattnet, bl. a. växellåda, främre växel och bakre stativ.

Tekniker från Tekniska Enheten på F 21 demonterar motorn från flygplanet.
På magnetpluggen återfanns rikligt med upp till 6 mm långa spånpartiklar. Flera av dessa var kraftigt värmepåverkade/blåanlöpta. Tillvaratagen olja analyserades.
Oljan innehöll mycket vatten och magnesiumkorrosionsprodukter. Det bedömdes också att oljan hade utsatts för mycket hög temperatur. Sammantaget hade motorn endast smärre utvändiga nedslagsskador.

Utredningsarbetet på VAC i Trollhättan inriktades på turbinområdet och motorn demonterades bakifrån. Inledningsvis upptäcktes att turbindelen var utbränd och att den till större delen låg som stelnat metallsprut utmed turbinhuset och på flamhållare. Detta bedömdes bero på att förbränningen flyttat sig bakåt från brännkamrarna till turbindelen med HT-turbinledskenorna som flamhållare.

Den förflyttade förbränningen hade uppstått som följd av att HT-axeln brustit på grund av ett haveri i lager nr 5. Motorrotationen hade först bromsats genom belastningen från det havererade lagret. Reglersystemet kompenserade detta genom att öka bränsletillförseln till motorn. HT-turbinen har sedan vid axelbrottet under ett mycket kort ögonblick varvat upp, varefter bladen har börjat tangera turbinhusets väggar. Förarens övergång till manuell bränslereglering har sedan gett den kraftiga, bakåtflyttade förbränningen som skadat turbinen.

Det som rotetvåan uppfattade som en pumpning var troligen förbränningen av ebk-bränsle då förbränningen flyttades bakåt i motorn. Förhållandevis lite rester av skovlar och ledskenor fanns i "ursprungligt skick", en stor del hade smält och av centrifugal- och reaktionskrafter kastats utåt och bakåt i motorn. Även större delen av motoroljan hade tryckts ut bakom lagret och förbränts. Koksrester härrörande från förbränd olja syntes t.ex. på LT-axeln. Lager 5 demonterades och det kunde konstateras att lagret havererat på grund av ett brott i innerringen, initierat av en utmattningsspricka. Sprickan startade i en av urfasningarna för oljetransport och kylning i innerringens fästyta mot HT-axeln.

Vid brottet har lagerrullarna dels tumlat i lagerbanan, dels klämts in mellan lagrets innerring och HT-axeln, med nedsvarvning av axeln som följd och slutligen axelbrott. Delar av lagrets innerring har tidigt separerat från det fortfarande roterande, men trasiga, lagret och två av dessa bitar visar ett tydligt utmattningsbrott följt av sprödbrott då sprickan avancerat tillräckligt långt. Dessa bitar visar inga spår av det våld som resten av lagret utsatts för under haveriet. Ytterligare en utmattningsspricka, som dock ännu inte lett till brott, upptäcktes i innerringen. Denna bedöms dock ha uppkommit som en följd av förloppet då lagret havererade. Dess spricka har startat i rullbanan, alltså i ett område som varit utsatt för mycket våldsamma krafter under haveriförloppet.

Det havererade lagret, liksom övriga lager i förråd var begagnade. De har suttit i motorer som gått in för SÖ och sedan tagits undan för förnickling av klackarna i innerringen. Lagret sitter normalt klämt på axeln med ett grepp (i radialled), men under tidsintervallet fram till SÖ går greppet så småningom över i spel. Lagret hålls då på plats enbart av spännkraften i axialled från lagermuttern. Detta spel justeras ånyo till ett grepp genom påläggning av nickel genom elektrolytisk behandling.

Inget annat lager 5 har haft så litet monteringsgrepp som det havererade. Greppet har relativt tidigt övergått i spel och frettingförloppet har därför kunnat fortgå relativt lång tid under gynnsamma förhållanden.

Nickelreparationen är en mycket känslig process. Lagret plockas först isär och tvättas i en relativt aggressiv avfettningsvätska före sköljning, torkning och påläggning av vax på de ytor som inte skall förnicklas. Tiderna mellan de olika stegen i pläteringsprocessen rör sig om enstaka minuter för att korrosion inte skall initieras.

Vid visuell inspektion av 100 lager i VAC:s förråd upptäcktes även flera fall av korrosionsangrepp. Lagermaterialet är i icke inoljat skick mycket känsligt för korrosion. Speciellt gäller detta i de fall tvättvätska i samband med nickelreparationen inte helt sköljts bort. Kontakter har i utredningen tagits med Svenska kullagerfabriken (SKF) och med Pratt & Whitney (P&W) i U.S.A på vars licens motorn tillverkats av VAC.

SKF har stor erfarenhet av lagerhaverier och ansåg att det endast kan vara fråga om högfrekvent utmattning (HCF). De ansåg vidare att korrosionen var så ringa i omfattning att den var utesluten som primär orsak till sprickan och således inte haft någon påverkan på haveriförloppet. Samtliga hörda experter från VAC, SKF och P&W var således överens om orsaken till lagerhaveriet.

Vibrationsnivån för haverimotorn visade en kraftigt stigande trend i avlästa värden. Alla värden var dock godkända. Ytterligare undersökning gav statistik för hela RM 8-parken. Den aktuella motorn uppvisade en av de högsta uppmätta ökningarna av vibrationsnivåer. I samband med undersökningarna upptäcktes att en annan motor (nr 9128) hade för höga vibrationsnivåer och var felaktigt godkänd vid motorkörning. Denna motor togs därför ur tjänst.

Säkerhetsmaterielens funktion

Vid utskjutningen lutade sig föraren bakåt mot ryggstödet och drog i båda utskjutningshandtagen. Han upplevde en smäll och kraftiga påkänningar. Kort därefter kunde han konstatera bärande skärm. Han beslöt därför att inte utlösa det manuella fallskärmsutlösningshandtaget. Därefter genomförde han förarinstruktionens åtgärder före vattenlandning (kastad syrgasmask, öppnat bröstkoppel och utlöst flytväst).

När föraren landat i vattnet upptäckte han att ett par fallskärmslinor lagt sig över livbåten. Han skar av dessa med linkniven och äntrade livbåten. I livbåten kontaktade han med hjälp av nödsändaren sin rotetvåa och meddelade att han var oskadad. När han därefter placerade nödsändaren i dess ficka på livbåten råkade han av våda stänga av sändaren utan att upptäcka detta. Tack vare att rotetvåan och senare en JA 37 från F 21 och en Hkp 11 från AF 1 markerat platsen kunde räddningshelikoptern från F 21 dirigeras mot den nödställde föraren.

För att underlätta upptäckt sköt föraren flera nödsignalskott. Han bärgades ca 30 minuter efter haveriet. Föraren upplevde uppvinschningen som plågsam eftersom vinschselen anbringades på det skadade partiet av ryggen.

Genomförda undersökningar av räddningssystemet och dess funktion har visat att kastvikten till stolstabiliseringsskärmen har gått igenom två av våderna till stolstabiliseringsskärmen.




Dokument:

SHK rapport (38 kb - pdf)

Tillbaka

Källa: Statens Haverikommision (ej bilderna).