Los riesgos de la combinación de un aterrizaje suave a gran velocidad

INTRODUCCIÓN

10 dic 2016 – 737-400, JY-JAQ (27826/2694), FF 27/01/1995, operado por Safi Airways sufrió un colapso del tren de aterrizaje principal derecho en Kabul en la pista 11 a las 12:24L (08:24Z). La combinación de un aterrizaje suave, a gran velocidad y una elevada elevación del aeropuerto provocó que el eslabón de torsión del amortiguador de sacudidas quedara en posición vertical extendida y fallara.

El tren de aterrizaje principal trasero derecho colapsó, causando que la aeronave derrapara y se apoyara sobre el motor #2. Los 155 pasajeros fueron evacuados por los toboganes sin que se produjeran heridos.

OAKB 100750Z 15009KT 6000 BKN040 09/03 Q1015 NOSIG RMK WHT WHT

Las operaciones de Safi Airways se suspendieron durante un breve periodo en septiembre de 2016 debido a deudas e impuestos por valor de 1.152.774.691 AFN. Según un comunicado de la Autoridad de Aviación Civil de Afganistán, la decisión de suspender las operaciones de la aerolínea fue tomada por el Ministerio de Finanzas de Afganistán.

Safi Airways figura en la lista negra de compañías aéreas de la Comisión Europea, como parte de una prohibición general de todas las compañías afganas. Sin embargo, este avión fue subarrendado a Jordan Aviation y tenía matrícula jordana.

21 dic 2018 – El CARC jordano publicó su informe final sobre el colapso del engranaje principal derecho del 737-400 de Safi Airways, JY-JAQ, en Kabul el 10 de diciembre de 2016. Extractos significativos a continuación:

Para un análisis completo de los fallos del 737 Classic MLG1 en el aterrizaje, siga este enlace.

HISTORIA DEL VUELO

El 10 de diciembre de 2016, la Aeronave JAV Boeing 737-400, matrícula JY-JAQ, que operaba un vuelo regular de pasajeros arrendado SFW 502, en nombre de SAFI Airways en virtud de un contrato de arrendamiento con tripulación con el indicativo de llamada posterior, partió de un vuelo nacional del Aeropuerto de Herat (OAHR), a las 07:00 Z desde RWY 36 hacia el Aeropuerto Internacional de Kabul (OAKB) Afganistán.

Aproximadamente a las 07:57:45 Z, la Aeronave aterrizó RWY 29 en Kabul. La aeronave partió de Herat con 164 pasajeros, 07 tripulantes operativos y 02 ingenieros, el total a bordo era de 173 personas. Mientras el vuelo se aproximaba a OAKB, la tripulación recibió el servicio automático de información terminal (ATIS) de la estación de OAKB a las 07:45 Z indicando tiempo normal con visibilidad de 6 Km, temperatura de 07 grados Celsius y viento de 150/07.

La Aeronave se configuró para el aterrizaje con los flaps ajustados a 30, y velocidad de aproximación seleccionada de 152 nudos (VREF + 10) de velocidad aérea indicada (IAS). La aeronave recibió autorización para aproximarse al ILS 29. La Aeronave fue vectorizada por el radar para RWY 29.

El control de tráfico aéreo autorizó al vuelo a aterrizar, con un viento de 190 grados a 15 nudos. La tripulación declaró que unos segundos después del aterrizaje, sintieron que la aeronave vibraba, durante lo cual aplicaron los frenos y desplegaron el empuje inverso. Tras la vibración, la aeronave rodó ligeramente hacia la derecha.

Posteriormente se detuvo completamente a la izquierda de la línea central de la pista, descansando sobre su tren de aterrizaje principal izquierdo y el motor derecho, con el tren de aterrizaje de morro en el aire. El suceso ocurrió aproximadamente a 3.806 pies / 1.160 m pasado el umbral.

El piloto declaró emergencia al ATC y la tripulación de cabina inició un comando de evacuación desde el lado izquierdo de la aeronave. La evacuación se llevó a cabo con éxito y no hubo heridos. El RFF del aeropuerto de Kabul llegó a la aeronave y observó que salía humo por el lado derecho e inmediatamente puso en marcha sus procedimientos rociando espuma en el motor nº 2.

La aeronave sufrió daños sustanciales debido a los daños causados por el humo. La aeronave sufrió daños considerables debido a la separación del tren principal derecho, lo que provocó que la aeronave patinara sobre las cubiertas del motor derecho.

Ninguno de los ocupantes resultó herido durante el incidente o la secuencia de evacuación. La tripulación del vuelo del incidente fue convocada por la Autoridad de Aviación Civil Afgana (ACAA) para un interrogatorio y un examen médico (alcohol y drogas, análisis de sangre).

DAÑOS A LA AERONAVE

La aeronave sufrió daños considerables como se puede ver en las imágenes, los daños reales y el estado de la aeronave se determinarán en el informe de daños, además de las imágenes que se muestran a continuación, la siguiente estimación de los daños se puede resumir con lo siguiente: el tren de aterrizaje principal derecho se desprendió de su lugar; el alerón interior derecho se desprendió debido al impacto de las partes separadas del tren de aterrizaje.

En ausencia del tren de aterrizaje principal derecho, la aeronave patinó sobre su motor n.° 2, por lo que se produjo un daño adicional en la parte inferior de la góndola del motor derecho al deslizarse por la superficie durante el balanceo de aterrizaje.

OTROS DAÑOS

La separación del tren de aterrizaje principal derecho causó daños a la superficie de la pista y podría causar daños a las luces de la pista.

PILOTO AL MANDO

El capitán del vuelo del suceso se incorporó a JAV el 1 de octubre de 2005, comenzó su habilitación de tipo en B737 el 31 de octubre de 2005 y obtuvo la habilitación FO el 15 de agosto de 2007 con 250 horas. Su curso de actualización de Comando fue el 14.03.2015 termina el 28.03.2015 con un total de 3592 horas en el B737. Comenzó el entrenamiento de línea como PIC el 03.05.2015 y fue habilitado el 21.05.2015 con 48.35 hrs. / 26 sectores.

INFORMACIÓN SOBRE RESTOS E IMPACTOS

El punto de toma de contacto de la Aeronave con la pista estaba aproximadamente a 1.067 metros del umbral de la pista 29, aproximadamente 240 metros antes de la TWY M, la distancia restante aproximada de la RWY se midió en 2.351 metros desde el punto de toma de contacto hasta el punto en el umbral de la RWY 11.

La aeronave se detuvo a 326 metros del umbral de la pista 11. En el momento del aterrizaje, el tren de aterrizaje principal derecho sufrió un daño que provocó el desprendimiento del conjunto. La aeronave se deslizó sobre el motor derecho hasta detenerse por completo.

Al desprenderse el tren de aterrizaje principal derecho de su posición, los neumáticos y los componentes desprendidos provocaron daños en el fuselaje y en los flaps interiores derechos, que se desprendieron también como consecuencia del impacto con partes del conjunto del tren de aterrizaje.

El motor derecho sufrió daños importantes al impactar con el suelo. La aeronave fue retirada de la pista a una de las plataformas adyacentes. Los neumáticos sufrieron daños en varios puntos, los neumáticos presentaban daños en las paredes laterales.

Las marcas de sacudidas de los neumáticos interiores del tren de aterrizaje principal derecho de la aeronave se produjeron a una distancia de aproximadamente 400 – 500 m, en este momento el tren de aterrizaje principal derecho se había desprendido y fue arrastrado, provocando la caída del ala derecha.

Había indicios de daños en la superficie de la pista a intervalos casi similares de aparición junto con las marcas de contacto de los neumáticos duros, y esto también puede indicar que ambos neumáticos se dañaron después de que fallara el amortiguador de sacudidas y se produjeran las oscilaciones.

La autoridad afgana no realizó ningún diagrama cartográfico del lugar del accidente para mostrar la distribución de los restos, y todas las partes dañadas de la aeronave fueron recogidas y almacenadas en el hangar de defensa civil.

ANÁLISIS

APROXIMACIÓN Y ANÁLISIS DE LA TRAYECTORIA EN TIERRA:

Los datos del FDR muestran que el avión descendía desde una altitud de radio (RA) de 1000 pies configurado para un aterrizaje con flaps 30, con los speedbrakes armados, el piloto automático desconectado en el tiempo 3810 segundos y el acelerador automático conectado hasta el aterrizaje (Figura 1). El avión estaba en aproximación a la pista 29 en KBL (verificado por el rumbo magnético registrado) y aterrizó con un peso bruto de 123.100 libras (LB) [el peso máximo de aterrizaje de diseño es 123.899 LB].

Basándose en el peso de aterrizaje y la posición de los flaps, la velocidad de referencia de aterrizaje (VREF) debería haber sido de aproximadamente 142 nudos. No se registró la velocidad de aproximación; sin embargo, la velocidad aerodinámica calculada se mantuvo en aproximadamente 162 nudos durante la aproximación final con el acelerador automático activado, lo que indica que la velocidad de aproximación era probablemente VREF+20.

Desde 900 pies RA hasta 75 pies RA, la velocidad de descenso (velocidad vertical calculada negativa) se mantuvo por encima de 1000 pies/minuto (fpm) con una velocidad media de descenso de 1250 fpm y una velocidad máxima de descenso de 1400 fpm en el tiempo 3828 segundos.

La desviación de la senda de planeo indicaba que el avión estaba por debajo del haz durante la aproximación y la desviación del localizador indicaba que el avión estaba sobre la línea central de la pista o ligeramente a la derecha de la misma (Figuras 1 y 2). Los datos de viento calculados eran comparables a los vientos del sistema de barco registrados en el avión en magnitud, con más variación en la dirección (Figura 2).

Sin embargo, ambas fuentes de datos de viento indican que el avión se encontraba en un viento de cola a izquierdas. Comenzando alrededor del tiempo 3740 segundos a aproximadamente 2000 pies RA, justo cuando el avión descendía para capturar la senda de planeo (no se muestra), las condiciones atmosféricas se volvieron turbulentas con mayores perturbaciones en la velocidad aerodinámica calculada, ángulo de ataque de la aleta, factor de carga normal y aceleración lateral, junto con mayores entradas de la rueda de control y la columna para mantener las actitudes deseadas.

Durante la aproximación, el avión experimentó un viento de cola medio de 7 nudos con una componente de viento cruzado a la izquierda de aproximadamente 15 nudos. A unos 35 pies de altitud radial, se ordenó una entrada de columna de morro del avión hacia arriba alrededor de los 3851 segundos iniciando el flare2 de aterrizaje, y la tasa de caída comenzó a disminuir (Figura 3).

La aeronave se desplazó hacia la izquierda (ángulo de deriva negativo), lo que es consistente con un viento cruzado a la izquierda, que fue casi eliminado en el aterrizaje con la entrada del pedal del timón a la derecha (Figura 4). Basándose en un cambio en el carácter de la aceleración longitudinal, el tren principal entró en contacto con la pista en el tiempo 3862 segundos a una velocidad aerodinámica calculada de aproximadamente 158 nudos (VREF+16) y una velocidad en tierra de 178 nudos (Figura 3).

El parámetro discreto aire/tierra del tren principal cambió de estado de AIRE a SUELO justo después de los 3863 segundos. La velocidad de descenso en el centro de gravedad (CG) cuando el tren principal pasó al estado SUELO fue de 3,0 pies/segundo (fps).

El aterrizaje se produjo con una actitud de cabeceo de aproximadamente 0,4 grados de morro hacia arriba y un ángulo de inclinación de aproximadamente 1 grado a la derecha (Figuras 3 y 4).

También se calculó la tasa de cierre (velocidad vertical negativa calculada) del tren principal derecho, que tiene en cuenta la pendiente de la pista y las tasas de ángulo de Euler; sin embargo, se desconocía la pendiente de la pista y, por lo tanto, no se incluyó en el cálculo de la tasa de cierre.

En la toma de contacto, las tasas de ángulo de Euler eran insignificantes (no mostradas), lo que dio como resultado una tasa de cierre del tren principal derecho muy similar a la tasa de descenso en el CG de 3,0 fps (Figura 3).

Tras el contacto inicial del engranaje principal con el suelo, los frenos de velocidad se desplegaron aproximadamente a los 3862 segundos y, aproximadamente 1 segundo después, las palancas del acelerador empezaron a pasar a la posición de ralentí inverso (Figura 3). A los 3865 segundos se observaron grandes picos en los tres parámetros de aceleración (Figuras 3 y 4).

Estos grandes picos correspondieron con el inicio de un cambio de ángulo de inclinación de 1 grado a 6 grados a la derecha, la transición discreta momentánea del tren principal a AIRE durante 1 segundo, y la transición discreta del tren de morro a TIERRA durante 1 punto de datos.

A medida que el ángulo de inclinación aumentaba hacia la derecha, se ordenaba una entrada de la rueda de control izquierda a 35 grados (Figura 4). Una segunda serie de pequeños picos en los datos de aceleración se produjo justo después del tiempo 3866 segundos cuando el ángulo de inclinación alcanzó los 6 grados y el tren de morro pasó discretamente a AIRE [Figuras 3 y 4]. El avión se detuvo aproximadamente a los 3906 segundos mientras mantenía el rumbo de la pista (no se muestra).

Entre el contacto inicial del tren principal con el suelo y la transición discreta aire/tierra a TIERRA, el factor de carga normal, la aceleración longitudinal y la aceleración lateral comenzaron a fluctuar hasta aproximadamente el tiempo 3865 segundos, cuando se observaron los grandes picos en las aceleraciones (Figuras 3 y 4).

Además, las fluctuaciones en la aceleración lateral aumentaron en magnitud durante este tiempo (Figura 4). Debido a que en el SR se informa de que el tren principal derecho se desprendió del avión durante el aterrizaje, se dedujo que el primer conjunto de grandes picos de aceleración correspondía muy probablemente a la pérdida del tren principal derecho.

Este es también el momento en que el ángulo de inclinación comenzó a aumentar hacia la derecha. El segundo conjunto de picos de aceleración probablemente se debió a que el avión se asentó sobre la góndola del motor derecho después de inclinarse hacia la derecha como resultado de la pérdida del tren principal derecho.

El avión completó el aterrizaje equilibrado sobre el tren principal izquierdo y la barquilla derecha con una actitud de cabeceo de aproximadamente 2 a 3,6 grados con el morro hacia arriba y un ángulo de cabeceo de aproximadamente 6 grados a la derecha (Figuras 3 y 4). Se pueden observar daños adicionales en las superficies de control del ala derecha en la deflexión del alerón derecho. El límite de desviación de los alerones es de +/-20 grados. Tras el colapso del tren principal derecho en el tiempo 3865 segundos, la deflexión del alerón derecho aumentó a +/-40 grados, mientras que la deflexión del alerón izquierdo se mantuvo en el rango esperado (Figura 4).

Se generó una pista en tierra para mostrar la trayectoria del avión durante la aproximación y el aterrizaje (Figura 5). La pista 29 de KBL tiene una longitud de 11.520 pies y una anchura de 140 pies. Las distancias longitudinales y laterales se calcularon utilizando una combinación de datos inerciales (velocidad de avance, ángulo de deriva, rumbo), desviación de la senda de planeo/localizador e información del aeropuerto (dimensiones de la pista, dimensiones de la calle de rodaje, etc.).

No se facilitó la posición final de reposo real del avión. Las distancias mostradas en la Figura 5 se calcularon basándose en el análisis de los datos FDR registrados sin referencia a una posición física de anclaje. Si se proporciona la posición final de reposo (latitud/longitud o distancias a la pista), se puede ajustar la trayectoria en tierra calculada. La trayectoria calculada del avión está referenciada al CG del avión.

Los resultados del análisis de la trayectoria en tierra indican que la aeronave cruzó el umbral de la pista a 40 pies de altitud radioeléctrica e inmediatamente después se inició el flare.

El contacto inicial con el tren principal se produjo 3500 pies más allá del umbral, como lo demuestra la disminución de la aceleración longitudinal y el mango del speedbrake desplegado poco después. La discreta transición aire/tierra del tren principal a TIERRA se produjo a 3750 pies más allá del umbral.

Se produjeron grandes picos en los tres parámetros de aceleración a 4350 pies más allá del umbral, lo que muy probablemente se correlaciona con la pérdida del tren principal derecho, seguido por el aumento del ángulo de inclinación hacia la derecha con la rueda de control comandada hacia la izquierda.

El tren de aterrizaje pasó temporalmente a AIRE después de la primera serie de picos de aceleración y el tren de morro pasó a TIERRA durante 1 punto de datos. A 4700 pies más allá del umbral, se observó un segundo conjunto de picos en los parámetros de aceleración justo cuando el ángulo de inclinación se acercaba a su valor máximo de 6 grados a la derecha, lo que muy probablemente se correlaciona con el asentamiento del avión sobre la góndola del motor derecho.

En este punto, el tren de morro pasó discretamente a AIR y el tren principal pasó discretamente a GROUND. El resto del rodaje de aterrizaje se realizó sobre el tren principal izquierdo y la góndola del motor derecho, con la actitud de cabeceo del avión entre 2 y 3,6 grados de morro hacia arriba y el ángulo de inclinación a aproximadamente 6 grados a la derecha. La posición final estimada de parada del avión era 10.450 pies más allá del umbral de la pista y 20 pies a la izquierda de la línea central de la pista.

ANÁLISIS DE VUELO

Hallazgos

  1. El vuelo fue un regreso a la base (Base de Operaciones) y un tiempo de vuelo real de 1:08 minutos, El plan de vuelo real de planificación de combustible: – Trip Fuel : 3300 KG. – Combustible T/O : 8100 KG. – Combustible utilizado : 3100 KG. – Combustible restante en el aterrizaje: 5200 KG
  2. Información sobre la hoja de carga: – MTOW : 60 000 KG. – ATOW : 58 467 KG. con un peso inferior de 1533 KG.
  3. Esta carga extra de combustible se tradujo en una mayor VREF de aproximación final y velocidades de aterrizaje.
  4. El viento de aterrizaje informado por ATC (CVR) en R/W 29 viento 190/15 KTS en la autorización de aterrizaje resultará en un componente de viento de cola de 1 KTS de viento de cola y 15 KTS de viento cruzado.
  5. La carta Jeppessen ILS R/W 29 indica un ángulo de 3.50 Grados que resultará en una tasa de caída más alta que las aproximaciones normales en diferentes R/Ws.
  6. Todos los factores mencionados anteriormente darán lugar a una mayor velocidad de aterrizaje y pueden provocar una aproximación inestabilizada, lo que se indica claramente por la advertencia del EGPWS (SINK RATE) activada por debajo de los 300 pies AGL y el comandante dio la orden de continuar el aterrizaje y el F/O PF corrigió la velocidad de hundimiento y continuó el aterrizaje, lo que resultó en una flotación de aproximadamente 4 segundos y un aterrizaje más largo de lo normal.
  7. Jordan Aviation realiza diferentes operaciones en régimen de arrendamiento con tripulación en nombre de operadores extranjeros y, en ocasiones, opera en aeropuertos que requieren una formación específica de la tripulación y los pilotos, ya que pueden tener aproximaciones inusuales y a menudo difíciles. Jordan Aviation no tiene constancia de que el aeropuerto de Kabul haya sido clasificado ni de que se haya impartido formación a la tripulación para las operaciones SAFI en este aeropuerto. La supervisión de las operaciones de Jordan Aviation debe crear requisitos de cualificación para determinadas rutas y aeropuertos. La programación debe tener en cuenta los requisitos de nivel de experiencia para determinados vuelos y aeropuertos y debe especificar los aterrizajes PIC en determinadas pistas y condiciones, como la situación que nos ocupa (elevada altitud, ángulo de planeo superior al normal, viento de cola próximo al límite), que indican que es más probable un aterrizaje PIC.
  8. Cuando se le preguntó por el elevado peso del combustible (5200 KG de combustible a bordo), el piloto de a bordo respondió que Kabul es famoso por sus drásticos cambios meteorológicos y que su alternativa era el aeródromo de salida.
  9. No se consideró que la limitación de los turnos de vuelo y descanso fuera un factor que contribuyera a este suceso.
  10. Cualificación de la tripulación y procedimientos normalizados de operación (PNT). a. Jordan Aviation debe cualificar y abordar las operaciones de aproximación escarpada en sus manuales de operaciones e incluir la formación requerida en la política de formación de JAV. b. La formación se realizó a tiempo y no se notificaron deficiencias. Sin embargo, la formación no tiene en cuenta la irregularidad de las operaciones e incluye el reconocimiento de aproximaciones inestables.

CONCLUSIONES SOBRE EL VUELO DE APROXIMACIÓN SFW 502

Por debajo de los 1000 pies de altitud radioeléctrica, la tripulación de vuelo no cumplió dos de los criterios de aproximación estabilizada recomendados anteriormente. Estos criterios se resumen a continuación:

– La velocidad de hundimiento no es superior a 1000 fpm. A lo largo de la aproximación, hubo varios excesos de velocidad de hundimiento de 1000 fpm.

Los datos del CVR muestran que se activó un aviso de «velocidad de hundimiento» durante 2 segundos entre 159 – 115ft AAL. La velocidad vertical media durante el aviso fue de -1093 ft/min.

Estos avisos de velocidad de descenso son normales en la aproximación a un aeropuerto de gran altitud con una pendiente pronunciada (pendiente de planeo de 3,5 grados) debido a la mayor velocidad aerodinámica real y la consiguiente mayor velocidad de aterrizaje. El régimen de descenso necesario para mantener una pendiente de planeo de 3,5 grados con una velocidad de aterrizaje de 180 Kts es de 1064 pies/min.

– La tripulación de vuelo seleccionó una velocidad de aproximación de Vapp+10, mientras que el ATC un viento de 140/07 que indica una componente de viento de cola de 6 nudos, la tripulación debería seleccionar Vapp+5 en ese momento.

Aunque estaban seleccionando Vapp+10, los datos del FDR mostraban una media de 165-170 nudos IAS, que son 15 – 18 nudos superiores a la velocidad de aproximación seleccionada, y esa desviación de velocidad continuó hasta que la aeronave alcanzó la altura de flare, donde las tendencias descendieron hacia una velocidad de Vapp+5.

DEBATE SOBRE TÉCNICAS DE FLARE

El Manual de Entrenamiento de la Tripulación de Vuelo también contiene las siguientes recomendaciones que son aplicables a este evento: Inicie el flare cuando el tren principal esté aproximadamente a 20 pies por encima de la pista aumentando la actitud de cabeceo aproximadamente 2° – 3°.

Esto disminuye la velocidad de descenso. Una vez iniciado el flare, reduzca suavemente las palancas de empuje a ralentí y realice pequeños ajustes de la actitud de cabeceo para mantener la velocidad de descenso deseada hasta la pista. Una suave reducción del empuje a ralentí también ayuda a controlar el cambio natural del cabeceo hacia abajo asociado con la reducción del empuje.

Mantenga suficiente contrapresión en la columna de control para mantener constante la actitud de cabeceo. Lo ideal es que la toma de contacto del tren principal se produzca simultáneamente con la reducción de las palancas de empuje al ralentí. No deje que el avión flote ni intente sujetarlo. Vuele el avión hacia la pista en el punto de toma de contacto deseado y a la velocidad aerodinámica deseada.

El flare prolongado aumenta la actitud de cabeceo del avión de 2° a 3°. Cuando se prolonga el abanico y se calcula mal la altura sobre la pista, puede producirse un golpe de cola. No prolongue el flare en un intento de lograr un aterrizaje perfectamente suave. Un aterrizaje suave no es el criterio para un aterrizaje seguro.

La flare seguida de la acción de flotación de la aeronave por encima de la pista a una distancia de 1.067 m del umbral de la pista sólo se justificaba con el criterio de los pilotos de purgar la energía de la aeronave antes del aterrizaje para evitar un aterrizaje forzoso. La tripulación de vuelo declaró que este tipo de técnicas se utiliza siempre en aeropuertos de gran altitud para evitar un aterrizaje de alta energía teniendo en cuenta la distancia restante de la pista para detener la aeronave en la carrera de aterrizaje.

DEBATE SOBRE EL EVENTO SHIMMY 3

Las características del aterrizaje concuerdan con las de sucesos anteriores de sacudidas del tren de aterrizaje. El avión aterrizó a alta velocidad y baja tasa de caída, y la transición discreta aire/tierra a TIERRA se produjo aproximadamente entre 1 y 1,5 segundos después del contacto inicial del tren principal con el suelo, lo que indica que los puntales estuvieron extendidos durante ese periodo de tiempo.

Como resultado, los eslabones de torsión del amortiguador shimmy permanecieron en una posición extendida y vertical, donde el amortiguador tiene menos ventaja mecánica durante períodos de tiempo más largos. A pesar de la presencia del amortiguador de vibraciones, que está diseñado para reducir la energía de vibración torsional generada durante el aterrizaje, los aviones experimentan ocasionalmente vibraciones en el tren de aterrizaje principal. Como resultado, los eslabones de torsión del amortiguador de vibraciones permanecían en una posición extendida y vertical, en la que el amortiguador tiene menos ventaja mecánica durante períodos de tiempo más largos.

Esta información se ha extraído de la revista AERO QTR_03, 13 The Boeing Edge, que concluye lo siguiente;

«Según los informes de los operadores, el MLG shimmy es un fenómeno poco frecuente que se caracteriza por una fuerte vibración, normalmente de un MLG, que comienza en el momento del aterrizaje y continúa hasta que el avión está completamente parado. Históricamente, en la flota mundial de 737-200/ -300/-400/-500 se han producido dos o tres shimmy al año.

Sin embargo, en los últimos años, el índice de shimmy ha aumentado considerablemente en estos modelos. En algunos casos especialmente graves, el tren de aterrizaje principal afectado se desplomó durante el aterrizaje. En este artículo se analizan las causas del shimmy y se recomiendan medidas que los operadores pueden adoptar para reducir la probabilidad de que se produzca. Boeing recibe a veces informes de operadores sobre lo que se supone que ha sido un aterrizaje forzoso debido a la naturaleza violenta del aterrizaje y a la observación de una fractura del eslabón de torsión.

Sin embargo, la experiencia de Boeing con estos aterrizajes revela que tales daños sugieren en realidad que se ha producido un evento de shimmy. A pesar de la presencia de amortiguadores de vibración, que están fijados a las orejetas del vértice de cada MLG y están diseñados para reducir la energía de vibración torsional generada durante el aterrizaje, los aviones experimentan ocasionalmente vibraciones en los MLG.

Los eventos de shimmy casi siempre resultan en enlaces de torsión y amortiguadores de shimmy dañados. Cuando un eslabón de torsión está completamente roto, puede dejar marcas oscilantes de neumáticos en la pista. Tras un episodio de «shimmy», suele ser necesario retirar temporalmente el avión del servicio de generación de ingresos para inspeccionarlo y repararlo. El artículo de Aero Magazine concluye con lo siguiente: «tras una sacudida, el avión suele tener que ser retirado temporalmente del servicio para ser inspeccionado y reparado»:

Debido a la geometría de los eslabones de torsión, el amortiguador de vibraciones es más eficaz cuando el puntal del tren de aterrizaje está comprimido en el modo de aterrizaje en tierra. Las velocidades de descenso más bajas aumentan la probabilidad de fallo del amortiguador. Sin embargo, es importante señalar que el mantenimiento adecuado de los componentes del tren de aterrizaje es la mejor manera de evitar fallos del amortiguador de vibraciones. La posibilidad de que se produzcan eventos de shimmy del tren de aterrizaje es mayor en aeropuertos de gran altitud.

Para que se produzca el shimmy, el tren de aterrizaje debe tener aplicada una fuerza que excite este modo de vibración torsional. El 737 tiene una frecuencia de vibración de aproximadamente 15 hercios (Hz). Los ingenieros de Boeing teorizan que la fuerza necesaria para iniciar el shimmy es probablemente una fuerza de arrastre alternante, como cuando un neumático toca tierra, provocando un movimiento de torsión del cilindro interior en una dirección, y el segundo neumático toca tierra una fracción de segundo después, provocando que el cilindro interior se tuerza en la dirección opuesta. Si la sincronización entre el contacto del primer neumático y el segundo con la pista es similar a la frecuencia de vibración, el engranaje puede oscilar en el modo de vibración.

Boeing también recomienda que los pilotos se esfuercen por conseguir un aterrizaje con tasas de caída normales, haciendo especial hincapié en asegurarse de que los frenos de velocidad automáticos están activados y se despliegan rápidamente al tocar tierra. Un aterrizaje demasiado suave, o un aterrizaje en el que los speedbrakes no se despliegan rápidamente, permite que los trenes de aterrizaje permanezcan en el modo de aire durante más tiempo, lo que los hace más vulnerables al shimmy. Esto es especialmente cierto cuando se aterriza en aeropuertos situados a mayor altitud, donde la velocidad de aterrizaje es mayor.

Boeing ha declarado que un aterrizaje suave a alta velocidad puede contribuir a una vibración excesiva del tren principal en los aviones 737-400. Esto se detalla en el Boletín Técnico de Operaciones de Vuelo (FTOB) 737-15 publicado el 14 de diciembre de 2015, en el que se afirma que «basándose en el análisis de los eventos de vibración del tren principal, los aterrizajes a baja velocidad de hundimiento de menos de 1 pie/segundo (60 pies/minuto) pueden aumentar la posibilidad de inducir la vibración del tren principal».

Sin embargo, como indican una serie de fallos similares que se han producido en aviones Boeing 737-400 en todo el mundo, es evidente que existe un fallo de diseño en el tren de aterrizaje en combinación con este avión:

Las condiciones en el aterrizaje real y si el tren de aterrizaje puede soportar estas condiciones son cuestionables. Boeing está de acuerdo en que un aterrizaje suave a alta velocidad puede causar un balanceo excesivo con el consiguiente fallo.

Esta aeronave realizó un aterrizaje con flap 30, mientras que Boeing permite aterrizajes con flap 15 e incluso aterrizajes sin flap, lo que dará lugar a velocidades de aterrizaje mucho mayores que las registradas en este caso, pero en ninguna parte de los manuales de operaciones Boeing indica que los pilotos deban tener cuidado con las condiciones de sacudida a alta velocidad y con aterrizajes suaves y que esto puede causar un fallo del tren de aterrizaje.

Esto fue explicado por Boeing, ya que no proporcionan limitaciones a los pilotos en estas circunstancias, ya que el mantenimiento, el desgaste de los neumáticos, las condiciones de la pista, la velocidad de aterrizaje y la firmeza del aterrizaje pueden contribuir en mayor o menor grado. Además, Boeing no suele incluir las consecuencias en el Manual de Operaciones.

En el vuelo SAW 502, los requisitos de aproximación pronunciada al aeropuerto de Kabul, que tiene un perfil de pendiente de planeo de 3,5 grados, y la alta velocidad de aproximación, al aterrizar en un aeropuerto de gran altitud, dieron lugar a una velocidad excesiva en tierra (165 – 170 nudos) antes de la toma de contacto. Una llamarada prolongada, resultado de la decisión del piloto de purgar la energía de la aeronave para evitar un aterrizaje forzoso, provocó el aterrizaje con una tasa de caída baja (58 pies/minuto).

CAUSAS FUNDAMENTALES DETERMINADAS POR BOEING QUE PODRÍAN HACER INEFICACES LOS AMORTIGUADORES SHIMMY

Aunque los amortiguadores de sacudidas han tenido mucho éxito en la prevención de las sacudidas, pueden surgir problemas que hagan que los amortiguadores sean ineficaces. Estudios detallados de los casos de shimmy en los 737-200/-300/-400/-500 han revelado varias causas fundamentales. En orden aproximado de probabilidad, son las siguientes:

  • · Desgaste excesivo o holgura en la articulación donde el amortiguador de vibraciones se conecta al brazo de torsión inferior (denominada articulación de vértice). El desgaste en este punto permite que exista una holgura torsional no amortiguada en el tren de aterrizaje en la articulación del vértice, lo que aumenta en gran medida la probabilidad de que se produzcan vibraciones.
  • · Desgaste o holgura en los casquillos de los brazos de torsión (por ejemplo, donde los brazos de torsión se conectan al cilindro exterior e interior). El desgaste en estos puntos también permite una holgura torsional no amortiguada.
  • · Aterrizaje con tasas de caída extremadamente bajas. En este tipo de aterrizaje es más probable que se produzcan sacudidas que en un aterrizaje más firme, ya que los brazos de torsión permanecen en una posición vertical extendida en la que el amortiguador tiene menos ventaja mecánica durante periodos de tiempo más largos.
  • · Aire en el amortiguador. Tras la instalación de un amortiguador nuevo o revisado, se produjeron varias sacudidas en pocos vuelos. En estos casos, se sospecha que no se purgó completamente el aire del amortiguador, lo que impidió su correcto funcionamiento.
  • · Fractura del pistón amortiguador. En un pequeño número de sucesos, se sospecha que el pistón del amortiguador se fracturó debido a un fallo preexistente (por ejemplo, una grieta por fatiga).
  • · Amortiguador en mal estado. En varios casos, se ha sospechado que un amortiguador con mantenimiento excesivo ha sido un factor contribuyente. Un amortiguador con exceso de nitrógeno permite que los eslabones de torsión tengan una ventaja mecánica reducida para reaccionar al movimiento de torsión del cilindro interior.
  • · Instalación incorrecta del amortiguador. En un caso, un amortiguador diseñado para un 737-200 muy antiguo se había instalado inadvertidamente en un avión posterior que requería un amortiguador más resistente.
  • · Tubo hidráulico desconectado. En un caso, un tubo hidráulico para el amortiguador se dejó desconectado inadvertidamente después de un mantenimiento no relacionado, por lo que no había fluido hidráulico disponible para el amortiguador.

Historia del mantenimiento de aeronaves

La aeronave tenía 16 defectos diferidos abiertos en el momento del suceso, ninguno relacionado con el tren de aterrizaje.

Se observó que el 13/11/2016 se informó de un aterrizaje forzoso sospechoso en Kabul (KBL) y se inspeccionó la aeronave I.A.W AMM 05-51-51showing no damage on the aircraft, technical log sheet no. 22318.

Se observó que todos los amortiguadores del tren de aterrizaje fueron revisados I.A.W AMM 12-15-31 y AMM 12-15-41 con nitrógeno seco el 30/06/2016, basándose en un defecto abierto según la hoja de discrepancia de inspección nº 7151, esta última acción correctiva fue seguida en la hoja de defecto diferido nº. 3038 de fecha 30/06/2016, con el fin de comprobar la dimensión X de todos los puntales de amortiguación del tren de aterrizaje después de 5 a diez aterrizajes, y este defecto diferido se cerró mediante la comprobación satisfactoria de la dimensión X de todos los puntales de amortiguación del tren de aterrizaje sin más defectos el 06/07/2016.

3. CONCLUSIONES

3.1 RESULTADOS

  • 3.1.1. Los pilotos disponían de licencias y certificados médicos válidos.
  • 3.1.2. La aeronave tenía un Certificado de Aeronavegabilidad (C de A) y un Certificado de Matrícula (C de R ) válidos y se operaba dentro de la envolvente de peso y centrado.
  • 3.1.3 No se notificaron anomalías en los sistemas de la aeronave durante el vuelo.
  • 3.1.4. El eslabón de torsión y el amortiguador de sacudidas del conjunto derecho del tren de aterrizaje principal (MLG) se encontraron rotos.
  • 3.1.5. Marcas oscilantes de neumáticos dejadas en la pista.
  • 3.1.6. El peso bruto de aterrizaje de la aeronave era de 123.100 libras LB, ( el peso máximo de aterrizaje de diseño es de 123.899 LB ).
  • 3.1.7. Basándose en el peso de aterrizaje y la posición de los flaps , la velocidad de referencia de aterrizaje (VREF) debería haber sido de aproximadamente 142 nudos.
  • 3.1.8. Durante la aproximación el avión experimentó una media de 7 nudos de viento en cola con una componente de viento cruzado a la izquierda de aproximadamente 15 nudos.
  • 3.1.9. El tren de aterrizaje principal (MLG) entró en contacto con la pista a una velocidad aerodinámica calculada de aproximadamente 158 nudos ( VREF+16) y una velocidad en tierra de 178 nudos.
  • 3.1.10. El freno de velocidad se desplegó inmediatamente después de que el avión aterrizara a 3500 pies más allá del umbral.
  • 3.1.11. El avión aterrizó a alta velocidad y baja tasa de caída.
  • 3.1.12. La aceleración lateral empieza a fluctuar y a crecer hasta el colapso del engranaje.
  • 3.1.13. El EGPWS emitió un aviso de «Sink Rate» durante 2 segundos entre 159 – 115ft AAL. La velocidad vertical media durante el aviso fue de -1093 ft/min.
  • 3.1.14. La tripulación de vuelo seleccionó una velocidad de aproximación de Vapp+10, mientras que el ATC un viento de 190/15 que indica una componente de viento de cola de 1 nudo, la tripulación debería seleccionar Vapp+5 en ese momento.
  • 3.1.15. El PIC declaró Emergencia al ATC y la tripulación de cabina inició un comando de evacuación desde el lado izquierdo de la aeronave. La evacuación se llevó a cabo con éxito y no hubo heridos.
  • 3.1.16. Según los registros de mantenimiento, en el momento del accidente se cumplían todos los requisitos de aeronavegabilidad.
  • 3.1.17. La carga extra de combustible resultó en un VREF de aproximación final y velocidades de aterrizaje más altas.
  • 3.1.18. Viento de aterrizaje reportado por ATC (CVR) en R/W 29 viento 190/15 Nudos en la autorización de aterrizaje resultará en una componente de viento de cola de 1 Nudo de viento de cola y 15 Nudos de viento cruzado.
  • 3.1.19. La carta Jeppessen ILS R/W 29 indica un ángulo de 3.50 Grados que resultará en una tasa de caída más alta que las aproximaciones normales en diferentes R/Ws.
  • 3.1.20. En ninguna parte de los Manuales de Operaciones Boeing indica que los pilotos deben tener cuidado con las condiciones de shimmy a alta velocidad y con aterrizajes suaves y que esto puede causar un fallo del tren de aterrizaje.
  • 3.1.21. Las operaciones de la aviación jordana dependen en gran medida del arrendamiento a operadores extranjeros y, en ocasiones, del uso de aeródromos extraños. La política de formación de la aviación jordana no tiene en cuenta la competencia en rutas y aeródromos.

3.2 CAUSA(S)

El comité de investigación determinó que el avión experimentó ocasionalmente sacudidas en el tren de aterrizaje principal y que la causa más probable indicaba que los puntales estaban extendidos durante un largo periodo de tiempo. Como resultado, el eslabón de torsión del amortiguador de vibraciones permaneció en una posición vertical extendida, donde el amortiguador tiene menos ventaja mecánica durante periodos de tiempo más largos. A pesar de la presencia del hardware del amortiguador shimmy, que está diseñado para reducir la energía de vibración torsional generada durante el aterrizaje.

3.3. FACTORES CONTRIBUYENTES

Entre los factores que han contribuido al suceso cabe citar:

  • · Aeropuerto de gran altitud de 5877 pies
  • · Un aterrizaje demasiado suave permite que los trenes de aterrizaje permanezcan más tiempo en el aire, lo que los hace más vulnerables a las sacudidas.
  • · Aterrizaje con una velocidad de cierre de 1 fps, que se considera excesivamente suave y puede aumentar el riesgo de fuerzas de torsión del shimmy.
  • · Alta velocidad de aterrizaje de 178 nudos, resultado de la alta velocidad de aterrizaje de 158 nudos, aterrizaje en (VREF+16).

4. RECOMENDACIONES

El CARC ha publicado la siguiente Recomendación de Seguridad en la carta de referencia 31/100/508/15 sobre la prevención de los sucesos MLG shimmy a los operadores jordanos que operan los aviones Boeing B737-300/400/500.

En la carta se utilizan referencias de Boeing para describir el MLG shimmy y se recomiendan medidas de mantenimiento y operativas para el operador.

«Boeing también recomienda que los pilotos se esfuercen por conseguir un aterrizaje con tasas de caída normales, haciendo especial hincapié en asegurarse de que los frenos de velocidad automáticos estén activados y se desplieguen rápidamente al tocar tierra. Un aterrizaje demasiado suave, o un aterrizaje en el que los speedbrakes no se despliegan rápidamente, permite que los trenes de aterrizaje permanezcan en el modo de aire durante más tiempo, lo que los hace más vulnerables al shimmy. Esto es especialmente cierto cuando se aterriza en aeropuertos situados a mayor altitud, donde la velocidad de toma de contacto es mayor.»

Además, se ruega a los pilotos que informen de cualquier caso de vibración o sacudida del MLG en la aeronave durante el aterrizaje o el despegue. El informe final completo puede leerse aquí.


  1. MLG: Tren de aterrizaje principal (Main Landing Gear) ↩︎
  2. Flare: Un cabeceo gradual justo antes del aterrizaje ralentiza el descenso y permite que el avión se asiente suavemente en la pista. Un abanico demasiado alto o rápido hará que el avión caiga bruscamente; un abanico demasiado bajo o insuficiente hará que el aterrizaje sea duro o plano. ↩︎
  3. Shimmy: Es un término utilizado para referirse a las vibraciones bruscas que afectan la estabilidad ↩︎

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Created by Chris Brady Sept 1999

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