Miało miejsce jedno z najniebezpieczniejszych zjawisk mogących występować na śmigłowcach - raport końcowy PKBWL

Państwowa Komisja Badania Wypadków Lotniczych opublikowała raport końcowy z wypadku śmigłowca McDonnell-Douglas, MD 500E (znaki rejestracyjne SP-SOO), do którego doszło 27 września 2015 r., w miejscowości Burkatów w gm. Świdnica. W wyniku zdarzenia statek powietrzny został zniszczony, ale dwie osoby przebywające na jego pokładzie odniosły niewielkie obrażenia.

W raporcie 2100/15 czytamy:

W dniu 27 września 2015 r. pilot śmigłowca MD 500E wraz z operatorem urządzeń rejestrujących około godziny 08:00 LMT (wszystkie czasy podawane w niniejszym raporcie to czasy LMT) przystąpił do przygotowania śmigłowca na lądowisku w Świebodzicach w celu wykonywania z powietrza inspekcji linii energetycznych średniego napięcia w okolicach Wałbrzycha. Po pierwszym wykonanym locie trwającym około 3 godzin pilot wylądował na lądowisku k/Burkatowa gdzie odtworzono gotowość śmigłowca (tankowanie do pełna, przegląd i uzupełnienie dokumentacji śmigłowca). Około godziny 12:30 załoga wystartowała do kontynuacji rozpoczętej inspekcji linii energetycznej położonej w górskiej dolinie w kierunku Świdnicy. W miejscowości Burkatów załoga doleciała do odgałęzienia linii.

Nalot na każde odgałęzienie („branch”) musi być wykonany osobno, tak, by graniczne słupy lub transformatory zostały ujęte w przedniej i tylnej kamerze termowizyjnej umieszczonych na podwieszeniu zamontowanym na zewnętrz śmigłowca. Przelot wykonuje się około 37 metrów nad wierzchołkami słupów kontrolowanej linii energetycznej ze względu na zogniskowanie kamer oraz zapisy lasera.

Pilot wykonał przelot nad odgałęzieniem i wykonywał manewr zakrętu w lewo około 220 stopni, aby zarejestrować transformator w przedniej kamerze termowizyjnej, a następnie planował wykonać zakręt w prawo, wcześniej wytracając prędkość do około 20-30 węzłów. Podczas wyhamowania prędkości pilot zmniejszył skok ogólny wirnika głównego oraz nacisk na lewy pedał sterownicy nożnej, a gdy osiągnął zamierzoną prędkość, zaczął zwiększać skok ogólny. Śmigłowiec zareagował szybką zmianą kierunku w prawo, której pilot nie mógł zatrzymać wciskając lewy pedał sterownicy nożnej.

Pilot próbował odzyskać sterowanie śmigłowcem wycofywaniem nacisku na lewy pedał i ponownym jego wciskaniem, ale śmigłowiec nie reagował zmniejszeniem prędkości obrotowej, tracąc gwałtownie wysokość. Pilot zmniejszył obroty silnika z jednoczesnym zmniejszeniem skoku do minimum, co zatrzymało samoobrót śmigłowca. W pionowej autorotacji przy dużym opadaniu pilot zwiększył do maksimum skok ogólny. Śmigłowiec ok. godziny 13:00 zderzył się z linią energetyczną, drzewem oraz zahaczając o słup z dużą prędkością pionowego opadania uderzył w ziemię przechylając się na prawy bok.

Pilot i operator odnieśli obrażenia ale zdołali opuścić śmigłowiec o własnych siłach. Śmigłowiec uległ całkowitemu zniszczeniu.

Ustalenia Komisji:

1) Śmigłowiec był prawidłowo przygotowany do lotu, a jego zdatność do lotu była prawidłowo udokumentowana.
2) W trakcie oględzin szczątków nie stwierdzono objawów żadnej możliwej do wykrycia niesprawności technicznej statku powietrznego.
3) Śmigłowiec był ubezpieczony.
4) Pozwolenie radiowe na użytkowanie radiostacji i transpondera wydane przez Urząd Komunikacji Elektronicznej było ważne.
5) Masa i wyważenie śmigłowca w trakcie zdarzenia mieściły się w zakresach ograniczeń podanych w jego Instrukcji Użytkowania w Locie.
6) Śmigłowiec był prawidłowo obsługiwany.
7) Dokumentacja śmigłowca była kompletna i prowadzona prawidłowo (aktualny status w systemie organizacji CAMO zgodnie z procedurą pkt 1.1 CAME 9 dok. Nr ZUA-KJ-04 zatwierdzoną przez ULC).
8) Śmigłowiec był eksploatowany głównie w lotach w celu kontroli sieci energetycznej.
9) Pilot posiadał wszelkie uprawnienia, kwalifikacje i doświadczenie do wykonywania specjalistycznych lotów .
10) Pilot wykonując czynności lotnicze w dniu wypadku nie był pod działaniem alkoholu etylowego (co potwierdzają wyniki badań).
11) Pilot w chwili wypadku był wypoczęty. Był to szósty dzień prowadzenia operacji kontroli linii energetycznych w tym rejonie.
12) Pilot i operator mieli zapięte pasy bezpieczeństwa, co ze względu na przebieg wypadku miało wpływ na możliwość jego przeżycia.
13) Warunki pogodowe w dniu zdarzenia były trudne ze względu na zmienne prędkości oraz kierunki wiatru w terenie górzystym i w ocenie Zespołu badawczego miały wpływ na zaistnienie oraz przebieg zdarzenia.

Analiza lotu i przebiegu zdarzenia:

Pilot śmigłowca MD 500E SP-SOO dzień pracy rozpoczynał od sprawdzania prognoz pogody, którą w czasie lotów na inspekcje linii energetycznych analizował co kilka godzin. W dniu 27 września 2015 roku (szósty dzień wykonywania operacji inspekcji linii energetycznych na tym śmigłowcu) pilot sprawdził prognozę meteorologiczną Gamet dla rejonu wykonywania lotów, która nie zawierała informacji o zjawiskach uniemożliwiających wykonanie operacji lotniczych. Głównym źródłem prognozy, z której korzystał pilot była strona www.meteo.pl, model UM. Prognoza wg pilota była bardzo korzystna. Znikome zachmurzenie, wiatr północny stały do 5 m/s z możliwymi porywami do 10-15 m/s. Podobną pogodę zapowiadał TAF z najbliższego lotniska Wrocław i potwierdzał ją METAR.

W trakcie wykonywania pierwszego blisko trzygodzinnego lotu z lądowiska w Świebodzinie prognoza pogody sprawdzała się i pilot nie odczuwał znaczących porywów wiatru. W czasie lotu następowały częste zmiany kierunku wiatru, które pilot niwelował poprzez ciągłą pracę sterami chcąc utrzymać tor lotu tak aby kamery znajdowały się nad kontrolowaną linią energetyczną. Zmiany kierunków wiatru można było zaobserwować również na podstawie dymów z palonych liści w ogrodach, nad którymi śmigłowiec się przemieszczał. Według oceny pilota, zdecydowane i częste zmiany kierunku wiatru następowały na przestrzeni kilkuset metrów.


Lot na inspekcję Linii energetycznych, wykonuje się około 37 m nad wierzchołkami słupów kontrolowanej linii energetycznej ze względu na zogniskowanie kamer urządzeń kontrolnych oraz zapisy lasera. Po zatankowaniu śmigłowca na lądowisku k/Burkatowa, około godziny 12:30 załoga wystartowała do drugiego lotu. Lot wykonywano wzdłuż linii energetycznej biegnącej w dolinie w kierunku Świdnicy. Pilot wykonując przelot nad linią energetyczną doleciał do odgałęzienia linii energetycznej, nad którym musi być wykonany przelot osobno tak, aby graniczne słupy lub transformatory zostały ujęte w przedniej i tylnej kamerze zamontowanymi pod śmigłowcem.

Pilot w swoim zeznaniu tak relacjonuje krytyczny fragment lotu:…” Wykonaliśmy przelot nad "branch'em" i zrobiłem manewr zakrętu w lewo o około 2200 tak aby móc wykonać wejście na kolejną odnogę, która odchodziła w lewo od tej, którą przed chwilą przeleciałem. Manewr musiałem wykonać na ten kierunek, aby uchwycić kończącą linię transformator w przedniej kamerze, gdzie celuje również kamera termowizyjna. Czekał mnie zakręt w prawo, ale najpierw musiałem wytracić prędkość aby precyzyjnie wejść na kierunek "branch'a". Podczas wyhamowywania prędkości odpuściłem skok ogólny i odpuściłem lewą nogę, po czym gdy osiągnąłem prędkość (30-20 węzłów) ponownie zacząłem podnosić skok do góry.

W tym momencie śmigłowiec zareagował szybką zmianą kierunku w prawo, której nie mogłem zatrzymać wciśnięciem lewej nogi. Manewr, który wykonałem chwilę temu nie był w żaden sposób wyjątkowy ani pod kątem dynamiki ani skomplikowania. Takich i trudniejszych manewrów w ciągu ostatnich dni wykonałem setki. Prędkość obrotowa z jaką śmigłowiec zareagował była wyjątkowa. Zdarzało się, że lewy wiatr zaburzył stateczność kierunkową śmigłowca, ale nigdy tak gwałtownie i zawsze lekkie oddanie skoku i wycofanie lewej nogi przywracało kontrolę nad śmigłowcem. Co najwyżej trzeba było powtórzyć najście. Odpuściłem lekko skok i wycofałem nogi, na pewno więcej niż do neutrum i ponowie spróbowałem wcisnąć lewy pedał, ale nie miało to żadnego znaczenia dla przyspieszającego ruchu obrotowego.

Operator kamer już w pierwszych sekundach obrotu oderwał wzrok od ekranów i złapał się elementów kokpitu i zapytał czy to poważne. Odpowiedziałem "bardzo" i dalej próbowałem odzyskać sterowanie nad śmigłowcem. Kilkakrotnie wycofywałem lewą nogę i ponownie ją wciskałem, ale śmigłowiec nie reagował nawet chwilowym zmniejszeniem prędkości obrotowej. Odpuściłem skok i próbowałem odzyskać prędkość przez pochylenie. Na chwilkę obrót spowolnił i miałem wrażenie, ze się przemieściliśmy trochę po łuku, ale gwałtownie traciliśmy wysokość. Kiedy zacząłem stopniowo podnosić skok, obroty wokół osi pionowej śmigłowca znowu narosły. Wciąż próbowałem uzyskać trochę prędkości, dlatego kręciliśmy się wokół nosa wykonując tzw. cyrkiel.

Prędkość obrotowa śmigłowca była tak duża, że nie pozwalała mi na rozpędzenie. Odpuszczenie skoku oznaczało dalszy spadek wysokości, a my już byliśmy bardzo nisko. Wiedziałem, że jesteśmy nad zabudowaniami i że w okolicy przebiega linia wysokiego napięcia. Przeszło mi przez myśl, że może o nią zahaczyłem hamując prędkość, ale byłem pewny również, że podczas przejścia nad całym "branch'em" nie mijałem żadnej linii wysokiego napięcia. Nie wiem ile razy obróciliśmy się dookoła, w mojej ocenie mogło to być 4 może 5 razy. Z każdym obrotem byliśmy niżej i żadna próba nie przyniosła rezultatu w odzyskaniu sterowności śmigłowca. Uznałem, że straciłem śmigło ogonowe i w żadnym przypadku nie mogę doprowadzić do zderzenia z przeszkodami w obrocie. W trakcie trwania obrotu zauważyłem zieloną plamę pod nami i spróbowałem wykręcić przepustnicę w takim momencie, aby obrót zatrzymał się gdy plama będzie przed nami. Przewidywałem, że w gąszczu zabudowań będzie to kawałek zielonego terenu. Równocześnie jeszcze zrzuciłem skok do minimum.


Udało się. Kawałek trawnika miałem dokładnie pod moimi stopami, dokładnie tam spadaliśmy i zatrzymał się obrót. Dojrzałem, że spadam pomiędzy słupy i podjąłem decyzję, aby wyrównanie wykonać do wysokości słupów. Wiedziałem, że jeżeli się spóźnię, to odbiorę sobie szansę na zamortyzowanie upadku, gdyż łopaty wirnika roztrzaskają się o słupy elektryczne lub otaczające drzewa. Autorotacja była niemal pionowa i zanim osiągnąłem wysokość słupów, zwiększając skok wykorzystałem całą energię kinetyczną zgromadzoną w wirniku nośnym. Śmigłowiec zwolnił opadanie po czym, gdy już skończył się zakres skoku do góry, runął szybciej w dół. Zaparłem się o stery i oczekiwałem na uderzenie. Zdaje się, że do końca udało mi się utrzymać poziomą pozycję płóz, choć wiem, że zahaczyłem o jakieś drzewo po drodze. Po uderzeniu śmigłowiec przechylił się na prawy bok.

Wciąż jeszcze pracował silnik i czułem zapach rozlanej nafty. Krzyknąłem do operatora, aby nie wychodził ze śmigłowca póki wirnik się nie zatrzyma. Próbowałem wyłączyć silnik przepustnicą, ale chyba nie dałem rady. Wyciągnąłem zawór przeciwpożarowy. Silnik jeszcze pracował przez kilka sekund, po czym piasta wirnika zaczęła zwalniać. Gdy na zewnątrz przestały latać szczątki śmigłowca krzyknąłem do operatora, abyśmy uciekali ze śmigłowca. Pomogłem mu wydostać się z kabiny i obaj odczołgaliśmy się od śmigłowca o własnych siłach. W kilka chwil byli przy nas okoliczni mieszkańcy, którzy pomogli nam się oddalić od rozlanej nafty. Bardzo szybko pojawiła się Straż Pożarna”.

Najbardziej istotnym elementem meteorologicznym w tym zdarzeniu pozostaje wiatr na wysokości lotu, to jest około 50 m AGL, który mógł mieć wpływ na zaistniałe zdarzenie, z uwagi na urozmaiconą rzeźbę terenu i związaną z tym zabudową wzdłuż rzeki po obu jej stronach, tzw. „ulicówką”. Przepływ powietrza odbywał się mniej więcej z północy na południe, pod kątem około trzydziestu stopni w stosunku do koryta rzecznego, po obu stronach którego znajduje się zwarta zabudowa wiejska z towarzyszącymi jej drzewami i krzewami, rosnącymi pojedynczo lub w małych grupach. Takie przeszkody terenowe (budynki, drzewa i krzewy), które znajdują się na drodze przesuwających się mas powietrza, powodują gwałtowne zmniejszenie prędkości wiatru i wzrost zawirowań.

Strefa zawirowań za budynkiem bardzo szybko rozprzestrzenia się w kierunku pionowym osiągając maksymalną wysokość 2H (H – wy-sokość przeszkody). Natomiast wpływ przeszkody oddziałuje aż na odległość do 20H. W tej sytuacji przepływ powietrza był mocno zaburzony, powodujący występowanie turbulencji. Płaskie dno doliny o szerokości około 700 metrów, ograniczone jest krawędziami tarasowymi, powyżej których teren wznosi się, po stronie wschodniej o około kilka metrów, ale po stronie zachodniej znacznie ponad 100 metrów. Dolinę od południa (około 280 m n.p.m.) zamyka pas zalesionych gór ze wzniesieniami od około 400 do około 500 m n.p.m. Zatem różnica wysokości na dystansie od około 500 do około 750 metrów wynosi od około 120 do około 220 metrów. Płaskie dno doliny przechodzi w typowo górską dolinę z wlotem do niej na pograniczu Burkatowa i Bystrzycy Górnej, tworzącym tzw. „dyszę wiatrową”, gdzie następował wzrost prędkości oraz zmiana jego kierunku. Wzrost prędkości wiatru występujący po stronie dowietrznej rozpoczyna się na znacznej odległości od podnóża wzniesienia.


Zarówno przeszkody terenowe, jak też i ukształtowanie terenu wywierały bardzo istotny wpływ na występowanie zaburzeń w przepływie powietrza w całej dolinie rzeki Bystrzycy. Ocenia się, że na wysokości lotu, to jest około 50 m AGL, wiatr wiał z kierunku 340-010 stopni, jednak z okresowymi zmianami jego kierunku w przedziale od 320 do 030 stopni. Wiatr był porywisty, a jego średnia prędkość wynosiła od 6 do 8 m/s, a w porywach mogła dochodzić do 12-15 m/s. Występowała turbulencja dynamiczna. W takiej sytuacji pilot w każdej chwili może się spodziewać silnego podmuchu wiatru, zarówno w poziomie i w pionie oraz gwałtownej zmiany jego kierunku.

Pilot po opuszczeniu śmigłowca przekazał świadkom zdarzenia pomagającym w opuszczeniu wraku oraz Policji i przedstawicielom Straży Pożarnej, że …”stracił śmigło ogonowe”, co w jego mniemaniu było bezpośrednią przyczyną wypadku lotniczego. Komisja badając elementy układu sterowania i napędu śmigła ogonowego, jednoznacznie wykluczyła jego uszkodzenia przed wypadkiem, nie stwierdzając żadnych uszkodzeń układu systemu sterowania i napędu śmigła ogonowego śmigłowca.

Po analizie warunków meteorologicznych w okresie zaistnienia zdarzenia, elementów pilotażu, wysokości i prędkości lotu oraz opływu śmigłowca w wyżej opisanych warunkach, Komisja jednoznacznie stwierdziła, że wystąpiło jedno z najniebezpieczniejszych zjawisk mogących występować na śmigłowcach jednowirnikowych ze śmigłem ogonowym, jakim jest nagła utrata ciągu na śmigle ogonowym. Zjawisko to nosi nazwę LTE (Loss of Tail Rotor Effectiveness) - pierścienia wirowego na śmigle ogonowym śmigłowca. Pierścień wirowy na śmigle ogonowym LTE (Loss of Tail Rotor Effectiveness).

Zjawisko LTE rozumiane jest jako warunki, w których występuje nagły spadek siły ciągu na śmigle ogonowym, w wyniku którego następuje utrata sterowania kierunkowego. Może ono doprowadzić do niekontrolowanego szybkiego obracania się śmigłowca wokół osi pionowej. Pośród znanych przyczyn zjawiska LTE należy wymienić:
• Uszkodzenia:
o układu sterowania śmigła ogonowego;
o układu napędu śmigła ogonowego;
o śmigła ogonowego (np. urwanie łopaty).
• Przeciążenie wirnika nośnego.
• Wejście w stan pierścienia wirowego na śmigle ogonowym.

Przyczyna wypadku:

Przyczyną wypadku była utrata kontroli pilota nad śmigłowcem.
Okolicznościami sprzyjającymi zaistnieniu zdarzenia były zmienne prędkość i kierunek wiatru wzdłuż grzbietów górskich i wokół budynków.

Zalecenia dotyczące bezpieczeństwa:

Nie formułowano.

Załączniki:

Po zakończonym badaniu PKBWL nie sformułowała zaleceń dotyczących bezpieczeństwa.

Raport końcowy 2100/15
Album zdjęć 2100/15