Falsch lackiert: Hubschrauber knickt nach Betankung ein

Nach Angaben des Piloten wurde der Hubschrauber nach der Landung in Mannheim City um 11:37 Uhr auf dem Vorfeld vor dem Terminal abgestellt. Anschließend wurde er mit 600 Liter Kerosin betankt. Nach dem Betanken sollte der Hubschrauber zum Universitätsklinikum Mannheim zur Patientenaufnahme fliegen.

Identifikation

• Art des Ereignisses: Schwere Störung
• Datum: 26. Juni 2014
• Ort: Flughafen Mannheim City
• Luftfahrzeug(e): Hubschrauber
• Hersteller / Muster: Agusta S.p.A. / AB 412
• Personenschaden: keiner
• Sachschaden: Luftfahrzeug leicht beschädigt
• Drittschaden: keiner

Weitere Ereignisse und Flugverlauf

An Bord waren der Pilot, ein Bordmechaniker und ein zweiköpfiges Ärzteteam. Laut Angaben des Piloten startete er nach dem Betanken das erste Triebwerk. Bei einer Drehzahl von 60 – 65 Prozent N2 senkte er den kollektiven Verstellhebel (Pitch) und die Maschine sackte ab. Dieses Verhalten des Hubschraubers nach einem Betankungsvorgang war für ihn nicht ungewöhnlich. Doch an diesem Tag war die Bewegung der Maschine etwas heftiger, als er es aus seiner Erfahrung heraus erwartet hätte.

Dann startete er das zweite Triebwerk. Er führte den “Before-Hover-Check” durch und erfragte die Hover Clearance (Schwebefreigabe) beim Kontrollturm. Während dieser Phase sackte der Hubschrauber nach hinten links weg. Nach seinen Angaben hatte der Pilot sofort die Vermutung, dass mit dem Landegestell etwas passiert sein musste. Er informierte den Kontrollturm und forderte die Flugplatzfeuerwehr an. Im weiteren Verlauf stabilisierte er den Hubschrauber über den Pitch, um ein mögliches Umkippen zu verhindern. Nachdem der Hubschrauber gesichert war, wies er die Besatzungsmitglieder an, den Hubschrauber nach vorne rechts zu verlassen. Erst nach dem Eintreffen der Feuerwehr nahm er langsam die Gashebel zurück und stellte die Triebwerke ab. Der Hubschrauber verblieb, gestützt auf dem gebrochenen Teil des hinteren Querrohres sowie der Trittstufe, in seiner Position (zu sehen auf Bild 1 und 2).

Angaben zu Personen

Der 38-jährige verantwortliche Luftfahrzeugführer war im Besitz einer Lizenz für Verkehrspiloten (Hubschrauber) ATPL(H), der Europäischen Union, erteilt gemäß Teil-FCL. Die Lizenz wurde erstmalig am 24.01.2014 durch das Luftfahrt-Bundesamt (LBA) ausgestellt. Das Tauglichkeitszeugnis Klasse 1 war bis zum 28.03.2015 gültig. Der Pilot verfügte über eine Gesamtflugerfahrung von 2.344:07 Stunden mit 4.541 Landungen, davon absolvierte er 1.135:49 Stunden mit 1.470 Landungen auf dem betroffenen Muster. Die Musterberechtigung war bis zum 31.12.2014 gültig.

Angaben zum Luftfahrzeug

Das Muster AB 412 des Herstellers Agusta S.p.A. ist in Ganzmetallbauweise ausgeführt. Der Hubschrauber war mit einem starren Kufenlandegestell ausgerüstet. Er wurde von zwei Turbinen vom Typ PT6T-3BE des Herstellers Pratt & Whitney angetrieben. Das Luftfahrzeug mit der Werknummer 25802 wurde 1994 gebaut und war in Deutschland zum Verkehr zugelassen.

Der Hubschrauber wurde in einem deutschen Luftrettungsunternehmen betrieben. Er war für Krankentransporte ausgerüstet und verfügte über feste Einbauten zur intensivmedizinischen Versorgung von Patienten. Die maximale Abflugmasse betrug 5.400 kg (11.905 lbs). Zum Zeitpunkt des Ereignisses hatte der Hubschrauber eine Betriebszeit von 8.262:26 Stunden.

Das Hubschrauberlandegestell mit der Teilenummer 412-050-001-107 und der Seriennummer 133 wurde am 11.04.1995 als Neuteil am Hubschrauber angebaut. Zu diesem Zeitpunkt hatte der Hubschrauber eine Betriebszeit von 295:54 Stunden. Zur Zeit des Ereignisses hatte das Landegestell eine Betriebszeit von 7.966:32 Stunden bei 26.157 Landungen. Das Hubschrauberlandegestell bestand aus zwei Kufen, die links und rechts parallel seitlich unterhalb des Rumpfes verliefen. Die Kufen waren durch zwei gekrümmte Querrohre, die sich vorn und hinten unterhalb des Rumpfes befanden, miteinander verbunden. Die Querrohre waren mit Klammern am Rumpf befestigt.

Das an dem Hubschrauberlandegestell verbaute hintere Querrohr hatte die Teilenummer 412-050-002-107 und die Seriennummer 175142. Das hintere Querrohr war ein gekrümmtes von der Rumpfmitte nach außen gezogenes Rohr. Die Krümmung begann in der Mitte leicht und nahm im Außenbereich stärker zu. Der Außendurchmesser des Rohres war im mittleren Bereich am größten und nahm nach außen hin ab. Die beiden Enden waren in den Bereichen, die mit den Kufen verbunden waren, verstärkt. Über die Krümmung wurde die Bodenfreiheit zwischen Rumpfunterseite und Kufen erzeugt. Das hintere Querrohr war über eine Aufnahme in dessen Mitte mit dem Rumpf verbunden.

Nach Angaben des Betreibers wurde das Querrohr vom Hersteller in weißer Farbe ausgeliefert. Der vorherige Halter des Hubschraubers hatte das Querrohr grün lackiert. Als der jetzige Halter den Hubschrauber übernommen hatte, ließ er es im Mai 2006 schwarz lackieren. Aufgrund von mangelhafter Lackhaftung wurde die Lackierung am Landegestell im Februar 2008 an einigen Stellen, u.a. am hinteren Querrohr, nachgebessert. Die Lackierarbeiten wurden von einem beauftragten Lackierbetrieb ausgeführt.

Meteorologische Informationen

Nach Angaben des Piloten betrugen die Sichten mehr als zehn km, der Wind kam aus Nordwest mit fünf bis zehn kt und die Außentemperatur betrug 18 °C.

Angaben zum Flugplatz

Der Verkehrslandeplatz Mannheim City verfügt über zwei Start- und Landebahnen. Beide Pisten haben die Ausrichtung 09/27. Die Asphaltbahn liegt im Süden des Platzes und hat eine Länge von 1.066 Meter und ist 25 Meter breit. Die Grasbahn nördlich davon ist 795 Meter lang und 30 Meter breit. Das Vorfeld befindet sich direkt vor dem Abfertigungsgebäude im Norden des Platzes.

Unfallstelle und Feststellungen am Luftfahrzeug

Die Schwere Störung ereignete sich auf dem Vorfeld vor dem Abfertigungsgebäude (siehe Anlage Bild 1). Der Hubschrauber war nach links hinten abgesackt und hatte sich auf dem unteren Bruchstück des hinteren Querrohres abgestützt. Das hintere Querrohr des Hubschrauberlandegestells war in seiner Mitte mit einer Klemmvorrichtung am Rumpf des Hubschraubers befestigt. Es war leicht nach unten gekrümmt. Im äußeren Bereich der Rumpfunterseite nahm diese Krümmung zu. Die Enden des Querrohres waren verstärkt und führten in Aufnahmen der Landekufen.

Der Bruch erfolgte auf der linken Seite im stärker gekrümmten Bereich des Querrohres. Der größere Teil des gebrochenen Querrohres blieb mit dem Rumpf verbunden. Das in Flugrichtung rechte Bruchufer schlug auf dem Beton des Vorfeldes auf. Der linke Stumpf des Querrohres war in den Rumpf gedrückt und das Außenblech im linken Bereich des Querrohrkanals war beschädigt worden (siehe Bild 3). Das gebrochene hintere Querrohr wurde vom Hubschrauber demontiert und zur weiteren Untersuchung zur BFU gebracht.

Untersuchung der Bruchflächen

Das hintere Querrohr war in dem Bereich, in dem es mit einer größeren Krümmung zur Landekufe hin gebogen war, gebrochen. Der Bruch erfolgte im Innenradius der Krümmung auf der äußeren Rohrunterseite (6-Uhr-Position). Etwa ab der neutralen Fase lief der Bruch als Zunge in Richtung des weniger gekrümmten Bereiches zum Außenradius hin aus.

Das größere Bruchstück, das über die Aufnahme noch mit dem Rumpf verbunden war, war mit seiner Unterseite auf den Betonboden gefallen. Als Folge war etwa die Hälfte der Bruchfläche der unteren Außenwandung eingeebnet worden. Die entsprechenden Spuren für eine Bruchanalyse waren dadurch zerstört worden. Die Bruchfläche des kleineren Bruchstückes, das noch an der linken Kufe befestigt war, war unbeschädigt. Die Bruchanalyse wurde an diesem Bruchstück vorgenommen (Bild 4). Das Bild zeigt die Bruchfläche des Querrohres (Aluminium-Legierung) in der Übersicht.

Auf der äußeren Rohrunterseite, d.h. im Bereich der größten Zugspannung, hatten sich drei ausgeprägte daumennagelförmige Anrisse entwickelt, Bild 4. Die Anrisse befanden sich in unterschiedlichen Ebenen zueinander, wobei der linke Anriss in einen Spalt hinter den mittleren lief. Bei den Rissen handelte es sich zweifelsfrei um Schwingungsrisse. Sie waren etwa zur Hälfte der Wanddicke vorgedrungen, bis der Restbruch als Gewaltbruch eintrat.

Auch aus konstruktiver Sicht lag die Bruchstelle im Bereich der größten Rohrkrümmung in einer höchstbeanspruchten Zone (großes Biegemoment), hervorgerufen durch das Aufbiegeverhalten durch die normale Reaktion des Querrohres auf die Belastung durch die Hubschraubermasse.

Die mikroskopische Untersuchung im Rasterelektronenmikroskop (REM) wurde durch das Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik (IST) in Braunschweig unterstützt. Die charakteristische streifige Mikrotopografie in Bild 5 bestätigte den Schwingungsriss. Das Bild zeigt den Ausgangspunkt des rechten Schwingungsrisses. Der Restbruch erfolgte als mikroduktiler Gewaltbruch. Das Bild 6 zeigt eine Übersicht der Oberflächentopographie im Bereich des linken Schwingungsbruches. Die Oberfläche war mit einer Chromschicht überzogen (EDX-Analyse) und besaß eine Streifigkeit, die in Längsrichtung der Bauteilausdehnung verlief.

Auf der Oberfläche verliefen unregelmäßig, annähernd konzentrisch, Riefen. Es hatte den Anschein, dass sie möglicherweise aus der Bearbeitung des Bauteiles z.B. mit einer rotierenden Drahtbürste oder Schleifpapier stammten. Die Riefen stellten einen vielfachen Kerb dar, der als Startpunkt für einen Schwingungsriss diente. Der Spalt verlief zunächst quer zur Bauteillängsachse, also quer zur Belastung. Dann zackte er um 90° in Richtung Bruchfläche. Das Bild 7 zeigt, dass der Schwingungsriss seinen Ursprung in einer Riefe hatte. Und zwar startete der Riss dort, wo die Riefe im Bereich der größten Spannung verlief, also quer zur Belastungsrichtung.

Untersuchung der Oberfläche des gebrochenen Querrohres

Aufgrund der Ergebnisse aus der Laboruntersuchung wurde das gesamte Querrohr nochmals makroskopisch untersucht. Der Rissausgang erfolgte auf dem Innenradius vom Querrohr, ca. 390 mm entfernt vom linken Ende in Flugrichtung gesehen, siehe Zeichnung 1 im Anhang. Der Bruch lief dann als “Zunge” nach oben aus. Das Querrohr hatte in diesem Bereich einen ovalen Querschnitt. An der Bruchstelle betrug der Außendurchmesser in der Höhe 66,4 mm und der Innendurchmesser 54,3 mm. Der Außendurchmesser betrug in der Breite 70,3 mm und der Innendurchmesser 58,7 mm.

Die Lackierung bzw. die Lackoberfläche des Querrohres war von unterschiedlicher Beschaffenheit. Der Bereich, der sich im Zellentunnel befand, war weiß. Die Aufnahme für die Zelle (Manschette), die sich im selben Bereich befand, und die nähere Umgebung hatten eine grünliche Farbe. Der Ansatz wiederum, durch den der Zellenbolzen geführt wird, war weiß. Der weitaus größere Rest des Querrohres war schwarz. Die optische Erscheinung der schwarzen Lackierung reichte von glänzend bis matt. Bei näherer Betrachtung waren Bereiche zu erkennen, in denen nachlackiert wurde bzw. in denen der Lack ausgebessert worden war. In einigen dieser Bereiche war die Lackoberfläche aufgebrochen und der Lack ließ sich mit dem Fingernagel abheben. Dieses war auch im Bereich der Bruchstelle möglich. Daraufhin wurden sechs Stellen auf dem Querrohr ausgewählt, drei auf der linken und drei auf der rechten Seite der Mitte. An diesen Stellen wurde der Decklack entfernt.

Das Bild 8 zeigt eine Übersicht, dabei geht der Blick in Flugrichtung. Die Nummerierung der ausgewählten Stellen erfolgte von der Mitte nach außen. Die weißen Ziffern bezeichnen die untersuchten Stellen auf der linken Seite, die schwarzen Ziffern die auf der rechten. Es wurden vornehmlich Stellen auf der Unterseite ausgewählt, da diese durch die Belastung die Zugseite des Querrohres darstellte.

Linke Seite: Der Bereich 1 wies eine metallische Oberfläche auf, die mit großer Wahrscheinlichkeit kugelgestrahlt worden war. Es wurden keine Riefen gefunden. Der Lack zeigte beim Abbeizen eine gute Haftung. Die Position 2 wurde aufgrund einer Lackausbesserung gewählt. Auf der Oberfläche haftete ein Sprühnebel, der Bereich war von der Erscheinung leicht mattiert. Nach dem Abbeizen zeigte die metallische Oberfläche Riefen. Die Position 3 (Bild 9) zeigt den Bereich neben der Bruchausgangsstelle. Nach dem Abbeizen zeigten sich hier, wie auch bei der mikroskopischen Untersuchung, Riefen auf der Metalloberfläche. Des Weiteren ist silberfarbener Belag in dem Bereich sichtbar, welcher nicht näher untersucht wurde.

Rechte Seite: Im Bereich 1 wurde die Schutzmanschette für den Zellenanschlag entfernt. Hier wurde vermutet, dass die Manschette zur Erstausstattung des Querrohres gehörte und somit den Originalzustand darstellte. Darunter befand sich eine Isoliermasse als Trennschicht zwischen Manschette und Querrohr. Der Primer in diesem Bereich hatte eine etwas andere Farbe, als auf der linken Seite, der grünliche Farbton war etwas dunkler. Die Metalloberfläche war kugelgestrahlt worden und wies keine Riefen auf. Der Bereich 2 der rechten Seite war wieder eine augenscheinlich ausgebesserte Stelle. Auf der Metalloberfläche befanden sich Riefen und Bereiche mit einem silbrigen Belag, wie im Bereich 3 auf der linken Seite. Und es gab kleine Bereiche, in denen sich ein dunkelgrüner Primer hartnäckig gehalten hatte. Der Bereich 3 entsprach in etwa dem Bereich der Bruchstelle auf der linken Seite. Auf der Metalloberfläche fanden sich ebenfalls Riefen.

An der Aufnahme der rechten Kufe zeigten sich zwei unterschiedliche Primerfarben, außen grün und innen gelb.

Brand

Es entstand kein Brand.

Organisationen und deren Verfahren

Der Betreiber des Hubschraubers unterhielt einen eigenen Wartungsbetrieb. Dieser hatte einen Lackierbetrieb mit den Lackarbeiten am Hubschrauberlandegestell beauftragt.

Zusätzliche Informationen

Nach Abschluss der Untersuchungen bei der BFU wurde das gebrochene Querrohr dem Hersteller zur Verfügung gestellt. Im dortigen Labor fanden Untersuchungen im Beisein der italienischen Flugunfalluntersuchungsstelle (ANSV) statt. Diese Untersuchungen führten zu den gleichen Ergebnissen.

In seinem Maintenance Manual weist der Hersteller im Kapitel 32-11-06 “Landing Gear Assemblies – Crosstube Assemblies” als Vorsichtsmaßnahme darauf hin, dass die Oberfläche des Querrohres nicht zu beschädigen ist. Im “Standard Practices Manual” (BHT-ALL-SPM) werden im Kapitel 4 die für die Entlackung zu verwendenden Chemikalien bzw. Abbeizer und Anwendungsverfahren beschrieben.

Beurteilung

Die makroskopische Untersuchung der Querrohroberfläche hatte gezeigt, dass einige Bereiche der Lackierung des Querrohres während seiner Lebensdauer umlackiert bzw. nachgearbeitet worden waren. Dazu wurde die Oberfläche offenbar mit mechanischen Schleifmitteln bearbeitet. Der Einsatz der Schleifmittel hatte auf der Metalloberfläche Riefen hinterlassen. Diese Riefen stellten einen Kerb dar.

Die mikroskopische Untersuchung zeigte, dass sich in einem Bereich des Querrohres, in dem es durch Biegung eine hohe Zugspannung erfuhr, aus den Kerben mehrere Anrisse ausgebildet hatten. In der Folge führte der Anriss zu einem Dauerschwingbruch, in dessen Verlauf der restliche Querschnitt als Gewaltbruch das Querrohr zerstörte.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass bei Lackarbeiten die Lackreste nicht, wie vom Hersteller empfohlen chemisch, sondern mechanisch, durch z.B. rotierende Drahtbürsten oder Schleifscheiben, entfernt wurden. Die dadurch entstandenen Riefen ermöglichten in einem hochbelasteten Bereich des Querrohres die Entstehung eines Dauerbruches.

Schlussfolgerungen

Das Querrohr des Hubschrauberlandegestells war durch mehrere ausgeprägte Schwingungsbrüche zerstört worden. Sie hatten sich an einer hochbelasteten Stelle des Bauteils, stärkere Krümmung des Querrohres, entwickelt (hohes Biegemoment, Zugseite). Ermöglicht wurde der Start der Schwingungsrisse durch die Riefen auf der Oberfläche, die eine Kerbwirkung darstellten.

Sicherheitsempfehlungen

Empfehlung Nr.: SE 02/2016

Der Wartungsbetrieb des Luftfahrtunternehmens sollte bei Vergabe von Arbeiten am Luftfahrzeug den Auftragnehmer über die vom Hersteller festgelegten und genehmigten Verfahren in Kenntnis setzen und die Ausführung der Arbeiten überwachen.

Anlagen

• Bild 1: Gesamtansicht (Quelle: Betreiber)
• Bild 2: Aufnahme von hinten links in Flugrichtung, Bruchstelle (Quelle: Betreiber)
• Bild 3: Beschädigung auf der linken Seite des Rumpfes (Quelle: Betreiber)
• Bild 4: Bruchfläche, kleineres Bruchstück mit Anrissen
• Bild 5: Rechter Schwingbruch von Bild 4 im Detail (Quelle: IST)
• Bild 6: Übersicht Spalt (Quelle: IST)
• Bild 7: Rissausgangspunkt an der Riefe (Quelle: IST)
• Zeichnung 1: Querrohr mit eingezeichnetem Bruchverlauf (Quelle: Agusta S.p.A.)
• Bild 8: Querrohr Übersicht mit den sechs untersuchten Bereichen
• Bild 9: Detail linke Querrohrseite Bereich 3

Alle angegebenen Zeiten, soweit nicht anders bezeichnet, in Ortszeit. Quelle und Bilder, wenn nicht anders angegeben: BFU.

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