04.04.2018 | N106ER | PA28R | KDAB | In-flight breakup

[okaga]

Ein Piper Arrow Schulungsflugzeug der Embry-Riddle Flugschule aus Florida hat während des Fluges den linken Flügel verloren und ist abgestürzt. Beide Insassen, ein Student und ein Prüfungsexperte (DPE) sind gestorben.

 

Die Machine war ziemlich neu (2007) und wurde nur für Schulungsflüge eingesetzt, mit einer gesamten Flugzeit von 7600 Stunden. Die letzte jährliche Inspektion war 3 Wochen vor dem Unfall. 

 

 

Vorbericht der NTSB: https://app.ntsb.gov/pdfgenerator/ReportGeneratorFile.ashx?EventID=20180404X13226&AKey=1&RType=HTML&IType=FA

 

[Volume]

7600 Stunden in 11 Jahren ?

Die Anschaffung hat sich bezahlt gemacht....

 

 

Preliminary radar and voice communication data provided by the Federal Aviation Administration (FAA) revealed that the airplane flew to the southeast after departure; after maneuvering, it returned to DAB.

Wäre interessant zu sehen, welche Manöver geflogen wurden.

 

 

Preliminary examination of the left wing main spar revealed that more than 80% of the lower spar cap and portions of the forward and aft spar web doublers exhibited fracture features consistent with metal fatigue

​Extrem komisch, bei so einem bewährten Muster.

 

​Gruß

Ralf

[teetwoten]

Nur mal soviel: die erste Bohrung in einer Schraubenreihe auf Zug wirkt schwächend wegen der Kerbwirkung. Vorangehende kleinere Schrauben könnten die Kerbwirkung vermindern (kontinuierlicherer Spannungsfluss) werden aus Kostengründen aber oft nicht eingesetzt...

 

Gruss Stefan

[cosy]

Nur mal soviel: die erste Bohrung in einer Schraubenreihe auf Zug wirkt schwächend wegen der Kerbwirkung. Vorangehende kleinere Schrauben könnten die Kerbwirkung vermindern (kontinuierlicherer Spannungsfluss) werden aus Kostengründen aber oft nicht eingesetzt...

 

Gruss Stefan

das ist aber schon sehr aus der Hüfte geschossen. und blind. Es gibt 1001 Ursachen für dieses Ereignis.

[teetwoten]

das ist aber schon sehr aus der Hüfte geschossen. und blind. Es gibt 1001 Ursachen für dieses Ereignis.

 

Wüsste nicht wo da ein Hüftschuss sein soll (siehe Link von Beitrag #1):

[cosy]

 

Wüsste nicht wo da ein Hüftschuss sein soll (siehe Link von Beitrag #1):

Jetzt mal eins nach dem Andern. die Scherkraft im ersten Loch, vln der Du ausgehst ist nur geringfügig anders als in den nachfolgenden, weil das (ausserdem hohe} Anzugsmoment der Schrauben eine hohe Flächenpressung verursacht und somi die Hauptkräfte über die Haftreibung grossflächig verteilt werden - sprich gering werden pro mm2

[teetwoten]

Jetzt mal eins nach dem Andern. die Scherkraft im ersten Loch, vln der Du ausgehst ist nur geringfügig anders als in den nachfolgenden, weil das (ausserdem hohe} Anzugsmoment der Schrauben eine hohe Flächenpressung verursacht und somi die Hauptkräfte über die Haftreibung grossflächig verteilt werden - sprich gering werden pro mm2

 

Nicht die Scherkraft im Bolzen sondern die Spitzen der Normalspannungen im Gurtquerschnitt ausserhalb der Bohrung. Vergleiche die mal mit dem ungestörten Spannungsfluss im vollen Querschnitt ohne Bohrung (Kerbfaktoren kannst Du den einschlägigen Handbüchern entnehmen)! Im Übrigen verlässt man sich in der Flugzeugstatik nicht auf die Reibung durch Anzugsdrehmomente. Schau mal wieviele Bolzen zB bei Fahrwerksbefestigungen lose sind und wie fatal sich das "Fretting" auswirkt, wenn die Mechaniker bei den Kontrollen lose Bolzen nicht nachziehen...

Stefan

[Wisi]

Wow. Ich versteh nur Bahnhof. Aber es liest sich sehr spannend.

[cosy]

Nicht die Scherkraft im Bolzen sondern die Spitzen der Normalspannungen im der ausserhalb der Bohrung. Vergleiche die mal mit dem ungestörten Spannungsfluss im vollen Querschnitt ohne Bohrung (Kerbfaktoren kannst Du den einschlägigen Handbüchern entnehmen)! Im Übrigen verlässt man sich in der Flugzeugstatik nicht auf die Reibung durch Anzugsdrehmomente. Schau mal wieviele Bolzen zB bei Fahrwerksbefestigungen lose sind und wie fatal sich das "Fretting" auswirkt, wenn die Mechaniker bei den Kontrollen lose Bolzen nicht nachziehen...

Stefan

Es ist mir schon klar, dass generell nicht per Haftreibung, sondern Formfaktor Kräfte übertragen werden. Aber genau im Falle von Haupt-und Nebenholm gibt es in der GA einige Beispiele, wo grossflächige Flächenpressung geziehlt eine Rolle spielt. Es ist per Laborversuch oder Simulation belegbar, dass Dein Fall des PA28 Holms die eingeleiteten Kräfte nicht so verteilt sind, wie Du das eingehend geschildert hast. Ein sonderfall sind Schwingungen...

[MarkusP210]

Gemäss Link aus Thread 1 ganz offenbar ja auch Risse an der anderen Seite. Gute Nacht für PA28 Besitzer mit dem/den AD's die da kommen werden...

 

 

 

dass Dein Fall des PA28 Holms die eingeleiteten Kräfte nicht so verteilt sind, wie Du das eingehend geschildert hast

Aha, und wie dann? Ich würde auf jeden Fall genau dasselbe vermuten (und ab sofort nur noch mit einem mulmigen Gefühl in diesem Flugzeug fliegen).

 

 

Markus

Bearbeitet 21. April 2018 von MarkusP210

[teetwoten]

Es ist mir schon klar, dass generell nicht per Haftreibung, sondern Formfaktor Kräfte übertragen werden. Aber genau im Falle von Haupt-und Nebenholm gibt es in der GA einige Beispiele, wo grossflächige Flächenpressung geziehlt eine Rolle spielt. Es ist per Laborversuch oder Simulation belegbar, dass Dein Fall des PA28 Holms die eingeleiteten Kräfte nicht so verteilt sind, wie Du das eingehend geschildert hast. Ein sonderfall sind Schwingungen...

 

Also, bei einer Schraubverbindung interessieren nicht primär die axiale Flächenpressung, sondern die Spannungsspitzen am Lochrand wegen der Kerbwirkung und die Lochleibung. Überlege Dir mal die Funktionen von Haupt- und "Neben"-Holmen aufgrund ihrer Befestigungen an den demontierbaren Übergängen. Hilfsholme haben oft nur einen Verbindungspunkt weil sie Querkraft (Torsionsbeitrag) und nicht Biegung übertragen müssen. Statiker gewähren ihnen sogar eine theoretische Rotation zu, um nicht unnötig statisch unbestimmt zu werden (als man noch von Hand rechnete).

 

Mich würden Deine im Laborversuch oder Simulation belegten Beispiele grossflächiger Flächenpressung sehr interessieren.

 

Schwingung ist ein ganz anderes Thema, das hier den Rahmen sprengen würde. Biege- und Torsionselemente sind im Leichtbau grundsätzlich immer schwingungsfähig, wobei es ungedämpfte Schwingungen in der Fliegerei sowieso nicht (lange) geben würde...

 

Stefan

Bearbeitet 22. April 2018 von teetwoten

[Maxrpm]

30000fh Erfahrung und dann bricht einfach die Fläche weg.

[derfisch]

7600 Stunden in 11 Jahren ?

Die Anschaffung hat sich bezahlt gemacht....

 

 

Ja, das kann schon sein. Bei den Plusone Flyern in San Diego sprechen sie von einem Flottenschnitt von ca. 660 h per Anno und Flugzeug.

 

Gruss

 

Timo

[Volume]

 

Nur mal soviel: die erste Bohrung in einer Schraubenreihe auf Zug wirkt schwächend wegen der Kerbwirkung. Vorangehende kleinere Schrauben könnten die Kerbwirkung vermindern (kontinuierlicherer Spannungsfluss) werden aus Kostengründen aber oft nicht eingesetzt...

 

Gruss Stefan

​Dann dürfte dich der Blanik-Bericht vermutlich auch sehr interessieren...

 

Löcher in hochbelastete Bereiche von Metallbauteilen zu bohren war noch nie eine tolle idee, aber das Kleben kommt trotzdem mehr und mehr aus der Mode (Fokker, BAE, Grumman...).

Die Industrie hat in den letzten 60 Jahren allerlei entwickelt, um die Lebensdauer enorm zu erhöhen, aber im Kleinflugzeugbau sind wir immer noch bei der Technologie des zweiten Weltkriegs. Die "kleine Schrauben Lösung" gibt es ja schon an der DC-3...

 

Trotzdem erstaunlich, dass bei einem so lange gebauten Muster bei dem jede Schwachstelle längst bekannt sein sollte noch so ein heftiger Riss nicht entdeckt wird. Der muss über ewige Zeiten gewachsen sein, oder beim Material muss irgendetwas gründlich schief gegangen sein. Der Abschlussbericht wird spannend.

 

Gruß

Ralf

[FalconJockey]

Eben, die Frage ist, ob wirklich nur bei diesem einen Flugzeug ein Problem mit dem Material oder bei der Herstellung vorlag, ob dies eine ganze Tranche betrifft. Zum Glück sind die PA28 in meinem Verein alles alte Dinger aus den 80er Jahren.

[MarkusP210]

Super Link zum Blanik-Unfall, danke Ralf!

 

Insbesondere Paragraph 2.2 ff liest sich fast wie ein Krimi:

 

 

Die Mikromorphologie der Bruchflächen des äußeren Gurtbandes entspricht Änderungen der Belastungsbedingungen durch mehrfach in unterschiedlichen Abständen auftretende einmalige Überlast (Striation), unterbrochen durch Phasen mit Schwingbeanspruchung (Beachmarks), was einem Lastspektrum mit vielen unterschiedlichen Überlasten entspricht

 

und

 

 

Für Bruchbereiche mit duktiler Gewaltbruchstruktur zwischen Zonen mit schwingbruchähnlichen Strukturen im Untergurt kommt in erster Linie eine durch Strukturschäden dokumentierte Überlast infolge einer harten Landung des Segelflugzeugs am 03.08.1991 in Betracht

 

Nach meiner Interpretation so zu lesen dass die Zelle/Struktur keine einzige schlechte Behandlung in ihrem Lebenslauf vergisst... Daraus könnte man nun (selbstverständlich rein spekulativ) folgern dass die verunglückte Arrow in ihrer Vergangenheit ein Erlebnis off limits gehabt haben könnte welches zu einer entsprechenden Vorschädigung führte. Das wäre zumindest eine plausible Erklärung für das Versagen einer Struktur die sich über so lange Jahre bewährt hat.

 

Markus

Bearbeitet 23. April 2018 von MarkusP210

[MarkusP210]

Der entsprechende Thread auf pprune.com offenbart Spannendes/Erschreckendes (ab sofort gehört rütteln am Flügel zur preflight inspection :o  :blink: ):

 

https://www.liveleak.com/view?t=LVGr_1524349750

 

sowie vorhersehbares (ein AD welches aus demselben Grund schon mal existierte aber wieder zurückgezogen wurde und nun wohl wieder zum Thema wird):

 

https://bsd-box.net/~mikeg/N8031W/SB_SL/SB_0886.pdf

 

Markus

Bearbeitet 24. April 2018 von MarkusP210

[teetwoten]

Der entsprechende Thread auf pprune.com offenbart Spannendes/Erschreckendes (ab sofort gehört rütteln am Flügel zur preflight inspection :o  :blink: ):

 

 

Gefühlsvolles Bewegen von Strukturteilen gehört zweifellos zum preflight-check. Dabei ist nicht nur auf Spiel sondern auch auf optische oder akustische Anomalien zu achten (zB kreischendes/quälendes Geräusch). Besitzt eine Struktur fail-safe-Eigenschaften kann sie durchaus erste Beschädigungen aufweisen ohne bereits zu kollabieren. Wir hatten schon zwei verschiedene Flugzeuge bei welchen ein Bewegen des Rades an einem Hauptfahrwerk mithilfe des Fusses zu Geräuschen oder Mitbewegen der oberen Beplankung führte  (gerissene Rippe). Beide sind so noch gelandet. Einer flog nach der ersten Beobachtung sogar noch nach Hause. Ein anderes Geräusch deutete auf ein festgefressenes Lager hin, das nur noch im Lagersitz drehte. In einem weiteren Fall bedeutete das Geräusch eine lose Querstrebe an einem Bugfahrwerk...

 

Stefan

[Volume]

Gefühlsvolles Bewegen von Strukturteilen gehört zweifellos zum preflight-check

 

Die Betonung liegt auf gefühlvoll !!!

Für so manches Bauteil ist die Vorflugkontrolle der dimensionierende Lastfall. Da wird manchmal deutlich mehr geprüft als gut tut.

 

Bin sehr auf den Abschlussbericht gespannt, ob tatsächlich die Preflight-Inspection oder eher die Jahreswartung das Ereignis ist, bei dem man vermehrte Sorgfalt an den Tag legen sollte.

Gerade so Tage an denen das Wetter doch nicht macht, was angesagt war, sind oft mal für eine etwas intensivere Zwischenkontrolle wie gemacht. So manche Zugangsklappe darf man auch mehrmals im Jahr öffnen. Hier gilt oft die Veltins-Regel: Nur angucken, nicht anfassen ;)

 

Gruß

Ralf

[teetwoten]

Nun ist es draussen, das AD welches diesem Unfall folgt:

 

https://rgl.faa.gov/Regulatory_and_Guidance_Library/rgad.nsf/0/e7c6578b69cdce7d8625865e005b20fe/$FILE/2020-26-16.pdf

 

Als erstes soll mit einer speziellen Formel die "factored service hours" bestimmt werden. Danach wird entschieden, ob das AD durchgeführt werden muss. Das AD sieht alsdann eine Demontage der Flügel mit Rissprüfung in der kritischen Bohrung vor. Es dürften ein paar Tausend PA28 und PA32 weltweit betroffen sein. Erstaunlich, dass das AD lediglich eine Kontrolle vorsieht und nicht etwa eine Verstärkung, wie zB bei den Beechcrafts 18 oder King-Airs, bei welchen zusätzliche Gurten angebracht werden konnten.

 

Schade, dass anlässlich der Konstruktion alles Bolzen gleicher Grösse verwendet wurden ohne kontinuierliche Zunahme ihrer Durchmesser (Entlastungsbohrungen zur Reduktion des Kerbfaktors). Wäre kaum teurer gewesen, hätte aber das vorliegende Problem gar nicht erst aufkommen lassen.

 

Hier zudem ein klassisches Tiefdeckerproblem, indem Spannungsspitzen harter Landungen meist durch die Flügel-/Rumpfbefestigung übertragen werden müssen (Reaktion) und sich alsdann auf die strukturelle Integrität im Fluge auswirken können....

 

Stefan

 

 

[cosy]

Habe unsere Ping-Pong Diskussion nochmals gelesen.

 

Das wär was für ein Kafeegespräch (oder Bier- nach dem Einhallen der Maschine).

Deine Argumentation, die Du hier oben noch mal zusammengefasst hast von wegen Spannungsspitzen um's Loch gehen mir nach wie vor so nicht rüber.

Das Thema ist interessant, weil ich ein Flugzeug fliege, das genau mit der gleichen Konstruktionsidee Holm und Holmschacht der Zelle verbindet- mit insgesamt 12 x M10 Schrauben V2-A.

 

Ich war bisher die Meinung, diese "Centilever" Hebelarmfunktion des Holms mit der Krafteinleitung über eine grossflächig mit je (li+re) 6 Schrauben über die ganze Holmhöhe vorgespannte Fläche ergibt eine Krafteinleitung, welche dem klassischen Sandwichbau ähnelt. Natürlich sind dann Anomalien und unregelmässige Stellen Grund für Spannungserhöhung- aber die Kraft wird doch so mit einfachsten Mitteln extrem grossflächig eingeleitet. Und durch die Vorspannung des Pakets wird die Beschaffenheit der Bolzen/Borhung Kombination sowie ihre Dimension unwichtiger (wenn die aufgespannte Fläche sehr viel grösser ist als die Bohrung). Ich habe sogar nach Rücksprache mit dem Prüfer die Std.- Unterlegscheiben durch extragrosse ersetzt, damit die Anpressfläche pro Schraube nochmal grösser ist.

Der Bereich des Kraftschlusses um die U-Scheibe  Holmkastenwand-Holmpacket-Holmkastenwand- U-Scheibe verläuft eliptisch und die kraftschlüssige Fläche ist über 200% der U-Scheibenfläche gemäss einer Simulation.

 

Vielleicht übersehe ich da was..

 

Auf kjeden Fall gibts ab nun vermutlich etwas günstigere PA-28 occasion..

Bearbeitet 17. Januar 2021 von cosy

[cosy]

Ein Video, in dem die Teile gezeigt werden und der das Problem sehr gut beschreibt:

von Airframe components

 

 

 

Zitat aus Piper Flyer Ass.

 

"In 1987, William Johnson was an A&P mechanic and station manager for Yute Air in Dillingham, Alaska. Johnson, in addition to holding an A&P, also holds an Inspection Authorization (IA), and is an Airline Transport Pilot (ATP) with over 20,000 Alaska flying hours. 

During my annual trip to the Alaska Airman’s meeting at Anchorage International Airport (PANC) in early May 2018, Johnson told me that every PA-32 that he and his crew inspected following the 1987 AD had cracks in the suspect area. 

“I sent in over 40 Malfunction and Defect (M&D) reports to the FAA about cracks,” he explained during a recent phone conversation..."

[teetwoten]

vor 8 Stunden schrieb cosy:

Spannungsspitzen um's Loch

 

Die erste Bohrung in Richtung Spannungsfluss ist die kritischste!

 

                                   

 

Stefan

 

[Maxrpm]

Das ist mir was in der Wartungslogik gar nicht klar. Bei allen Lininenflugzeugen die ich kenne müssen die Holmbefestigungen nach spätestens 8 Jahren(oft deutlich früher) im Rahmen eines C-Checks kontolliert werden.  

 

Dabei ist besonders auf alle Anzeichen von Ermüdungsrissen zu achten. Tw ist ein Ultraschalltest vorgeschrieben. Der Aufwand ist gross aber verglichen mit dem ganzen C-Check nicht hervorstechend.

 

Bis jetzt war ich immer der Meinung, dass die Wartungsvorschriften - zumindest bei den merhjährigen Wartungen für alle Flugzeugkategorien sehr ählich sind. 

 

 

Werden diese Anschlüsen bei den PA28 wirklich nie im Rahmen einer der Jahreswartungen genau kontrolliert?

 

Wolfgang 

[cosy]

Laut der Piper Flying Association dauern alleine die Vorbereitungsarbeiten, um eine Prüfung durchzuführen, mindestens 18h.

Cosy