Accident survenu le 25 janvier 2003 sur l`aérodrome de Saint
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1. L aire de stationnement est plane en bitume et d pourvue d obstacle 1 2 Cellule L h licopt re repose l g rement pench sur le c t gauche a m me le sol sur son train d sarticul De nombreux indices montrent qu il a subi des vibrations anormales 1 3 Amortisseurs de train d atterrissage Les deux amortisseurs arri re du train sont gonfl s normalement de fa on quilibr e Les deux amortisseurs avant sont d gonfl s vraisemblablement en cons quence de l impact Leur examen n a pas fait apparaitre de d faut visible qui aurait pu entrainer leur d gonflage pr alablement l accident 1 4 Amortisseurs de train e du rotor principal Les amortisseurs de train e des pales rouge jaune et bleue ont t examin s Ceux de la pale rouge et de la pale jaune sont en place Pour la pale jaune la patte de fixation de l amortisseur est rompue le cylindre est absent Sur aucun des amortisseurs la surface m tallique int rieure du pot ne porte de trace de corrosion Des reflets mauves dus aux traitements de surface pr alables la vulcanisation sont visibles sur le m tal aucune trace blanche signe typique d un d sassemblage partiel de l lastom re n est visible sur le m tal L lastom re des cylindres est ferme et souple il ne pr sente ni signe de dess chement ou de vieillissement pr matur ni craquelure Le r glage m canique des trois amortisseurs parait correct malgr les d t rioratio2. MINISTERE DES TRANSPORTS DE L EQUIPEMENT DU TOURISME ET DE LA MER BUREAU D ENQUETES ET D ANALYSES POUR LA SECURITE DE L AVIATION CIVILE BEA Accident survenu le 25 janvier 2003 sur l a rodrome de Saint Pierre Pierrefonds R union a l h licopt re Hughes Schweizer 269 C immatricul F ODZT RAPPORT f zt030125 AVERTISSEMENT Ce rapport exprime les conclusions du BEA sur les circonstances et les causes de cet accident Conform ment l Annexe 13 la Convention relative l aviation civile internationale la Directive 94 56 CE et au Code de l Aviation civile Livre VII l enqu te n a pas t conduite de facon tablir des fautes ou valuer des responsabilit s individuelles ou collectives Son seul objectif est de tirer de cet v nement des enseignements susceptibles de pr venir de futurs accidents En cons quence l utilisation de ce rapport d autres fins que la pr vention pourrait conduire des interpr tations erron es F ODZT 25 janvier 2003 2 Ev nement entr e en r sonance sol aggrav e par un d faut d amortissement en train e de deux pales du rotor principal Cause identifi e op ration de maintenance r alis e de facon non conforme la documentation technique Cons quences et dommages a ronef d truit A ronef h licopt re Hughes Schweizer 269 C Date et heure samedi 25 janvier 2003 6 h 10 Exploitant priv Lieu a rodrome
3. e Le moment de R est alors nul 1 F ODZT 25 janvier 2003 annexe 4 14 BUREAU D ENQUETES ET D ANALYSES POUR LA SECURITE DE L AVIATION CIVILE A roport du Bourget Batiment 153 93352 Le Bourget Cedex FRANCE T l 33 1 49 92 72 00 Fax 33 1 49 92 72 03 com bea fr or www bea aero www bea fr org p N Libert Egalit Fraternit R PUBLIQUE FRAN AISE
4. Sch ma en coupe d une pince de manchon de rotor principal de Hughes 269C m m O z O z T c O lt x d 2 0 org ui O H am a c EN LO E E ro 9 Q z a F ODZT 25 janvier 2003 annexe 1 10 Extrait du manuel de maintenance du Hughes 269C Models 269A TH 55A A 1 B amp C Basic HM PITCH BEARING HOUSING CASE PITCH PITCH BEARING BEARING SPACER SHAFT PLUG FLE N K R lt NND STEEL BUSHING N Y N N CADMIUM PLATED SS SS NOS AS lt FD NY D ACE n 2 2 2 2 27 S PACER NOTE 55 ES BEX RK WWW SN SA IN MAIN ROTOR J SS HAS BLADE s A KLOSURE LOCKNUT LOCKWASHER Lid FITTING BUSHING SEAL g NOTE NOTE BLADE ATTACHMENT ITEMS NOT PART OF PITCH BEARING ASSEMBLY Figure 8 22 Main Rotor Blade Pitch Bearing Assembly Sheet 1 of 2 b Remove main rotor blade damper assembly Para 8 21 or 8 27 as applicable c Remove cotter pin nut washer shim s if installed and bolt from upper end of pitch control rod assembly CAUTION Use care to prevent the disconnected end of pitch control rod assembly from interfering with stationary swashplate if rotor is turned NOTE Perform step d below for Models 269A and B or perform step e for Model 269C as applicable In both these steps the inner race bf the flapping hinge bearing may come out when the bolt is removed In this event reinstall the race back i
5. Table 2 2 Item 3 Reissued 20 May 1994 Revised 28 Nov 2000 F ODZT 25 janvier 2003 annexe 2 12 Sch ma de l amortisseur de train e m t rotor v ELASTOMER KE T 1 VN 2 PAIN ROTOR DAMPER Ss ELASTOMER ALUAINUH DISC TO METAL BOND Q END FACE MAIN ROTOR DAMPER amortisseur de train e cylindre lastom rique double ELASTOMER IC BUNS TURNBUCKLE NON ADJUSTABLE CLEVIS Se vers attache epas vers me la t te pot m tallique rotor de l amortisseur 7 8 trates enyeloppe COTTER PIN ext rieure JAM NUTS SAFETY WIRED TO TURNBUCKLE AFTER FINAL ADJUSTMENT Figure 8 18 Damper Clevis Attachment and Internal Damper Buns F ODZT 25 janvier 2003 annexe 3 13 Forces de Coriolis Ainsi la pale effectuant un tour complet est soumise 9 de C A lorsqu elle se soul ve Pale avan ante un moment de fle xion dirig vers l avant de A C lorsqu elle descend Pale reculante un moment de flexion dirig vers l arri re i Il r sulte des efforts de flexion ALTERNES g n rateurs de fatigue notamment au pied de pale o les contraintes sont maximales 25 FOLES D INE TIE ALTERNEES DUES AU BATTEMENT VERTICAL DES FALE ET SOLLICITANT LES PALES DANS LE FLAN DE ROTATION SONT AFFEL ES FORCES VE CORIOLIS 2 COMMENT SUFPEIMER L EFFET pes FORCE PE CORIOMS LARTICULATION DE TRAINEE PE TRAINEE La force centrifuge e
6. est impossible r aliser Le d montage de ces bagues doit se faire en prot geant la bague 3 pour viter qu elle bouge ce qui fait l objet d une mise en garde dans la proc dure de d montage des bagues pr sent e en annexe 2 En effet l extraction des bagues se fait de l ext rieur vers l int rieur du manchon si la Ces bagues 3 sont mont es en usine et ne sont pas appel es tre d plac es en entretien courant F ODZT 25 janvier 2003 5 bague 3 n est pas bien retenue par la pose d un entraxe l extraction de la bague 2 peut provoquer le d placement de la bague 3 vers l int rieur La cons quence de cette action n est pas perceptible Tel nu si bien qu elle peut tre renouvel e plusieurs fois sans tre d tect e 2 3 Role des amortisseurs de train e Les amortisseurs de train e voir annexe 3 servent amortir d une part les mouvements en train e des pales principales lors du lancement et surtout de la d c l ration du rotor travail en tirement et d autre part les vibrations dues aux variations cycliques de vitesse relative des pales principales sous l effet de la force de Coriolis quand l h licopt re est en translation voir annexe 4 Ils n ont pas pour fonction de retenir les pales Sur ce type d h licopt re une force tangentielle de dix sept daN exerc e en extr mit de pale dans le plan horizontal est suffisante pour arracher le cylindre lastom rique du corps de l amortisseur
7. Saint Pierre Pierrefonds R union Nature du vol changement de poste de stationnement Personnes bord pilote 1 Titres et exp rience pilote 51 ans PPH de 1988 ITH de 1990 2 343 heures de vol dont 210 sur type et 20 dans les trois mois pr c dents Conditions m t orologiques vent 160 6 8 kt CAVOK 30 CIRCONSTANCES Les faits relat s ci dessous r sultent des indications fournies par le pilote Le 25 janvier 2003 sur l aire de stationnement de l a rodrome de Saint Pierre Pierrefonds le pilote met en route le moteur pour effectuer un d placement vers la station de carburant de l a rodrome Au moment ou il commence d jauger l h licopt re le pilote per oit des vibrations importantes qu il assimile un ph nom ne de r sonance sol Pour se d gager de cet effet inconfortable il continue de s lever Mais sa grande surprise alors qu il est en vol stationnaire les vibrations ne s arr tent pas Il atterrit et les vibrations s arr tent Alors qu il r duit le moteur elles reprennent beaucoup plus fortement et I h licopt re subit des dommages tr s importants Sauf pr cision contraire les heures figurant dans ce rapport sont exprim es en temps universel coordonn UTC Il convient d y ajouter quatre heures pour obtenir l heure en vigueur la R union le jour de l v nement F ODZT 25 janvier 2003 juin 2005 3 1 EXAMEN DU SITE ET DE L EPAVE 1 1 Aire de stationnement
8. and serial number Reissued 20 May 1994 8 51 Revised 28 Nov 2000 F ODZT 25 janvier 2003 annexe 2 11 Section 8 e Inspect lead lag bushings Fig 8 22 for evidence of wear cracking or chipping of bearing surface Replace any defective bushing s found Para 8 40 f Inspect stainless steel inner sleeves for cracks and other evidence of damage Replace if damaged g Inspect pitch bearing shaft for cracks rust evidence of bearing rotation and for bolt hole wear b Replace Klosure seal and O ring i Inspect arm lugs of pitch bearing case Fig 8 24 for evidence of wear resulting from interference with bearing at top of pitch control rod Rework grooves exceeding 003 inch depth on inner faces of lugs according to step d 3 above Touch up after rework with zinc chromate primer Table 2 2 Item 9 NOTE O rings are placed between the upper pitch change rod end bearings and the arm lugs to reduce amount of wear caused by the contact of the rod end on the arm lug j Inspect O rings and replace if they show any signs of wear or defects k 269A1221 BSC 3 5 pitch bearing assemblies Inspect damper fitting assembly Fig 8 1 for cracks corrosion and deformation If cracks are suspected but not confirmed perform dye penetrant inspection Inspect bearing for damage wear and security L Sudden Stoppage Inspection of Pitch Bearing Shaft and Control Arm Perform this inspection if damage to i
9. de train e 2 4 La r sonance sol La r sonance sol est un mouvement oscillatoire divergent d la mise en r sonance de la cellule de l h licopt re avec le sol sous l excitation des vibrations des pales en train e Les diff rents syst mes d amortissements permettent d viter ce ph nom ne La r sonance sol a pour origine un ou plusieurs des facteurs suivants un sol tr s dur ou irr gulier un ou plusieurs amortisseurs de train mal gonfl s ou d s quilibr s entre eux une d gradation des diff rents roulements de la t te rotor un d faut d amortissement de train e des pales du rotor principal du tracking ou du balourd occasionn par un r glage inad quat de la t te rotor ou par un apport de graisse d s quilibr au niveau des manchons de pales La r sonance sol se manifeste en fin de mise en route de l h licopt re par le d clenchement d un mouvement vibratoire vertical oscillant qui peut s amplifier tr s rapidement jusqu rendre l h licopt re incontr lable et qui se termine alors g n ralement par un retournement dynamique si le pilote ne r agit pas tr s vite En cas de r sonance sol il convient de changer le r gime du moteur ou de mettre l h licopt re en vol stationnaire pour que le sol n interf re plus avec la fr quence vibratoire de l h licopt re Les vibrations cessent aussit t Au regard de la r sonance sol un rev tement en bitume et lisse est notablement plus souple qu
10. e du b ton par exemple F ODZT 25 janvier 2003 6 3 ANALYSE 3 1 L aire de stationnement Le rev tement et l tat de l aire de stationnement n taient pas particulierement de nature provoquer une r sonance sol en l absence d autres facteurs 3 2 Les amortisseurs de train Les amortisseurs arri re du train ont t trouv s gonfl s une pression correcte En l absence de d faut visible ant rieur l accident sur les amortisseurs avant il est probable que ces derniers l taient galement L amortissement de l h licopt re par les amortisseurs de train tait donc probablement r alis et de nature viter les risques d une r sonance sol 3 3 L arrachement de l amortisseur de train e de la pale jaune L absence de traces blanches annonciatrices d un d but de d sassemblage sur la partie m tallique int rieure des pots des amortisseurs en particulier celui de la pale jaune indique que l arrachement a t soudain Cela est confirm par l absence de corrosion sur les pots d amortisseurs Les traces de vulcanisation tant visibles et l arrachement ayant t statique on peut estimer que la fixation tait satisfaisante Son arrachement est donc attribuable une contrainte vibratoire anormale 3 4 Le pincement des manchons Les manchons des pales jaune et bleue ont t trouv s resserr s Ces anomalies ne peuvent r sulter des chocs de l accident car les pinces se seraient cart es et non ress
11. ect sous l effet de la force centrifuge Le pilote toujours dans le sch ma mental de la r sonance sol ne comprend pas la poursuite des vibrations alors qu il est vol Le balourd rend l h licopt re pratiquement incontr lable Le pilote parvient le poser au sol et r duit le r gime moteur A cet instant la r duction du r gime du rotor augmente encore le balourd cause de l absence d un des amortisseurs de tra n e suivant un processus divergent Durant la d c l ration du rotor le niveau des vibrations ach ve de d truire l h licopt re 4 CONCLUSION L accident a eu lieu lors d une mise en r sonance sol d origine ind termin e qui a t aggrav e brutalement par un d faut d amortissement en train e de deux des trois pales du rotor principal Ce d faut d amortissement latent r sulte d une op ration de maintenance non conforme r alis e malgr la mise en garde contenue dans la documentation technique Les vibrations induites par ce processus divergent ont surpris le pilote par leur soudainet et leur amplitude et l ont conduit la perte de contr le et la destruction de I h licoptere F ODZT 25 janvier 2003 8 Liste des annexes ANNEXE 1 Sch ma en coupe d une pince de manchon de rotor principal de Hughes 269C ANNEXE 2 Extrait du manuel de maintenance du Hughes 269C ANNEXE 3 Sch ma de l amortisseur de train e ANNEXE 4 Forces de Coriolis F ODZT 25 janvier 2003
12. err es Elles sont donc ant rieures l accident Ces resserrements sur deux manchons de pales ne sont dus qu des pressions fortes appliqu es sur les bagues 1 2 et 3 de l ext rieur vers l int rieur du manchon lors dun d montage des bagues 1 et 2 sans protection de la bague 3 La cons quence de cette action n tant pas perceptible elle pouvait tre renouvel e plusieurs fois sans tre d tect e Comme les bagues 1 et 2 semblent r centes au vu de l ge de h licopt re ce ne sont sans doute pas les bagues d origine Le pincement des pales montre qu elles ont t chang es malgr la mise en garde qui apparait sur la documentation technique La cons quence de ce resserrement des pinces des deux manchons a t d exercer une r sistance anormale aux mouvements de train e des pales jaune et bleue en particulier au lancement du rotor F ODZT 25 janvier 2003 ef 3 5 Sc nario de l accident A la mise en puissance en vue de la mise en stationnaire un d but de r sonance sol dont l origine n a pu tre d termin e pr cis ment a t aggrav subitement par le d faut d amortissement en train e pr existant sur deux des pales du rotor principal Sur l amortisseur de train e de la pale jaune les vibrations ont fait sortir soudainement le cylindre lastom rique de son pot augmentant ainsi consid rablement le balourd La patte de fixation du pot rompt son tour sous la contrainte N tant plus retenu il est j
13. nboard portion of main rotor blade results Refer to HMI Appendix B 1 Visually and dimensionally inspect pitch bearing shaft for deformation or damage of droop stop arm Fig 8 25 If arm is beyond minimum 0 165 inch dimension and or excessive blade droop is suspected tolerances may be re established by bending the droop Stop arm within tolerances shown on Figure 8 26 Observe all CAUTIONS on Figure 8 26 8 56 sudden stoppage of drive system occurs and Models 269A TH 55A A 1 B amp C Basic HMI One inch of droop at the blade tip corresponds to approximately 0 018 inch cumulative wear of droop stop components Refer to Paragraph 8 56 for droop stop retainer ring wear limits 2 Visually dimensionally and dye penetrant inspect pitch contro arm for cracks and deformation Fig 8 24 Inspect bearing case for damage Inspect lead lag bearing yoke 8 40 This procedure is used to replace one or more Jead lag bushings as required The lead lag bushing must be replaced by a bushing of the same part number and dash number If identical spares are not available for bushings currently installed with bushings of like part number and dash number e h 2 Insert spreader block Fig 8 22 NOTE 7 and also support shoulder portion of steel bushing 3 Using a hydraulic press press out the defective lead lag bushing 4 Clean primer residue from inside surface of steel bushings with MEK
14. ns dues l accident Un amortisseur de train e voir annexe 4 est compos d un double cylindre lastom rique log dans un pot m tallique Le double cylindre lastom rique est li au pot et la pale par sa surface ext rieure il est li son axe m tallique central et la t te rotor par sa surface int rieure Les amortisseurs de train e sont assembl s par vulcanisation et non par collage donc sans apport de mati re liante Le cylindre lastom rique est concu en deux parties par s curit afin que le d sassemblage de l une des deux ne remette pas en cause la fonction d amortissement F ODZT 25 janvier 2003 4 La rupture de la patte de fixation de l amortisseur de train e de la pale jaune est de type statique Son pot a t retrouv vingt m tres de l h licopt re au fond du hangar ou celui ci est habituellement remis Son examen n a montr aucun d faut interne susceptible d expliquer la rupture statique 1 5 Pinces des manchons du rotor principal La t te du rotor principal a t pr lev e et examin e au Centre d Essais des Propulseurs de Saclay Pour les trois pales les bagues 1 et 2 sont pratiquement neuves signe d un remplacement r cent Sur les pinces des manchons des pales jaune et bleue voir annexe 1 l cartement laiss pour le montage de la pale occasionne un serrage anormal de celle ci anomalie due un d placement vers l int rieur des bagues 3 Cette anomalie ne se
15. nto the appropriate bearing to prevent loss of needle bearings d Remove cotter pin and nut using special wrench Table 2 4 Item from bolt attaching pitch housing assembly to rotor hub Back off one bolt slightly to clear next bolt for removal Removal 46 Os Section 8 LEAD LAG BOLT O RING PIYCH BEARING RF GREASE D RETAINER NOTE fa RERO STAINLESS STEEL INNER SLEEVE SZ SS w TON STAINLESS STEEL SSS AA LR gt gt S ZG GS WV LEAD LAG BUSHING 2 YAY SELF LUBAICATING N N AN Ei ai K RETAINER NOTE 55 187 of the remaining two bolts is jn same sequence Remove pitch bearing assembly from hub e Remove cotter pin and nut using special wrench Table 2 4 Item 3A from bolt attaching pitch housing assembly to rotor hub Remove bolt and remove pitch bearing assembly from hub f Remove thrust washers from the hub Eg Using lockwire or similar material wire the flapping hinge bearing sleeves inner races in place in the rotor hub NOTE dd If it is necessary to remove flapping hinge bearings and or Jead Jag hinge bushings ensure that bearings are tagged with the following information Flapping hinge bearing inner race Specify blade color code position leading or trailing helicopter model and serial number Lead lag hinge bushing Specify blade color code position top or bottom helicopter model
16. retrouve pas sur le manchon de la pale rouge et le montage d un pied de pale peut s y faire sans difficult Le reste de la t te rotor ne fait pas l objet de remarque particuli re Les graissages et l tat des roulements de battement et d angle de pas sont corrects 2 RENSEIGNEMENTS COMPLEMENTAIRES 2 1 Renseignements sur l h licopt re et sa maintenance L h licopt re avait t remise dans un hangar de l a rodrome du 30 mai 1997 au 29 mars 2001 Pour son retour en exploitation le pilote qui en r alise habituellement la maintenance indique qu il s est fait aider par deux m caniciens ayant suivi un stage sp cifique pour ce type d h licopt re Il ajoute qu en septembre 2002 il a ex cut les v rifications correspondant une visite technique de trois cents heures ainsi que les tests des amortisseurs de train e pourtant non obligatoires lors d une telle visite Ces tests n ont fait apparaitre aucune non conformit Enfin il pr cise qu il r alise les visites p riodiques conform ment au manuel d entretien et est habilit signer les APRS Une trentaine d heures de vol a t effectu e depuis la visite des trois cents heures Le pilote ne d tient aucune formation sp cifique pour assurer la maintenance sur Hughes 269 C La r glementation n impose pas de qualification particuli re 2 2 Proc dures de d montage des bagues 1 et 2 Le changement des bagues 2 se fait froid l aide d un marteau faute de quoi il
17. st dirig e vers l ext rieur de la trajectoire Sa droite d action passe par ie centre 22 rotation O ANGLE De TRAINE L articulation de tra n e permet la pale sollicit e par les forces de CORIOLIS d osciiler horizontalement autour d une position moyenne Ce degr de libert annule le moment de flexion au niveau du pied de pale Une id e de la grandeur de la force centrifuge appliqu e une pale de rotor cas d 1 pale de l h licopt re SA 330 M 70 kg N 265 tr mn R 4 03 m F 70 x 3 14 x 265 2 x 4 03 217 015 N 30 Sit 22 kommes w R MECANIQUE PES OSCILLATIONS TE TRAINEE Les forces d inertie Fj varient en direction et intensit 9 de C A la pale monte La force d inertie F dirig e dans le sens de de rotation fait osciller la pale vers l avant 9 de A C la pale descend La force d inertie Fi dirig e en sens con traire du sens de rotation fait osciller la pale vers l arri re 9 en A et C la pale occupe une position moyenne 0 6 0 AMPL TUE PES OSCILLATIONS DE TRAIMEE CAS TE LA PRIE QUI MONTE ACTIOULATIOW Jk TRRIME La pale est sollicit e dans le plan de rotation par la force centri fuge constante en intensit et la force d inertie Fj qui varie en direction et intensit La r sultante R de ces forces cr e un moment d x R qui fait osciller la pale vers l avant L oscillation s arr te lorsque R passe par l articulation de train
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