Rapport final du Bureau d`enquête sur les accidents d`aviation
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1. J D partement f d ral de l environnement des transports de l nergie et de la communication No 1780 Rapport final du Bureau d enqu te sur les accidents d aviation concernant l accident de l h licopt re SA 330 J Puma HB XVI survenu le 5 septembre 1997 Vira Gambarogno Val Trodo zone d nomm e Ganna Rossa TI Suite une proc dure de r examen selon l art 22 24 de l ordonnance relative aux enqu tes sur les accidents d aviation et sur les incidents gra ves la Commission f d rale sur les accidents d aviation a d clar que le rapport du Bureau d enqu te sur les accidents d aviation du 20 novembre 2003 tenait lieu de rapport final Selon d cision de la Commission le 5 me paragraphe sous chiffre 1 12 a t modifi Palais f d ral nord CH 3003 Berne Rapport final HB XVI Causa L infortunio dovuto alla perdita di controllo dell elicottero in curva a bassa quota durante un decollo verticale in un bosco a causa di un guasto alla BTA l origine del quale non ha potuto essere stabilito Cause accessorie manutenzione difettosa dell elicottero mancanza di un indicatore di limatura o della qualit dell olio BTA nel posto di pilotag gio cockpit Bureau d enqu te sur les accidents d aviation page 1 17 Rapport final HB XVI Ce rapport sert uniquement la pr vention des accidents L enqu te n a pas pour objectif d appr cier juridiquement2. Dans le but de pouvoir appr cier le travail d entretien durant une visite journali re un m canicien qui effectue r guli rement cette visite sur les SUPER PUMA des Forces A riennes Suisses a t interrog Bureau d enqu te sur les accidents d aviation page 11 17 Rapport final HB XVI Dans sa d position il d crit qu une l g re d coloration de l huile et du voyant de la BTA suite l usure du joint torique du bouchon magn tique pouvait se produire et tait normale Par contre s il apercevait que le voyant et l huile de la BTA s taient fortement d color il signalerait ce ph nom ne tout de suite son sup rieur Il estime que durant le contr le sensitif du jeu des biellettes de pas ainsi que du pla teau de commande les forces appliqu es au rotor arri re ne suffisent pas pour d ce ler un jeu radial excessif dans la BTA ANALYSE Aspect op rationnel Le lieu o le pilote devait embarquer les ouvriers forestiers tait un conteneur situ dans une parcelle de for t escarp e qui ne permettait aucun atterrissage Le seul moyen d accomplir cette mission tait d appuyer une roue de l h licopt re sur le conteneur pour embarquer les passagers L h licopt re tait donc contraint de d coller la verticale en effectuant un virage en direction de la vall e Au moment o la transmission de la puissance au rotor arri re a cess l h licopt re se trouvait juste environ 20 m au dessus de la cime
3. 35 de service Le dernier contr le de 25 heures a t effectu le 21 8 1997 au total de 8020 h 13 Le contr le journalier a t effectu le jour avant l accident lors de la rentr e de l h licopt re la base Les points v rifier durant les contr les se trouvent sous 1 17 BTA bo te de transmission arri re r vision g n rale le 15 3 91 Heures de fonc tionnement au moment de l accident 2266 h TBO time between overhaul 3000 h Selon la d position du pilote les heures de vol les cycles et les rotations du HB XVI taient relev es de la fa on suivante heures au chronom tre rotations au compteur manuel et les cycles repr sentent seulement les mises en route des moteurs Masse et centre de gravit La masse maximale au d collage est de 7400 kg la masse au moment de l accident se situait env 5050 kg La masse et le centre de gravit se trouvaient dans les limites prescrites au moment de l accident Endurance env 30 min R servoir gauche 400 450 Ibs droit 300 350 Ibs Conditions m t orologiques Selon le rapport de police Tempo sereno Temperatura Magadino 24 C 200 m m Cimetta 16 C 1670 m m Vento Magadino 14 km h Cimetta 15 km h Direzione del vento Magadino ovest Cimetta est Bureau d enqu te sur les accidents d aviation page 5 17 Rapport final HB XVI 1 8 1 9 1 10 1 11 1 12 Aides la navigation Sans objet T l communications La liais
4. L quilibrage du rotor arri re ne r pondait pas aux consignes d entretien du constructeur Le voyant du niveau d huile de la BTA tait compl tement noirci La panne totale de la BTA s est d clar e env 50 m sol env 20 m au des sus des arbres hors l enveloppe de s curit de l h licopt re Ce genre de panne de la BTA peut tre consid r comme un v nement isol ayant conduit un accident Cause L accident est d une perte de contr le de l h licopt re en lacet basse altitude lors d un d collage vertical en for t suite une d faillance de la BTA dont l origine n a pu tre d termin e Facteurs contributifs Entretien lacunaire de l h licopt re Absence d un indicateur de limaille ou de qualit d huile BTA dans le cockpit RECOMMANDATIONS DE SECURITE No 291 Un syst me de d tection de limaille ou de qualit d huile BTA avec in dication dans le cockpit devrait tre install dans tous les h licopt res de la s rie du type Puma SA 330 et suivants No 292 Il est v rifier si pour ce genre d op ration un quipage compos de deux pilotes ne serait pas judicieux No 293 En cas d utilisation sp ciale d un type d h licopt re il serait judicieux que le constructeur pr voie un programme d entretien adapt au genre d op ration No 294 Pour toute op ration commerciale d un h licopt re un enregistreur de param tres de vol devrait tre prescrit B
5. aux valeurs et puissances r elles Densit atmosph rique et vents comme lors de l accident temp 18 C vent var 15 km h Nature du terrain comme au lieu de l accident 1300 m M bois dispers env 80 d inclinaison Donn es de d part d collage vertical avec rotation droite et gauche les moteurs au r gime nominal Le programme a t ex cut en alternance par un quipage un pilote et deux pi lotes L quipage du simulateur tait form de deux enqu teurs et pilotes d h licop t re du BEAA l un d entre eux tant titulaire d un certificat de type militaire de PIC Pilot in command pour le Super Puma Bureau d enqu te sur les accidents d aviation page 9 17 Rapport final HB XVI 1 17 Le manuel de vol de l h licopt re pr voit en cas de panne du rotor arri re la proc dure suivante Amorcer imm diatement l autorotation Tenter de faire atterrir l h licopt re en autorotation compl te les deux turbo moteurs arr t s laisser rouler l appareil la vitesse la plus grande permise par la configuration du sol et contr ler la direction avec les freins L altitude en vol stationnaire d env 50 m sol se trouve selon le diagramme hau teur vitesse dans la zone nomm e dead man curve Une autorotation avec atterris sage contr l n est donc pas pr vue par le constructeur dans ce cas de figure R sultats Les essais en simulateur ont confirm que au cours de ces exercices en
6. cons cutif des micro d placement de pi ces en contact soumises une certaine pression associ e des d placements dont l ordre de grandeur est de 1 100 me de mm La vitesse d usure d pend de la pression du mat riaux de fr quence des cycles de frottement du coef ficient de frottement Les tudes effectu es montrent que les cycles sont exprim s en dizaines de millim tres voir en centaines de millim tres Ce sont les contraintes de cisaillement en sous couche qui g n rent des micros fissu res l origine du d tachement des micros particules qui avec le temps se r partis sent sur toute la surface Une usure propagation tr s lente appara t en fonction de la facilit avec laquelle les d bris sont vacu s En effet les d bris forment ce que l on appelle le 3 corps dont la particularit est d isoler momentan ment les sur faces en contact donc de freiner la vitesse d usure La perte du couple au rotor arri re qui a provoqu l accident est due la rupture de la liaison entre la roue dent e conique et l arbre du rotor Elle est cons cutive l limi nation par usure progressive et compl te des cannelures assurant la liaison des deux pi ces La perte de la contrainte axiale des composants assembl s sur l arbre rotor semble tre l origine de cette avarie Les hypoth ses sont les suivantes 1 Vibrations anormales durant l op ration de l h licopt re avec le rotor arri re non quilib
7. des arbres Selon le manuel de vol cette altitude qui se trouve dans la dead man s curve est nettement trop basse pour effectuer un atterrissage de l h licopt re en autorotation Le d collage dans la zone de la dead man s curve est in vitable dans ce type d in tervention M me si dans les essais en simulateur il a t possible de prendre de la vitesse gr ce la pente il faut rappeler que des diff rences subsistaient dans la nature du terrain et l altitude au dessus des arbres Des diff rences existent aussi dans la r action du simulateur par rapport aux mouvements et aux forces dans la r alit De plus le temps de r action dans un simulateur est r duit par rapport celui d une panne r elle dans la mesure ou l quipage s attend un probl me d fini ce qui n est pas le cas en op ration normale Le pilote n avait en l occurrence aucune chance d augmenter la vitesse de l h licop t re et de le faire atterrir en autorotation parce qu il tait trop pr s des arbres lors que le probl me est apparu La tentative du pilote de diriger l h licopt re vers la vall e tait la bonne r action Comme elle a chou il ne lui restait plus qu chercher modifier favorablement l angle et l nergie d impact Fonction multi crew Les vols de reconstitution en simulateur ont clairement montr qu un quipage de deux pilotes rod s aux proc dures d urgence en fonction multi crew est en mesure d ex cuter
8. e de construction 1980 Num ro de s rie 1608 Moteurs Constructeur Turbom ca Type Turmo IV C Puissance 955 kW Num ros de s rie 1867 et 1339 Certificat d immatriculation tabli par l OFAC le 19 10 1995 et valable jusqu nouvel ordre Certificat de navigabilit tabli par l OFAC le 19 10 1995 Champ d utilisation exploitation commerciale en VFR de jour et de nuit Propri taire et exploitant Heli TV 6500 Bellinzone Bureau d enqu te sur les accidents d aviation page 4 17 Rapport final HB XVI 1 7 Bo te de transmission arri re BTA S N M 935 Type 330A r vision g n rale 30 5 1989 l usine Installation sur HB XVI le 15 3 1991 5776 39 heures Application du SB 01 52 amp 05 81 R1 7 2 1996 La construction ferm e de la BTA ne permet aucune op ration de maintenance l exception du contr le du bouchon magn tique et du niveau d huile Le remplace ment du voyant d huile est autoris Pales de rotor arri re selon la liste de configuration 3 pales ont t install es le 15 3 1991 Une pale a t install e le 11 2 1997 une autre le 8 8 1997 Heures de service au moment de l accident 8041 h 57 selon les inscriptions conte nues dans le carnet de route jusqu au 04 09 97 Heures de vol le jour de l accident inscites par le pilote 4h08 Total 8046 h 05 Le dernier examen de l OFAC a eu lieu le 23 7 1996 Le dernier contr le des 100 heures a t effectu le 14 8 1997 au total de 7995 h
9. e de naissance 1955 Titulaire d une licence de pilote professionnel pour h licopt res tablie par l Office f d ral de l aviation civile OFAC le 03 03 1997 et valable jusqu au 05 09 1997 galement titulaire d une licence professionnelle d avions et vol aux instruments IFR Bureau d enqu te sur les accidents d aviation page 3 17 Rapport final HB XVI 1 5 2 1 5 3 1 6 Extensions nuit radiot l phonie internationale UIT atter rissages en montagne instructeur de vol Types d h licopt res autoris s AI II AI III AS 350 Types B 206 206 L B 47 Types SA 315 BK117 Enstrom 28 EXEC 90 R22 R 44 SA 330 Puma PIC Exp rience de vol totale h licopt re et avion 11 785 h Exp rience de vol h licopt re Au total 10 749 h dont 2347 h sur le type en cause dans les trois derniers mois 191 h dont 159 h sur le type en cause D but de la formation a ronautique mars 1978 Derni re visite m dicale 11 02 1997 r sultat apte sans restriction Aides de vol Citoyen Suisse ann e de naissance 1969 Citoyen italien ann e de naissance 1962 Passagers Citoyen portugais ann e de naissance 1956 Citoyen italien ann e de naissance 1955 Citoyen portugais ann e de naissance 1973 Citoyen Suisse ann e de naissance 1977 Citoyen Suisse ann e de naissance 1974 H licopt re HB XVI Type SA 330 J Puma Constructeur A rospatiale SA Eurocopter Caract ristiques Biturbine Ann
10. est d installer un sys t me de d tection le limaille ou un futur syst me de d tection de qualit de l huile dans la BTA avec une indication dans le cockpit L analyse de l ensemble de ces hypoth ses ne permet pas de d terminer la cause originelle du sc nario ayant conduit l accident L exp rience du constructeur sur Puma et Super Puma de plus de 5 millions d heures de vol sans accident ou incident de ce genre indique que le cas pr sent peut tre consid r comme un v nement isol Entretien Op rations d entretien de la BTA d finies par le constructeur Visite journali re V rifications du niveau d huile contr le sensitif du jeu de pas ainsi que du plateau de commande tat du rev tement des pales AR Cette visite aurait permis d appr cier la couleur de l huile qui vire au rouge noire avec le fretting corrosion Les contr les sensitifs obligent tourner le rotor Les forces appliqu es durant ce travail auraient ventuellement permis de d tecter le jeu mort des pales significatif d un jeu interne Visite des 25 heures V rifications du bouchon magn tique Cette v rification aurait sans doute permis de mettre en vidence la pr sence de boues magn tiques Ce programme d entretien aurait permis plusieurs reprises de d celer une anomalie interne Bureau d enqu te sur les accidents d aviation page 15 17 Rapport final HB XVI La destruction lente s tendant sur plu
11. plaine il n a jamais t possible de prendre assez de vitesse de translation pour effectuer un at terrissage contr l une altitude 50 m au dessus du sol le rotor arri re de l h licop t re tant arr t Si la panne se produisait au dessus d un terrain inclin env 80 un atterrissage contr l en autorotation dans la vall e pouvait tre r guli rement effectu en simu lateur condition que le ou les pilotes r agissent imm diatement conform ment la proc dure d urgence et apr s avoir amorc imm diatement un virage gauche et pu reprendre de la vitesse en longeant la pente Cet exercice a r ussi avec un temps de r action de 1 2 secondes les deux turbo moteurs tant imm diatement coup s Il convient ici de relever qu un quipage de deux pilotes pouvait effectuer les man uvres n cessaires plus rapidement am lio rant ainsi les chances de r ussir l autorotation Renseignements sur les organismes et la gestion Il s agissait d un vol commercial effectu sur demande L entreprise Heli TV tait en possession des autorisations n cessaires et effectuaient galement les travaux de maintenance de l h licopt re conform ment aux prescriptions du constructeur Heli TV utilisait qu un h licopt re de ce type en Suisse Les travaux de maintenance comprenaient le contr le journalier les contr les p rio diques effectu en fonction des heures de vol et du calendrier et le remplacement de com
12. plus rapidement et de mani re plus efficace les proc dures qui exigent une r action imm diate et des man uvres compliqu es Il est impossible de dire si en l esp ce un quipage d ment form aurait pu viter l accident Il est souligner que les pilotes lors de l exercice en simulateur taient avertis et pr par s affronter la panne en question Bureau d enqu te sur les accidents d aviation page 12 17 Rapport final HB XVI 2 2 Non utilisation yaw damper Le pilote a d clar ne pas avoir enclench le yaw damper pendant les transports de la charge ext rieure parce qu il voulait viter les coups automatiques dans le cylin dre hydraulique Cette mesure n a pas jou de r le d terminant dans le d roulement de l accident Aspect technique Les diff rentes expertises effectu es par l EMPA Suisse et par le CEPr France ont mis en vidence les deux points suivants disparition des cannelures due un ph nom ne d usure par fretting corrosio gt le facteur d clenchant cause originelle et datation l origine de la possibilit d engagement d un processus d usure par fretting corrosion n a pu tre mis en vidence Avant d aborder les 6 hypoth ses qui auraient pu modifier la contrainte axiale du montage et ainsi amorcer le ph nom ne d usure par fretting il convient de d finir ce processus appel fretting corrosion Le ph nom ne de fretting corrosion est un processus d usure
13. Pat m S N z Le A A x A lt gt SCHEMA DE LA B T A DU PUMA SA330 _ m pa h A A Z 4 e usure des Contacts ision AR Trancm page 1 1 Bureau d enqu te sur les accidents d aviation Rapport final HB XVI Annexe 4 Page 16 PLANCHE 2 C E Pr RAPPORT D ESSAIS N 281 EX 99 Clich 1 Arbre rotor rep r 1 et autres composants Clich 2 Roue dent e conique rep r e 2 Bureau d enqu te sur les accidents d aviation page 1 1 Rapport final HB XVI Annexe 5 Page 17 PLANCHE 3 RAPPORT D ESSAIS N 281 EX 99 Clich 3 Pignon conique d attaque rep re 9 et compos s associ s fournis Bureau d enqu te sur les accidents d aviation page 1 1 Rapport final HB XVI Annexe 6 Page 18 PLANCHE 4 RAPPORT D ESSAIS N 281 EX 99 Clich 4 Cannelures d truites et port es us es sur arbre rotor ZA SS Clich 5 Observations similaires dans le moyeu de la roue conique Bureau d enqu te sur les accidents d aviation page 1 1 Rapport final HB XVI Annexe 7 Lieu de l accident photographi en ao t 2001 Bureau d enqu te sur les accidents d aviation page 1 1
14. T ANS gS rlnuouu p no onbnqu ap u0190921d19QUT T susp anoiuo p sed v A U Tt ub 12TJT12A MVJ TT soqnd SIIM p_JINS_TONPIS91 pINOTBA UN 9ANO1Y91 UO 8T01U09 9P UOTY FOA uorxuop uf V 16 goqod z qu ou nbtun quu 2awuuo u nqo JJ s oxqTrrrnD ug VION OAHNVUD OCI HA AS NONONVW NN UNS ASIWAV J IVNIXVN ASSVN VI NOTLINIILV aoar nba p S SBVU gap UOTJTJIVA A H UTJAT OCT E 06 N eP u ST I 9901198 ap ldnoo 1 gno193 s T 19504 i uu 2 an ssrod souuo19 G ssou E guiqrTrnD p ssuNW i uu anagstuda souue19 0sguu 2 o e1qa1Ttnba p 2SSON I 091T99p 9808W UT JTU29790 anod 9 2 oPgiqrtInba jp s ssuu 597 guxoouos qaaoddns anboyo Ins ogTd ua 21799N 194qtTtInb2 g SUOYDUGW SAP WN sq10ddns Gay Ins 19 Z 9 3aqrTInD b s ssou s p 1 UOTQUXTJ P SNOI9I sat 1950d9Q uoto o a dnos rque 10901 np 29824Q1TInbA s S331 ddvt AUATUUV ANOINVOUN JIGNISNI S31H8V9 page 1 2 Bureau d enqu te sur les accidents d aviation HB XVI Rapport final Annexe 2 fe 1 ISS ku d NN Ans SSSR N a N N N 7 Me 1 amidi 65 20 e 601_5 Tu Pag UT IGT OET 06 N ep u RI aBeusas ap erdno CELLES page 2 2 Bureau d enqu te sur les accidents d aviation HB XVI Rapport final Annexe 3 Page 15 PLANCHE 1 a
15. d r e comme possible 2 Utilisation de l h licopt re hors de l enveloppe d utilisation normale Le dimensionnement des mat riaux est par d finition relatif une enveloppe de vol d finie En cas de d passement de param tres le comportement des pi ces de transmission est impr visible Lors du transport de troncs d arbre l lingue il est assez difficile de juger ou de mesurer les poids exacts de la charge Sp cialement durant un vol avec un pilote seul bord une surveillance constante de tous les param tres peut se r v ler difficile Une surcharge inaper ue et involontaire ne peut donc pas tre cart e com pl tement Cependant la surcharge doit tre importante soit en valeur abso lue ou soit en valeur r p titive pour amorcer le ph nom ne Cette hypoth se est consid r e comme peu probable parce qu aucun fait n a pu la corroborer 3 Serrage ou freinage incorrect de l crou lors de l assemblage apr s r vision ce sujet le constructeur fournit l explication suivante citation L organisation du travail en atelier suivant les proc dures mises en place par notre direction d assurance qualit nous a amen consid rer comme vitale l op ration de serrage et freinage de cet crou Il s en est suivi la mise en place d une phase dite interruptive de travail qui fait obligation au monteur d appeler le contr leur au moment ou il serre cet crou avec une cl dyna mom trique pr alablem
16. e cita tion Les m mes composants ont t soumis la DIRECTION DES CENTRES D EXPERTISE ET D ESSAIS DGA Orsay Synth se et commentaires de l expertise citation Les travaux d expertise r alis s au CEPr ont t conduits principalement sur les com posants livr s de l ensemble arbre rotor arri re pour tenter d expliquer l origine de la destruction de la dent e conique sur l arbre Les principaux l ments et r sultats ont permis d tablir les constatations suivantes 1 Les cannelures se sont d grad es simultan ment et progressivement sur les deux pi ces par usure et sous l effet des chargements successifs sur plus des trois quarts de leur section travaillante 2 L usure cons quente des surfaces en contact des deux pi ces de part et d autre des cannelures r sulte d un ph nom ne de fretting corrosion Un tel ph nom ne indique que le m canisme d endommagement s est d roul sur un laps de temps important 3 Les traces d usure dissym triques de contact entre les deux pi ces montrent que la roue dent e pr sentait un cart de perpendicularit avec l axe de l arbre pen dant toute la dur e du processus d endommagement 4 L crou et son frein sont demeur s solidaires l un de l autre Ils ne portent pas de trace vidente capable de d montrer leur d vissage 5 Le contr le dimensionnel des pi ces ne montre aucun cart sur les zones hors dommages 6 Les r sultats des contr les m tallur
17. ent talonn e Le contr leur assiste l op ration re garde le d placement de l aiguille et observe la mise en place du frein Il ap pose ensuite son tampon sur la gamme de montage fin de citation Les expertises de laboratoire n ont pas r v l de d faillance au frein Pour les raisons voqu es l hypoth se est peu probable 4 Choc radial ou axial sur l ensemble de la BTA Aucun fait n a pu tre tabli ce sujet L hypoth se est improbable Bureau d enqu te sur les accidents d aviation page 14 17 Rapport final HB XVI 5 Utilisation de l h licopt re sans l emploi du yaw damper La seule diff rence entre l action du syst me yaw damper et l action du pi lote peut tre la rapidit dans l ex cution L effort g n r sur la BTA ne semble pas tre suffisamment grand pour jouer un r le d terminant L hypoth se est improbable Combinaison d un nombre de facteurs pr cit s Le processus d endommagement a d s taler sur un laps de temps marqu par de nombreuses rotations de l h licopt re avec charges externes Pendant les 23 heurs de vol cons cutives au dernier contr le de 25 heures o l inspection du bouchon du carter de la BTA est requise l h licopt re a accu mul environ 400 rotations Il est donc possible mais peu probable que le processus de la destruction des cannelures ait commenc durant cette p riode Le seul moyen de pr venir et de d tecter l avarie en vol
18. ge schert Somit wurde die Rotationskraft bertragung der Antriebswelle des Heckrotors v llig unterbrochen Bureau d enqu te sur les accidents d aviation page 7 17 Rapport final HB XVI Beurteilung der Tellerradverschraubung Die axiale Fixierung des Tellerrades erfolgt im 90 Winkelgetriebe mit einer sehr schmalen Nutmutter deren Vorspannungsverlust im vorliegenden Schadenfall eine zentrale Rolle gespielt hat Die mitverspannten Elemente der Tellerradverschraubung weisen durchwegs usserst schmale ringformige Fl gelfl chen auf die bei unzul ssig hohen Vibrationen bzw bei den zwangsl ufig ablaufenden Setzerscheinungen an diesen kleinen mitverspannten Fl chen mit hohen spezifischen Fl chenpressung ungew hnlich rasch das Entstehen eines unzul ssigen Vorspannkraftverlustes beg nstigen k nnen Die unerw nschten Mikrogleitungen an den schmalen Fl gelfl chen f hren zu weite ren Gl ttungen und somit zu markant erh hten Setzerscheinungen die dann insge samt einen globalen Vorspannkraftverlust bewirken Sobald eine erste Lockerung eingetreten ist sind die Auswirkungen auf die Zentrie rung des Tellerrades usserst negativ durch die kleinen Gleitbewegungen an den Fl gelfl chen im vorliegenden Fall als satter Schiebesitz ausgebildet entsteht all m hlich eine so hochgradige Materialabtragung dass die sonst feste Keilverzahnung Spiel bekommt Dadurch wird die Zerst rung der Verzahnung eingleitet fin d
19. giques des aciers constituant l arbre rotor et la roue dent e satisfont aux sp cifications du constructeur 7 L analyse des d p ts gras pr sents sur les l ments indiquent l utilisation d une huile min rale pouvant correspondre une huile d extr me pression de type O 155 telle que pr conis e par le constructeur 8 L absence d endommagement significatif sur l ensemble des roulements observ s carte toute implication du lubrifiant dans l origine de l avarie Bureau d enqu te sur les accidents d aviation page 8 17 Rapport final HB XVI De toute vidence l endommagement progressif de la liaison par cannelures et les usures sur les surfaces de contact des pi ces n ont pu se produire qu apr s l apparition d un jeu dans l assemblage des composantes normalement serr s sur l ensemble arbre rotor Un d vissage de l crou assurant la coh sion de l ensemble pourrait tre l origine du ph nom ne et expliquer la totalit des endommagements constat s par l apparition d un jeu favorisant le battement des cannelures et les usures progressives identifi es Cependant l examen du frein d crou n a pas confirm une telle ventualit A ce stade d observation il n est pas ais d mettre d autre hypoth se compte tenu des l ments d enqu te non communiqu s En particulier l historique de la BTA les constatations relev es lors du d montage l tat des autres composants de l ensemble n ont pas t fourni
20. l exception du pilote les occupants n taient pas attach s au moyen des ceintures de s curit Essais et recherches particuliers Facteurs techniques Les composants de la bo te de transmission arri re BTA ont t soumis au Labora toire f d ral d essais des mat riaux et de recherche EMPA D bendorf citation Zusammenfassung Das Versagen des Heckrotorgetriebes ist auf die Lockerung der Verschraubung des 90 Winkelgetriebe Tellerrades und die zwangsl ufig verbundene sukzessive Zerst rung der Keilverzahnung der Tellerradbefestigung zur ckzuf hren Die Lockerung der Verschraubung wurde durch Materialabtragungen an den Stimnfla chen des Tellerrades wesentlich beeinflusst Durch den Materialverlust sank die axiale Vorspannung langsam gegen Null sodass am Schluss sogar ein deutliches Spiel ent standen ist verbunden mit der Taumelbewegung des scheibenformigen Tellerrades Entsprechend dem hohen Drehmomentniveau und den betrieblichen Vibrationen Pul sation des bertragenen Drehmoments und damit verbundene starke periodisch wechselnde Zu und Abnahme der Flankenpressung in der Keilverzahnung der Heck rotorantriebswelle ist eine fortschreitende Abtragung der Zahnflanken der Keilverzah nung entstanden Im Moment des Unfalles war nur noch ca 5 der urspr nglichen Zahndicke tragfahig dieses Restst ck vermochte nunmehr den hohen abflugbeding ten Drehmomentanstieg im Getriebe nicht mehr zu bertragen und wurde ab
21. les causes et les circonstances de l accident art 24 de la loi sur la navigation a rienne du 21 d cembre 1948 LA RS 748 0 SYNOPSIS Sommaire Lors d un d collage vertical en for t l h licopt re HB XVI s crase suite une perte de contr le en lacet cons cutive une d faillance de la boite de transmission arri re Enqu te L accident s est produit aux env de 12 h 35 Il a t notifi aux env de 13 h 00 au Bureau f d ral d enqu te sur les accidents d aviation BEAA L enqu te a t ouverte le soir m me sur les lieux de l accident et conduite en collaboration avec la police cantonale du Tessin L enqu teur en charge M Guido Hirni est d c d lors d un accident le 13 Octobre 1998 De plus de nombreuses d positions enregistr es sur disquette ont t d truites lors de son ac cident De ce fait une grande partie de l enqu te a d tre reconduite par les enqu teurs sous sign s 1 1 RENSEI GNEMENTS DE BASE D roulement du vol Le d roulement du vol a t reconstitu sur la base des d clarations du pilote et des t moins ainsi que des traces d impact Le jour de l accident le pilote est parti 7 h 30 de Lodrino avec deux aides de vol de l entreprise Heli TV bord et a atterri sur le d p t de bois au Monte Ceneri L deux ouvriers de l entreprise C ont t pris en charge et conduits leur lieu de travail Le pilote a d pos les quatre personnes puis est retourn au Mo
22. n l ment n indique que le pilote de l h licopt re HB XVI ait t affect dans son tat de sant lors du vol faisant l objet de ce rapport L h licopt re HB XVI tait admis en exploitation VFR commerciale de jour et de nuit Le pilote avait constat des vibrations anormalement forte au palonnier du rant un laps de temps prolong apr s la mise en service de l h licopt re sor tant de r vision et l installation de la BTA en question Au moment de l accident la masse et le centrage se trouvaient dans les limi tes prescrites L h licopt re avait effectu environ 23 heures de vol avec 400 rotations apr s la derni re inspection au cours de laquelle le bouchon magn tique de la BTA a d tre contr l La perte de liaison entre l arbre d entra nement de la BTA et le rotor anti couple est cons cutive l limination par usure progressive et compl te des cannelures de l arbre du rotor et la roue dent e conique Cette usure a t rendue possible uniquement apr s la perte de contrainte de l empilage des pi ces Bureau d enqu te sur les accidents d aviation page 16 17 Rapport final HB XVI 3 2 Berne le 20 novembre 2003 L h licopt re volait depuis env 5 h 50 avec un rotor arri re non quilibr L quilibrage a t effectu par la suite Lors de chaque remplacement de la BTA et changement d une ou des pales arri res l quilibrage du rotor arri re est imp ratif
23. nte Ceneri pour atten dre le d but des travaux Ensuite il a effectu entre 60 et 70 vols de transport de bois charge externe et les rotations se sont termin es midi A 12 h 40 le pilote est parti du Monte Ceneri avec trois personnes bord afin d aller chercher les quatre ouvriers au lieu d embarquement du chantier Voici comment le pilote d crit la suite des v nements citation Je suis arriv sur le chantier et comme chaque fois j ai effectu un vol station naire comme on dit dans le m tier au dessus du conteneur avec une roue en appui sur le toit du conteneur L h licopt re tait face la montage l g rement de biais par rapport l axe du conteneur Les 4 ouvriers se trouvaient d j sur le toit et ils sont mont s bord en passant par la porte de droite L assistant de vol de H li TV s est charg de fermer les portes 1 Les heures mentionn es dans le rapport sont exprim es en heures locales UTC 2 Bureau d enqu te sur les accidents d aviation page 2 17 Rapport final HB XVI 1 2 1 3 1 4 1 5 1 5 1 Je me suis assur que tout le monde tait mont et que les portes avaient t fer m es puis j ai initi un vol ascensionnel dans le but d amener l h licopt re au dessus de la cime des arbres environ 50 m tres du sol Mon intention tait de virer tout en partant vers la droite J ai appuy sur la p dale de droite qui commande le rotor de queue J ai subi
24. on radio entre l quipage embarqu et les membres au sol s est d roul e nor malement Renseignements sur l a rodrome Sans objet Enregistreur de vol Non prescrit ni install Renseignements sur l h licopt re et l impact L pave de l h licopt re se trouvait quelques 80 m du point de d part en pente parmi les sapins La cellule principale tait couch e sur le c t gauche Un tronc d arbre avait p n tr le cockpit du c t copilote et un autre tronc d arbre avait d fon c la cabine L ensemble du rotor anti couple se trouvait environ 30 m au dessus de la cellule Le rotor anti couple tait fortement endommag Les pales taient tordues mais ne montraient pas de traces d impacts importants relevant de la rotation en r gime de vol Le premier examen de la BTA a permis de constater que la transmission travers l arbre d entra nement au rotor a t interrompue Constats apr s d montage en atelier de la BTA e Un d p t important de boues noir tres m lang es au lubrifiant de la BTA e Le bouchon magn tique pr sente un d p t important de boue noir tre Le verre du voyant du niveau d huile de la BTA tait d une couleur noir tre voir an nexe La couleur de l huile tait aussi noir tre c est dire beaucoup plus obscure qu habituellement ce qui n tait pas normal A l tat neuf l huile est de couleur jaune miel durant le service l huile devient brun tre quant au
25. posants Op ration d entretien de la BTA d finies par le constructeur Visite journali re V rifications du niveau d huile contr le sensitif du jeu des biellettes de pas ainsi que du plateau de com mande tat du rev tement des pales AR Visite des 25 heures V rification du bouchon magn tique Bureau d enqu te sur les accidents d aviation page 10 17 Rapport final HB XVI Visite des 50 heures V rifications des points durs des batteries d incidence des sangles de chapes de manchons Visite des 100 heures V rification du jeu des biellettes de pas Pour l entretien courant Heli TV avait conclu un contrat avec une personne titulaire des licences n cessaires pour ce type d h licopt re Depuis le 01 01 1997 cette personne ne travaillait qu temps partiel comme m cani cien responsable de l h licopt re Puma C est elle qui l exception du contr le journalier a vis les points v rifier Quant au contr le journalier il a t effectu la veille au soir par un aide m canicien sans li cence L change de composants ainsi que les contr les journaliers taient en partie effec tu s par du personnel qui ne poss dait pas de licence pour le type Puma Selon leurs dires ces personnes avaient t initi es leur t che Le manuel de vol obligatoire de l h licopt re prescrit deux pilotes pour la navigation en IFR vol aux instruments mais seulement un pilote pour le
26. r Il a t constat que l h licopt re avait t utilis durant toute une journ e avec le rotor arri re non quilibr L existence et l ordre de grandeur des vi brations durant cette p riode n a pas pu tre tablie avec certitude Par contre dans sa d position du 27 05 2002 le pilote d clare qu il avait senti des vibrations anormales fortes dans le palonnier apr s la r vision du HB XVI et l installation de la BTA en cause sur l h licopt re Ces vibrations se sont mani fest es durant une p riode de temps inconnue mais vraisemblablement ten due Bureau d enqu te sur les accidents d aviation page 13 17 Rapport final HB XVI Toute vibration g n re de l nergie et acc l re les masses Pour qu il y ait fret ting il faut que l acc l ration associ e l inertie des pi ces et leur condition de montage puissent entra ner un mouvement relatif des pi ces Les vibra tions par les fr quences usuelles ne sont pas capables d amorcer ce ph no m ne d usure par fretting Jusqu ce jour dans le cadre de fonctionnement normal associ un quili brage prescrit le constructeur n a jamais rencontr de d fauts similaires g n r s par les vibrations Par contre des vibrations fortes qui sortent du cadre normal comme le d crit le pilote peuvent toutefois amorcer la perte de contrainte axiale et par cons quent acc l rer le ph nom ne de fretting corrosion Cette hypoth se est consi
27. s au CEPT L usure progressive des cannelures et des surfaces de contact a g n r une produc tion approximative de 5 5 cn de particules d acier En supposant m me que ces usu res se soient d velopp es tr s rapidement au cours des derniers vols l examen du bouchon magn tique et la coloration m me de l huile de la BTA auraient d pr venir l amorcage et le d veloppement d une telle d gradation Ce type d endommagement aura galement favoris l apparition d un jeu angulaire important sur les pales du rotor arri re En effet le rapport 30 montre qu une usure de 1 mm sur les flancs des cannelures en vis vis conduit un d placement libre de 60 mm des saumons de pales fin de citation Exp rience faite lors de l exploitation des h licopt res Puma et Super Pu ma Aucun cas similaire de panne du rotor arri re pr sentant un tel dommage et ayant conduit un accident ou un incident ne s est produit ce jour Selon le constructeur les exp riences relatives aux h licopt res de type Puma et Su per Puma se fondent sur plus de 5 millions d heures de vol Facteurs op rationnels Afin de recenser les possibilit s op rationnelles en cas de panne du rotor arri re en vol stationnaire une hauteur d env 50 m au dessus du sol un programme exp ri mental de vol en simulateur du Super Puma des Forces A riennes Suisses a t effec tu le 7 mai 2001 Param tres du simulateur Rapport de masse 70 adapt
28. sieurs jours heures de vol des composants de la BTA aurait probablement pu tre remarqu e lors des contr les journaliers ou p riodiques et ainsi tre vit e Lors du contr le journalier la forte d coloration de l huile de la BTA aurait d tre d tect e De plus le fait que le voyant tait noirci aurait d d clencher une action de contr les suppl mentaires de l tat de la BTA Une analyse d huile aurait sens doute mis en vi dence une anomalie interne Les d faillances relev es ci dessus dans l entretien de l h licopt re r v lent certaines lacunes aupr s du personnel qui s expliquent en partie par des probl mes de com pr hension dus la langue listes de contr le en fran ais et ou la s lection lors du recrutement et la formation L absence du m canicien exp riment et porteur d une licence de type Puma durant les contr les journaliers compromettait la qualit du travail d entretien Programme d entretien Le constructeur ne fait pas de diff rence entre une utilisation de l h licopt re en transport de passagers normal et au travail l lingue qui comme dans le cas pr sent produit un nombre de rotations cycles de charge importants Il serait donc ju dicieux que le constructeur pr voie un programme d entretien adapt l utilisation sp cifique de l appareil CONCLUSIONS Faits tablis Le pilote tait titulaire d une licence de pilote professionnel valable Aucu
29. tement senti une vibration dans les p dales et au m me moment j ai entendu un bruit anormal venant de la queue de l appareil La machine a imm diate ment commenc tourner gauche sur elle m me par rapport l axe vertical J ai tout de suite compris que les commandes du rotor de queue ne r pondaient plus J ai alors r duit le pas angle d attaque de pales pour diminuer le couple et simultan ment j ai pouss le stick gauche pour lancer la machine dans la vall e afin de prendre de la vitesse J ai r alis que cette man uvre ne r ussirait pas Pour effectuer un atterrissage forc dans les arbres et pour diminuer la vitesse de rotation j ai r duit le pas et j ai lev le nez le l h licopt re Par cons quent l h licopt re est descendu a touch les arbres et s est ensuite cras au sol fin de citation L accident a eu lieu vers 12 h 35 Deux occupants ont t tu s quatre gri vement et deux l g rement bless s L h licopt re a t d truit Coordonn es du lieu de l accident 711 200 110 000 Altitude 1300m mer Carte nationale de la Suisse 1 25000 feuille n 1333 Tesserete Tu s et bless s Equipage Passagers Tiers Mortellement bless 1 1 Las Gri vement bless 1 3 zs Indemne ou l g rement bless 2 Dommages h licopt re L h licopt re a t d truit Autres dommages L gers dommages la for t Renseignements sur le personnel Pilote Citoyen Suisse ann
30. ureau d enqu te sur les accidents d aviation Ce rapport sert uniquement la pr vention des accidents L enqu te n a pas pour objectif d appr cier juridiquement les causes et les circonstances de l accident art 24 de la loi sur la navigation a rienne du 21 d cembre 1948 LA RS 748 0 Bureau d enqu te sur les accidents d aviation page 17 17 Rapport final HB XVI Annexe 1 Voyant de contr le de la boite de r duction du rotor de queue Bureau d enqu te sur les accidents d aviation page 1 1 HB XVI Rapport final U 90 TQI5 BI 79 219QW01919000 1 JOGON Z sonb1199919 509049 sat 12U9U8149Q NOTLIGNOO NA HSINIU d Annexe 2 scosse ud G L quolas S V 2 safnos tuorqe8srTTn Uil 19IQITINb39I 92 soquuysixe uaq 11 mb p s ssvu SOT 4 sod p qmurze p aAueo V tnb pinoTeq un anoTg uo prasuddu T p UOTIBETTIM I uvpu d nqo JJ oPvIqTTINDI un p SMod nu 16 aseyd oq ap uorslo p4dur SUI 2 0 u snossap uo aFuiqrTinba JOUTJJV g I9UDI9YD SVA N tgu 20 Y S IOMA neoalu un mod quesrujerqus 499 9982Q1T rnb VION rross o ou 18 a aqtlInD291 DATOMIAGLA NNIATU np quama 178 170 102 T ANOU un Y 19p200414 99 xij qurod un a nqo3JJ i UOTIUOITITISA G S SImQ5 saTod 2 anb ITOAg 3TOD o TI uTu I q 9uAqITTnD 2fmox apwl ann tqr 219RWOI2F90OU T P Svarqa UO19TH0d quanoI7s1223U9 p UOTINTTUISUI T SUP no rdnoo rquws 410901
31. vol VFR vol vue comme lors de l accident 1 18 Renseignements suppl mentaires Apr s le changement de pale de rotor arri re le 8 8 97 7977h15 aucun quilibrage n a t effectu avant le premier vol Selon la d position du personnel d entretien et du pilote l quilibrage s est seulement fait apr s une journ e d op ration Dans sa d position du 27 05 02 le pilote d clare qu il ne constatait pas de vibrations anormale se jour l Par contre sans sa m me d position le pilote d crit que durant une p riode juste apr s la r vision de l h licopt re et l installation de la BTA S N M 935 le 15 3 91 des vibrations anormalement fortes s taient manifest es au palonnier et qu il s en avait plaint aupr s du responsable de l entretien plusieurs reprises Durant cette p riode le pilote utilisait un h licopt re du m me type immatricul en Italie ce qu y lui per mettait des comparaisons Ses plaintes ne provoquaient aucune r action de la part du responsable qui pr ten dait que tout tait normal Questionn le pilote ne se rappelle plus de la dur e de ce ph nom ne mais indique qu en absence de comparaisons possibles il s tait ventuellement habitu cette anomalie Les travaux d quilibrage ne figurent pas dans les documents officiels Le construc teur prescrit l quilibrage du rotor arri re apr s chaque changement de pale docu ment Eurocopter Appendix test sheets 33 AS 21 11 96
32. voyant il ne s obscure que quelque peu Les cannelures de la liaison arbre rotor et roue conique sont compl tement d truites La rupture totale de ces cannelures est l origine de l endommagement final de la BTA conduisant la perte d entra nement du rotor anti couple Faits relev s au rotor arri re Trois des cinq pales taient pourvues de masses d quilibrage Le manuel d entretien tol re la charge de deux pales au maximum voir annexe Bureau d enqu te sur les accidents d aviation page 6 17 Rapport final HB XVI 1 13 1 14 1 15 1 16 Cockpit La cha ne d amortissement en lacet yaw damper de l autopilote est d clench e Le pilote indique dans sa d position qu il n utilise pas ce syst me durant le travail a rien dans le but de pouvoir actionner sans r sistance les contr les du rotor anti couple Renseignements m dicaux Le pilote a t soumis un alcootest Le r sultat a t n gatif I ncendie Aucun incendie ne s est d clar Questions relatives la survie des occupants La chute et l impact ont permis une partie des occupants de survivre l accident gr ce au fait que la d formation de la cabine a t limit e Une personne ject e lors de l impact a t tu e par le rotor principal et l autre personne assise cot du pi lote est demeur e indemne parce qu elle est tomb e de son si ge avant qu un tronc d arbre ait p n tr cette partie du cockpit A
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