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RAPPORT

1. 3 2 Causes probables L accident parait d la conjonction d une erreur de positionnement des Speed Levers au moment du d collage conduisant la surchauffe des deux moteurs ce qui a impos l arr t du d collage et la pr paration puis la gestion insuffisante du d collage conduisant une sous estimation de la distance d acc l ration arr t et une d cision tardive d interrompre le d collage Ont contribu cet accident e l encrassement des freins qui diminuait leurs performances e lanon mise jour de la masse de base de l avion dans le manuel d exploitation e la tr s faible exp rience de l quipage sur SA227 F GILN 19 septembre 1993 22 Liste des annexes ANNEXE 1 Carte de l a rodrome de Troyes Barberey ANNEXE 2 Rapport d expertise ANNEXE 3 Photographies F GILN 19 septembre 1993 DA APPROCHE A VUE Ouvert la CAP 01 TROYES Barberey LFQB Visual approach Public Air Traffic 830423 ALT en pieds LAT 481920N Lg oe LONG 0040104E ALT AD 394 15 hPa DEC 2 W 90 APP TROYES Approche 125 35 VDF TROYES Gonio 125 35 TWR TROYES Tour 125 35 En l absence de TWR A A en FR seulement LLZ RWY 18 TY 111 9 XC Mantsuzain 682 6 chamem Si carduse Po ee O 3 MARIGNY NC Le Ch tel Reproduction mnterdite i FRANCE CORRECTIONS Point N Itin raire MEHT gt F GILN 19 septembre 1993 annexe 1 24 02 TROYES Barberey LFQ
2. MINIST RE DE L QUIPEMENT DES TRANSPORTS ET DU LOGEMENT INSPECTION GENERALE DE L AVIATION CIVILE ET DE LA METEOROLOGIE FRANCE E ES f 4 I j 1 i im Accident survenu le 19 septembre 1993 Troyes Barberey 10 au Fairchild SA227 METRO llI immatricul F GILN exploit par Airlec RAPPORT f In930919 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 la Loi n 99 243 du 29 mars 1999 l enqu te technique n est pas conduite de facon tablir des fautes ou valuer des responsabilit s individuelles ou collectives Son seul objectif est de tirer de l 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 GILN 19 septembre 1993 2 Table des mati res AVERTISSEMENT SYNOPSIS 1 RENSEIGNEMENTS DE BASE 1 1 D roulement du vol 1 2 Tu s et bless s 1 3 Dommages l a ronef 1 4 Autres dommages 1 5 Renseignements sur le personnel 1 6 Renseignements sur l a ronef 1 6 1 Entretien de l a ronef 1 6 2 Masse et centrage 1 6 3 Syst me de contr le de temp rature 1 7 Conditions m t orologiques 1 8 Aides la navigation 1 9 Telecommunications 1 10 R
3. Personnes bord 2 membres d quipage 17 passagers L avion de la compagnie AIRLEC affrete par une compagnie d assurance embarque dix sept ressortissants britanniques sur l a rodrome de Troyes Barberey destination de l a rodrome anglais de Biggin Hill Durant l acc l ration une panne du moteur droit intervient vers 100 kt L quipage d cide d interrompre le d collage L avion d passe le bout de piste traverse l antenne du radiophare d alignement de piste situ dans le prolongement brise la barri re frangible qui limite le terrain traverse un chemin p riph rique et termine sa course dans un champ labour Cons quences Personnes Mat riel Tiers Tu s Bless s Indemne s Tres Equipage 2 endommag N ant Passagers 17 Sauf pr cision contraire les heures figurant dans ce rapport sont exprim es en temps universel coordonn UTC Il convient d y ajouter une heure pour obtenir l heure l gale en vigueur en France m tropolitaine le jour de l v nement F GILN 19 septembre 1993 d cembre 2001 5 1 RENSEIGNEMENTS DE BASE 1 1 D roulement du vol Le SA 227 Metro Ill immatricul F GILN est affr t par une compagnie d assurance son exploitant la compagnie AIRLEC bas e Bordeaux M rignac l s agit de ramener en Grande Bretagne un groupe de dix sept Britanniques qui avaient t victimes d un accident de la route L avion effectue le vol de Bordeaux a Troyes Barberey le 19 septembre 1993 il
4. hypoth se F GILN 19 septembre 1993 20 2 2 Freinage Malgr l effort important de l quipage sur les freins d montr par la flexion des tiges le freinage n a pas t aussi efficace que pr vu Les l ments du circuit de freinage ne pr sentaient aucune d faillance Cependant les garnitures et disques sont fortement couverts d un produit gras constitu de fluide hydraulique et d huile de moteur de nature entraver l efficacit du freinage La surcharge de l avion a galement diminu les performances de freinage 2 3 Contexte 2 3 1 Pr paration du vol 2 3 1 1 Devis de masse Le calcul que l quipage a effectu d apr s les l ments qu il avait estim s tait correct et donnait une masse au d collage gale la masse maximale au d collage Cependant on a vu que la masse de base consign e dans le manuel d exploitation n tait plus exacte Une pes e plus r cente non r percut e dans ce manuel donnait une augmentation de 225 lbs L quipage n tant pas en possession de cet l ment a sous estim la masse r elle de l appareil De plus lors de l embarquement des passagers Troyes les bagages n ont pas t pes s vraisemblablement pour ne pas retarder le d part Il s en est suivi une autre sous estimation de 380 Ibs cette fois 2 3 1 2 Performances au d collage Avec les param tres estim s par l quipage pour la pr paration du vol la distance d acc l ration arr t tait co
5. pave F GILN 19 septembre 1993 15 Le copilote a organis l vacuation de l avion La porte principale tant bloqu e par l h lice gauche les passagers sont sortis par les issues de secours 1 16 Essais et recherches 1 16 1 Examen des deux h lices 1 16 1 1 H lice droite Les quatre pales de l h lice droite sont en drapeau Deux pales sont fl chies vers l arri re la suite du contact avec le sol apr s l affaissement du train principal les deux autres ne pr sentent ni d formation ni trace d impact Ces d formations sont caract ristiques d une h lice non entrain e lors de l impact Le piston est enfonc fond en arri re ce qui correspond la position drapeau 1 16 1 2 H lice gauche Les quatre pales de l h lice gauche sont fl chies partir de 350 mm du moyeu Le m canisme interne tant bris elles sont libres en rotation L impact a d truit la couronne du collecteur et les connections d alimentation lectrique du syst me anti givrage L extr mit d une pale a t arrach e Au d montage on constate que le piston est bloqu par les deux verrous starting latches sur le sch ma ci dessous enclench s dans la gorge et est ainsi verrouill en position reverse Cette configuration est confirm e par diff rentes marques laiss es dans la gorge lorsque le piston a t brutalement repouss en arri re l impact Ft 3 STARTING LATCH OPERATING PIN INNER FEATHER SPRING F
6. se pose Troyes 10 h 40 L quipage ne passe pas a la station m t orologique situ e sur le terrain Il estime que le vent est du 160 pour 4 kt et la temp rature de 16 C Les passagers arrivent par petits groupes les bagages en soute ne sont pas pes s mais leur poids est estim Le commandant de bord s occupe lui m me de l embarquement des passagers Avec les donn es estim es l quipage calcule que l avion est la masse maximale au d collage soit 14 500 lbs que V1 Vr 107 kt et que le torque a appliquer est 93 La mise en route est effectu e l aide d un groupe de parc Deux autres avions sont dans le circuit d a rodrome et utilisent la piste 36 D apr s le vent observ la manche air l quipage d cide de d coller en piste 18 A 11h 40 l avion s aligne donc au seuil de piste 18 La mise en puissance et l acc l ration initiale semblent normales selon les dires de l quipage aux alentours de 100 kt alors que l avion a d j parcouru environ 1 100 m une baisse de puissance de 93 40 et une l vation importante de la temp rature du moteur droit sont constat es par le copilote Au m me moment le commandant de bord aux commandes ressent une franche embard e droite qu il contre rapidement aux palonniers L avion n ayant pas atteint V1 le commandant de bord d cide d interrompre le d collage Il freine et r duit les moteurs Le moteur gauche est pass en inversion a une vitesse d environ
7. 80 kt L avion embarque alors gauche de telle fa on qu il vient froler le bord de piste Le commandant de bord le recentre sur l axe Il constate le peu d efficacit de l inverseur et ressent m me une l g re acc l ration Il d cide alors d arr ter le moteur droit ce qu effectue le copilote Voyant arriver la fin de piste l quipage d cide de couper le moteur gauche galement En quittant la piste l avion effectue un saut d une longueur d environ un m tre cause du l ger d crochement entre la piste goudronn e et l herbe Il roule 150 m sur l herbe avant de rencontrer la partie droite de l antenne du radiophare d alignement de piste sur laquelle le commandant de bord a orient l avion afin d viter l abri technique du radiophare L extr mit de l aile gauche heurte cependant l abri technique L avion franchit la barri re frangible qui cl ture l a rodrome le chemin p riph rique de l a rodrome et ses deux foss s Le train se replie vers l arri re au passage de ces foss s L avion s immobilise finalement dans un champ labour F GILN 19 septembre 1993 6 1 2 Tu s et bless s Membres Autres Blessures d quipage Passagers personnes Mortelles 2 Graves 3 3 L g res Aucune 2 17 1 3 Dommages a l a ronef L avion est fortement endommag 809 1 4 Autres dommages L avion a d truit la partie droite de l antenne du radiophare d alignement de piste et une partie de la barri re frangible qui
8. B ATTERRISSAGE A VUE 33 04 29 Visual landing CN i F E e d eS ey Pr oy Ze ke RE PR w L Jefe i y E F1 p Pos S de ee o Piste _004 004401 RWY TODA ASDA 16 1650 x 30 11 17 82 1650 ux 36 1545 Aides lumineuses Lighting aids BI SDE 18 36 SDE 18 36 LIL 4 FRANCE Renroduction interdite F GILN 19 septembre 1993 annexe 1 25 03 TROYES Barberey LFOB 33 04 29 Consignes particuli res Operating instructions viter le survol de la Rivi re du Corps Sud AD Circuit en vol planeurs 200 m AAL Piste non rev tue 18 36 obligatoire pour VAV Voltige NR 6140 bordure E de piste rev tue sur une largeur de 500 m FL 045 500 m AAL PPR TROYES Tour A romod lisme 150 m AAL L attention des pilotes est attir e sur l existence de L AD priv de CHAILLEY dot d un balisage lumineux des pistes 01 19 situ es dans le 222 19 NM ARP Les itin raires VFR de nuit sont les m mes que ceux du VFR sp cial VFR Sp cial En pr sence de trafic IFR minimums m t o Avions planeurs VIS 3000 m Plafond 350 m H L VIS 800 m Plafond 150 m La clairance de p n trer est demand e TROYES Tour 125 35 5 minutes avant de p n trer dans la CTR L entr e dans la CTR s effectue par les points N W S ou E salon la provenance Avoid overflying La Rivi re du Corps South of AD Gliders flight circuit 200 m AAL Grass RWY 18 36 reserved lor
9. INE PITCH REVERSE M PITCH OIL SUPPLY SE THROUGH OIL REVERSE SPRING E TRANSFER BETA TUBE OUTER FEATHER SPRIN CROSSHEAD FULL REVERSE STOP FEATHER STOP F GILN 19 septembre 1993 16 1 16 2 Examen des moteurs 1 16 2 1 Premier examen cf photographies en annexe 3 1 16 2 1 1 Moteur droit Le d montage des parties chaudes du moteur droit montre que les tages des turbines ont t soumis une importante surchauffe Le dernier tage de turbine troisi me ne pr sente que quelques traces de br lures au niveau des bords d attaque Le deuxi me tage est plus endommag les aubes sont br l es et fissur es Le premier tage est tr s endommag par la surchauffe les aubes sont presque enti rement d truites Seul le redresseur du deuxi me tage est galement fortement br l celui du troisi me tage pr sente quelques traces de d collement du rev tement dues la chaleur Au niveau des deux premiers tages on trouve des filaments noirs de carburant imbr l galement pr sents dans la chambre de combustion Il n y pas de traces de chocs mais uniquement des signes de br lures Le compresseur n est pratiquement pas endommag 1 16 2 2 2 Moteur gauche Le moteur gauche pr sente des traces de surchauffe encore plus importantes que le moteur droit Ext rieurement aucun dommage n est visible La rotation du mobile est impossible certainement cause des chocs de l accident En d m
10. aintenance de la compagnie En bref ni le CVR ni le FDR n ont pu fournir de donn es exploitables F GILN 19 septembre 1993 13 1 12 Renseignements sur l pave et sur l impact 1 12 1 Trajectoire au d collage L examen des traces laiss es par l appareil lors de sa course les t moignages des passagers de l quipage et de personnes se trouvant sur l a rodrome permettent de reconstituer la trajectoire repr sent e sur le sch ma ci dessous DECOLLAGE EN PISTE 18 D but de l acc l ration 1 100m D but de l acc l ration arr t 1340m L avion touche le bord de piste 1640m BOUT DE PISTE HERBE 1800m ANTENNE LOC 1820m 1860m BARRIERE FRANGIBLE FOSSES 1910 m 2 CHAMP LABOURE L avion avait parcouru 1 100 m environ et avait atteint 100 kt lorsqu une embard e a droite s est produite rapidement contr e par l quipage L acc l ration arr t a t d cid e au m me moment F GILN 19 septembre 1993 14 Apr s la panne moteur les traces visibles sur la piste montrent que l avion a embarqu gauche s est produite jusqu fr ler le bord gauche 1 340 m du seuil L avion est ensuite revenu sur l axe l quitt la piste pratiquement dans l axe Il a effectu un saut d un metre de longueur environ cause du l ger d crochement entre la piste goudronn e et l herbe Il a roul 150 m sur l herbe avant de rencontrer la partie droite de l antenne du radiophare d alignement de pi
11. arts non significatifs L paisseur des plaquettes est un peu moins homogene les plaquettes du frein ext rieur gauche mesurent 5 5 6 7 mm contre 6 8 7 2 mm pour les autres sans que cela ait des cons quences sur le freinage En conclusion l action sur les freins durant l acc l ration arr t a t tellement forte que la tige des palonniers s est d form e Cependant l efficacit du freinage a t entrav e par les d p ts pr sents sur les freins 1 16 4 Performances au d collage Avec les valeurs consid r es par l quipage temperature 16 C masse 14 500 Ibs on obtient les performances au d collage suivantes e Distance d acc l ration arr t 4 300 ft 1 290 m e Distance de franchissement des 35 ft en monomoteur distance de d collage 5 500 ft 1 650 m e Puissance affich e 93 96 e V1 Vr 107 kts La longueur de la piste 1 640 m permettait donc un d collage dans les limites en ce qui concerne l acc l ration arr t La distance de d collage passage des trente cinq pieds d passait cependant l g rement la longueur de la piste F GILN 19 septembre 1993 19 1 17 Renseignements sur les organismes et la gestion La soci t AIRLEC exploitait ses a ronefs pour du transport la demande conform ment l Arr t portant octroi d autorisation et d agr ment de transport a rien du 18 mai 1989 Elle disposait galement d un agr ment de transport sanitaire Le contrat d affr teme
12. bre 1993 annexe 3 36 Y E m A Dues D d ei AP sa d Ls e ae 3 ur a ute AU E Zex hb s Aile droite poteaux d antenne LOC enfonc s j jusqu au longeron H lice et moteur droits F GILN 19 septembre 1993 annexe 3 20 i
13. elting was observed on each blade indicating that the blades had been exposed to temperatures in excess of 22009F No single blade was identified as being the primary separation 2 3 Controls Testing and Analysis The following controls off engine S N P 44615 were functionally tested AIT original test data sheets are contained as an attachment to this report EGT harness pigtail Fuel manifold assembly and fuel nozzles individually Fuel Flow Divider 394408 8 9769 Unit Part Number Serial Number 1 Fuel pump fuel control assembly 897400 897375 24 2173566 2 Propeller governor 897410 7 1812192 3 Temperature limiter controller 949596 1 80 364 4 Single red line computer 2117420 2 90 129 5 Strain Gage Torque Sensor 3107034 11 8P6593 6 Torque signal conditioner 949596 80 364 T 8 9 Fuel control The fuel control was functionally tested and found to function satisfactorily One questionable data point was that of the overspeed governor setting which was found to be 99 pounds per hour F GILN 19 septembre 1993 annexe 2 28 pph below current nominal test point specifications The fuel control was re tested this time the control was run at the speed necessary to produce the current nominal fuel flow value It was found that in order to obtain 248 pph the specification value it was necessary to operate the fuel control at 4718 rpm This fuel control RPM corresponds to 104 engine rpm The overspeed governor is factor
14. enseignements sur l a rodrome 1 11 Enregistreurs de bord 1 12 Renseignements sur l pave et sur l impact 1 12 1 Trajectoire au d collage 1 12 2 Epave 1 13 Renseignements m dicaux et pathologiques 1 14 Incendie 1 15 Questions relatives la survie des occupants 1 16 Essais et recherches 1 16 1 Examen des deux h lices 1 16 2 Examen des moteurs F GILN 19 septembre 1993 O1 OO co N NI N N o o ho zech oho mh n O N N N WN Ter NH k oR A mi seh wk zb oO OC oa GC sch O OD 1 16 2 1 Premier examen 1 16 2 2 Poursuite de l expertise 1 16 2 2 1 Expertise m tallurgique 1 16 2 2 2 Examen du syst me de contr le de temp rature 1 16 3 Expertise des freins 1 16 4 Performances au d collage 1 17 Renseignements sur les organismes et la gestion 2 ANALYSE 2 1 Surchauffe 2 2 Freinage 2 3 Contexte 2 8 1 Pr paration du vol 2 8 2 Exp rience de l quipage 3 CONCLUSIONS 3 1 Faits tablis par l enqu te 3 2 Causes probables LISTE DES ANNEXES F GILN 19 septembre 1993 20 20 21 21 21 22 22 22 23 Date de l accident Le dimanche 19 septembre 1993 11 h 40 Lieu de l accident A rodrome de Troyes Barberey 10 Aube Nature du vol Transport la demande de passagers de Troyes Biggin Hill Angleterre R sum SYNOPSIS A ronef Fairchild SA227 METRO III immatricul F GILN Propri taire B N P Bail Exploitant Compagnie AIRLEC Bordeaux M rignac
15. entoure l a rodrome 1 5 Renseignements sur le personnel Conform ment la r glementation en vigueur l avion ne comportant que 19 si ges le vol ne n cessitait pas la pr sence d un membre d quipage de cabine Commandant de bord Homme 30 ans e Brevet de pilote professionnel PP 1205089 d livr le 1 f vrier 1989 licence correspondante valid e jusqu au 28 f vrier 1994 e Certificat de type SA227 par test le 8 septembre 1993 e Employ chez AIRLEC depuis f vrier 1990 d abord en contrat temps complet jusqu en mai 1992 puis en contrat temps partiel partir du 29 mars 1993 e Exp rience SA226 5A227 SA227 2 400 90 derniers jours 90 derniers jours F GILN 19 septembre 1993 Copilote Homme 26 ans e Brevet de pilote professionnel PP 14454 d livr le 25 novembre 1991 licence correspondante valid e jusqu au 31 octobre 1993 e Certificat de type SA227 par test le 7 septembre 1993 e Pilote la demande inscrit sur la liste de flotte AIRLEC e Exp rience Totales Totales 90 derniers jours Vols pr c dents Dans la m me journ e l quipage avait effectu le vol de mise en place depuis Bordeaux Les deux pilotes pratiquaient le terrain de Troyes Barberey pour la premiere fois 1 6 Renseignements sur l a ronef Le SA227 METRO Ill est un biturbopropulseur pressuris de transport public de passagers d une capacit de 19 places 5a masse maximale au d colla
16. eptembre 1993 10 INDICATES SINGLE EGT LIMIT FOR ALL EGT LIMITED OPERATION WHEM COMPUTER IS ON AND ENGINE RPM IS ABOVE 80 PRESSURE TRANSDUCER COMPENSATOR Pai T5 CONDITIONED Ta Eist Les composants du syst me SRL sont les suivants EGT harness harnais comportant huit sondes de temp rature qui envoie un signal de temp rature moyenne au calculateur EGT compensator qui permet de produire une temp rature identique pour chaque moteur lorsque la puissance est la m me En effet chaque moteur est unique et il apparait de l g res diff rences dans l EGT vraie entre les deux moteurs ce qui n est pas acceptable pour la conduite des moteurs par les pilotes Delta P P transducer qui transmet l IAS et les conditions d altitude pression et envoie au calculateur un signal refl tant la densit de l air T2 sensor qui indique la temp rature ext rieure Propellor governor qui envoie au calculateur le signal de RPM qui lui permet d ajuster l EGT de telle facon que la limite EGT maximale ne soit pas d pendante de la vitesse de croisi re entre 96 et 100 de RPM Computer qui calcule l EGT et l envoie l indicateur Aircraft indicator qui pr sente l quipage l EGT calcul e En cas de panne du limiteur de temp rature l quipage doit g rer la puissance des moteurs avec prudence et en particulier ne pas avancer les manettes de puissance rapidement au del de 50 96 de leur course F GILN 19 sep
17. ess rupture brought about by exposure to temperatures above 2200 F which is above the normal operating temperature of the engine The separation degradation mode of the turbine blades on the first stage turbine wheel for engine S N P 44057 was again due to short duration exposure to temperatures in excess of the normal engine operating temperatures Nothing was found during the examination of the engine hardware or testing of the controls that would explain the thermal degradation of the either engines turbine components F GILN 19 septembre 1993 annexe 2 H lice du moteur gauche Turbine premier tage F GILN 19 septembre 1993 annexe 3 32 Th H lice du moteur droit Turbine premier tage F GILN 19 septembre 1993 annexe 3 33 Traces de freinage sur la piste Vue g n rale de l avion Barri re frangible bris e et traces dans l herbe F GILN 19 septembre 1993 annexe 3 24 dedo T e d er Nos EE LIU A e ip TA SA r z A F Sark apa We 7 e Ps Ce SET e E 3 ue g n rale de l avion de face VW SMS MS vk A a Se dr v Se nw wf wi a n Cu e D SES Aen v m A a N gt ke F ut AU E I T p Ki grg WW ue Te dd Tw UR PR Vue g n rale de l avion F GILN 19 septembre 1993 annexe 3 35 H lice gauche F GILN 19 septem
18. ge de 30 Elle est orient e nord sud et forme un dos d ne La pente globale de cette piste est de 0 5 descendante pour un d collage en piste 18 Le radiophare d alignement de piste se trouve en bout de piste 18 150 m du bout de piste sur une dalle de b ton F GILN 19 septembre 1993 12 1 11 Enregistreurs de bord Deux enregistreurs taient bord et ont t d clar s disponibles par les pilotes e Enregistreur phonique CVR FAIRCHILD A100 e Enregistreur de param tres FDR FAIRCHILD 7564 Ils ont t trouv s en bon tat ext rieur dans la queue de l avion tude du CVR A l coute du CVH on entend uniquement le bruit caract ristique d un effacement de bande Une expertise de cet enregistreur en laboratoire a montr qu il tait en parfait tat de marche au moment de l accident L absence d enregistrement peut correspondre soit un effacement provoqu soit un d faut d alimentation lectrique qui n a pu tre reproduit au laboratoire tude du FDR Le FDR de type m tallique a t ouvert et tudi au Centre d Essais en Vol de Br tigny L tude a montr que la bande m tallique avait patin en plusieurs endroits qu il y a eu des sauts et des coupures brutales Ce FDR n est pas exploitable De m me que le CVR le FDR a t expertis en laboratoire et s est r v l lui aussi en parfait tat de marche Une explication possible est que la bande m tallique aurait t mal plac e par la m
19. ge est de 14 500 Ibs 6 577 kg Cellule e Constructeur Swearingen FAIRCHILD e Type SA227AC e Num ro de s rie 458 e Certificat de navigabilit 111164 du 3 d cembre 1990 valid jusqu au 26 mai 1994 e Heures de vol totales 13 436 Cet avion est quip de deux turbopropulseurs turbine li e de type Garrett TPE331 11U 611G compos s de deux compresseurs centrifuges en s rie entra n s en rotation par trois tages de turbines axiales Les compresseurs alimentent une chambre de combustion annulaire flux invers Les turbines entrainent galement l h lice travers un r ducteur deux tages plan taires Les h lices sont de type Dowty Rotol Limited R321 4 82 F 8 quatre pales vitesse constante avec drapeau et pas r versible F GILN 19 septembre 1993 8 Turbopropulseur droit e Num ro de s rie 44615 e Heures de fonctionnement total 3 174 Le moteur droit avait t lou par Allied Signal Raunheim le 6 f vrier 1993 et install le 25 mai 1993 sur le F GILN Il n appartenait donc pas AIRLEC Turbopropulseur gauche e Num ro de s rie 44057 e Heures de fonctionnement total 10 518 e Heures depuis derni re r vision g n rale 3 356 1 6 1 Entretien de l a ronef L entretien DU F GILN tait effectu par AIRLEC Bordeaux selon la r glementation en vigueur La derni re visite de type 100 h avait eu lieu le 13 septembre 1993 soit six jours avant l accident suivant le
20. glider activities Acrobatic flight NR 6140 over East edge of paved RWY by 500 m wide FL 045 1650 Ft PPR TROYES TWR Model flying 500 Ft AAL Notice to the pilots existence of the private AD of CHAILLEY with lighting aid of RAWY 01 19 at 222 19 NM ARP Night VFR routeings are similar to special VFR routes Special VER With IFR traffic meteoralogical minimum are Airplanes gliders VIS 3 000 m Ceiling 350 m HEL VIS 800 m Ceiling 150 m Clearance far entering shall be requested to Troyes TWR 125 35 5 min prior entering the CTR Entering the CTR can be conducted according to inbound direction via the joining points N W S or E Informations diverses Miscellaneous 1 2km NW de Troyes 10 AUBE 2 ATS ETE LUN SAM 0600 1600 Extension possible de 0400 2000 PPR avant 1400 DIM et JF 0800 1000 1200 1600 HIV 1 HR e 25 74 24 22 FAX 25 79 10 90 3 VFR de nuit agr 4 Gestionnaire CCI de Troyes et de l Aube 10 Place Audiffred 10000 TROYES 25 74 59 25 5 District A ronautique Champagne Ardennes 6 BDP BIA NIL Borne t l matique 1 RSFTA raccord 8 MET sur AD 257468 86 ETE 0345 1615 HIV 1 HR sauf DIM et JF LILLE Villeneuve d Ascq e 20 47 20 20 H24 9 Douanes 25 74 41 40 Telex 830847 ou PC Radio 26 88 64 61 avec pr avis 1 HR par rapport ETD ou ETA 10 AVT carburants 100LL JET Ai lubrifiants ASS ETE 0600 1600 En deh
21. iedSignal Engines after a cursory examination of the engine at the BEA facilities revealed that this engine had suffered apparent heat distress to its turbine section components Once received selected control components were tested and selected hot section components were submitted for materials analysis F GILN 19 septembre 1993 annexe 29 Ge Materials Analysis The first stage turbine blades and the second stage stator assembly from engine S N P 44057 were submitted for material analysis the final report is contained as an attachment In summary separation and degradation of both the nozzle vanes and turbine blades were due to exposure to temperatures in excess of the melting point of the alloys involved The microstructure features observed on both the blades and the vanes indicated that they were exposed to extremely high temperatures during engine operation for a relatively short period of time 3 3 Controls Testing and Analysis The following components from engine S N P 44057 were functionally tested Unit Part Number Serial Number 1 Fuel control 897375 15 1708964 2 Propeller Governor 897410 16 1806659A 3 Strain Gage Torque Sensor 3107034 9 4 03243 363 4 Torque Signal Conditioner 3102476 1 190 5 EGT Compensating Resistor 897476 4 273 B 6 EGT Thermocouple Sensor 3102557 1 8 20219 1518 7 Fuel Manifold Assembly Fuel Control The fuel control was tested and found to function satisfactorily Once again the
22. ion maximale de 750 PSI Les freins sont tous sales et pr sentent des traces de corps gras et des d p ts blanch tres Le frein ext rieur gauche est recouvert d une pellicule noire et grasse alors que les trois autres pr sentent des traces de frottement plus sec ces F GILN 19 septembre 1993 18 disques ont un aspect glac et une couleur rouge cuivre avec des traces de bleuissement dues la surchauffe lors du freinage A l analyse ces d p ts se sont r v l s tre un m lange de liquide hydraulique d huile de moteur et de terre identique sur tous les freins mais en quantit plus importante sur le frein ext rieur gauche Les pistons ne pr sentent pas de d gradations apparentes lls ne sont pas bloqu s dans les maitres cylindres les joints d tanch it sont en bon tat Les cylindres sont propres Toutes les tuyauteries sont d aspect ext rieur gras et sale Un test effectu sous une pression de 52 bars 750 PSI a montr que les tuyauteries et leurs raccords pr sentaient une tanch it satisfaisante Les deux paires de maitres cylindres des palonniers sont en tat de fonctionnement Les tiges de deux ma tres cylindres le droit du c t copilote et le gauche du c t commandant de bord sont l g rement fl chies dans la zone filet e ce qui montre qu elles ont t d form es alors que les pistons taient enfonc s au maximum freins serr s L paisseur des disques pr sente de l gers c
23. manuel d entretien AIRLEC 1 6 2 Masse et centrage Le devis de masse tabli par les pilotes tait le suivant Masse de base 9 506 Ibs Carburant 1 900 lbs Passagers 17x165 2 805 lbs forfaitaires Bagages 389 lbs forfaitaires Roulage 100 lbs Ces donn es correspondent a une masse au d collage de 14 500 lbs soit exactement la masse maximale au d collage et un centrage l int rieur des limites fix es par le constructeur Devis de masse r el Masse de base La masse de base de 9 506 lbs utilis e par les pilotes a t calcul e partir d une pes e du 31 octobre 1990 qui donnait une masse vide de 4 152 kg soit 9 153 Ibs En ajoutant l quipage et la documentation de bord 353 lbs on obtient bien 9 506 Ibs Une pes e plus r cente 28 avril 1992 donnait une masse vide de 4 254 kg soit une masse de base de 9 731 lbs Bagages Les bagages en soute et bagages main ont t pes s apr s l accident par la gendarmerie Au total il y avait 771 lbs de bagages Lors de la pr paration du vol l quipage ne s est pas servi de la balance install e cet effet par la Chambre de Commerce et d Industrie Il semble que l quipage n a F GILN 19 septembre 1993 9 pas fait cette demande afin de ne pas retarder le d part parce que les passagers sont arriv s par petits groupes et au dernier moment e Passagers A la suite de l accident une recherche effectu e directement aupr s des pas
24. nt du F GILN avait t pass directement entre AIRLEC et la compagnie d assurance A la date du 19 septembre 1993 cette soci t s est trouv e en redressement judiciaire Les contr les techniques d entretien densifi s ont donn des r sultats corrects AILEC employait des pilotes temps complet temps partiel ou la demande 2 ANALYSE 2 1 Surchauffe La perte de puissance lors du d collage est cons cutive l endommagement majeur des deux turbines Cet endommagement est d des surchauffes anormales L expertise des deux moteurs et du circuit de limitation de temp rature n a mis en vidence aucune d faillance aucune cause directe de surchauffe des deux moteurs On a vu que l quipage avait sous estim de 3 C la temp rature ce qui a entrain une surestimation de 3 5 de la puissance afficher au d collage Toutefois cette erreur ne suffit pas expliquer la panne ll est possible qu un probl me dans l utilisation des moteurs au d collage soit l origine de la surchauffe En effet la s quence de d collage est la suivante e opeed levers g n rateur de gaz haut r gime e Annonciateur SRL OFF teint e Engine Speed v rifier 96 97 96 de r gime Une erreur de positionnement des Speed Levers lors du d collage peut avoir pour cons quence de limiter le d bit d air et donc de conduire un coup de chalumeau sur la turbine Aucun l ment factuel ne permet cependant de confirmer cette
25. ontant la tuy re on remarque que le troisi me tage de turbine est br l en bout d aubes Apr s d montage on constate que le filtre huile contient quelques particules le bouchon magn tique est propre Les accessoires ext rieurs ne sont pas endommag s en apparence Le distributeur du premier tage est br l principalement en parties haute et basse Les bords de fuite sont br l s dans la partie interne La turbine est int gralement d truite seuls restent les moignons des 36 aubes Cet endommagement est comparable celui de la turbine premier tage du moteur droit Le distributeur du deuxi me tage a largement br l un segment s est d tach La turbine a br l jusqu mi hauteur des aubes Le bord d attaque des aubes est taill 60 C vraisemblablement par le segment du distributeur qui s est d tach F GILN 19 septembre 1993 17 Le distributeur du troisi me tage est br l au bord d attaque proximit de l anneau ext rieur Le bord de fuite n est pas tr s touch La turbine est br l e en extr mit s d aubes L entr e d air est en bon tat le premier tage de compresseur pr sente quelques impacts cons cutifs l accident en bord d attaque Le deuxi me tage est intact La chambre de combustion pr sente un aspect g n ral correct sans traces de surchauffe L int rieur pr sente des d p ts en filaments de r sidus charbonneux de carburant 1 16 2 2 Poursuite de l e
26. ors de ces HOR O R avant 1600 ze 25 74 59 25 HIV 1 HR Paiement comptant CIV MIL bon mod le 19 carte VISA 11 SSIS cat gorie 3 Niveau A1 ETE 0700 1030 1130 1730 HIV 0800 1130 1230 1700 En dehors de ces HOR O R avant 1700 12 Hangars pour a ronefs de passage possible 13 R parations toutes Station service agr e VERITAS Troyes aviation 25 74 60 14 14 ACB de Troyes 7 25 74 46 70 Centre de VAV de Troyes et du Bars quanais e 25 74 90 10 Le FRANCE F GILN 19 septembre 1993 VERSO BLANC annexe 1 26 Teardown Report of Two Model TPE331 11U 611G Turboprop Engines Serial Numbers P 44615 and P 44057 1 0 Introduction and Summary Li Purpose The purpose of this report is to present the findings of the teardown inspection of and or controls testing and materials analysis of two AlliedSignal Engines Model TPE331 11U 611G turbopropeller engines Serial Numbers P 44615 and P 44057 The teardown and testing of the engines and components as detailed below were conducted at the request of the French Bureau Enquetes Accidents 1 2 Background Engines S N P 44057 and P 44615 were installed in the left and right hand nacelles respectively of a Fairchild Metro III aircraft registration number F GILN S N AC 458 that was involved in a takeoff accident at Troyes France on September 20 1993 Both engines were partially disassembled at the Bureau Enquetes Accidents facilit
27. overspeed governor appeared to be set low however when the control was run to the specification fuel flow the corresponding governing RPM was found to be 10496 well within specification limits of 103 5 to 105 5 Propeller Governor The propeller governor tested satisfactorily however as with the other governor the high and low stops are field adjustable and were not set to production specifications As previously explained these control stops are field adjustable and seldom if ever meet new part specifications F GILN 19 septembre 19933 annexe 30 Fuel Manifold and Fuel Nozzles The fuel manifold was tested and found to be satisfactory The nozzles were removed and flowed individually and found to flow satisfactorily Torque Signal Conditioner EGT Compensating Resistor EGT Thermocouple Sensor These units all tested satisfactorily Strain Gage Torque Sensor Bridge 1 of this torque sensor was found to be open Bridge 2 was found to operate satisfactorily This type of torque sensor is manufactured with two strain gage bridges Only one bridge is used for torque indication purposes at a time however if the bridge in use should develop a problem such as an open circuit its requires only a simple maintenance action to switch to the other bridge It is not know which bridge was in use at the time of the accident 4 0 Conclusion The separation mode of the first stage turbine blades for engine S N P 44615 was str
28. rrecte tandis que la distance de franchissement des 35 ft tait sup rieure la longueur de la piste 2 3 2 Exp rience de l quipage L quipage est compos d un commandant de bord employ en contrat temps partiel et d un copilote employ en transport la demande lls poss dent leur qualification de type depuis respectivement 11 et 12 jours Leur exp rience sur SA 227 est donc tr s limit e F GILN 19 septembre 1993 21 3 CONCLUSIONS 3 1 Faits tablis par l enqu te e L quipage poss dait les brevets et licences n cessaires au vol e L avion disposait d un Certificat de Navigabilit en tat de valid et tait entretenu correctement e L avion d passait de 658 lbs la masse maximale au d collage Il tait centr arri re dans les limites fix es par le constructeur e L acc l ration lors du roulage au d collage a t tr s inf rieure la normale L quipage ne l a pas remarqu e L avion est sorti de piste avec une vitesse r siduelle lev e e a distance d acc l ration arr t r elle a t de 1950 m malgr l effet ralentisseur des obstacles e es examens ont montr une surchauffe des deux moteurs qui a eu pour cons quence de d grader la pouss e sur le moteur droit dans la phase d acc l ration puis sur le moteur gauche dans la phase de d c l ration lors de l utilisation de l inverseur de pouss e e L tat d encrassement des freins diminuait leurs performances
29. sagers a montr qu ils pesaient en fait 2 856 Ibs Ces l ments nous donnent le calcul de masse suivant Masse de base 9 731 Ibs Carburant au d collage 1 800 lbs Passagers sans les bagages main 2 856 Ibs Total des bagages 771 lbs Masse au d collage r elle 15 158 lbs Ces donn es correspondent un avion en limite de centrage arri re et une masse au d collage d passant de 658 lbs la masse maximale autoris e 1 6 3 Syst me de contr le de temp rature Le SA227 est quip d un syst me de contr le et limitation de la temp rature dit SRL Single Red Line destin viter les endommagements des moteurs par surchauffe Ce syst me facilite le travail de l quipage par la r gulation automatique du d bit de carburant En effet l EGT Exhaust Gas Temperature est affect par les conditions ambiantes e Pression e IAS Indicated Air Speed e OAT Outside Air Temperature Le systeme SRL permet de travailler avec la seule EGT maximale de 650 C au lieu de la calculer nouveau a l aide de graphes quand les conditions ext rieures changent dou le terme de Single Red Line Son calculateur recoit l OAT d une sonde ext rieure et un signal du tube Pitot qui repr sente l altitude pression et l IAS Il prend en consid ration les effets de ces param tres sur l EGT et pr sente sur les indicateurs une EGT calcul e Le SRL du TPE331 est utilis d s que le moteur d passe 80 de RPM F GILN 19 s
30. ste L extr mit d aile gauche a heurt l abri technique de ce radiophare L avion a franchi la barri re frangible qui cl ture l a rodrome ainsi que le chemin p riph rique et ses deux foss s Le train s est repli vers l arri re au passage de ces foss s L avion s est immobilis finalement dans un champ 1 12 2 pave L avion repose sur le ventre sur un sol meuble labour Les trois trains se sont effac s Les poteaux m talliques de l antenne du radiophare d alignement de piste ont caus des d g ts aux deux ailes qui sont entaill es jusqu au longeron avant en quatre endroits voir photographies en annexe 3 Le saumon d aile gauche a t arrach par l abri de l antenne du radiophare d alignement de piste Les r servoirs sont perc s le carburant s est coul sur le sol Le nez de l avion et le fuselage sont enfonc s et endommag s en plusieurs endroits Les h lices sont moiti enfouies dans la terre un bout de pale de l h lice gauche est sectionn L h lice droite est apparemment peu endommag e 1 13 Renseignements m dicaux et pathologiques Sans objet 1 14 Incendie Aucun incendie ne s est d clar apres l accident 1 15 Questions relatives la survie des occupants L vacuation de l appareil est effectu e tr s rapidement Lorsque le v hicule incendie de l a roport est intervenu deux trois minutes apr s l accident les passagers taient tous plus de cinquante m tres de l
31. tembre 1993 11 1 7 Conditions m t orologiques La situation g n rale tait une limite de zone anticyclonique La station m t orologique de l a rodrome de Troyes ouverte le jour de l accident indique qu l heure du d collage la temp rature tait de 19 C et le vent du 90 pour 4 kt L quipage qui n est pas pass cette station ne disposait pas de ces informations Il a estim e un vent du 160 pour 4 5 kt e une temp rature de 16 C Tous les calculs de pr paration du vol ont t effectu s par l quipage avec ces conditions estim es 1 8 Aides la navigation oans objet 1 9 T l communications Toutes les communications se sont faites en auto information L enregistrement de ces communications montre que l quipage du F GILN a effectu les annonces n cessaires 1 10 Renseignements sur l a rodrome L a rodrome de Troyes Barberey est un a rodrome contr l certaines heures ouvert la circulation a rienne publique voir carte en Annexe 1 Il est indiqu sur les documents a ronautiques que les services du contr le d information et d alerte ne sont pas rendus de 12 h 00 14 h 00 locales l organisme de contr le tant ferm Les services de la circulation a rienne n taient donc pas rendus au moment du d collage du F GILN Par contre la station m t o tait ouverte ainsi que la Chambre de Commerce et d Industrie La piste est goudronn e longue de 1 640 m et lar
32. xpertise Un examen approfondi des moteurs a t effectu e Phoenix Etats Unis Seuls les laboratoires du constructeur Garrett poss dent les moyens d expertiser le FCU R gulateur de carburant et le Propeller Governor Commande et r gulation h lice La conclusion du rapport d examen se trouve en annexe 2 1 16 2 2 1 Expertise m tallurgique Pour le moteur droit l examen m tallurgique au microscope optique a montr que les aubes du premier tage de turbine se sont s par es de la roue la suite d une contrainte thermique en traction Les signes vidents de fonte sur chaque aube montrent que la temp rature a d pass 1204 C L analyse de coupes montre que l exposition cette temp rature lev e a t de courte dur e Les conclusions pour le moteur gauche sont identiques la destruction du premier tage de turbine est due une exposition de courte dur e une temp rature d passant le point de fusion du m tal la temp rature de fusion tant comprise entre 1262 C et 1335 C 1 16 2 2 2 Examen du syst me de contr le de temp rature L examen des composants du SRL a t effectu en pr sence d un repr sentant du BEA Rien d anormal n a t d cel qui pourrait expliquer la d gradation thermique des deux turbines 1 16 3 Expertise des freins Le bloc de freins de chaque train principal comprend six pistons agissant sur trois paires de plaquettes Le fluide hydraulique est utilis sous une press
33. y in Saclay France Engine S N P 44615 was partially reassembled and delivered to the AlliedSignal Engines Repair amp Overhaul facilities in Phoenix while only selected components from engine S N P 44057 were returned 1 3 Summary The teardown and examination of selected turbine components from both engines revealed damage consistent with thermal degradation Nothing was found during the examination of the engine hardware or testing of the controls that would explain the thermal degradation of the either engines turbine components F GILN 19 septembre 1993 annexe 2 2f 2 0 FINDINGS OF RIGHT ENGINE SERIAL NUMBER P 44615 2 1 General Engine S N P 44615 was removed from its shipping container at the AlliedSignal Engines Repair and Overhaul Facility in Phoenix on December 7 1993 An initial inspection of the engine revealed apparent heat distress to the first stage turbine wheel the second stage turbine wheel and second staged stator After the initial examination component testing was performed on the engine s control components and material testing was conducted on selected hot section components 22 Material Analysis The first stage turbine blades from engine P 44615 were submitted for materials analysis The final report is contained as an attachment In summary optical microscopy along with radial and axial metallographic sectioning revealed that the blades separated in a stress rupture hot tensile mode Evidence of m
34. y set to control engine RPM between 103 5 to 105 596 therefore the overspeed governor set point was within specifications Propeller Governor The propeller governor was found to function satisfactorily The governor set points were not set to production specifications however these units are field adjustable and rarely meet production limits when returned For example the propeller governor high setting is actually set using the engine linkages such that when the appropriate governing RPM is established the set screw in the governor itself is adjusted out to the point that it cannot interfere with the linkage settings Therefore when governors are returned from the field for testing the high stop setting will not meet production specifications Fuel Flow Divider The primary only orifice calibration was found to be slightly below new part levels 82 2 Ib hr vs 90 100 Ib hr however the unit was considered to test satisfactorily Fuel Manifold Assembly and Fuel Nozzles The fuel manifold assembly was tested and found to test satisfactorily The nozzles were removed and flowed individually and found to flow satisfactorily Single Red Line Computer Temperature Limiter Strain Gage Torque Sensor Thermocouple Harness Pigtail These units all tested satisfactorily 3 0 FINDINGS OF LEFT ENGINE SERIAL NUMBER P 44057 3 1 General Selected hot section components and control components from engine S N P 44057 were returned to All

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