Farlig fälla: Brant inflygning

I en annan tråd har jag beskrivit mina upplevelser under haveriförloppet 1999.
http://www.flygfyren.nu/forum/showthread.php?threadID=602&forumID=16

Här tänker jag berätta varför motorn stannade av bränslebrist trots att jag hade bränsle för sådär en timmes flygning i den inkopplade tanken.

Som jag berättade höll jag på med bedömningslandningar och gjorde en brant inflygning med full klaff och en viss vingglidning. När vraket undersöktes av haverikommissionen konstaterades att tändningen fungerade och att även bränslepumpen verkade OK. För säkerhets skull skickades bränslepump och spridare till motorverkstad, och där bekräftades att de var felfria. Även ventiler, vevaxel och kolvar var felfria (bortsett från att vevaxlen kröktes vid nedslaget).

Därför kom jag att misstänka bränslesystemet trots allt. Jag visste att jag hade minst 30 och troligen ca 50 liter i tanken. En tanke som slog mig i sammanhanget var ånglås. Men var det möjligt en såpass kall dag? Så jag tänkte igenom bränslesystemets uppbyggnad och då slog det mig att där fanns en möjlighet. Som så många andra flygplan har Robin 100 vingtankar, och eftersom vingar är platta måste tankarna också vara det. Om tanken lutas tillräckligt mycket, kan utloppet hamna ovanför vätskeytan. Men frågan var ju om det var en rimlig förklaring.

Så jag mätte upp den aktuella tanken i vraket och skrev ett program som beräknade hur vätskeytan hamnar i förhållande till utloppet vid olika flyglägen och fyllnadsgrader. (Det programmet blev en tentauppgift några veckor senare.) Jag gjorde också beräkningar av glid- och bankningsvinklar och mätte vingarnas V-form från en ritning.

Resultatet blev ganska uppskakande. Det var uppenbart att tankens utlopp hamnade ovanför vätskeytan redan på ett tidigt stadium. Därför fylldes bränslesystemet med luft. Efter landning och pådrag gick motorn till dess att luften nådde fram till insprutningssystemet.


Jag vet inte om man kan lägga in en bild i en tråd, så jag ger en länk till bilden istället. http://www.flygfyren.nu/picturelibrary/member/458.jpg
Bilden visar hur höger innertank såg ut med de aktuella vinklarna och måtten om jag hade 53 liter bränsle i tanken. Den är sedd framifrån, och approximerad som en platt låda. (Jag har lagt till skuggnigar i efterhand för att göra bilden tydligare.) Den lilla fyrkanten i bottens övre högra hörn representerar utloppet från tanken. De blå strecken är vätskeytans läge. I vänstra hitre delen har bränslet nått upp till tankens tak. Tanken är sedd framifrån och rymmer 113 liter.

Haverikommisionen tyckte att mina beräkningar var alltför komplicerade, så de gjorde en "light-version", där de bortsåg från alla lutningar utom loopingplanet. Deras slutsats blev principiellt sett densamma, nämligen att utloppet måste ha befunnit sig över bränsleytan under glidflykten. Men deras noggrannhet var mindre och dessutom visade den inte att lutning i sidled kan förvärra situationen mycket påtagligt.

Senare simuleringar visar att det här kan inträffa vid betydligt flackare inflygningar även om man har hyfsat med bränsle i tanken.

Av det här kan man dra några viktiga slutsatser:
1. Gör aldrig bedömningslandningar med mindre än 75 % bränsle i den inkopplade tanken.
2. Om du vingglider t.ex. i sidvind, så se till att tanken på läsidan är inkopplad.
3. Har du mindre än halv tank, så gör en extra flack inflygning.

Fenomenet har gett upphov till betydligt fler olyckor och incidenter än man tidigare känt till. En genomgång av incidenter har visat att det påfallande ofta har inträffat att flygplan med bränslebrist precis har nått fram till en flygplats och sedan har ena (eller i förekommande fall båda) motorerna stannat under utrullningen efter landning. Haverikommissionen brukar i sådana fall konstatera att tankarna vid inspektion visade sig vara tomma.

Det där borde nästan aldrig hända. Sannolikheten att en motor på tomgång skall tömma en tank under de sekunder utrullningen varar än väldigt mycket mindre är att tanken töms under flygningens slutskede när bränsleflödet är minst tio gånger så stort, och varaktigheten mycket längre. Så det troliga är att ledningarna fyllts med luft under inflygningen. Vid bränslebrist är det väl frestande att hellre behålla höjd och sedan göra en brant inflygning, än att flyga in så flackt som möjligt.

I mina tankar kan man fylla drygt 15 liter och fortfarande bara se torr botten genom påfyllningshålet.

För att du själv skall kunna undersöka ditt flygplans känslighet har jag lagt ut programmet så att du kan ladda ned det gratis på nätet. Programmet räknar alltid på höger vingtank, men de brukar ju vara symmetriska, så det gör inget. För att använda det, börja med att ladda ned det från www.nuchem.se/aero

Mät upp längd och bredd för tanken. Du måste också veta tankens volym, eventuell V-form hos vingen och utloppets position.
Data som skall matas in i programmet är bland annat bränsleytans höjd över tankens lägsta punkt.
Med utgångspunkt från vinklarna bestämmer programmet om resultatet skall visas sett framifrån eller bakifrån.
Tanken approximeras med en rätvinklig låda, men eftersom programmet använder numerisk integration för att beräkna vätskevolymen och ytans läge kan det lätt modifieras till att hantera en godtycklig form hos tanken om det skulle behövas.

I de kritiska fallen med sjunkning och eventuell vingglidning skall du ha negativa värden på pitch-angle och bank-angle.

Om någon har problem med att köra programmet, är jag tacksam för att få veta. Ibland råkar jag missa någon flagga i kompileringen, så att ett program behöver någon dll-fil, som användaren kanske saknar. Meningen är att det skall vara ett helt fristående program.

MVH/Allan

 

Man blir ju skrämd av att läsa det här! Är inte flygplanstankarna konstruerade bättre än att bränsle endast är tillgängligt för motorn i vissa flyglägen??!! Brukar ofta använda mig av just vingglidning vid landning och tanken på att detta skulle kunna inträffa har aldrig slagit mig!

Borde inte det vara relativt enkelt att bygga tankar med en sorts "klunk" som alltid befinner sig i det lägsta partiet av tanken oavsätt flygläge? En omvänd flottör ungefär. Något liknade det vi kan se i modellflygplans bränsletankar.

// Charlie

www.flygarn.se

 

Sådana små bufferttankar respektive multipla uttag finns i många miltära flygplan och konstflygplan. Men alla sådana extra anordningar innebär förutom extra kostnader även nya risker.

MVH/Allan

 

Cessna har ju länge haft varningar i handboken om vingglidningar med utfällda klaffar. Tråkigt att du skulle behöva vara testpilot för din modell!

Kan noteras att risken i en moden Cessna ändå är något mindre, tack vare "BOTH"-läget på bränslesystemet.

 

Jag upptäckte just att jag startde tråden innan jag hade laddat upp programmet som beräknar säker bränslemängd. Nu är det iallafall på plats. www.nuchem.se/aero

Hur mycket tanken lutar framåt när man glidflyger med full klaff varierar mellan flygplanstyper men beror också på belastning och tyngdpunktsläge. En rimlig glidvinkel är 15-20 grader. Från den måste man dra anfallsvinkeln.

Bäst är att mäta vinklarna undr flygning. Ta med ett litet vattenpass och en gradskiva. Man ber en passagerare att mäta vinkeln mellan horistontalplanet och en referens när man glidflyger med olika klafflägen. En lämplig referens är sidorutans underkant. Gör också motsvarande mätning när flygplanet står på marken. Dessutom måste man mäta hur mycket vingens undersida lutar när flygplanet står på marken.

Mjukis: Bra att Cessna har infört en sådan varning. Den finns inte i 1974 års POH såvitt jag har kunnat se. Men problemet gäller inte bara vingglidning. Cessnor har v-form som är noll eller nära noll. Det ökar känsligheten. Jag har inte data för Cessnor, men mina bränsletankar modifierade till v-form noll ger bränslebrist vid 32 liter bränsle och lutningsvinkeln -12 grader även om vingarna är horisontella i rollplanet.

MVH/Allan

 

Till att börja med vill jag tacka Allan för goda insatser i allmänflygsäkerhetens tjäns. Det är tråkigt att jag inte kommit i kontakt med ditt namn tidigare, för det låter som om du haft en hel del intressant att säga länge.

Angående Cessnorna och förbudet mot att vingglida med full klaff vill jag dock minnas att det inte beror på bränslesystemet utan på potentiellt otrevliga flygegenskaper då vingen med uttagen klaff blankar stabilisatorn.

Personligen tycker jag att gravitationsmatning känns som en trygghet. Då heter lösningen i lågvingat kollektortank. Jag vet inte hur vanligt detta är inom småflyget?

 

Intressanta vinklar till analys!
Glöm dock ej bort den laterala ev förskjutning av bränsle vid "oren" flygning, små bränslemängder och vinglidning är ingen bra kombination alla gånger, och bör nog undvikas om inte det absolut måste "bromsas" för att inflygning avvikit från det normala.
I huvudsak är nog de flesta tankar "normal Category" designade för "ren" flygning, samtidigt får man tänka efter före lite om man säger så, landningsövningar med relativt små mängder bränsle är åtminstone enl min åsikt ej att rekomendera, då "disruptive fuel flow" absolut är en faktor.
Inlägget är ej menat som kritik.
Hatten av för ditt försök till en korrekt analys av händelsen, och samtidigt kan man med fog påstå att Havkom tyvärr inte alltid är "mentalt" flexibla i sin analys av händelseförlopp och ibland uppenbara fakta, för att undvika sk "spekulatoriska" slutsatser är man i stället rigid i sin syn och vad som verkar sunt, får inte alltid det utrymme det förtjänar!

bara min lilla 10 öres kommentar,

Clear Skies!