Untersuchungsbericht

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1 Bundesstelle für Flugunfalluntersuchung Untersuchungsbericht Identifikation Art des Ereignisses: Unfall Datum: 06. Oktober 2010 Ort: Luftfahrzeug: Hersteller / Muster: Personenschaden: Sachschaden: Drittschaden: Informationsquelle: Aktenzeichen: Gotzenalm nahe Schönau am Königssee Hubschrauber Eurocopter France / AS 350 B3 Pilot leicht verletzt Luftfahrzeug schwer beschädigt leichter Flurschaden Untersuchung durch BFU BFU CX Sachverhalt Ereignisse und Flugverlauf Der Pilot führte am Unfalltag mehrere Außenlastflüge mit einem Hubschrauber AS 350 B3 durch. Beim letzten Flug sollte ein ungefähr 20 m langer Baumstamm ca. 500 m zu einer Ablagestelle auf der Gotzenalm im Bereich Schönau am Königssee transportiert werden.

2 Der Baumstamm wurde durch einen Flughelfer des Luftfahrtunternehmens zum Transport vorbereitet. Der Stamm war mit einem Hebeband in Form einer Schlaufe befestigt, die in ein Außenlastseil mit Haken eingehängt war, welches an einem Dämpfungsglied hing, das in den Lasthaken des Hubschraubers eingeklinkt wurde (siehe Anlage 1). Nach Aufnahme der Last flog der Pilot nach seinen Angaben langsam zu der geplanten Ablagestelle. Hierbei kam es um ca. 12:10 Uhr 1, kurz vor Erreichen der Ablagestelle, zu unerklärlichen Vibrationen im Hubschrauber. Da der Pilot die Außenlast nicht mehr in den Außenlastspiegeln sehen konnte, klinkte er sofort aus. Die Vibrationen verstärkten sich jedoch und der Hubschrauber begann um die Hochachse nach links zu drehen. Der Pilot versuchte nun durch Leistungsreduzierung und Geschwindigkeitsaufnahme die Drehung zu stoppen. Der Hubschrauber setzte drehend auf und schlug um. Ein Zeuge an einer der Hütten auf der Gotzenalm sah, wie der Hubschrauber mit der Außenlast langsam im Anflug war. Er beobachtete, wie der Baumstamm zwei- bis dreimal Bodenkontakt hatte, bevor es einen lauten Knall gab und der Baumstamm auf den Boden fiel. Dann sah er, wie das Heck des Hubschraubers nach oben klappte und der Hubschrauber sich zu drehen begann und wenig später aufschlug. Eine kurze Videosequenz vom Anflug des Hubschraubers zeigte einen abgeknickten Heckausleger kurz vor dem Aufschlag. Der Pilot stellte nach dem Aufschlag das Triebwerk ab, schloss den Brandhahn und unterbrach die Stromversorgung. Er konnte leicht verletzt selbstständig den Hubschrauber verlassen. Angaben zu Personen Der 48-jährige Pilot war im Besitz einer deutschen Berufspilotenlizenz für Hubschrauber, ausgestellt nach den Regelungen JAR-FCL 2, gültig bis In die Lizenz waren die gültigen Musterberechtigungen als verantwortlicher Luftfahrzeugführer auf AS350/350B3, Bell 206/206L, HU369/MD500N/600 und HU269 eingetragen. Er verfügte seit dem über die Streu- und Sprühberechtigung. Des Weiteren besaß er eine österreichische Berufspilotenlizenz und hatte eine Ge- 1 Alle angegebenen Zeiten, soweit nicht anders bezeichnet, entsprechen Ortszeit - 2 -

3 birgsflugausbildung absolviert. Er verfügte über ein Flugtauglichkeitszeugnis Klasse 1 nach JAR-FCL 3 ohne Auflagen, gültig bis Seine Gesamtflugerfahrung betrug ca. 944 Stunden, hiervon ca. 500 Stunden auf dem betroffenen Muster. In den letzten 90 Tagen war er ca. 102 Stunden geflogen und hatte ca. 285 Landungen durchgeführt. Seine Flugerfahrung in Bezug auf Außenlasttransporte betrug ca. 150 Stunden. Während des Fluges trug er einen Helm. Angaben zum Luftfahrzeug Der einmotorige Hubschrauber AS 350 B3 des Herstellers Eurocopter France ist ein leichter Mehrzweckhubschrauber für bis zu sieben Insassen. Er wurde 1997 nach FAR/JAR Part 27 zugelassen. Er verfügt über ein Triebwerk Turbomeca Arriel 2B1, einen Dreiblatthauptrotor, ein Kufenlandegestell und einen Heckrotor für den Drehmomentausgleich um die Hochachse. Die maximal zulässige Abflugmasse beträgt kg, mit Außenlast kg. Der verunfallte Hubschrauber, Baujahr 2007, hatte die Werknummer Das Betriebsleergewicht betrug ca kg. Die letzte Jahresnachprüfung wurde am vor ca. 211 Betriebsstunden durchgeführt. Zum Unfallzeitpunkt hatte der Hubschrauber eine Gesamtbetriebszeit von 838 Stunden. Der Hubschrauber war in Österreich zum Verkehr zugelassen; Halter war ein österreichisches Luftfahrtunternehmen. Nach Berechnung des Halters des Hubschraubers stand unter Berücksichtigung der atmosphärischen Daten, der Flughöhe, des Pilotengewichts und der Kraftstoffmenge an Bord ca kg Transportkapazität zur Verfügung. Der Hersteller des Hubschraubers bestätigte diese Berechnung. Der Hubschrauber war für den Außenlasttransport mit einem Lasthaken und Spiegelsatz ausgerüstet. Das verwendete Lastaufnahmemittel stammte von einem Spezialbetrieb für Luftarbeit. Es bestand aus mehreren Teilen: einem Dämpfer, der direkt in den Lasthaken am Hubschrauber eingeklinkt wurde, einem 10 m x 16 mm Textil-Dyneema-Kernmantelseil, einem Streckenlastelement, einem Kuppelhaken mit Drallfänger und einem Hebeband (EN , Länge 5 m) zum Fixieren des Baumstamms. Die Gesamtmasse des Lastaufnahmemittels betrug ca. 30 kg (siehe Anlage 1). Laut der - 3 -

4 Anwendungs- und Wartungsanleitung des Herstellers zu diesem Lastaufnahmemittel (Ausgabe vom ) wurde ein Sicherheitsfaktor von sieben entsprechend der Maschinenbaurichtlinie 2006/42/EG berücksichtigt. Der Transport von Baumstämmen (Logging) war mit diesem Gehänge nicht zulässig. Das Seilelement wurde im Jahr 2006 produziert und war bis zum Jahr 2012 für den Betrieb zugelassen. Bis zum Unfall war es Stunden verwendet worden mit ca. sechs Lastzyklen pro Stunde. Meteorologische Informationen Zeugen beschrieben das Wetter vor Ort wie folgt: Schwacher, umlaufender Wind mit 3 5 kt, wolkenloser Himmel mit Sichten größer 8 km. Die Temperatur lag bei ca. 12 C und der Luftdruck (QNH) bei hpa. In den Bergtälern war Hochnebel bzw. Stratusbewölkung. Flugdatenaufzeichnung Der Hubschrauber war nicht mit einem Flight Data Recorder (FDR) oder Cockpit Voice Recorder (CVR) ausgerüstet. Diese Aufzeichnungsgeräte waren ent-sprechend den gültigen Luftfahrtvorschriften nicht gefordert. Betriebszeiten, Anlasszyklen des Triebwerks, Fehlermeldungen, Überschreitungen von Grenzwerten und Leistungsdaten bei einem Triebwerkcheck wurden von dem Vehicle & Engine Multifunction Display (VEMD) des Hubschraubers gespeichert. Bei der Auswertung des VEMD stellte der Hersteller fest, dass der letzte Flug mit der Nummer gespeichert war. Die Flugdauer betrug knapp sieben Minuten. Hierbei wurden sechs Fehlermeldungen gespeichert. Die erste nach 6:30 Minuten, Fehler im Collective-Pitch-Potentiometer (XPC). Laut Hersteller resultiert eine derartige Fehlermeldung aus einer strukturellen Deformation des Hubschraubers und zeigt den Beginn der Unfallsequenz am Boden. Alle weiteren Fehlermeldungen lagen zeitlich später. Unfallstelle und Feststellungen am Luftfahrzeug Die Unfallstelle befand sich auf der Gotzenalm in ca ft AMSL auf einer sehr welligen Wiese mit tiefen Senken. Eine Anschlagstelle des Baumstamms befand sich - 4 -

5 am Rand einer Vertiefung bzw. Bodenwelle (siehe Anlagen 2 und 4). Das Gelände war in Anflugrichtung gesehen abschüssig. Der Hubschrauber lag auf der rechten Rumpfseite. Der Heckausleger war abgetrennt. Die drei Hauptrotorblätter waren zerstört, das Hauptgetriebe aus der Verankerung gerissen, die Triebwerksverkleidung abgerissen und das Triebwerk stark beschädigt. Die Heckrotorantriebswelle war mehrfach getrennt. Das Heckrotorgetriebe ließ sich frei von Hand drehen. Bis auf ein kleines Stück der Endleiste hatte der Heckrotor keine Beschädigungen. Es lief kein Kraftstoff an der Unfallstelle aus. Es wurden ca. 150 Liter Kraftstoff aus dem Tank abgepumpt. Vor Ort ergaben sich keine Hinweise auf einen technischen Defekt des Hubschraubers. Die Außenlast, lag ca. 110 m entfernt vom Wrack. Das Lastaufnahmemittel war in mehrere Teile getrennt. Das Hebeband zum Fixieren des Baumstamms mit Kuppelhaken, Drallfänger, Streckenlastelement sowie das untere Ende des Seils mit einer Länge von 0,9 m einschließlich Lasthaken befanden sich am Baumstamm. Das Dämpfungselement mit einem ca. 0,9 m langen Stück Textilseil lag ca. 67 m nördlich des Baumstammes. Ca. 5 m nördlich des Hubschrauberwracks lag ein ca. 8,20 m langes Textilseilstück (siehe Anlagen 1, 2 und 3). Medizinische und pathologische Angaben Es gab keine Hinweise auf eine physiologische oder gesundheitliche Beeinträchtigung des Piloten. Brand Es entstand kein Brand. Versuche und Forschungsergebnisse Das Außenlastgehänge wurde am Wehrwissenschaftlichen Institut für Werk- und Betriebsstoffe (WIWeB) untersucht. Das Institut kam zu folgendem Ergebnis: Aufgrund der identifizierten Spuren und sonstigen vorliegenden Informationen kann davon ausgegangen werden, dass der Bruch des Trageseils durch Überlastung infolge einer Impactbeanspruchung beim Transport des Baumstamms erfolgte. Es - 5 -

6 wurden weder Hinweise auf Herstellungsfehler noch auf eine Vorschädigung des Seils durch Fremdeinwirkung (Schnitt-, Scheuer- Quetschverletzungen) gefunden. Die beiden Bruchstellen liegen im Bereich des Übergangs vom Spleiß zur freien Seillänge. Dieser Bereich ist für die vorliegende Seilkonstruktion als typische Bruchstelle bei Überlastung anzusehen. Auch bei dem im quasistatischen Zugversuch geprüften Vergleichsmuster erfolgte der Bruch an dieser Stelle. [ ] Infolge eines Gewaltbruches im Bereich des Spleißes am unteren Seilende ist das Seil nach oben geschnellt. Dabei hatte es Kontakt sowohl mit der Heckfinne als auch mit dem Hauptrotor. [ ] Die ausgewerteten Spuren lassen den Schluss zu, dass der erste Bruch des Seils auf eine schlagartige Belastung durch den Kontakt des Transportgutes mit dem Boden zurückzuführen ist. [ ] Auf die Schädigung des Trageseils durch eine schlagartige Belastung weisen auch Schmelzspuren an den Seilen des Dämpfungsgliedes hin, die in den Bereichen der Beschläge zu finden sind. Derartige massive Schmelzspuren treten im normalen Betrieb nicht auf, es sind bei längerem Gebrauch höchstens Anscheuerungen am Seilmantel vorhanden. Ein durch den Halter des Hubschraubers zur Verfügung gestelltes Vergleichs- Außenlastseil wurde beim Institut für Fördertechnik und Logistik der Universität Stuttgart einem Zugversuch unterzogen. Abschließend kam das Institut zu dem Ergebnis: Das Prüfmuster wies im Zugversuch eine Höchstzugkraft von 64,43 kn auf, die Bruchstelle befand sich im Übergang zur Spleißzone. Die Höchstzugkraft lag somit um den Faktor 4,6 (460%) über dem zulässigen WLL (working load limit). Das Bruchverhalten des Prüfmusters wurde als typisch für diese Art der Seilkonstruktion eingestuft. [ ] Der Halter gab an, dass das zur Verfügung gestellte Vergleichsseil etwa halb so oft verwendet wurde wie das gerissene Seil. Im Rahmen der weiteren Untersuchung wurde mithilfe von physikalischen Annäherungsrechnungen versucht, mögliche entstehende Lastspitzen in einem Außenlastgehänge abzuschätzen. Dies einmal im Rahmen einer Betrachtung eines Zwei- Massen-Modells und einmal unter Betrachtung der Energieerhaltung bzw. Energiedifferenz vor und nach dem Aufprall der Außenlast. Hierbei wurde festgestellt, dass es kurzeitig zu großen Lastspitzen kommen kann, die weit oberhalb der zulässigen Nutzlast des Außenlastseils (14 kn) und sogar oberhalb der Bruchlast des Vergleichseils (64,43 kn) liegen können

7 Organisationen und deren Verfahren Der Halter des Hubschraubers, ein in Österreich zugelassenes Luftfahrtunternehmen und die Zweigniederlassung eines in Deutschland nach JAR-OPS 3 vom Luftfahrt- Bundesamt (LBA) zugelassenen Unternehmens, war auf Außenlastflüge im Gebirge spezialisiert. Für die Arbeitsflüge im Gebirge bestand eine generelle Tieffluggenehmigung. Im Betriebshandbuch nach JAR-OPS 3, im Anhang zu Teil A, Kapitel 2 - Transport von hängenden Außenlasten - wird unter Punkt gefordert: [ ] Grundsätzlich muss am Start- sowie am Landeplatz eine Funkverbindung (Gegensprechverkehr) zwischen Luftfahrzeugführer und Außenlasteinweiser hergestellt sein, um sicherzustellen, dass dem Luftfahrzeugführer sofort alle Informationen bezüglich der sicheren Durchführung des Einsatzes übermittelt werden. [ ] Anforderungen an Lastaufnahmemittel waren in der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG beschrieben. Nach dieser Richtlinie sollten Textilfaserseile zur Lastaufnahme über den gesamten Nutzungszeitraum einen Betriebskoeffizienten von nicht weniger als sieben einhalten. Nach den Zulassungsvorschriften (Certification Specification small Rotorcraft) CS-27 der EASA war in CS External loads gefordert, dass ein Lastaufnahmemittel den 2,5-fachen Wert einer statischen Last standhalten kann und nach CS ein zusätzlicher Sicherheitsfaktor von 1,5 zu gewährleisten ist. Der Transport von Baumstämmen (Logging) ist in Deutschland eine seltene Verwendungsart von Hubschraubern, jedoch in Ländern mit schwer zugänglichen Wäldern und Forstwirtschaft eine gängige Praxis. Zusätzliche Informationen Bereits vor dem Unfall verkürzte der heutige Vertreiber des Außenlastgehänges die Nutzungsdauer der Textilseile von sechs auf vier Jahre. Diese Maßnahme wurde in der Anwendungs- und Wartungsanleitung (AWA), Ausgabe C im Internet veröffentlicht. Außerdem wurden seit 2009 sukzessive die bisherigen Kunden angeschrieben und ihnen angeboten, die Seile gegen eine neuere, verstärkte Ausführung zu tauschen. Der betroffene Betreiber wurde mit Schreiben vom hierüber informiert. In Deutschland hat die Berufsgenossenschaft für Transport und Verkehrswirtschaft im Jahr 2006 und 2008 Versuchsreihen durchgeführt zur Eignung und dem Hochschlagverhalten von Außenlastgehängen. Hierbei wurden auch Versuche mit einem - 7 -

8 vergleichbaren 16 mm Chemiefaser-Kernmantelseil durchgeführt. Dabei kam es ab einem doppelten Lastvielfachen der Tragfähigkeit des Seils zu einem Hochschlagen um 100% der Seillänge. Als ein Ergebnis der Versuchsreihen wurde u.a. empfohlen, kurze Lastgehänge nicht mit Dämpfungsgliedern zu verwenden, da diese das Hochschlagverhalten von Lastgehängen vergrößern könnten. Bereits in der Vergangenheit kam es u.a. auch zu tödlichen Unfällen beim Außenlasttransport mit Hubschraubern. Die BFU gab im Jahr 2003 folgende Sicherheitsempfehlung heraus. Empfehlung Nr.: 18/2003 Das Bundesministerium für Verkehr, Bau- und Wohnungswesen (BMVBW) sollte die gesetzlichen Voraussetzungen dafür schaffen, dass das Lastgeschirr beim Außenlastbetrieb von Luftfahrzeugen auch einer Prüf- und Genehmigungspflicht unterliegt. Diese Sicherheitsempfehlung wurde nicht umgesetzt. Beurteilung Der Pilot war im Besitz der erforderlichen Erlaubnisse und Berechtigungen. Er war aufgrund seiner Gesamtflug- und Mustererfahrung für den Arbeitsflug qualifiziert. Er hatte einen guten Trainingsstand, da er verhältnismäßig viele Flugstunden innerhalb der letzten 90 Tage geflogen war. Der Hubschrauber war ordnungsgemäß zum Verkehr zugelassen und instand gehalten. Er wies keine erkennbaren technischen Mängel auf. Die Auswertung des Vehicle & Engine Multifunction Display (VEMD) ergab keine Grenzwertüberschreitungen beim Unfallflug vor dem Aufschlag des Hubschraubers. Die Steuerung des Hubschraubers war technisch nicht beeinträchtigt. Der Schwerpunkt lag innerhalb der zulässigen Grenzen, die maximal zulässige Abflugmasse unter Berücksichtigung der Außentemperatur und der Höhe über dem Meeresspiegel war noch nicht überschritten. Das Flugwetter war gut. Der umlaufende, jedoch schwache Wind könnte die Leistungsfähigkeit des Hubschraubers negativ beeinflusst haben. Der kurze Transportflug entsprach nicht den Vorgaben im Betriebshandbuch des Unternehmens. Am Ablageplatz des Baumstamms befand sich kein Einweiser vor Ort. Im Anflug hatte der Baumstamm mehrfach Bodenberührung. Mit großer Wahrscheinlichkeit verschätzte sich der Pilot im Anflug über dem in Flugrichtung abschüssigen - 8 -

9 und welligen Gelände in der Flughöhe. Ein Einweiser am Boden hätte ggf. den Piloten über Funk auf die geringe Flughöhe und den drohenden Bodenkontakt der Außenlast aufmerksam machen können. Als der Baumstamm dann gegen die Seitenwand einer Senke schlug, kam es zu einer derart großen Lastspitze, die zum Bruch des Außenlastseils führte. Das hochschnellende Seil geriet in den Hauptrotor, wurde mitgerissen und peitschte gegen die vertikale Finne und den Heckausleger. Der Heckrotorantrieb wurde unterbrochen. Aufgrund der geringen Vorwärtsfahrt zu diesem Zeitpunkt fehlte jegliche Anströmung des Heckauslegers und der Hubschrauber begann sich um die Hochachse zu drehen. Infolge dieser Ereigniskette kam es zum Unfall. Bei diesem Unfall wurde ein speziell für den Außenlasttransport entwickeltes Lastaufnahmemittel benutzt, das von einem darauf spezialisierten Betrieb geliefert wurde. Das Seilelement befand sich innerhalb der am Seil aufgedruckten zulässigen Nutzungsdauervorgabe des Herstellers und hatte mit großer Wahrscheinlichkeit vor dem Flug keine Vorschädigungen. Von der Verkürzung der Nutzungsdauer erfuhr der Halter erst nach dem Unfall. In der Vergangenheit ereigneten sich Flugunfälle mit Hubschraubern bei Außenlastflügen aufgrund ungeeigneter Anschlagmittel. Deshalb gab die BFU im Jahr 2003 eine entsprechende Sicherheitsempfehlung heraus, die nicht umgesetzt wurde. In dem vorliegenden Fall war die Verbreitung der Verkürzung der zulässigen Nutzungsdauer an die Kunden, sukzessive über Jahre hinweg, ungünstig. Falls die Möglichkeit eines technischen Mangels besteht, sollten alle Betroffenen sofort darüber informiert werden. Deshalb besteht aus Sicht der BFU weiterhin die Sicherheitsempfehlung 18/2003. Das untersuchte Vergleichsseil riss bei 64,43 kn (Faktor 4,6 der Nutzlast), dieser Wert lag oberhalb der Forderungen nach CS-27 (Faktor 3,75), jedoch unterhalb der Forderung gem. Maschinenrichtlinie 2006/42/EG (Faktor 7). Inwieweit das Vergleichsseil dem gerissenen Unfallseil entsprach in Bezug auf Nutzungshäufigkeit und ausgesetzter Belastungen, konnte von der BFU nicht beurteilt werden. Es ist jedoch anzunehmen, dass die Alterung des Textilfaserseils bei der damaligen Auslegung des Lastmittels nicht genügend berücksichtigt wurde. Ob diese verminderte Sicherheit beitragend für den Unfall war, konnte von der BFU nicht abschließend beurteilt werden, da es nicht möglich ist, entstehende Lastspitzen bei einem ungewollten Außenlasteinschlag zu berechnen

10 Die Verwendung des Lastaufnahmemittels für den Baumtransport (Logging) war laut der zugehörigen Dokumentation nicht zulässig. Aus Sicht der BFU handelte es sich bei dem Unfallflug jedoch eher um einen typischen Außenlastflug, als um ein klassisches Logging, bei dem im Akkord möglichst viele Baumstämme aus dem Wald zur weiteren Bearbeitung geflogen werden. Der Baumstamm im senkrechten Transport erschwerte jedoch aufgrund seiner Länge von ca. 20 m in Verbindung mit dem Außenlastgehänge die Flughöheneinschätzung und Wahrung der Bodenfreiheit für den Piloten. Auch verursachte die senkrecht hängende Anschlagart des Baumstamms bei Bodenberührungen harte Schläge im Außenlastseil. Bei einem waagerechten Anschlag des Baumstamms wären geringere Lastspitzen im Außenlastseil aufgetreten. Schlussfolgerungen Der Flugunfall ist darauf zurückzuführen, dass es im Anflug zur Ablagestelle des Baumstamms zu einer ungewollten massiven Bodenberührung der Außenlast kam, bei der das Außenlastseil riss und in die Höhe schnellte. Dabei wurde der Antrieb des Heckrotors unterbrochen. Beigetragen haben: - der Anflug zum Ablageplatz ohne Einweiser - welliges und in Anflugrichtung abschüssiges Gelände - die Länge und Anschlagart der Außenlast Untersuchungsführer: Untersuchung vor Ort: Axel Rokohl Jochen Haag Braunschweig, den: 20. September

11 Anlagen Anlage 1: Außenlastgehänge Foto: BFU

12 Anlage 2: Lage Baumstamm zum Hubschrauber Foto: BFU

13 Anlage 3: Wrackverteilung Foto: BFU

14 Untersuchungsbericht BFU CX Anlage 4: Anschlagstelle Baumstamm Foto: BFU

15 Die Untersuchung wurde in Übereinstimmung mit dem Gesetz über die Untersuchung von Unfällen und Störungen beim Betrieb ziviler Luftfahrzeuge (Flugunfall-Untersuchungs-Gesetz - FlUUG) vom 26. August 1998 durchgeführt. Danach ist das alleinige Ziel der Untersuchung die Verhütung künftiger Unfälle und Störungen. Die Untersuchung dient nicht der Feststellung des Verschuldens, der Haftung oder von Ansprüchen. Herausgeber Bundesstelle für Flugunfalluntersuchung Hermann-Blenk-Str Braunschweig Telefon Telefax Mail Internet [email protected]