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Empfehlungen zur Motorenkonservierung missachtet

Flugverlauf
Am 11. Oktober 2019 um 17:04 UTC startete der Pilot mit der als D-ETEG eingetragenen Beechcraft F33A «Bonanza» von der Piste 28 des Flughafens Zürich (LSZH), um einem Instrumentenabflugverfahren zu folgen. Der Steigflug verlief zunächst ereignislos. Auf einer Höhe von rund 3800 ft über Meer meldete der Pilot über Funk den Ausfall des Triebwerks: «Mayday Mayday, I have an engine failure».

Auf Nachfrage des Flugverkehrsleiters gab der Pilot seine Absicht zur Landung auf der Piste 10 bekannt: «Delta Tango Echo Golf, I am going down for runway 28 in opposite direction». Im Gleitflug führte er eine Linkskurve in Richtung des Flughafens aus und landete um 17:08 UTC wie vorgesehen auf der Piste 10. Während des Ausrollens verliess er die Piste über den Rollweg «Juliett».

Geschichte des Flugzeuges
Das Flugzeug Beechcraft F33A «Bonanza» wurde im Jahr 1993 mit 779 Betriebsstunden nach Deutschland importiert und seither dort betrieben. Im August 2001 fand am Flugzeug bei 1115 Betriebsstunden ein Motor- und Propellerwechsel auf ein anderes Baumuster statt. Dabei wurde ein fabrikneuer Motor des Musters IO-550-B sowie ein grundüberholter Propeller montiert, die zum Zeitpunkt des schweren Vorfalls immer noch am Flugzeug installiert waren.

Seit Juni 2012 war der Pilot Eigentümer und Halter des Flugzeuges. Zu diesem Zeitpunkt wies das Flugzeug 1285 Betriebsstunden und der Motor 170 h auf. Bis dahin wurde der Motor nie grundüberholt. Der Propeller inkl. Regler wurden gleich nach der Übernahme des Flugzeuges grundüberholt. Am Tag des Zwischenfalls war der Motor 18-jährig und wies 1427 Betriebsstunden auf. Der Hersteller empfahl5 eine Grundüberholung (Time between Overhaul – TBO) nach 12 Jahren bzw. 1700 Stunden.

Instandhaltung des Motors

Im Jahr 2012 wurden bei einer Betriebszeit von 170 h aufgrund von Lochfrasskorrosion (pitting corrosion) an einigen Hydraulikstösseln (hydraulic lifters) der Ein- und Auslassventile alle 12 Hydraulikstössel ersetzt.
Ab 2012 wurden bis zum Zwischenfall 31 Motorenölproben entnommen. Gemäss Laborberichten wurden die Ölanalysen aufgrund hoher Werte von Eisen, Aluminium, Chrom und Nickel als alarmierend6 eingestuft. Wirkungsvolle Massnahmen wurden aufgrund dessen nie ergriffen.
Im Jahr 2014 wurden bei einer Betriebszeit von 477 h aufgrund ungenügender Kompressionswerte alle sechs Zylinder und Kolben ersetzt. Da alle Hydraulikstössel Lochfrasskorrosion aufwiesen, wurden alle 12 Hydraulikstössel erneutersetzt.
Ab 2015 wurde jährlich eine Sonderprüfung zur Überschreitung der vom Motorenhersteller empfohlenen TBO von 12 Jahren ausgeführt. Dazu wurden keine Anomalien protokolliert.
Im Jahr 2018 wurde bei einer Betriebszeit von 1111 h aufgrund ungenügender Kompressionswerte ein Zylinder ersetzt. Zusätzlich wurden erneut alle 12 Hydraulikstössel ersetzt.

Standzeiten des Flugzeuges
In den Jahren zwischen 2002 bis 2012 betrugen die ununterbrochenen Standzeiten der D-ETEG vielfach mehrere Monate, zwei Mal rund ein Jahr. Eine Konservierung des Motors wurde nie durchgeführt.

Angaben des Motorenherstellers
Im Service Information Letter SIL 99-1 beschrieb der Hersteller die Auswirkungen langer Standzeiten auf den Motor. Demnach könne Korrosion bereits nach wenigen Tagen auftreten. Um diese Gefahr zu verringern, solle das Luftfahrzeug mindestens einmal pro Woche während einer Stunde geflogen werden. Ab einer Standzeit von 30 Tagen solle der Motor gemäss dem Verfahren «temporary storage» konserviert werden, ab einer Standzeit von 90 Tagen gemäss dem Verfahren «indefinite storage».

Befunde der technischen Untersuchung

Flugzeugzelle
Die Flugzeugzelle wurde durch den Zwischenfall nicht beschädigt. Während des Ausbaus des Motors wurden folgende Mängel festgestellt:

Die elektrische Schraubsteckverbindung am Kraftstoffdurchflussmesser war stark korrodiert.
Der Kabelschuh inkl. Kabel an der Bordbatterie war stark korrodiert.
Die Bolzen, mit denen der Motor an der Motorhalterung montiert war, waren korrodiert.
Die Schockabsorber der Motorhalterungen waren versprödet.
Die rechte hintere Motorhalterung wies eine grössere Scheuerstelle auf, die durch einen Kabelzug entstanden war.

Motor
Der aus dem Flugzeug ausgebaute Motor wurde zunächst visuell begutachtet. Dabei wurden folgende Befunde gemacht:

Die obere Zündkerze des Zylinders #1 und die untere Zündkerze des Zylinders #3 waren nicht festgezogen.
Die Verschlussschraube des Ölfiltersiebes war weder festgezogen noch mit Draht gesichert.
Der am Ölkühler installierte Öltemperatursensor war mit Draht gesichert, jedoch nicht festgezogen.
Die Kontaktflächen im Zündverteiler des linken und rechten Zündmagnets waren teilweise korrodiert.
Die Zündkabelanschlüsse im Zündverteilerblock waren in schlechtem Zustand. Einige Kontaktfedern wiesen Korrosion auf.
Der Gashebel am Treibstoffregler hatte in Vollgasstellung Kontakt mit der Motorgehäusemutter.
Im Ölfilter war eine grosse Menge diverser Metallpartikel vorhanden.

Nach der visuellen Begutachtung wurde der Motor zerlegt. Dabei wurden folgende Feststellungen gemacht:

Die Pleuel der Zylinder #1 und #3 waren gebrochen und deformiert.
Ein Teil des Pleuels #3 wurde aus dem Kurbelgehäuse hinausgeschleudert.
Die Nockenwelle war in drei Teile gebrochen.
Der beschädigte Kolben steckte im Zylinder #1 fest.
Das Spiel zwischen den Pleuelköpfen und den Kolbenbolzen lag ausserhalb der Grenzwerte.
In der Ölwanne lagen diverse Bauteile.

Propeller
Die Propellernabe enthielt eine sehr grosse Menge Fett. Der Propellerhersteller gibt im Benutzerhandbuch an, dass es bei einer Überfettung der Aluminiumnabe zu erheblichen Vibrationen oder zu einem trägen Betrieb kommen könne. In diesem Fall müsse der Propeller demontiert und zerlegt werden, um das überschüssige Fett zu entfernen.

Analyse

Technische Aspekte
Die Befunde der technischen Untersuchung weisen darauf hin, dass der Motorausfall aufgrund von alterungsbedingten Vorschädigungen auftrat. Aufgrund des hohen Beschädigungsgrades im Innern des Motors bleibt jedoch offen, welches Bauteil als erstes den Beanspruchungen nicht mehr standhielt. Die äusserlich an der Zelle festgestellten Mängel weisen zwar auf eine mangelhafte Instandhaltung hin, hatten jedoch keinen Einfluss auf den Motorausfall.

Es vergingen viele und teils sehr lange Standzeiten des Flugzeuges, ohne dass der Motor gemäss Herstellerempfehlung konserviert wurde. Dieser für die Entstehung des vorliegend untersuchten Zwischenfalls beitragende Faktor sowie die aufgrund von Korrosionsschäden durchgeführten Reparaturen legen nahe, dass mindestens eines der zerstörten Bauteile durch Korrosion respektive Verschleiss vorgeschädigt war. Mit hoher Wahrscheinlichkeit führte eine solche Vorschädigung am Tag des Zwischenfalls zum Spontanversagen eines Bauteils.

Hervorzuheben ist, dass die Vorschädigungen durch die Sonderprüfungen zur Verlängerung der vom Hersteller empfohlenen kalendarischen Betriebszeit bis zu einer Grundüberholung nicht erkannt wurden. Eine systemische Analyse der Daten des Motorüberwachungsgerätes über längere Betriebszeiten hätte möglicherweise Hinweise auf Vorschädigungen geliefert. Der Entscheid, den in den Laborberichten als alarmierend eingestuften Resultaten der Ölanalysen keine Taten folgen zu lassen, wurde als beitragender Faktor eingestuft.

Menschliche und betriebliche Aspekte
Der Pilot reagierte situationsgerecht auf den plötzlichen Motorausfall und konnte das Flugzeug deshalb zu einer erfolgreichen Notlandung führen. Zugute kamen ihm dabei die kurz nach Sonnenuntergang gerade noch ausreichenden Beleuchtungsverhältnisse, die für ein solches anspruchsvolles und auf Sicht geflogenes Manöver während eines Instrumentenabflugverfahrens erforderlich sind.

Ursachen
Der schwere Vorfall, bei dem es im Steigflug zu einem Motorausfall mit anschliessender Notlandung kam, ist mit hoher Wahrscheinlichkeit auf eine alterungsbedingte Vorschädigung zurückzuführen.

Zum schweren Vorfall haben folgende Faktoren beigetragen:

Nichtbeachtung der Empfehlung des Herstellers bezüglich Konservierung von Motoren;
Trotz der vielen Laborberichte als Teil des Sonderprüfprogramms mit alarmierenden Analyseresultaten des Motorenöls wurden keine wirkungsvollen Massnahmen ergriffen.

Quelle: ‚SUST, Schweizerische Sicherheitsuntersuchungsstelle‚.

Strömungsabriss nach Triebwerksausfall

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Während des Landeanfluges einer mit 3 Personen besetzten Beech A36 auf den Flughafen Münster/Osnabrück kam es zu einem Triebwerksausfall. Bei der anschließenden Notlandung wurden die Insassen des Flugzeuges schwer verletzt und das Luftfahrzeug zerstört.

Ereignisse und Flugverlauf
Am 26.07.2019 um 15:31 Uhr1 startete das Flugzeug vom Muster Beech A36 mit dem verantwortlichen Luftfahrzeugführer und 2 weiteren Personen an Bord am Flughafen Sylt, um nach Münster/Osnabrück zu fliegen. Laut den Angaben des auf dem Rücksitz befundenen Passagiers wurde während des von ihm als „sehr sportlich“ wahrgenommenen Abfluges auf Sylt die Strömungsabrisswarnung ausgelöst. Gemäß den vorliegenden Radaraufzeichnungen wurde der Flug nach Sichtflugregeln auf direktem Weg in Flugfläche (FL) 65 durchgeführt.

Der Passagier auf dem Rücksitz gab an, dass der Pilot während des Fluges zu der Person auf dem rechten vorderen Sitzplatz sagte, dass die Benzinleitung in der Zukunft mal zu spülen sei, zumal der Motor ab und an den Eindruck erwecke nicht gleichmäßig mit Benzin versorgt zu werden. Laut den vorliegenden Sprachaufzeichnungen des Flugsicherungsunternehmens erhielt der Pilot um 16:36:16 Uhr die Anweisung, über den Pflichtmeldepunkt November in die Kontrollzone des Flughafens Münster /Osnabrück und in die Platzrunde für die Landebahn 07 einzufliegen.

Gemäß den vorliegenden Sprachaufzeichnungen befand sich das Flugzeug zu diesem Zeitpunkt in einer Höhe von 3 000 ft AMSL. Um 16:40:57 Uhr gab der Platzverkehrslotse die Anweisung, direkt in den Queranflug der Landebahn 07 einzufliegen und erteilte die Landefreigabe. Um 16:43:42 Uhr meldete der Pilot im Queranflug, dass der Motor des Flugzeuges ausgegangen sei, nicht mehr anspringe und eine Notlandung außerhalb der Landebahn zu erwarten sei. Um 16:43:59 Uhr meldete der Pilot: „[…] äh wir drehen ab wir drehen ab und gehen auf die Stra“. Der Passagier auf der Rückbank gab an, dass das Fahrwerk nach dem Triebwerksausfall durch den Piloten eingefahren wurde. Die rechts sitzende Person habe daraufhin an den Fahrwerkshebel gefasst und gesagt „das Fahrwerk muss wieder raus“. Ob das Fahrwerk danach durch den Piloten oder die Person auf dem rechten Sitzplatz ausgefahren wurde, konnte er nicht sagen. Er gab an, dass sich das Flugzeug bei der Notlandung der Landebahn in einem Winkel von ca. 45° annäherte, plötzlich hart nach rechts „steuerte“, eine Sekunde später über die rechte Tragfläche abkippte und haltlos zu Boden stürzte.

Der Aufprall des Flugzeuges erfolgte in einem Maisfeld, etwa 660 m von der Schwelle der Piste 07 entfernt. Dabei wurden die Insassen schwer verletzt und das Luftfahrzeug zerstört. Der Pilot gab an, keine Erinnerung an den Unfallflug zu haben.

Im polizeilichen Bericht ist vermerkt, dass es im gesamten Umfeld des Flugzeugwracks nach Treibstoff roch. Der Tankwahlschalter war blockiert und befand sich auf der Position „linker Tank“. Am Unfalltag konnte durch die Befüllstutzen (Sichtkontrolle) kein Kraftstoff festgestellt werden. Am Folgetag konnte im rechten Tank durch den Flansch des Tankgebers eine Kraftstofffüllmenge von 6 cm gemessen werden. Im linken Tank betrug die durch den Flansch gemessene Füllhöhe ca. 0,5 cm. In der Verteilerspinne des Motors befand sich eine sehr geringe Kraftstoffmenge. Die an der Unfallstelle ausgebauten oberen Zündkerzen zeigten ein rehbraunes (sauberes) Verbrennungsbild. Die unteren Zündkerzen waren an der Unfallstelle nicht zugänglich.

Nach dem Anheben des Flugzeugwracks an der Unfallstelle am 30.07.2019 waren keine Spuren von Kraftstoff im Erdreich sichtbar. Das Luftfahrzeug wurde zur weiteren Untersuchung in einen Instandhaltungsbetrieb gebracht. An der Flugzeugunterseite konnten keine Kraftstoff- oder Ölspuren festgestellt werden. Lediglich an dem rechten Drainventil befanden sich leichte blaue Kraftstoffspuren. Dieser Bereich wies jedoch aufprallbedingte Beschädigungen auf. Innerhalb der Cowling konnten keine Kraftstoffspuren festgestellt werden. Die unteren Zündkerzen wiesen ein rehbraunes (sauberes) Verbrennungsbild auf. Der Kraftstofffilter wurde auf Dichtigkeit überprüft und war dicht. Die Kraftstoffmenge des linken Kraftstoffbehälters betrug ca. 1,5 l. Im rechten Kraftstoffbehälter befand sich zu diesem Zeitpunkt kein Kraftstoff. Zu Testzwecken wurde der Kraftstoff aus dem linken Kraftstoffbehälter in den rechten umgefüllt. Dabei lief der Kraftstoff über das rechte eingedrückte Drainventil aus. Um die Dichtigkeit der Kraftstoffbehälter zu überprüfen, wurden sie nach dem Reset des rechten Drainventils mit Wasser gefüllt. Es trat kein Wasser aus.

Eine weitergehende Untersuchung ergab eine durch das eingedrungene Bugrad hervorgerufene mechanische Beschädigung an der Fuel Control Unit. Nach Aktivierung der elektrischen Kraftstoffpumpe trat an der beschädigten Stelle entsprechend der Pumpleistung eine große Menge Wasser als Kraftstoffersatz aus.

Die Funktion der mechanischen Kraftstoffpumpe wurde auf dem Prüfstand eines Motoren-Spezialbetriebs unter der Aufsicht der BFU nachvollzogen. Dabei lieferte die mechanische Kraftstoffpumpe erhöhte Werte.

Der festgestellte Ist-Wert lag bei ca. 200 PPH (Pound per hour) bei einem Soll-Wert von 142 PPH.
Die Funktion der Verteilerspinne war regelrecht.
Kraftstoffdurchfluss war vorhanden.
Die Ölpumpe war funktionsfähig.
Im Ölfilter fanden sich keine auffälligen Ablagerungen.
Die Überprüfung des Zündsystems des Motors ergab eine regelrechte Funktion des linken Zündmagneten.

Der rechte Zündmagnet vom Typ Slick-Unison hatte auf der Zündmagnet-Testbank in den verschiedensten Drehzahlbereichen starke Zündaussetzer. Diese traten auch bei einer absichtlich verringerten Funkenstrecke von 4 mm Abstand auf. Bei einem Funken-Prüfabstand von 6 mm und einem atmosphärischen Druck von 952,4 hPa war kein Funken mehr feststellbar. Laut Auskunft des unterstützenden Motoren-Spezialbetriebs war der Widerstand der Sekundärwicklung der Zündspule mit 65,05 kOhm viel zu hoch (Sollwerte 13,00 – 20,50 kOhm). Laut Auskunft des unterstützenden Motoren-Spezialbetriebs kann ein Ausfall einer Zündspule plötzlich und ohne Vorwarnung geschehen. Dies kann insbesondere dann zu einem starken Motorleistungsverlust oder gar zu einem Motorausfall führen, wenn z.B. beim Landeanflug das Kraftstoffgemisch angereichert wird und nur noch ein Zündmagnet und somit nur noch eine Zündkerze pro Zylinder funktioniert.

Beurteilung
Aufgrund fehlender Datenaufzeichnungsgeräte im Luftfahrzeug und der schweren Beschädigungen durch den Aufprall konnte die Ursache für den Triebwerksausfall nicht mit hinreichender Sicherheit geklärt werden. Das Triebwerk war mit Ausnahme des defekten rechten Zündmagneten vom Grundsatz her funktionsfähig. Gemäß dem vorliegenden Tankbeleg kann davon ausgegangen werden, dass das Luftfahrzeug zum Unfallzeitpunkt ausreichend betankt war. Laut den Angaben im Flughandbuch sollte bereits die am Flughafen Sylt nachgetankte Kraftstoffmenge von 133 l für den Flug ausreichend gewesen sein (Kraftstoffverbrauch 52,2 l/h, Flugzeit ca. 1:15 h). Zusätzlich befanden sich wahrscheinlich noch Restkraftstoffmengen von den vorangegangenen Flügen in den Kraftstoffbehältern. Laut Auskunft der zuerst an der Unfallstelle eingetroffenen Einsatzkräfte roch es an der Unfallstelle stark nach Kraftstoff. Es ist davon auszugehen, dass Teile des noch vorhandenen Restkraftstoffes an der beschädigten Stelle an der Flugzeugunterseite (Fuel Control Unit) und am durch den Aufprall beschädigten rechten Drainventil ausliefen. Die fehlenden Schlagmarken an den Propellerblättern weisen darauf hin, dass das Triebwerk zum Zeitpunkt des Aufpralls stand.

Schlussfolgerungen
Der Unfall ist mit hoher Wahrscheinlichkeit darauf zurückzuführen, dass das Luftfahrzeug nach einem Triebwerksausfall die Mindestgeschwindigkeit für den jeweiligen Flugzustand unterschritten hatte und es in der Folge zu einem Strömungs-Abriss kam, der aufgrund der geringen Flughöhe nicht mehr ausgeleitet werden konnte. Beitragende Faktoren dürften die geringe aktuelle Flugerfahrung des Piloten auf dem Unfallmuster und der hohe Stresslevel nach dem Triebwerksausfall gewesen sein. Quelle/vollständiger Bericht: ‚BFU‚.

Kleinflugzeug muss notlanden

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Der Pilot (65) eines Kleinflugzeugs kam am Freitagmittag bei Kirchberg mit dem Schrecken davon: Weil der Motor seiner Cessna „175 H“ ausfiel, musste der Mann die Maschine auf einem Feld im Ortsteil Burkersdorf notlanden. Der Deutsche war am Donnerstag gegen 12 Uhr vom Flugplatz in Zwickau zu einem Rundflug gestartet. Nach etwa 20 Minuten bemerkte er, dass der Motor kein Gas mehr annahm. Quelle: ‚Tag24‚.

Diesel-Hochdruckpumpe verursacht Motorausfall

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Am 19. Juli 2020 startete der Pilot um 10:27 Uhr in einem vierplätzigen Motorflugzeug, eingetragen als HB-PMF, vom Flugplatz Birrfeld zu einem Alpenrundflug. Mit ihm an Bord befand sich eine Passagierin. Auf einer Höhe von 5500 ft über Meer ging er in den Reiseflug über und setzte eine Motorleistung von 75%. In der Region von Zofingen (AG) fiel der Motor aus. Der Pilot stellte fest, dass die Kontrollanzeigen beider FADEC1 blinkten.Er führte die im Falle eines Motorausfalls auszuführenden Manipulationen aus. Der Motor liess sich aber nicht mehr starten.Während des Gleitfluges in Richtung des Flugplatzes Triengen entschied sich der Pilot für eine Notlandung in einem Maisfeldbei Reitnau, da bis Triengen nach seiner Beurteilungkeine geeigneten Notlandeplätze in Reichweite waren. Nach dem Aufsetzen kam das Flugzeug gegen das Ende des Maisfeldes hin an einer Ackerfurche zum Stillstand. Dabei knickte das Bugfahrwerk ein, sodass das Flugzeug leicht beschädigt wurde. Der Pilot und die Passagierin blieben unverletzt. Quelle: ‚SUST‚.

Geglückte Notlandung im Maisfeld

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Glück im Unglück hatten ein Pilot und sein Passagier, die zu einem Rundflug über die Alpen starten wollten. Wegen eines Motorausfalls mussten sie in einem Maisfeld in Reitnau AG notlanden. Am Sonntagmorgen nahm ein geplanter Alpenrundflug ab dem Flugplatz Birrfeld AG für den Piloten sowie eine Passagierin eine dramatische Wende. Das Motorflugzeug vom Typ Piper Warrior hatte in der Luft plötzlich einen Motorausfall.

Der Pilot entschied sich daher, auf einem Maisfeld in Reitnau AG eine Notlandung einzuleiten. Er landete zwischen der «Bluemegade Reitnau» und der Güggelfarm Baumann im Surenmoos, ratterte rund 15 Meter zwischen Maispflanzen durch und kreuzte einen Feldweg. Wegen eines kleinen Absatzes zwischen Feld und Kiesweg brach das Bugrad. Auch der Propeller wurde verbogen. Doch die beiden Flugzeuginsassen hatten grosses Glück: Niemand wurde verletzt. Quelle: ‚Blick‚.