Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Ticomán Mecánica de Fractura 7AM2 “Accidentes Aereos” Profesor: Cortés Gómez Asur Alumno: Rivera Álvarez Marco Polo 2017362321 08 de marzo del 2021 CONTENIDO A. Problems with loads and design A.1 Comet Aircraft Crashes 2 A.2 Dan Air Boeing 707 Crash 3 B. Problems with design, inspection, maintenance, and repair B.1 Aloha Airlines Boing 737-200 4 B.2 Chicago DC-10-10 Crash 4 B.3 JAL B-747SR, 1985 5 B.4 China Airlines B-747 6 B.5 Air France Concorde Crash, July 25, 2000 7 B.6 Quantas Flight 32, A380 Number 2 Engine Failure, November 4, 2010 8 Bibliografía 9 1 A. PROBLEMS WITH LOADS AND DESIGN A.1 Comet Aircraft Crashes Imagen 1. Comet 4B de la aerolínea British European Airways aterrizando en el Aeropuerto de Berlín Tempelhof en 1969. El primer accidente se produjo el 26 de octubre de 1952, cuando el Comet 1 G-ALYZ llevó a cabo un despegue desafortunado en Roma y se averió irreparablemente, si bien la tripulación y sus 42 pasajeros salieron sanos y salvos. El 3 de mayo de 1953 le sucedió algo parecido al CF-CUN de CPA mientras despegaba a peso máximo desde el cálido aeropuerto de Karachi. Esta vez, sin embargo, murieron todas las personas que iban a bordo. Las causas estribaban en haber intentado el despegue sin alcanzar la adecuada velocidad de rotación, provocando que el avión discurriese por la pista con el ala en pérdida, a que la excesiva resistencia dificultase la aceleración y que todo el ángulo de incidencia de la toma de aire redujese el empuje. Todo ello se solventó modificando el borde de ataque alar y dictando nuevas normas a fin de que no se intentase el despegue hasta conseguir la necesaria velocidad de rotación. Dos siniestros ocurridos en 1954 el 10 de enero (Vuelo 781 de BOAC) y el 8 de abril (Vuelo 201 de SAA) en el Mediterráneo por causas no establecidas obligaron a que toda la flota de Comet quedara inmovilizada en tierra para ser investigada. El gobierno de Gran Bretaña represetado por Winston Churchill designó a la Royal Aircraft Estasblishment la investigación del accidente, y esta institución nombró al ingeniero Arnold A. Hall como investigador dedicado. Después de que en febrero de 1955 se recuperaran y analizaran fragmentos de los aviones siniestrados se encontró que, tal como se sospechaba, se trataba de un caso de fatiga del metal, un fenómeno poco conocido científicamente hasta ese momento. Hall sospechaba que esta era la causa de los desastres, pero debía demostrarlo con hechos. Para ello, se desmontó un De Havilland Comet y se construyó un tanque de agua alrededor del fuselaje, dejando las alas fuera, en el que el fuselaje quedó sumergido, para poder bombear agua a presión dentro del fuselaje y luego liberarla, mientras se sometían las alas a movimientos de abajo hacia arriba con pistones hidráulicos, todo esto para simular condiciones de vuelo y ciclos de presurización/despresurización de la cabina. Luego de un tiempo de someterse al fuselaje a este ajetreo, después de numerosos ciclos de presurización-despresurización, el fuselaje 2 finalmente explotó en el tanque de agua, exponiendo claramente la falla, y se comprobó que el delgado metal del fuselaje alrededor de las ventanas rectangulares y grandes del Comet comenzaba a agrietarse y finalmente causaba una descompresión explosiva de la cabina y falla estructural catastrófica. Ahí se supo que la energía de la compresión fatigaba particularmente los ángulos rectos de las ventanillas, iniciándose allí las grietas, lo que llevó a la adopción de ventanillas de menor superficie y de forma oval, para evitar ángulos rectos y dispersar así la energía proveniente de la presurización. Nunca se ha sabido el porqué de Havilland utilizó aberturas rectangulares en el fuselaje del avión con mayor grado de presurización hasta la fecha. A.2 Dan Air Boeing 707 Crash Imagen 2. Un Boeing 707 de Dan-Air similar al avión estrellado El accidente de 1977 de Dan-Air / IAS Cargo Boeing 707 fue un accidente fatal que involucró a un avión de carga Boeing 707-321C operado por Dan Air Services Limited en nombre de International Aviation Services Limited (comercializado como IAS Cargo Airlines en el momento del accidente), que había sido subcontratado por Zambia Airways Corporation para operar un servicio de carga programado semanalmente entre Londres Heathrow y Lusaka, la capital de Zambia, vía Atenas y Nairobi. La aeronave se estrelló durante la aproximación al aeropuerto de Lusaka, Zambia, el 14 de mayo de 1977. Los seis ocupantes de la aeronave murieron. La aeronave accidentada había desarrollado un larguero trasero derecho agrietado sin que se detectara la falla debido a su ubicación dentro de una parte de la estructura que normalmente no es accesible durante el mantenimiento de rutina, y la aeronave había volado durante un número considerable de horas con la falla presente. Con el tiempo, la grieta creció, hasta que se supuso que el larguero dañado ya no era capaz de soportar su carga diseñada, por lo que la carga fue asumida por completo por el larguero delantero. La aeronave accidentada encontró varias ráfagas fuertes durante la aproximación inmediatamente antes del accidente que, aunque no era peligrosa para un Boeing 707 estructuralmente sólido, excedió la carga que podía ser transportada por el larguero intacto restante por sí solo, lo que llevó al larguero finalmente a romperse y resultar en completa falla estructural de todo el estabilizador horizontal derecho. 3 B. PROBLEMS WITH DESIGN, INSPECTION, MAINTENANCE, AND REPAIR B.1 Aloha Airlines Boing 737-200 El vuelo 243 de Aloha Airlines fue un vuelo programado entre el Aeropuerto de Hilo y el Aeropuerto Internacional de Honolulú, ambos en el archipiélago de Hawái (Estados Unidos), que al alcanzar la altitud de crucero el 28 de abril de 1988, sufrió una descompresión explosiva que provocó que parte del techo de la cabina se desprendiera, obligando al piloto a realizar un aterrizaje de emergencia en el Aeropuerto de Kahului. El avión era un Boeing 737-200 matriculado N73711 de la compañía aérea Aloha Airlines. La causa más probable del accidente fue un sobrepaso de ciclos de vuelo y presurización/despresurización probablemente haya ido creando fracturas en las paredes superiores de la sección delantera del 737, por un fenómeno conocido como fatiga; También se encontraron signos de corrosión en la zona de las junturas de las placas de aluminio que conforman el casco del avión, esto debido al clima de la zona donde opera. Falta de inspección y mantenimiento. Imagen 3. Foto del daño del fuselaje en el vuelo 243 de Aloha Airlines. Imagen 4, Ilustración que muestra la sección faltante del fuselaje. B.2 Chicago DC-10-10 Crash El vuelo 191 de American Airlines era un vuelo regular programado entre Chicago y Los Ángeles. El 25 de mayo de 1979, el DC-10 que operaba el vuelo se estrelló poco después de despegar desde el aeropuerto Internacional O'Hare contra un hangar cerca del aeropuerto y de un parque de remolques, matando a las 271 personas a bordo y a 2 personas en tierra, haciendo de este el mayor accidente aéreo individual en Estados Unidos. Fue el desastre aéreo más grave de 1979 La causa más probable del accidente fue la pérdida de un motor debido a que el personal de mantenimiento de American Airlines por ahorro de tiempo y costes había modificado el procedimiento de desmontar y montar los motores. Cuando el motor se desprendió este corto los sistemas hidráulicos y eléctricos. Error de mantenimiento. 4 Imagen 5. Foto del vuelo 191 de American Airlines, DC10. Imagen 6. Detail of aft attach spherical bearing in engine pylon. B.3 JAL B-747SR, 1985 El vuelo 123 de Japan Airlines (JAL 123/JL 123) fue un vuelo comercial entre el Aeropuerto Internacional de Haneda, en Tokio, y el aeropuerto Internacional de Osaka, en Itami Hyogo. El 12 de agosto de 1985 el Boeing 747SR que cubría esa ruta, registrado como JA8119, colisionó 44 minutos después del despegue en lo alto del monte Takamagahara a 100 km de Tokio, debido a una descompresión.1 El lugar del impacto fue renombrado posteriormente como Osutaka O`ne. Permanece en la historia como el mayor desastre aéreo con un solo avión involucrado y el segundo en accidentes de aviación de todos los tiempos, después de la colisión de 1977 en Tenerife y excluyendo los atentados del 11 de septiembre de 2001 (ya que estos fueron ataques terroristas, no accidentes). Los 15 miembros de la tripulación y 505 de los 509 pasajeros murieron (incluyendo al famoso cantante Kyu Sakamoto): en total 520 muertos. Las cuatro mujeres supervivientes fueron localizadas juntas en la parte trasera del avión: Yumi Ochiai (落合 由美 Ochiai Yumi), una azafata de JAL fuera de servicio, de 25 años de edad, que estaba atrapada entre los asientos; Hiroko Yoshizaki (吉崎 博 子 Yoshizaki Hiroko), una mujer de 34 años, y su hija de 8 años, de nombre Mikiko (吉崎 美紀子 Yoshizaki Mikiko), quienes estaban atrapadas en una sección intacta del fuselaje; y una niña de 12 años llamada Keiko Kawakami (川上 慶子 Kawakami Keiko), quien fue hallada sentada en la rama alta de un árbol. Fue el desastre aéreo más grave de 1985, y el peor en la historia de la aviación con solo una aeronave implicada. 5 La causa más probable del accidente fue el mal mantenimiento y reparación de la aeronave debido a que estuvo involucrada en un incidente en el aeropuerto de Itami en el cual el empenaje toco tierra en el momento de aterrizar, lo que daño el mamparo trasero. La correspondiente reparación no cumplió con los estándares establecidos, esta redujo la resistencia a la fatiga. Error de reparación. Imagen 7. Foto de Japan Air Liner. B.4 China Airlines B-747 Imagen 8. Foto del accidente del Boeing 747 de China Airlines El Vuelo 611 de China Airlines (CAL 611, CI 611, callsign Dynasty 611) fue un vuelo regular programado para operar desde el Aeropuerto Internacional Chiang Kai-shek (ahora Aeropuerto Internacional de Taiwán Taoyuan) en Taoyuan al Aeropuerto Internacional de Hong Kong en Hong Kong. El 25 de mayo de 2002, el Boeing 747-209B se desintegró en el aire y se estrelló en el estrecho de Taiwán tan sólo veinte minutos después del despegue, matando a las 225 personas que viajaban a bordo. La causa del accidente fue una reparación inadecuada del avión veintidós años atrás. 6 El accidente generó un intenso debate y una gran conmoción en el público general dado que la ruta de Taipéi a Hong Kong fue y sigue siendo a día de hoy una de las rutas más transitadas de la tierra; siendo tan rentable para las compañías que es popularmente conocida como la "Ruta de Oro”. Fue el desastre aéreo más grave de 2002. La causa más probable del accidente fue la reparación inadecuada tras un incidente previo. Sufrió un golpe de cola mientras aterrizaba en Hong Kong. La reparación del equipo de China Airlines no fue llevada a cabo de acuerdo al manual de reparaciones estructurales de Boeing. Error de reparación B.5 Air France Concorde Crash, July 25, 2000 El vuelo 4590 de Air France del martes 25 de julio de 2000 partió del Aeropuerto de París-Charles de Gaulle próximo a París, Francia, con rumbo al Aeropuerto Internacional John F. Kennedy de Nueva York, Estados Unidos. Ese día, el Concorde francés sufrió un accidente al despegar, estrellándose en Gonesse, Francia. Fue el único accidente de un Concorde, dando fin a casi treinta años de impecable historial de la famosa aeronave supersónica. Perecieron los cien pasajeros del avión y nueve miembros de la tripulación, además de cuatro civiles en tierra. Se trataba de un vuelo chárter de la compañía alemana Peter Deilmann Cruises, de modo que absolutamente todos los pasajeros se proponían embarcar en el crucero MS Deutschland45 en Nueva York para una travesía de dieciséis días que habría acabado en Manta, Ecuador. Se concluyó que la causa del accidente fue una banda de titanio, parte de un inversor de potencia, que se desprendió de un DC-10 de Continental Airlines (vuelo 55 de Continental Airlines) que había despegado hacia Newark desde la misma pista unos minutos antes. Esta pieza de titanio perforó un neumático del Concorde, que se desintegró. Uno de los trozos de caucho del neumático golpeó el depósito de combustible y rompió un cable eléctrico. El impacto causó en el depósito una brecha por la que se liberó combustible, que se encendió inmediatamente después. La tripulación apagó el motor número dos en respuesta a un aviso de incendio, pero fueron incapaces de recoger el deteriorado tren de aterrizaje, lo que afectó a la capacidad del avión para ascender. El motor número uno también falló produciendo poco empuje, por lo que la aeronave no podía ni ascender ni ganar velocidad, lo que hizo que poco después colisionara contra un hotel en Gonesse. De acuerdo al informe de investigación, la pieza de titanio del DC-10 no fue aprobada por la Administración Federal de Aviación de los Estados Unidos. Otro desecho del neumático cortó los cables del tren de aterrizaje izquierdo, bloqueándolo. Los cables crearon chispas que encendieron el combustible derramado sobre los motores. En el momento en que comenzó el incendio, el piloto no podía abortar el despegue, por lo que intentó llegar al aeropuerto de París-Le Bourget. Sin embargo, las altas temperaturas provocadas por el incendio (más de 1.000 °C) hicieron que los soportes del ala comenzaran a fundirse, provocando el colapso del avión. 7 Imagen 9. El vuelo 4590 de Air France despegó con fuego en su motor, París, 25 de julio de 2000. B.6 Quantas Flight 32, A380 Number 2 Engine Failure, November 4, 2010 El Vuelo 32 de Qantas fue un vuelo de pasajeros de Qantas que sufrió un fallo del motor el 4 de noviembre de 2010 y realizó un aterrizaje de emergencia en el Aeropuerto Internacional Changi de Singapur, sin víctimas. La habilidad de los pilotos en tomar las acciones en forma rápida y acertada condujo a que no se transformara en una tragedia. El incidente fue el primero de su tipo para el Airbus A380, el avión de pasajeros más grande del mundo. En la inspección se encontró que el motor N.° 2 del avión (en el puerto más cercano lateral del fuselaje), un Rolls-Royce Trent 900, tenía un disco de turbina que faltaba y otro dilatado por el calor producido por el aceite vertido desde un caño roto debido a defectos en su fabricación. El disco se calentó hasta explotar, produciendo daños graves en la góndola, el ala, el sistema de combustible, el tren de aterrizaje, los mandos de vuelo, los controles para el motor N.º 1 y un fuego desapercibido en el tanque de combustible del ala interior izquierda que eventualmente se autoextinguió. En el momento del accidente un total de 39 aviones Airbus A380 estaban operando con 5 aerolíneas —Air France, Emirates, Lufthansa, Singapore Airlines y Qantas—. El accidente llevó a la puesta a tierra temporal del resto de la flota de Airbus A380 de Qantas. También condujo a encallamientos, inspecciones y sustitución de motores Rolls-Royce Trent 900 en otros Airbus A380 propulsados en servicio con Lufthansa y Singapore Airlines, pero no en las flotas de Airbus A380 de Air France o Emirates, que son alimentados por motores Engine Alliance. Después de desmontado el motor, técnicos de la Rolls Royce se abocaron al estudio de sus restos. Se encontró que un disco de turbina estaba excesivamente dilatado por exposición al calor extremo. Aparentemente la turbina se sobrerevolucionó más allá de lo tolerable. Finalmente se encontró que un tubo de 1 pulgada de diámetro que conducía aceite se había roto y derramado lubricante sobre 8 la turbina recalentada, incendiándola. El tubo tenía paredes interiores defectuosas y débiles, lo que provocó su rotura y el derrame. En total se reemplazaron 39 turbinas RR Rolls-Royce Trent 900 que presentaban el tubo defectuoso. Imagen 10. El motor interno izquierdo del A380 que muestra los efectos de la falla. Bibliografía Enciclopedia Ilustrada de la Aviación: Vol.6 pags.1396-97, Edit.Delta, Barcelona 1.983. ISBN 8485822-60-9 https://www.gov.uk/aaib-reports/9-1978-boeing-707-321c-g-bebp-14-may-1977 https://www.ntsb.gov/ http://www.aviation-accidents.net/ https://lessonslearned.faa.gov/index.cfm 9
