Flygefart

Havarikommisjonen har lagt til grunn at normal marsjfart for LN-PAA var 200 knop. De har tilsynelatende kun fokusert på den indikerte hastigheten registrert av Flight Data Recorder, uten å ta hensyn til den unøyaktigheten som denne registreringen kan ha. Havarikommisjonen kommenterer at hastigheten sank fra 215 til 200 knop, uten å drøfte årsaken til hastighetstapet. Avhengig av vekt og marsjhøyde kan en marsjhastighet på 200 knop i enkelte tilfeller være normal, men hastighetsreduksjonen etter «top of climb» er ikke normal uavhengig av høyde og totalvekt.

For å underbygge premisset om at flygefarten var normal, burde havarikommisjonen nærmere gransket hvorvidt korrekt hastighet er registrert av Flight Data Recorder, og hvorfor farten ble redusert i stedet for å holde seg stabil. Dette har havarikommisjonen unnlatt å gjøre.

«Da flyet etablerte seg på marsjhøyden, økte den indikerte flygehastigheten fra 185 KT for så å minke til 200 KT.» (Havarirapporten, 1993, side 38)

«På dette tidspunktet ble sannsynligvis motorene satt til marsjsetting. Deretter avtok farten til den ved ca 32 min FDR-tid ble stabil på ca 200 KT.» (Havarirapporten, 1993, side 106)

En annen viktig observasjon er at hastigheten sank fra 215 knop ned til 200 knop over en periode på 3 minutter og 45 sekunder. En eventuell reduksjon i hastighet når man setter motorene fra «climb power» til «cruise power» skjer i løpet av noen sekunder.

For å understøtte at flyet hadde marsjhastighet da det havarerte, lener havarirapporten seg på Turbine Inlet Temperature (TIT), som brukes i forbindelse med å justere motorene. Convair-piloter er nøye med å bruke gasshåndtakene til å finjustere temperaturen til 847 °C. Temperaturene havarikommisjonen har lest av fra instrumentene viser at motorene hadde en høyere temperatur enn dette da instrumentene mistet strøm. Fremfor å drøfte dette avviket har havarikommisjonen valgt å «runde av» verdiene og konkludere med at motorene var satt til «cruise power».

Det er plausibelt at gasshåndtakene har blitt satt til omtrentlig «cruise power» kort tid før havariet, uten at mannskapet har prioritert å finjustere dem slik de normalt ville gjort. I et slikt scenario ville instrumentene kunne vise tilnærmet normale «cruise power»-verdier, til tross for at flyet ikke hadde fløyet lenge i stabil marsjfart.

Følgende punkter burde vært utredet nærmere av havarikommisjonen før man kan konkludere med at LN-PAA hadde normal marsjfart da havariet skjedde:

• Unøyaktighet i Flight Data Recorders registrering av flygefart
• Uforklarlig reduksjon av hastighet etter «top of climb»
• TIT-instrumenter med temperaturavlesning som avviker fra finjustert «cruise power»-innstilling

Akselerasjon

Fartsmåleren i et fly er basert på måling av det dynamiske trykket, som dannes ved at flyet beveger seg gjennom luften, samt det statiske trykket i luften rundt flyet. Farten som vises på fartsmålerinstrumentet er «indicated air speed» (IAS). I dette dokumentet refereres det kun til indikert flygefart, ettersom pilotene primært forholder seg til denne når det gjelder hastigheter for takeoff, marsjfart og landing. Den indikerte flygefarten er også det som registreres av Flight Data Recorder (FDR).

Med en tungt lastet bil på vei oppover en bratt fjellvei vil bilen ha relativt lav fart, selv med full gass. Dette er en god analogi til hvordan en flytur foregår. Når bakketoppen er nådd, vil det fortsatt ta litt tid med full gass for å oppnå maks hastighet. Dess høyere hastigheten er, dess lengre tid tar det å øke den ytterligere. Akselerasjon fra 0 til 30 km/t går relativt raskt, men fra 150 til 180 km/t tar det mye lengre tid.

«Top of Climb» (TOC) er begrepet som brukes for når «bakketoppen» er nådd, og flyet flater ut for å øke hastigheten til marsjfart. «Maximum Operating Speed» (VMO) er den maksimale hastigheten flyet er sertifisert for. Denne fartsbegrensningen er så viktig at fartsmåleren hele tiden viser hva denne hastigheten er.

For mange fly ligger marsjfarten tett oppunder makshastigheten (VMO). I praksis betyr det at man etter å ha nådd «top of climb» beholder motorinnstillingene til man når marsjfart, og deretter reduserer motorytelsen litt. Ved å justere motorene til «cruise setting» vil flyet selv stabilisere seg på marsjfart.

Marsjfart for CV-580

Bildet under er fra et identisk fly som LN-PAA, som er i en marsjhøyde på 21 000 fot (flight level 210) og har en marsjhastighet på 212 knop. Makshastigheten (VMO) er i denne høyden 227 knop, noe som er indikert med den rød- og hvitstripede viseren.

(VikingWings Part 1, 2020, tid 1:15:44)

Fartsmåleren, den kunstige horisonten og høydemåleren er tre av de mest essensielle instrumentene i flyet. Hver pilot har disse instrumentene plassert rett foran seg, og bruker dem aktivt i alle faser av flygningen. Ved «top of climb» brukes instrumentene for å avlese når rett høyde er nådd og når marsjhastighet er oppnådd, slik at motorkraften kan reduseres til «cruise power». Under marsjflyging følger pilotene fortløpende med på instrumentene for å avdekke avvik i kurs, høyde eller fart. Selv små variasjoner på en viser kan indikere starten på et alvorlig problem. Piloter er derfor trent til å «scanne» instrumentene regelmessig, slik at feil med instrumentene eller flyets systemer kan oppdages så tidlig som mulig.

I en video viser og forklarer en Nolinor-kaptein prosedyren når «top of climb» nås. Hastigheten øker før man trekker av litt motorkraft, og flyet stabiliserer seg på marsjfart. I denne videoen ender flyet med en marsjfart på 212 knop.

(VikingWings Part 1, 2020, tid 1:12:40)

I forbindelse med endring av motorinnstillingene er det behov for å «trimme flyet». Ved å justere trimrorene vil flyet holde kurs og høyde uten at piloten (eller autopiloten) trenger å bruke krefter på rorene. I en annen Nolinor-video viser kapteinen på en Convair CV-580 hele prosessen fra «top of climb» til «cruise power» er satt og flyet er trimmet. Selve prosessen med å justere motorene og trimme flyet ble gjort på under ett minutt.

(Air-Clips, 2020, tid 1:40:30-1:45:35)

Det finnes flere videoer som viser flygninger med Convair CV-580, og man vil se at den indikerte flygefarten varierer med høyde og lastevekt. Det som er viktig å legge merke til er at videoene viser at pilotene bruker den samme prosedyren ved «top of climb»: La flyet akselerere til marsjhastighet, og deretter sette «cruise power». En annen viktig observasjon er at viseren på fartsmåleren holder seg helt i ro når flyet holder marsjfart.

Den eksakte marsjfarten avhenger av totalvekten og høyden. Når motorene er innstilt for «cruise power» og rorene er trimmet, vil farten stabilisere seg og holde seg stabil, forutsatt at det ikke er kraftig turbulens.

LN-PAA sin marsjfart

Data fra Flight Data Recorder (FDR) viser at LN-PAA nådde sin marsjhøyde på 22 000 fot (flight level 220) ved 22:40 FDR-tid. Etter det brukte flyet ca. 4 minutter på å nå en hastighet på 215 knop. Ett minutt senere skjer det en reduksjon i hastigheten. Det er nærliggende å anta at reduksjonen skjedde i forbindelse med at motorene ble satt til «cruise power». 215 knop er noe høyere enn det som vises i videoene, noe som kan bety at mannskapet holdt «climb power» litt lengre enn nødvendig, og at flyet derfor akselererte til noen knop over marsjhastighet.

Det er en potensiell unøyaktighet i Flight Data Recorder-systemet som er angitt til ±10 knop. (Havarirapporten, 1993, side 35)

Ettersom eksakt marsjhastighet for LN-PAA ikke er kjent, må prosessen ved «top of climb» tas med i betraktning, i tillegg til å sammenlikne med andre tilsvarende flygninger. Med utgangspunkt i at 215 knop virker som en litt høy marsjfart, og at det gjøres en fartsreduksjon relativt kort tid etter at den er oppnådd, kan det tyde på at den faktiske marsjhastigheten var noen knop lavere enn 215. Etter en liten fartsreduksjon ville LN-PAA da hatt en marsjhastighet som sammenfaller med det som observeres i tilgjengelige videoer.

I FDR-utskriften er det kun anmerkninger for 200 og 225 knop. Horisontale, stiplede linjer er lagt inn i FDR-utskriften for å tydeliggjøre omtrentlig hastighet etter «top of climb».

«When desired altitude is reached, climb power should be maintained until airspeed exceeds anticipated cruise value by approximately 5 knots. (Never exceed VMO). This procedure provides an airspeed "cushion" to allow for aircraft trim adjustments.»

(Pilot's Handbook Convair 580, 1977, side 18-8)

Legger man til grunn det som står i håndboken til flyet, samt det faktum at LN-PAA oppnådde en hastighet på 215 knop etter «top of climb», er det sannsynlig at LN-PAA sin marsjfart i FDR-dataene ville vært omtrent 210 knop. Dette bryter med premisset til havarirapporten, som tar utgangspunkt i at flyets normale marsjhastighet på ulykkesdagen var omtrent 200 knop.

Bildet viser punktet for «top of climb» og når høyeste fart (215 knop) ble oppnådd. I tillegg vises punktet hvor mannskapet antakeligvis satte «cruise power», og den stiplede linjen viser 210 knop, som ville vært en plausibel marsjhastighet på ulykkesturen.

Hastighets-premisser

Det er vanskelig å forstå hvordan havarikommisjonen har kommet frem til at 200 knop var normal marsjhastighet for en Convair CV-580. I forbindelse med analyse av FDR-data er flygefarten høyst relevant – selv små variasjoner i indikert flygefart kan gi viktige pekepinn om hva som har skjedd.

Intervjuede piloter har bekreftet at marsjhastigheten ligger rundt 200 knop, avhengig av last og marsjhøyde, og flyets dokumentasjon inneholder kalkulasjonsdiagrammer som viser marsjhastigheter i dette området. Det kan derfor være nærliggende å tro at havarikommisjonen brukte data fra Flight Data Recorder som bekreftelse på at hastigheten var normal i de siste minuttene, ettersom den tilsynelatende lå rundt 200 knop.

Dersom man tar i betraktning at hastigheten skulle ha stabilisert seg omtrent på toppen av kurven og holdt seg helt jevn deretter, er det lettere å se at havarikommisjonens premiss om marsjhastighet ikke kan stemme. En stegvis reduksjon over relativt lang tid, etterfulgt av en hastighet med variasjoner store nok til å gi utslag på fartsmåleren, er ikke forenlig med normal marsjhastighet.

Hastighetsdata fra Flight Data Recorder

Den eneste kjente hastigheten som kan brukes for å kalibrere hastigheten fra Flight Data Recorder (FDR), er takeoff-hastigheten. FDR registrerte når flyet begynte å stige, og dette punktet er brukt for å definere hvor FDR-tiden starter. Takeoff-hastigheten er forhåndskalkulert basert på totalvekten til flyet.

Flight Data Recorder registrerte ca. 130 knop i takeoff-øyeblikket, noe som er 10–15 knop høyere enn den forventede hastigheten på 110–115 knop.

Dette gir en indikasjon på at indikert flygefart som registreres av Flight Data Recorder er høyere enn det som ble vist på fartsmålerne i cockpit. I henhold til spesifikasjonen til Fairchild Flight Data Recorder er nøyaktigheten for flygefart angitt til ±10 knop. (Havarirapporten, 1993, side 35)

Forventet hastighet

Fra VigingWings-videoene kan man se takeoff-hastigheten (VR) for henholdsvis 53.000 pund og 50.000 pund. Med 20 grader flaps får vingen større løft enn med 15 grader, noe som gir en litt lavere takeoff-hastighet. Dess tyngre fly, dess høyere takeoff-hastighet er nødvendig ettersom det trengs mer løft for å kompensere for vekten.

Takeoff-hastighet (rotation speed) for Convair CV-580 med 15 og 20 grader flaps, basert på hastighets-referansekort i VikingWings-videoene.

I vekt- og balanseskjemaet for LN-PAA var det kalkulert en totalvekt på 24 768,7 kilo. (Havarirapporten, 1993, side 28)

Dette tilsvarer 54 606 pund, og ville trolig gitt en takeoff-hastighet noen få knop høyere enn for 53 000 pund.

Fra takeoff-hastighetsdiagrammet til den militære versjonen av flyet ser man at 17° flaps ville krevd en takeoff-hastighet på 113 knop.

Registrert hastighet

Bildet viser de første fire minuttene av hastighetsdataene som ble registrert av Flight Data Recorder (FDR). I takeoff-tidspunktet (0 minutter FDR-tid) var forventet hastighet ca. 115 knop, mens den avleste hastigheten ser ut til å være omtrent 130 knop.

Manglende kalibreringsprofil for Flight Data Recorder

Havarikommisjonen bestilte en rapport fra Accident Investigation & Research (AIR), som blant annet inkluderer en detaljert analyse av Flight Data Recorder. I denne rapporten står det om kalibreringsprofilen:

«The Recorder's actual calibration template was not available for the A.I.R. analysis.» (Accident Investigation & Research, 1992, side 43)

Ved å bruke en standardprofil i stedet for kalibreringsprofilen til den konkrete Flight Data Recorderen oppstår det en usikkerhet i verdiene som ble avlest. Denne usikkerheten er ikke omtalt i havarikommisjonens rapport.

Høydedataene i Flight Data Recorder er heller ikke korrekte. Til tross for at pilotene fikk tildelt 22 000 fot som høyde, og flyets transponder registrerte en høyde på 21 900 fot (i henhold til radardata), viser avlesningen fra Flight Data Recorder 22 500 fot. Flyets høydemålere, autopilot, transponder og Flight Data Recorder bruker det samme pitot-statiske systemet til å registrere trykkhøyden, og det skulle derfor vært samsvarende høyde mellom alle disse komponentene.

Flygefarten til LN-PAA

For å kunne fastslå hva som var normal marsjhastighet i henhold til Flight Data Recorder, er man nødt til å sammenlikne med avlesninger fra andre flygninger. I AIR-rapporten finnes det en tabell basert på data fra flere flygninger, der marsjhøyde er oppgitt. Disse dataene viser at gjennomsnittshastigheten var 212 knop når flyet var på marsjhøyde (over 20 000 fot). Forskjellen mellom 200 og 212 knop utgjør ca. 12 % av bevegelsesenergien, og er med andre ord vesentlig.

(Accident Investigation & Research, 1992, tabell 6)

Tar man utgangspunkt i at Flight Data Recorder registrerte 10–15 knop høyere indikert hastighet enn den reelle farten, betyr det at LN-PAA hadde 200–205 knop som høyeste hastighet etter «top of climb». Deretter falt hastigheten ned til 185–190 knop for de siste minuttene av flygningen. Dette er helt klart under normal marsjhastighet for LN-PAA.

Det virker lite sannsynlig at havarikommisjonen har forsøkt å ettergå hastighetene som LN-PAA skulle hatt i de forskjellige fasene av flygningen, og har derfor gått glipp av essensiell informasjon om hvorvidt Flight Data Recorder faktisk registrerte den reelle indikerte flygefarten. Presisjonen på ±10 knop er ikke belyst ytterligere enn at den er oppført som en spesifikasjon i FDR-dokumentasjonen.

Den lave presisjonen for hastighet i Flight Data Recorder er av betydning fordi havarikommisjonens konklusjon blant annet bygger på premisset om at flyet holdt normal marsjfart. Selv om det er en viss usikkerhet knyttet til farten, er det viktig å presisere at det er den unormale hastighetskurven som er den viktigste indikasjonen på at flyet ikke hadde normal marsjhastighet. Marsjhastigheten skulle ha stabilisert seg tett oppunder høyeste hastighet, ikke sunket med 15 knop over tid slik LN-PAAs hastighet gjorde.

Unormal hastighet

Etter flyet nådde sin høyeste hastighet med climb speed, etter utflating (top of climb), så satte mannskapet motorene til “cruise power”, noe som medførte en liten reduksjon i hastigheten på noen få knop. Etter at hastigheten stabiliserte seg skulle den da ha blitt konstant i de etterfølgende minuttene. I henhold til de hastighetsverdiene i FDR så skulle hastigheten sunket fra 215 knop til ca. 210 knop da cruise power ble satt. I de neste tre minuttene så reduseres hastigheten ned til ca 200 knop. Den reelle hastigheten, med tanke på korreksjon av FDR-feilavlesing var lavere. Hvis vi tar utgangspunkt i en 15 knops korreksjon av hastigheten vil det bety at etter at cruise power var satt så hadde flyet en reell indicated airspeed på 195 knop. Selv om det høres lite ut så vil en reduksjon på 10 knop være betydelig med tanke med tanke på at energien øker med kvadratet av hastigheten, og det samme gjelder luftmotstanden. 10 knop i disse hastighetene er betyr 10% reduksjon i motorkraft, noe som er betydelig i denne sammenhengen. (1 + 10/195)^2 = 1.105 (10%)

Piloter opererer i henhold til selskapet Standard Operation Procedures (SOP). Med tanke på at kostnadene til flyet er knyttet til tiden flyet er i luften, så er det standard å fly denne flytypen med maks tillatt kontinuerlig motorkraft gitt at det ikke er andre forhold som skulle tilsi at man må redusere motorkraften. Uansett er det ikke normalt å redusere motorkraften 10% kort tid etter at normal marsjfart var oppnådd, gitt at det ikke hadde skjedd noe spesielt/unormalt.

Indikator for Turbine Inlet Temperature (TIT)

TIT-indikatoren viser temperaturen i eksosgassen etter forbrenningskammeret, på vei inn i turbinen.

I håndboken til Convair 580 er det spesifisert høyeste tillatte ytelsesverdier for motorene, angitt i °C TIT. Det er verdt å merke seg at høyeste tillatte temperatur for «cruise power» er 847 °C. Overskrider man disse begrensningene, kan motorene skades.

«Maximum Continuous: 932° Climb: 895° Cruise: 847°» (Pilot's Handbook Convair 580, 1977, 2-6)

«maximum cruise power of 847°» (Pilot's Handbook Convair 580, 1977, 4-1)

Havarikommisjonen undersøkte både den analoge og den digitale delen av TIT-instrumentene. Funnene tilsa at TIT viste høyere verdier enn den maksimalt tillatte temperaturen på 847 °C, men havarikommisjonen konkluderte likevel med at dette var normal temperatur for marsjhastighet.

«Turbine Inlet Temperature (TIT) Indicator fra begge motorene ble funnet og undersøkt. Indikatorene var av elektromekanisk type, med en ca 2 m lang magnettape som posisjoneres i samsvar med temperaturindikasjonen. Tapen overføres vekselvis mellom to spoler og blir stående i den stilling den har når strømtilførselen til instrumentet brytes. … Det var ingen synlige mekaniske skader som skulle kunne gi avvik i måleravlesingen. Digital avlesing ga 853 °C, analog 850 °C. Av servo-potensiometertapen var 62 cm på drevsiden og 126 cm på motsatt side. Sammenlignende forsøk med en uskadet måler av samme type, viste at fordelingen av tape mellom de 2 spolene i forholdet 61/126 tilsvarte en indikasjon på 850 °C. Dette er normal temperatur ved motorsetting for marsjhastighet.» (Havarirapporten, 1993, side 50)

Piloter finjusterer motorinnstillingene basert på TIT for å ligge så nær høyeste tillatte ytelse som mulig. Når undersøkelsene viser 3–6 °C avvik fra 847 °C, er det naturlig å drøfte hva årsaken til dette avviket kan være. En mulig forklaring er at mannskapet hadde redusert motorkraften, men ikke fullført finjusteringen. En annen forklaring kan være at alle markante hastighetsendringer gjennom hendelsesforløpet var forårsaket av endringer i motorinnstillingene, og at mannskapet satte gasshåndtakene tilbake til omtrentlig «cruise power» før strømbruddet oppstod. Når temperaturene som havarikommisjonen avleste på instrumentene ikke stemmer med normale verdier for «cruise power», burde dette vært drøftet nærmere – fremfor å fremsette den feilaktige påstanden om at 850 °C er «normal temperatur ved motorsetting for marsjhastighet».