El 13 de febrero de 2018, alrededor del mediodía, hora local, un avión Boeing 777 -222 [a] , que operaba como vuelo 1175 de United Airlines (UA1175), experimentó una separación en vuelo de una paleta del ventilador en el motor n.º 2 (derecha) mientras sobrevolaba el Océano Pacífico en ruta desde el Aeropuerto Internacional de San Francisco al Aeropuerto Internacional Daniel K. Inouye , Honolulu, Hawái . [1] Durante el vuelo de crucero nivelado, poco antes de comenzar un descenso desde el nivel de vuelo 360 (aproximadamente 36 000 pies o 11 000 metros), y aproximadamente 120 millas (100 millas náuticas; 190 km) de HNL, la tripulación de vuelo escuchó un fuerte estallido, seguido de una violenta sacudida del avión, seguida de advertencias de una pérdida de compresor . La tripulación de vuelo apagó el motor averiado, declaró una emergencia y comenzó un descenso en deriva, procediendo directamente a HNL donde realizaron un aterrizaje con un solo motor sin más incidentes a las 12:37 hora local. [2] No se reportaron heridos entre los 378 pasajeros y la tripulación a bordo y el daño del avión fue clasificado como menor según los criterios de la Junta Nacional de Seguridad del Transporte (NTSB). [3]
Los investigadores de la NTSB viajaron al lugar para comenzar una investigación del incidente. Encontraron una fractura en toda la longitud de un álabe del ventilador en el motor No. 2 (derecha), un turbofán Pratt & Whitney (P&W) PW4077 . Su conjunto instalado de álabes de ventilador de núcleo hueco había sido sometido a dos revisiones anteriores en P&W que incluyeron una inspección interna de imágenes termográficas acústicas (TAI) que tiene como objetivo prevenir este tipo de falla. La góndola del motor derecho perdió la mayor parte del conducto de entrada y todas las cubiertas del ventilador izquierdo y derecho inmediatamente después de la falla del motor. Se encontraron dos pequeñas perforaciones en el fuselaje del lado derecho justo debajo del cinturón de la ventana con transferencia de material consistente con el impacto de piezas de un álabe del ventilador del motor. [3] El daño fue finalmente reparado y la aeronave volvió al servicio. [4] P&W implementó procedimientos mejorados para la inspección de TAI, los reguladores exigieron una mayor frecuencia de la inspección de TAI y Boeing también inició un rediseño del conducto de entrada, todo como resultado de este incidente e investigación.
El avión involucrado era un Boeing 777-222 , la variante específica de United Airlines de la serie original 777-200, registrado como N773UA, ( c/n 26929) y número de línea 4. Estaba propulsado por dos motores Pratt & Whitney PW4000 y tenía 23,3 años, habiendo realizado su primer vuelo el 28 de octubre de 1994. [5] Fue entregado nuevo a United Airlines el 29 de septiembre de 1995. [5] Boeing dejó de construir el 777 con motores de la serie P&W PW4000 en 2013, [6] y el motor ya no está en producción activa. [7] Más tarde, en 2021, el N773UA se utilizó para transportar a los pasajeros del vuelo 328 de Denver a Honolulu después de que el vuelo mencionado anteriormente, operado por el barco hermano N772UA, sufriera un problema similar.
El Boeing 777 es un avión bimotor de fuselaje ancho y largo alcance. [3] En el momento del incidente tenía una tasa de mortalidad por accidente relativamente baja. Los únicos dos accidentes del 777 con pérdida total de aeronaves, pasajeros y tripulación son los vuelos MH17 de Malaysia Airlines que fue derribado sobre Ucrania en julio de 2014 y el MH370 que desapareció sobre el Océano Índico en marzo de 2014. Los otros accidentes fatales, el vuelo 521 de Emirates y el vuelo 214 de Asiana Airlines , fueron atribuidos a un error del piloto . Ocurrieron otras dos pérdidas de casco con lesiones a los pasajeros: el vuelo 667 de EgyptAir tuvo un incendio en la cabina mientras estaba estacionado en la puerta del aeropuerto de El Cairo , y el vuelo 38 de British Airways se estrelló al aterrizar en el aeropuerto de Heathrow . Pero este último se atribuyó a un defecto de diseño en sus motores Rolls-Royce Trent 895-17 , no en los motores P&W de este avión accidentado. [8]
El 777-200 original se distinguía por sus motores Pratt & Whitney PW4000 , que son casi tan anchos como el fuselaje de un 737. [9] La variante PW4077 utilizada en el 777-222 de United produce nominalmente 77.000 libras-fuerza (340 kN) de empuje. [10] Es un motor turbofán de doble carrete , flujo axial y alto bypass , [11] que es una versión de mayor bypass del motor PW4000-94 originalmente instalado en el Boeing 747-400 . Fue rediseñado exclusivamente para el 777 con una sección de ventilador más grande de 112 pulgadas (280 cm) de diámetro que utiliza 22 aspas de ventilador de núcleo hueco. El aspa del ventilador PW4000-112 es un perfil aerodinámico de cuerda ancha hecho de una aleación de titanio, de aproximadamente 40,5 pulgadas (103 cm) de largo y aproximadamente 22,25 pulgadas (56,5 cm) de ancho en la punta del aspa. Un aspa del ventilador PW4000-112 puede pesar un máximo de 34,85 libras (15,81 kg). [11]
El vuelo partió de SFO a tiempo y el retroceso, el rodaje, el despegue y el ascenso se realizaron con normalidad. Había tres pilotos en la cabina de mando: el capitán Christopher Borzu Behnam (57), que era el piloto que supervisaba, el primer oficial (FO) Paul Ayers (60), que era el piloto a los mandos, y un pasajero del asiento auxiliar, que estaba fuera de servicio. El primer oficial del 777 de United Airlines, Ed Gagarin. El capitán informó un total de 13.592 horas de tiempo total, con 360 horas en el B777. El primer oficial informó un total de 11.318 horas de tiempo total, con 10.087 en el B777. [3]
En el momento en que se produjo la falla del motor debido a la falla de las aspas del ventilador , a las 11:58 hora estándar de Hawái (HST), el vuelo se encontraba a unas 120 millas (100 millas náuticas; 190 km) del HNL a un nivel de vuelo (FL) 360 (aproximadamente 36 000 pies u 11 000 metros) cuando se produjo una sacudida violenta y un fuerte golpe que, según afirmaron ambos pilotos, fue seguido de vibraciones extremas en la estructura del avión. Los pilotos informaron que, inmediatamente después de la sacudida y el fuerte golpe, el piloto automático se desconectó y el avión comenzó a inclinarse hacia la derecha. Se logró un intercambio positivo de controles y el capitán se convirtió en el piloto a los mandos. Los pilotos indicaron que, entre 15 y 30 segundos después de la sacudida y el fuerte golpe, el Sistema de indicación del motor y alerta a la tripulación (EICAS) mostró que no había relación de presión del motor (EPR), N1 ni presión de aceite. Después de completar la lista de verificación de daños graves en el motor, la tripulación apagó y aseguró el motor derecho. El pasajero del asiento auxiliar declaró que después de apagar el motor derecho, la vibración disminuyó, aunque la capacidad de control del avión no era normal. La tripulación declaró una emergencia y comenzó un descenso a la deriva hasta FL 230 (aproximadamente 23.000 pies o 7.000 metros). [11]
El capitán ordenó al pasajero del asiento auxiliar que regresara a la cabina para evaluar el estado del motor. El pasajero del asiento auxiliar notó que el motor estaba oscilando y que faltaba la cubierta. Tomó un video del motor para mostrarle al capitán y al FO el estado del motor. Los pilotos informaron que, al mismo tiempo, la sobrecargo había llegado a la cabina de vuelo y el capitán le informó sobre la emergencia y que aterrizarían en HNL. La tripulación decidió que el aeropuerto más adecuado en tiempo, distancia y familiaridad era HNL. El avión continuó hacia HNL e hizo una aproximación visual y aterrizó en la pista 8R sin más incidentes. [3] Los pilotos declararon que el personal de rescate y extinción de incendios de aeronaves (ARFF) inspeccionó el avión y cuando se determinó que el avión estaba seguro, lo llevaron a la puerta donde los pasajeros desembarcaron normalmente. Los 363 pasajeros, 3 pilotos y 12 asistentes de vuelo abordaron y desembarcaron normalmente en la puerta y no hubo heridos. [11]
Eventos seleccionados del CVR (todos los horarios son HST). [12]
El examen del avión reveló un pequeño agujero junto con varias abolladuras y hendiduras en el fuselaje adyacente al motor No. 2. Había dos pequeñas abolladuras y perforaciones en el lado derecho del fuselaje, debajo del cinturón de la ventana en las proximidades de las filas de asientos 20 y 21. El examen de laboratorio posterior de la piel que rodea la perforación encontró partículas incrustadas de titanio y vanadio , que junto con el aluminio son los elementos de aleación del material de las aspas del ventilador. También había varias abolladuras en el ala derecha y en el estabilizador horizontal derecho . [11]
Faltaba la mayor parte del conjunto de admisión del motor derecho . No se recuperó todo el revestimiento del labio de admisión, el mamparo delantero, la mayor parte de los cañones interiores y exteriores y aproximadamente la mitad del mamparo trasero. También faltaban la mayor parte de las mitades interior y exterior de la cubierta del ventilador. Las piezas faltantes se perdieron en el mar. Los inversores de empuje del lado izquierdo y derecho y la cubierta del escape estaban en su lugar e intactos. [3]
La superficie interior de la carcasa del ventilador sufrió importantes daños, como raspaduras y grietas. Aunque la carcasa presentaba grietas y la capa exterior de la envoltura de Kevlar estaba partida, no se produjo ninguna penetración de residuos . La deformación máxima de la envoltura ambiental de Kevlar fue de aproximadamente 2,5 pulgadas (64 mm) aproximadamente a las 3 en punto. La ubicación de la deformación máxima de la envoltura coincidió con la grieta de aproximadamente 34 pulgadas (86 cm) de largo en el interior de la carcasa del ventilador. [11]
Las superficies interiores de la carcasa del ventilador y los restos del conducto de entrada mostraban arañazos y raspaduras que formaban un patrón en espiral a lo largo de la carcasa del ventilador y la brida delantera sobre el conducto de entrada hasta el borde roto del conducto en el área interior de la góndola . El examen de la carcasa del ventilador mostró que había tres patrones distintos de pistas a lo largo de la trayectoria del flujo que parecían avanzar en espiral desde el plano del borde delantero de las aspas del ventilador a través de la brida A hasta el cañón interior del conducto de entrada. [11]
El álabe del ventilador n.° 11 se fracturó transversalmente a lo largo del perfil aerodinámico, justo encima de los carenados que se encuentran entre la base de cada álabe. La superficie de fractura del álabe era plana, con marcas elípticas en las costillas internas y a lo largo de la superficie convexa del perfil aerodinámico. El otro álabe del ventilador, que se identificó como el álabe del ventilador n.° 10 y era el álabe de salida adyacente, se fracturó transversalmente al perfil aerodinámico aproximadamente a 24 pulgadas (61 cm) por encima de los carenados. El examen de laboratorio del álabe del ventilador n.° 11 reveló una fractura por fatiga de ciclo bajo (LCF) que se originó en la pared de la cavidad interior, directamente debajo de la superficie. [3]
El examen metalúrgico del álabe fracturado se realizó en el Laboratorio de Materiales de P&W en presencia de miembros del Grupo de Centrales Eléctricas, así como de un metalúrgico de la NTSB. El examen reveló una fractura por fatiga que se había iniciado desde un origen subterráneo en la superficie interior del álabe del ventilador de núcleo hueco. El origen de la grieta estaba en un área donde los planos basales de los cristales estaban todos alineados de manera similar y eran casi perpendiculares al campo de tensión localizado cuando se formó el álabe del ventilador. El examen también reveló que el material del álabe del ventilador se ajustaba a los requisitos de la aleación de titanio especificada. [11]
El conjunto instalado de aspas del ventilador, incluida la aspa fracturada, había sido sometido a dos revisiones generales, en cuyo momento las aspas fueron sometidas a una inspección de imágenes termográficas acústicas (TAI). En la TAI inicial en 2010, había una pequeña indicación en el lugar del origen de la grieta. La revisión de los registros de la TAI de 2015 muestra que había una indicación más grande en la misma área donde había una indicación en 2010 y de donde se originó la grieta. En el momento de cada TAI, los inspectores atribuyeron la indicación a un defecto en la pintura que se utilizó durante el proceso de TAI y permitieron que la aspa continuara el proceso de revisión y volviera a estar en servicio. [11] Debido a este incidente de separación de las aspas del ventilador de United Airlines y al hallazgo de que la aspa fracturada del ventilador tenía una indicación rechazable en la TAI anterior, P&W inició una sobreinspección y revisó los registros de inspección de la TAI de las 9.606 aspas del ventilador PW4000 de 112 pulgadas inspeccionadas anteriormente. [3]
La capacitación que se brindó a los inspectores fue principalmente una capacitación práctica. La revisión del proceso TAI reveló varios problemas con la capacitación de los inspectores, así como con las instalaciones de inspección, que podrían afectar negativamente la inspección. P&W informó que estaba trabajando para corregir esos problemas. La oficina de certificación de motores de la Administración Federal de Aviación (FAA) emitió un Aviso de Propuesta de Normativa que obligaría a realizar inspecciones TAI iniciales y repetitivas en las aspas de ventilador de 112 pulgadas del PW4000. [11]
La entrada es una estructura en voladizo que dirige el flujo de aire hacia la caja del ventilador del motor de una manera controlada y uniforme. La entrada consta de dos cilindros concéntricos (los barriles interior y exterior) unidos por mamparos delantero y trasero y un revestimiento de labio. El mamparo trasero de la entrada se construyó con plástico reforzado con fibra de carbono (CFRP) en los aviones de producción. Durante las pruebas de certificación de la salida de las aspas del ventilador del motor (FBO), la construcción de la cubierta de la entrada consistió en un mamparo de aluminio. La entrada está atornillada al extremo delantero de la caja del ventilador a través de un anillo de sujeción utilizando 44 conexiones atornilladas. Las cargas y los desplazamientos resultantes de un FBO se transfieren entre la entrada y la caja del ventilador del motor a través de los pernos de sujeción y el anillo de sujeción. [11]
Debido a que la estructura de aluminio frente a la de CFRP tiene la capacidad de ceder mientras absorbe la misma cantidad de energía, puede redistribuir las cargas del FBO entre la carcasa del ventilador y la entrada sin provocar fallas en la entrada o en la interfaz entre la carcasa del ventilador y la entrada. Los análisis estructurales de la entrada y la cubierta del ventilador mostraron que el diseño del mamparo de popa de CFRP era menos capaz que el mamparo de aluminio que se probó durante la prueba de certificación del motor y se determinó que múltiples escenarios posibles podrían haber llevado a su separación: [3]
Las cubiertas del ventilador son dos mitades cilíndricas ubicadas detrás de la entrada que encierran la caja del ventilador del motor y los accesorios externos del motor, lo que proporciona una superficie aerodinámica suave sobre el núcleo de la caja del ventilador del motor. Las cubiertas del ventilador están sostenidas en el extremo delantero por la entrada y en el extremo trasero por el inversor de empuje. Además, las cubiertas del ventilador están unidas a la viga de soporte de la cubierta del ventilador mediante cuatro bisagras (ocho en total) en la parte superior y trabadas (cuatro trabas) en la parte inferior para permitir que las cubiertas del ventilador se abran para realizar tareas de mantenimiento. [11]
El motor está certificado según la parte 33 de las Regulaciones Federales de Aviación (FAR). Para cumplir con las regulaciones, el motor demostró con éxito la contención y el apagado seguro de un motor después de la fractura intencional de un álabe del ventilador a la velocidad máxima. Si bien es necesario instalar una entrada para el funcionamiento correcto del motor durante estas pruebas, no se requiere que esta entrada cumpla con los estándares de producción. La entrada de prueba utilizada fue de un diseño diferente que incluía un mamparo trasero de aluminio en lugar del mamparo trasero de CFRP de producción. Además, estas pruebas se llevan a cabo sin las cubiertas del ventilador conectadas. La entrada y las cubiertas del ventilador están certificadas según la parte 25 de las FAR, de la que Boeing fue responsable.
El 30 de junio de 2020, más de dos años después del incidente, la NTSB determinó que la(s) causa(s) probable(s) de este incidente fueron: [3]
La fractura de un álabe de ventilador se debió a que P&W siguió clasificando el proceso de inspección de imágenes termográficas acústicas (TAI) como una tecnología nueva y emergente que les permitió seguir realizando la inspección sin tener que desarrollar un programa de capacitación inicial y recurrente formal y definido o un programa de certificación de inspectores. La falta de capacitación provocó que el inspector hiciera una evaluación incorrecta de una indicación que dio lugar a que un álabe con una grieta se devolviera al servicio, donde finalmente se fracturó. La fractura del álabe de ventilador se debió a la falta de retroalimentación de los ingenieros de procesos sobre los álabe de ventilador que los inspectores enviaron a los ingenieros de procesos para que evaluaran las indicaciones que habían encontrado.
Los pasajeros publicaron en las redes sociales fotografías y vídeos del motor averiado [13] [14] y del aterrizaje, por parte de un observador en tierra. Una mirada más de cerca al motor dañado mostró que le faltaba una paleta del ventilador. [15]
El 18 de julio de 2019, la tripulación de cabina recibió el premio Superior Airmanship Award de la Asociación de Pilotos de Aerolíneas por aterrizar el avión de manera segura. [16]
En 2019, la FAA emitió una directiva de aeronavegabilidad que ordenaba inspecciones recurrentes de los motores en función de los ciclos de uso, y en ese momento declaró que "estos umbrales proporcionan un nivel aceptable de seguridad". [17] El intervalo de inspección de las aspas del ventilador de 6500 ciclos de vuelo adoptado por la FAA también fue adoptado y utilizado por otras autoridades nacionales, hasta que el Ministerio de Transporte de Japón ordenó una mayor frecuencia de inspección después del incidente similar de falla del motor JAL 777-200/PW4000 en el aeropuerto de Naha (OKA) en Japón el 4 de diciembre de 2020. [9]
El 12 de febrero de 2020, un residente de California y Guam que viajaba como pasajero en el vuelo presentó una demanda en el Tribunal Superior de Guam solicitando más de un millón de dólares a United, Boeing Company y Pratt & Whitney por lesiones mentales y emocionales graves, incluido el trastorno de estrés postraumático, además de lesiones físicas. La demanda cita declaraciones hechas por el capitán a la prensa, incluida una descripción de la sensación después de la falla del motor como "la aeronave experimentó lo que se sintió como 'chocar contra una pared de ladrillos a 500 millas por hora'". [18]
En agosto de 2020, Boeing proporcionó una actualización a la FAA sobre su trabajo para reforzar también las cubiertas de los motores del 777. El fabricante dijo a los reguladores que había decidido rediseñar y fabricar cubiertas de repuesto con las que las aerolíneas podrían modernizar sus flotas, según el documento de la FAA. [19] Este documento no se hizo público hasta que se publicó por primera vez el contenido de los documentos internos de Boeing revisados por The Wall Street Journal, inmediatamente después de que ocurriera un incidente similar con el vuelo 328 de United Airlines en Denver en 2021. [20]
En la conferencia de prensa de la NTSB celebrada dos días después del incidente similar del vuelo 328 de United Airlines, el presidente de la NTSB, Robert Sumwalt, dijo que aún quedaba por ver si el fallo del motor era coherente con el incidente anterior. "Creo que lo importante es que comprendamos realmente los hechos, las circunstancias y las condiciones de este suceso en particular antes de poder compararlo con otros", señaló. "Pero, sin duda, querremos saber si existe alguna similitud". [21] [22]
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