cap av fernando

Estol de Vórtice – Estudo de Caso

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27 de novembro de 2013

Cap. Av. Fernando de Almeida Silva
Chefe da SIPAA 5°/8°GAV
[email protected]

ACCIDENT REPORT B/921/1036

Data: May 8, 1992
Local: Kelmscott, Western Australia, Australia
Aeronave: Aerospatiale AS 355F1
Vítimas: 2 leves e 2 graves

O helicóptero era de propriedade do Departamento de Polícia de Western Australia. Entretanto, como ninguém no departamento tinha experiência para conduzir as operações de uma aeronave de asas rotativas, foi contratado um operador local de helicópteros para prover pilotos e ficar responsável pela manutenção da aeronave.

No dia do acidente, depois de uma partida normal, o piloto puxou o coletivo para checar a resposta do motor. Entretanto, ele observou que a indicação de torque do motor 1 não aumentava como a do motor 2. O piloto “bipou” (fez a utilização do Beep Trim – dispositivo que provê aumento de RPM dos motores e Rotor principal) o motor 1, mas, mesmo assim, a diferença de indicação de torque em relação ao motor 2 persistia quando o coletivo era puxado. O piloto “bipou” novamente e dessa vez a resposta do motor 1 foi positiva, permitindo a leitura normal dos dois motores. Resolvido o problema, o piloto decolou normalmente e seguiu em direção a uma escola onde seria realizada uma ação de relações públicas para crianças. A área de pouso era um campo aberto, parcialmente cercado por árvores.

Durante a aproximação para pouso, a aeronave tocou bruscamente o solo, vindo a despedaçar-se e incendiar-se. No acidente, o rotor de cauda foi separado do helicóptero e a fuselagem rolou para frente antes de completar dois giros descontrolados no sentido anti-horário. Houve também o impacto do rotor com o solo antes do helicóptero parar na posição que seria da aproximação original.

O piloto e o tripulante sofreram ferimentos leves, entretanto, dois passageiros sofreram ferimentos mais graves em conseqüência do acidente.

O piloto em comando possuía a habilitação de piloto comercial de helicóptero e era homologado como piloto de AS355F1. Sua experiência de voo total no momento do acidente era de 5.264 horas, das quais 3.463 horas eram em helicóptero. Sua experiência em aeronaves do tipo AS355F1 era de 315 horas.

O peso estimado do helicóptero no momento do acidente era de 4.784 lbs e o centro de gravidade estava dentro dos limites. O peso máximo de decolagem daquele helicóptero para aquelas condições era de 5.291 lbs.

As condições meteorologias no momento do acidente eram de céu limpo, com leve brisa de sudeste, e a temperatura era de 20ºC.

O piloto relatou que, baseado em uma fumaça observada a distância, ele avaliou que não haveria vento significativo no local de pouso. Ainda segundo ele, a aproximação foi normal em ângulo e velocidade, vindo o helicóptero no sentido oeste, terminando num pairado a 20ft de altura. O piloto pensou que o helicóptero tinha experimentado uma perda de potência em um dos motores e por isso tivesse feito um pouso brusco. Ele disse que, além da aplicação de coletivo na tentativa de controlar a razão de descida, não efetuou nenhum outro “input” de comando.

As testemunhas deram uma versão ligeiramente diferente sobre a aproximação. Elas reportaram que o helicóptero veio em uma aproximação rápida de leste para oeste e reduziu quase completamente a velocidade (flare) antes de descer com razão elevada cerca de 70 ft na vertical (não houve pausa entre o flare e o início da descida), ocorrendo o acidente. Foi observado ainda que, enquanto descia, a aeronave chacoalhava de um lado para o outro.

Nem o piloto, nem os demais ocupantes lembraram de ter ouvido o alarme de baixa rotação (“low-rpm”) durante a descida, esse fato confirmaria a hipótese apresentada de perda de potência em um dos motores. Nos testes após o acidente, verificou se que a referida buzina estava em perfeitas condições.

Essas informações foram reforçadas por uma sequência de fotografias tiradas por um fotógrafo profissional que registrou toda a aproximação. As testemunhas afirmaram que a razão de descida do helicóptero era bem maior que a de outros helicópteros já observados e procedimento de pouso. Outros fotógrafos que fizeram parte da ação inicial reportaram que, durante as fotografias, observaram que o vento, embora leve, era predominantemente de cauda em relação a aeronave acidentada, que terminou parada praticamente no mesmo sentido da aproximação original. Com base nas últimas declarações, conclui-se que efeito do vento de cauda teria ter “agravado” o ângulo de descida e reduzido a velocidade à frente no momento da descida.

As evidências mostraram que o helicóptero fez uma aproximação de grande ângulo com peso elevado, pouca velocidade à frente e sob influência de vento de cauda. Adicionalmente a isso, as testemunhas observaram que a razão de descida da aeronave era superior a de outros helicópteros já observados em procedimento de pouso. Analisando tudo isso, conclui-se que o helicóptero tenha entrado em estol de vórtice, tendo a situação agravada pela aplicação de coletivo por parte do piloto.

Outra possibilidade analisada seria a de potência disponível insuficiente, lembrando que o piloto observou uma diferença de torque entre os dois motores. Entretanto, se isso tivesse ocorrido, o alarme de baixa rotação do rotor principal teria tocado, o que não foi observado por nenhum dos ocupantes. Essa falta do alarme sonoro de baixa rotação reforça que os motores operavam normalmente e que nenhum deles apresentou perda de potência durante toda a aproximação.

A geografia do local indica que existiam alternativas melhores de aproximação, além da escolhida pelo piloto. Essas outras alternativas teriam permitido uma aproximação mais convencional e segura em relação ao ângulo de aproximação e direção do vento.

PRINCÍPIOS DO ESTOL DE VOTEX DO ROTOR PRINCIPAL

Um helicóptero em voo pairado fora do efeito solo produz sustentação igual ao seu peso. Para tanto, nas pontas das pás são formados anéis de vórtice descendentes em forma espiral. Além disso, em descidas rápidas na vertical ou com pouca velocidade à frente, surge uma pequena região em que o fluxo de ar é ascendente, próximo da raiz das pás. Se o comando coletivo for comandado para baixo, a sustentação diminui e atinge um valor inferior ao peso da aeronave. O helicóptero inicia uma descida buscando equilíbrio entre peso e sustentação. Com razões de descida baixas ou moderadas, o fluxo de ar ascendente diminui o ângulo de ataque e aumenta os valores de sustentação nas seções intermediárias e externas das pás, mantendo o helicóptero em uma razão de descida constante. Os vórtices de ponta de pá consomem potência do motor, mas não geram sustentação.

Se a razão de descida aumentar, os anéis de vórtice secundários formados serão cada vez maiores e as pás do rotor ficariam cada vez ais perto desses anéis de vórtice descendentes (ar turbilhonado abaixo do helicóptero), até que o helicóptero atinge um ponto em que a maior parte da potência gerada pelo motor estará sendo desperdiçada para acelerar esses mesmos anéis de vórtice. Na prática, o helicóptero estaria voando dentro de seu próprio downwash, ou seja, em ar turbilhonado.

Resumindo, uma razão de descida elevada supera o fluxo de ar induzido para baixo sobre as seções internas da pá (próximas à raiz). O fluxo é, portanto, ascendente em relação ao disco rotor nestas áreas e descendentes nas áreas restantes. O resultado deste conjunto de vórtice é a instabilidade do fluxo de ar sobre grande área do disco rotor.

Os pilotos têm que ficar atentos quanto ao fenômeno do vórtice, ou vortex. Descer na vertical, ou com ângulos acentuados de rampa, exige velocidade de descida lenta.

Os valores de rampa de aproximação e razão de descida limites para evitar a região de vórtice são diferentes para cada tipo de helicóptero. Dado um helicóptero, esses valores variam com o peso e a altitude. Quanto menor o peso e a altitude-densidade, maior eve ser o cuidado por parte do piloto, pois os fenômenos do vórtice acontecerão com razão de descida menor.

Cabe ainda ressaltar que a maioria dos manuais de voo não traz qualquer tipo de informação sobre o assunto.

CONDIÇÕES PARA A FORMAÇÃO DO ESTADO DE VÓRTICE

1. Velocidade indicada mínima – Na prática, os anéis de vórtice se formam com velocidades até 12-15 kt, inferior a de sustentação translacional.

2. Razão de descida – O estado de vórtice requer um fluxo de ar oposto ao ar induzido pelo disco rotor. Nesse caso, a razão de descida do helicóptero acaba sendo aproximadamente igual a do fluxo de ar do downwash com o comando coletivo aplicado. O fluxo de ar para baixo é o que alimenta o vórtice. Para a ocorrência do estado de vórtice, o helicóptero não necessita descer exatamente na vertical, qualquer angulação superior a 70° de rampa já satisfaz a condição de baixa velocidade horizontal.

3. Voo com potência – É necessário que a aeronave esteja utilizando a potência disponível (de 20% a 100% do total) para que ocorra a indução necessária do fluxo de ar e a formação do estado de vórtice. Se não houver um fluxo de ar induzido para baixo (com motor), a razão de descida do fluxo não passa inteiramente através do disco rotor e o vótice não se formaria. O estol de vórtice não ocorre em uma autorrotação real, sem motor.

RECUPERAÇÃO DE UM ESTOL DE VÓRTICE OU ESTADO DE VÓRTICE

Para se recuperar de um estado de vórtice, uma ou todas as condições de formação do mesmo devem ser removidas. Isto envolve:

– O aumento de velocidade à frente usando o comando cíclico

– A entrada em autorotação para a eliminação do fluxo de ar induzido.

É importante observar que escolhendo uma ou ambas as técnicas relacionadas acima, uma grande perda de altura será necessária. Entretanto, o ganho de velocidade à frente geralmente ocasiona uma menor perda de altura que a entrada em autorrotação, sendo essa sempre a opção mais indicada para a recuperação desta condição.

Como a razão de descida em um estol de vórtice pode ser muito alta (6000 ft/min em alguns casos), a autorotação pode gerar um disparo de rotação incontrolável devido a fatores aerodinâmicos diversos.

Enquanto a condição de estol de vórtice existir, qualquer aplicação de potência agravará a situação, estolando ainda mais as pás e aumentando ainda mais a razão de afundamento.

O QUE EVITAR PARA NÃO ENTRAR NESSA CONDIÇÃO

As seguintes situações podem levar ao desenvolvimento do estol de vórtice e por isso devem ser evitadas.

1. DESCIDAS COM POTÊNCIA APLICADA, BAIXA VELOCIDADE E ALTA RAZÃO – A razão de descida necessária para o advento desta condição difere entre os diversos tipos de helicóptero, entretanto ela é geralmente superior a 500 ft/min com pouca ou nenhuma velocidade à frente. Essa situação é agravada e fica mais perigosa com o helicóptero pesado, em um dia quente devido a maior necessidade de potência para manter o pairado.

2. MANOBRAS E APROXIMAÇÕES COM VENTO DE CAUDA – De maneira geral, manobras com vento de cauda sempre serão críticas, ainda mais as aproximações. Em aproximações desse tipo, o fluxo de ar turbilhonado, que ficaria para trás numa aproximação normal, seria jogado novamente em direção ao helicóptero, o faria que a aeronave ingressar no próprio downwash e provocando o estol de vórtice.

3. PARADAS RÁPIDAS – Quando um helicóptero faz um flare agressivo em uma parada brusca, com o disco rotor bem inclinado para trás, o fluxo de ar horizontal passa a vir da parte de baixo do disco rotor devido à direção do deslocamento e à própria atitude da aeronave. Se uma razão de descida for iniciada nessa situação, o deslocamento do fluxo de ar verticaliza ainda mais e a aeronave acaba adentrando mais uma vez na zona do próprio downwash.

4. RECUPERAÇÃO DE AUTOROTAÇÃO EM TREINAMENTO – A recuperação de uma autorrotação em que há a aplicação de potência antes do nivelamento da aeronave, no flare ainda, é similar à situação da parada rápida na reta, citada anteriormente. É importante considerar que isto não aconteceria em uma situação real de autorrotação (com os motores cortados), pois, devido à falta de potência, com a aplicação de coletivo não haveria a indução do fluxo de ar no sentido de deslocamento da aeronave.

Ainda em relação ao treinamento de autorrotação, outro ponto crítico é a descida após o flare sem nenhum deslocamento à frente (flare até zerar completamente a velocidade) e a aplicação instantânea do coletivo para o amortecimento do pouso. Mais uma vez, essa situação de afundamento na vertical e aplicação repentina de coletivo, acaba sendo crítica devido ao fato de possibilitar a entrada da aeronave no próprio fluxo de ar induzido para baixo, o downwash.

BIBLIOGRAFIA

Whyte, Greg. Fatal Traps for Helicopter Pilots. New Zealand: Reed Publishing, 2003.

Vieira, Boanerges; Serapião, A. C. Aerodinâmica de Helicópteros. Rio de Janeiro: Editora Rio,

Lírio, T. A. Guia Técnico de Investigação de Acidentes Aeronáuticos com Helicópteros para Investigadores do SIPAER. 2012. 118f. Dissertação (Mestrado Profissional em Segurança de Aviação e Aeronavegabilidade Continuada) – Instituto Tecnológico de Aeronáutica, São José dos Campos, São Paulo. 2012

Fonte: SIPAA 5°/8°GAV – Chefe: Cap. Av. Fernando de Almeida Silva – Crítica e Sugestões: [email protected] ou (55) 3220-3563

Operação com Carga Externa (Sling Loading) – Estudo de Caso

Eduardo Beni

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22 de junho de 2013

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Operação com Carga Externa (Sling Loading) – Estudo de Caso

Transport Safety Board of Canada – Relatório de acidente em data desconhecida, em Sept-íles, Quebec, Canadá, com aeronave Bell 206B, com duas vítimas fatais.

Durante uma breve operação de carga externa, a estrutura feita para carregar o objeto transportado se tornou instável. A caixa pendulou violentamente para frente, atingindo as pás do rotor principal. A carga voltou e os destroços gerados atingiram o rotor de cauda. Com o pêndulo e o “flapeamento” das pás, o rotor principal seccionou o rotor de cauda.

O Bell206B JetRanger caiu cerca de 4 milhas a leste do aeroporto em Sept-îles, Quebec. A Torre de controle viu uma bola de fogo, ouviu a explosão e soou o alarme. Nesse evento, o piloto e o passageiro morreram com o impacto.

O Gancho do helicóptero foi localizado a 70 metros da fuselagem apresentando marcas do impacto, o que indicou a oscilação violenta em todas as direções, particularmente para frente e para direita. O gancho foi encontrado na posição fechado.

A estrutura – caixa utilizada para colocar a carga a ser transportada dentro – foi desenhada especificamente para ser utilizada pelo helicóptero, no entanto, nenhum tripulante foi consultado sobre o assunto. Uma semana antes do acidente, a estrutura foi carregada e enganchada num helicóptero Eurocopter AStar para testes. Foi observado que, até 55 kt, a estrutura oscilava bastante, mas nesse ponto específico, de algum jeito a carga estabilizava. A partir de 55 kt, a caixa se tornava instável, forçando uma redução de velocidade imediata.

Vários voos de testes foram realizados com diferentes cargas internas, mas houve o consenso que a caixa deveria ser remetida de volta para o fabricante para modificações. Após os testes, o piloto do AStar recomendou que a estrutura fosse transportada para o fabricante de caminhão. No entanto, pouco antes do acidente, a tripulação que conduziu os testes saiu para um feriado, sendo substituída pela tripulação envolvida no acidente, que não sabia o histórico
de tudo o que tinha acontecido.

O cabo utilizado para prender a carga ao helicóptero era curta, muito menor que o comprimento da carga, e o ângulo formado entre os quatro cabos que seguravam as quinas da carga formavam um ângulo consideravelmente maior que 45 °, o máximo recomendado. Com o cabo de apenas um metro, a caixa foi suspensa muito próxima ao helicóptero , quando o ideal seria um cabo com tamanho de, pelo menos, o diâmetro do rotor. (Fonte: Vortex 1/94)

Alguns trechos a seguir foram retirados dos relatos de onze acidentes com carga externa ocorridos no Canadá. Esses eventos servem para nos reforçar o porquê de, como em todas as operações com helicóptero, o transporte em carga externa ser cuidadosamente planejado e conduzido.

1. Uma caixa desenhada localmente para transporte em carga externa entrou em colapso em voo, permitindo que o cabo ficasse sem peso e fosse em direção ao rotor de cauda.

2. Um Hughes 500 perdeu o rotor de cauda quando o cabo que segurava a carga externa, uma fita trançada de nylon de 17 ft com um “destorcedor”, entrou em contato com o mesmo. O piloto fazia o transporte da carga com 90 kt.

3. Um cabo de 18 ft trançado de nylon foi substituído por um cabo que estava começando a entrar em colapso. Durante o deslocamento para o carregamento, o cabo sem peso foi em direção ao rotor de cauda e arrancou o rotor de cauda de um Hughes 500.

4. A carga externa foi alijada quando o piloto percebeu que não conseguiria parar o helicóptero em uma aproximação a favor do vento. Infelizmente, antes que o piloto pudesse recuperar a situação, o cabo comprido prendeu em um obstáculo e a aeronave caiu.

5. Um AStar estava transportando em carga externa duas pás de Bell 206 quando as pás “decolaram” e seccionaram o rotor de cauda da aeronave.

6. A carga escorregou de um “pallet” que estava sendo transportado em carga externa e o “pallet” voou em direção ao boom de cauda. Felizmente, o cabo era curto o bastante para manter o “pallet” longe do rotor de cauda.

7. Um helicóptero multi-motor estava na aproximação final com carga externa quando houve a falha de um dos motores. Como existiam pessoas no eixo da aproximação , o piloto escolheu não alijar a carga. O helicóptero caiu.

8. Um bell 206 ficou destruído quando o “bucket” que transportava água atingiu uma linha de alta tensão.

9. O piloto perdeu o controle da aeronave que fazia um transporte de carga externa para o topo de uma fábrica. O piloto não tentou ou conseguiu alijar a carga.

10. Um cabo de carga externa de 20 ft sem peso foi em direção ao rotor de cauda quando a aeronave, um Bell 206, realizou a descida da lateral de uma montanha imprimindo uma razão entre 1500ft e 2000ft/min.

11. Um cabo de 16ft de comprimento entrou em contato com o rotor de cauda de um MD369. As testemunhas que estavam a 2 NM de distância reportaram que observaram o helicóptero despedaçando em voo e ouviram a explosão.

PRINCÍPIOS DA CARGA EXTERNA

O EQUIPAMENTO

Os pilotos devem sempre saber onde está a carga e o que está acontecendo com ela. Quando utilizando um cabo curto, um espelho que permita mostrar tanto a carga quanto o cabo em que está presa é essencial. Quando operando com um cabo longo (e sem um OE), o método mais seguro seria, com a porta do piloto retirada, olhar diretamente para baixo para enxergar o comportamento da carga.

Todo equipamento utilizado numa operação de carga externa deve estar em boas condições. O alijamento manual e o elétrico devem ser checados e o espelho deve estar ajustado.

É mandatório o uso de um “destorcedor” quando utilizado cabo de aço e material de metal. Uma corda de fibra sintética pode torcer-se no gancho e fazer com que seja impossível liberar a carga.

O tipo de cabo utilizado varia de acordo com as preferências do piloto e com o tipo de carga a ser transportada. Um cabo de fibra de poliéster é facilmente guardado, não rompe por causa de torção e não tem um recolhimento elástico se romper.

Um cabo de aço é o material mais forte disponível e é necessária a utilização desse tipo de cabo quando são utilizados helicópteros e cargas grandes. Entretanto, esse tipo de material é pesado, difícil de ser transportado em helicópteros pequenos e deve ser trocado sempre que forem encontradas marcas de torções no cabo.

Correntes também podem ser utilizadas com helicópteros menores e podem ser armazenadas em espaços menores que o necessário para o armazenamento de cabos. Com cargas cima de 1000 lb, entretanto, as correntes não são o material mais indicado, pois elas podem atritar e romper onde se cruzarem.

Outros aspectos importantes dizem respeito ao gancho e ao comprimento do cabo. O gancho deve possuir uma trava de segurança e o comprimento do cabo não deve ser curto, entretanto, não é interessante tenha um comprimento menor que a distância do cabo até o rotor de cauda. Mesmo com essa preocupação em relação ao comprimento do cabo, é importante que o conjunto do cabo seja pesado o bastante para não levantar em direção ao rotor de cauda.

Para manobrar no pairado, o cabo maior é mais indicado. Dessa maneira, o piloto pode enxergar e acompanhar melhor o comportamento da carga e sua relação com as partes do helicóptero, além de julgar melhor o ângulo da carga em relação ao solo. Também é mais fácil diminuir a oscilação da carga devido à utilização do cabo maior.

NO SOLO

Durante decolagem, enganchamento e sobrevoo, a segurança das pessoas que estão embaixo deve ser seriamente considerada. Essas áreas devem estar livres de detritos e coisas que, por causa do “downwash”, possam voar e atingir as pessoas que ali estejam ou, até mesmo, o próprio helicóptero.

O pessoal de terra deve ser utilizado para orientar e auxiliar os pilotos durante a operação, entretanto, deve ser habilitado para isso. O piloto não deve confiar cegamente nesses indivíduos, pois, em todos os casos, a responsabilidade total da operação recai sobre o comandante da aeronave, ou seja, o piloto.

O pessoal de terra deve ser treinado para preparar a carga, enganchar e fazer a comunicação com a aeronave através de sinais. Todos os procedimentos de segurança devem ser previamente acordados em briefing antes do voo. Devem possuir óculos de proteção, luvas, abafadores e todos os EPI necessários para a operação. O pessoal de terra nunca deve se posicionar sob a carga, tampouco entre a carga ou qualquer estrutura imóvel, evitando ser esmagado caso a carga desloque. Enquanto a carga é retirada do solo, é importante que o pessoal de terra não fique com as mãos onde elas possam ser esmagadas pela carga ou pelos próprios tirantes que a sustentam.

TÉCNICAS DE MANUSEIO E PREPARO DA CARGA

Algumas cargas são difíceis de transportar em carga externa, pois podem pendular ou girar descontroladamente devido ao seu formato. Infelizmente não existe nada que preveja o comportamento da carga. Se a carga apresentar-se instável, o que deve ser feito é colocá-la no chão e tentar montá-la novamente.

Uma vez em voo, o piloto deve estar com os reflexos treinados para alijar a carga caso a mesma oscile e não consiga controlar o movimento. O movimento descontrolado da carga externa pode, na melhor das hipóteses, interferir na pilotagem, e na pior, pode fazer que a mesma atinja o helicóptero ou até mesmo o derrube. O importante, entretanto, é ter certeza que a carga está bem montada e ajustada antes mesmo de deixar a área de enganchamento.

É importante voar na velocidade ideal prevista em manual para aquele tipo de carga e manter os limites de velocidade impostos pelo fabricante, não os excedendo em hipótese nenhuma.

Algumas cargas exigem que o voo seja de extrema precisão para se evitar o pendulamento. Se um pêndulo começar a ocorrer, é importante que haja a concentração para manter a aeronave voando estável, reta e nivelada, podendo ser necessário reduzir a velocidade.

Na aproximação final é importante fazer uma redução de velocidade gradual para que a carga não pendule longitudinalmente, passando indesejavelmente do ponto de abandono. A melhor técnica para isso é a redução gradual da velocidade, sendo necessária a estabilização da carga antes do alijamento na vertical do ponto.

AJUSTES

Durante as operações com carga externa, o piloto normalmente fica preocupado com segurança e eficiência. O ajuste adequado da carga é a chave da operação. Se o preparo da carga for inadequado, pode ser perigoso erguer e voar com a carga.

Inicialmente, para fazer o preparo da carga deve-se saber fazer amarração com nós que possam não se desfazer ou correr, e não se deve fazê-los embaixo da carga, sendo difícil ou até impossível de desatá-los.

CARGAS COM PONTO ÚNICO DE AMARRAÇÃO

Exceto para cargas específicas, a amarração em um único ponto não é a melhor maneira de prender a carga. Dessa maneira é mais fácil permitir que a carga gire, havendo até o risco da corda entrar em colapso e arrebentar. Caso a carga exija um ponto único de amarração, é importantíssimo que haja um “destorcedor” incorporado ao conjunto para evitar o colapso do mesmo.

A amarração com dois pontos com ângulo entre os cabos inferior a 45° é o método de amarração mais utilizado para a maioria das cargas. A amarração em quatro pontos também pode ser feita para cargas com a forma cúbica.

A utilização de barras estabilizadoras também é possível. A barra é utilizada para evitar que o próprio tirante force a carga e danifique a mesma. Geralmente são utilizadas duas barras que distribuem o peso do carregamento.

ESTABILIZANDO A CARGA

Caixas quadradas geralmente não tem um bom comportamento em voo e apresentam tendência de girar. Uma biruta pode ser utilizada para estabilizar o voo deste tipo de carga. Prender a biruta e uma barra horizontal pode melhorar a estabilização.

Estruturas como toras de madeira e postes também voam muito mal, sendo o problema reduzido quando se adapta um tipo de cauda à carga. Um pedaço de galho com folhas pode funcionar nesse tipo de estabilização.

REDES DE CARGA

Praticamente tudo pode ser transportado dentro de uma rede. O peso da carga deve estar bem distribuído, da maneira mais simétrica possível. Uma rede com uma lona cobrindo os objetos transportados evita que haja o espalhamento e queda de pequenos objetos. Uma rede feita com cabos de aço deve ser utilizada para o carregamento de materiais pesados ou para itens pontiagudos que podem danificar uma rede de nylon.

CUIDADO COM AERODINÂMICA

Antes de qualquer operação que envolva o transporte de grandes cargas externas, pilotos de helicóptero não familiarizados com a atividade devem avaliar cuidadosamente se o tipo e forma de material a ser transportado pode desenvolver um comportamento “aerodinâmico” indesejável em voo.

– folhas de materiais de construção – placas metálicas e assim por diante;
– tubos e manilhas de cimento ou concreto;
– pequenos barcos;
– automóveis;
– aeronaves danificada;
– piscinas de fibra de vidro;
– entre outros.

Se alguma dessas cargas realmente tiver que ser aerotransportada, deve-se considerar a utilização de algum tipo de biruta ou cauda – conforme citado em um dos tópicos anteriores visando a estabilização da carga.

DECOLAGEM SUAVE

A operação para a retirada da carga do solo exige que isso seja feita de modo muito suave. O piloto fica geralmente impedido de enxergar todo o conjunto do cabo com a carga e não consegue acompanhar a saída do solo. Dessa maneira, uma subida muito rápida, súbita, pode ocasionar um rolamento dinâmico e consequente descontrole do helicóptero. Durante a operação, em qualquer momento que for observado o afrouxamento do cabo (como quando uma cesta é afundada na água, por exemplo) pode ocorrer do cabo ficar preso sobre os esquis da aeronave.

Bibliografia: Whyte, Greg. Fatal Traps for Helicopter Pilots. New Zealand: Reed Publishing, 2003.

Texto traduzido e adaptado do original pela Seção de Investigação e Prevenção de Acidentes Aeronáuticos do Quinto Esquadrão do Oitavo Grupo de Aviação (5°/8°GAV). Cap Av Fernando: [email protected] ou 3220-3563. Texto publicado no Boletim Informativo de Segurança Operacional.

Operação com Guincho – Estudo de Caso

Eduardo Beni

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8 de junho de 2013

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Aircraft Accidente Report No 93-017. Acidente ocorrido em 14 de novembro de 1993, em Tasman Sea, North Island, New Zealand, com a aeronave Bell 212, com duas vítimas fatais.

Em 12 de novembro de 1993, um exercício de operação de guincho sobre a terra foi realizado envolvendo 05 homens de resgate de uma mesma companhia. O exercício durou aproximadamente três horas e transcorreu sem problemas.

Às 08h00 do dia 14 de novembro, os mesmos participantes do treinamento do dia 12 se reuniram na sede da companhia para o briefing de um treinamento para içamento tipo “convés”. O briefing foi conduzido pelo tripulante mais experiente na operação com guincho, incluindo um vídeo de segurança e demais discussões sobre o tema. Nenhum dos dois pilotos, um dos quais também era operador do guincho, participou do briefing preliminar. O piloto mais antigo estava ciente do programa de treinamento e estava familiarizado com os tópicos discutidos em briefing.

A aeronave decolou da base às 09h25. As três primeiras surtidas duraram aproximadamente 30 minutos cada, realizando cerca de 24 ciclos de guincho sem nenhum problema.

A quarta surtida envolveu um homem de resgate experiente e uma vítima, que também era homem de resgate. Após a decolagem da base, a aeronave estabeleceu comunicações com a embarcação onde seria feito o treinamento, que estava a 2 NM da costa com velocidade de 2 Kt. O vento estava de proa com a embarcação e era de 120º, com 30 kt. O mar estava com ondulações médias de 13 a 16 pés, segundo estimativas do piloto do helicóptero.

A bordo do helicóptero estavam o “piloto voando”, o operador do guincho (que também era piloto de Bell 212), o homem de resgate, a vítima e um observador (que também era “Homem-SAR” treinado). A comunicação da cabine ficava em “Hot-Mic” durante toda a operação, pois isso permitia que o operador utilizasse as duas mãos na operação.

A primeira manobra após a aproximação para a vertical do convés foi o baixamento do resgateiro e da vítima para o centro do convés, num pairado de cerca de 33ft acima da popa do navio. A próxima movimentação seria o recolhimento do “Homem-SAR” com a maca vazia para o interior do helicóptero.

O helicóptero permaneceu pairado na posição durante todo o ciclo. O piloto preferiu manter a posição sobre o navio, mesmo quando autorizado pelo operador do guincho a se afastar.

Quando o “Homem-SAR” embarcou no helicóptero com a maca, ele conversou rapidamente com o operador e pediu que fosse solicitado ao piloto para permanecer “on station” (na posição) na próxima vez que fosse içado com a vítima para o helicóptero. O operador transmitiu essa solicitação como se fosse um pedido para permanecer sobre o navio durante o içamento e o piloto concordou. – Nesse trecho observa-se certa despadronização na linguagem, restando dúvida sobre o que foi solicitado. A solicitação foi para permanecer na posição prevista (on station) ou manter a posição do pairado sobre o mesmo ponto??

Após o tráfego de treinamento, o homem de resgate foi então baixado até o convés da embarcação. Após o “resgateiro” ter chegado ao deck, pelo menos, 49 ft de cabo ficaram espalhados pelo no chão. Esse excesso anormal de cabo espalhado pelo deck foi proposital para compensar o balanço do navio, evitando que o “resgateiro” ficasse pendurado ou fosse arrastado devido ao movimento. Enquanto cedia mais cabo, o operador chegou a perder o contato visual com o resgateiro e percebeu que foi cedido mais cabo do que ele tinha comandado. Isso foi suficiente para ele comunicar ao piloto, “posso estar tendo um disparo do guincho” ou palavras com esse efeito.

O manual de procedimentos utilizado pela companhia especificava que, se o operador de guincho não conseguisse controlar o cabo, ele deveria informar “disparo para cima/baixo” (maneira padronizada). O operador avisou ao piloto que, de maneira geral, tinha ocorrido um disparo. Em resposta ao operador, o piloto desligou a chave do guincho, conforme previsto no manual de procedimentos. No entanto, no manual não havia nada previsto sobre que deveria ser feito após o desligamento do guincho.

Tanto o manual do operador como o do fabricante concordavam que nenhuma operação com o guincho deveria ser executada após uma falha. No evento, o piloto restaurou a energia do guincho após a concordância do operador. O operador afirmou que, após o religamento do guincho, ele mesmo verificou que o pendante funcionava normalmente.

Após o recolhimento do cabo excessivo, o homem de resgate conectou a maca ao guincho e sinalizou para o operador, pois ambos estavam prontos para o recolhimento. Os dois foram erguidos do convés pela aeronave e, na sequencia, começou o içamento. O operador não incluiu o “livre deslocamento à esquerda” (procedimento que era padronizado) porque o piloto já havia concordado em manter sobre o navio. O procedimento previsto seria a retirada na vertical do “Homem-SAR” com a vítima pela aeronave para a verificação do C.G. e, quando tudo estivesse de acordo, o piloto autorizaria o início do içamento.

O piloto manteve o pairado a 50 ft sobre o convés durante todo o procedimento. Quando os elementos içados chegaram próximos à porta da aeronave, por já estarem corretamente alinhados com a posição de entrada na cabine, o operador não fez uma pausa no recolhimento do cabo. A pausa do recolhimento do cabo só seria feita caso houvesse a solicitação por parte do “Homem-SAR”, o que não foi observado pelo operador. O operador afirmou que teve a iniciativa de parar o recolhimento do cabo mesmo sem a sinalização do “resgateiro”, no entanto, o enrolamento do cabo continuou. O sinal para parar o recolhimento do cabo, embora esperado pelo operador, não é obrigatório, devendo haver a parada do recolhimento antes do conjunto do gancho encostar no batente do guincho, que acionaria uma das “switch” de parada automática do recolhimento.

O enrolamento do cabo continuou mesmo com o batente do guincho sendo alcançado e, após aproximadamente 2 segundos, ocorreu a ruptura do cabo. A queda dos tripulantes ocorreu exatamente sobre o convés da embarcação, tendo como consequencia duas vítimas fatais.

ANÁLISE

Os investigadores do acidente encontraram evidências que mostram que a força do cabo já tinha sido degradada devido à abrasão interna. Em áreas do cabo onde ocorreram pequenas torções, era evidente o desgaste encontrado. A ruptura do cabo ocorreu a cerca de 30 centímetros do gancho. Embora presente, todo o desgaste verificado fato não foi contribuinte direto para o acidente.

Para a correta analise deste acidente, algumas considerações sobre o guincho devem ser feitas:

1) O guincho em questão tinha uma série de recursos de segurança projetados em sua fabricação e operava com uma velocidade normal de 150 ft/min. Deve-se observar que fazer o recolhimento do cabo com velocidade máxima e subitamente parar, especialmente com peso aplicado, impõe estresse a mais no cabo o que eventualmente degrada sua integridade.

2) O fabricante do guincho projetou um mecanismo de segurança que diminuiria automaticamente a velocidade de recolhimento do cabo próximo ao seu final. Com 20 ft de cabo para a posição totalmente recolhida, a velocidade seria reduzida em 50 % (75 ft/min) e com 2 ft para a posição completamente recolhida a velocidade deveria ser recolhida para 15 ft/min.

3) Quando o gancho encostasse no batente do guincho, isso acionaria outras duas “microswiches” em sequencia que interromperiam o fornecimento de energia para o motor do guincho. Se, apesar de todos esses sistemas, o guincho continuasse a enrolar a uma velocidade máxima, a resistência equivalente a um terço da capacidade máxima do mecanismo acionaria um sistema de embreagens que também cortaria a energia fornecida ao conjunto.

Neste acidente, a investigação revelou que os circuitos do guincho apresentaram um curto devido a uma falha de dois transistores na caixa de controle de energia. A falha dos transistores provocou uma falha no pendante do operador e também causou a ineficácia do sistema de sobrepujamento do controle dos pilotos. A falha dos circuitos também desativou os dois redutores de velocidade e os dois sistemas de desativação do motor no batente do guincho. Nesse caso, a única maneira de parar o guincho seria com o desligamento do mesmo pelos pilotos (colocação do interruptor “power switch – off”).

A pesquisa para a investigação revelou ainda que o manual do operador de guincho possuía algumas recomendações que, se tivessem sido cumpridas, mitigariam as consequências do acidente:

Recolhimento de cabo
Com a aeronave posicionada na vertical da vítima, o operador comanda a subida vertical da mesma até que o homem de resgate (com a maca e vítima) fiquem pouco acima do solo para a verificação do C.G. da maca. Neste ponto, satisfeito com o CG, o piloto comanda o “livre içamento”. O operador do guincho inicia o içamento e comanda “livre para frente e para baixo”, ao mesmo tempo que obedecendo o comando, o piloto comanda a aeronave para a frente e para baixo suavemente, evitando que o homem sar fique suspenso a uma altura da qual não se machuque com gravidade se cair.

Içamento sobre convés
O procedimento prevê que (exceto caso hajam obstáculos que impeçam o deslocamento com pessoal no guincho) o operador deve posicionar o helicóptero para a esquerda, livrando o convés da embarcação. Estando em área livre de obstáculos, sobre a água, o helicóptero deslocará para frente e para baixo durante o içamento.
(Fonte: Transport Accident Investigation Commission, New Zealand)

O manual do operador, na parte sobre emergências, alerta sobre as consequências de se deixar o guincho ser recolhido até o batente com velocidade total: “Toda operação com guincho deve ser conduzida sem ter confiança total nas “switch” de desligamento”, e alerta ainda sobre a possibilidade de se causar dano ao cabo com a parada imediata (ao tocar nas “switch” de desarmamento) com velocidade total.

O manual também alerta que, em treinamento, não é aconselhável erguer pessoal com guincho a uma altura superior a 15 ft do solo.

A investigação concluiu ainda que, caso as recomendações de segurança do manual tivessem sido cumpridas, os danos ao pessoal envolvido seriam limitados aos danos de uma queda de 15 ft de altura sobre a água.

POTENCIAIS ARMADILHAS

Existem inúmeras armadilhas associadas à operação com guincho. Pela natureza da atividade, a utilização do guincho para resgate, por exemplo, raramente é uma operação simples, em dias ensolarados e sem vento. Também, entre 35 e 175 ft de cabo extendido, a operação do helicóptero fica exatamente dentro da curva do homem morto. Entretanto, a prudência nos diz que só devemos permanecer nessa situação durante o tempo necessário para a conclusão da tarefa.

Maneiras de evitar ou, pelo menos, mitigar as consequências de um desastre em potencial:

1) Cuidados e manutenção do equipamento: Cuidado com o cabo do guincho é fundamental. Grande parte dos cabos de guincho tem o limite de carga de duas pessoas (aproximadamente 600 lb). Entretanto, o cabo é projetado para suportar até três vezes o valor máximo estipulado pelo fabricante. As causas de deterioração do cabo incluem torções, interrupções bruscas de içamento com grande quantidade de carga presa e o recolhimento do cabo até o limite com velocidade máxima. Os guinchos atuais possuem redutores automáticos de velocidade que minimizam o último problema citado. Os fabricantes determinam a frequência das inspeções, visando manter a integridade do material.

2) Padronização de procedimentos: Procedimentos padronizados devem existir e serem seguidos. Pilotos e operadores devem ter suas tarefas individuais, entretanto, toda a tripulação deve agir como um corpo único. As palavras, frases, termos e unidades de distância usados pelo operador devem significar o mesmo para toda a tripulação – devem ser padronizados para evitar confusão. Por exemplo, nunca dizer “guincho para baixo” ou “guincho para cima”, pois a primeira palavra pode ser entrecortada e gerar dúvida . O piloto pode entender que o helicóptero deve descer ou subir de acordo com a orientação. Confusões entre os tripulantes podem aumentar o
tempo gasto no trabalho, aumentando o risco da operação.

3) Treinamento correto: O treinamento deve ocorrer em circuito padronizado e então ser modificado apenas em situações reais. Alguns manuais dizem que os homens presos ao guincho não devem ficar pendurados a uma altura superior a 15 ft. Em situações reais, pode ser necessário que os homens de resgate fiquem expostos a alturas superiores a 100 ft, no entanto, nada justifica acidentes fatais causados por riscos assumidos desnecessariamente em treinamento.

Bibliografia: Whyte, Greg. Fatal Traps for Helicopter Pilots. New Zealand: Reed Publishing, 2003.

Texto traduzido e adaptado do original pela Seção de Investigação e Prevenção de Acidentes Aeronáuticos do Quinto Esquadrão do Oitavo Grupo de Aviação (5°/8°GAV). Cap Av Fernando: [email protected] ou 3220-3563. Texto publicado no Boletim Informativo de Segurança Operacional.

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