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17.04.2018 | N-772SW | B737 | PHL | Uncontained Engine Failure


Rolf

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Es geht (zumindest wenn man die EASA EAD 2018-0093-E nimmt) um die Gesamt-FC des Motors und der Schaufeln - das ist ja das Problem.
Man muss jetzt eigentlich die Lebenslaufakte jeder Schaufel in die Hand nehmen und nachschauen wie hoch der Zähler ist.
Hat der Motor mehr als 30.000 FC dann müssen alle Schaufeln untersucht werden.
Hat der Motor weniger als 30k und die Schaufel FCs sind unbekannt oder mehr als 20k dann ist die Kontrolle innerhalb von 133 Tagen nach dem 20 April 2018 (effective date dieser AD) notwendig.
Hat die Schaufel weniger als 20k, dann muss die Kontrolle innerhalb von 133 Tagen nach dem 20 April 2018 (effective date dieser AD) gemacht werden oder wenn 20k überschritten wird, je nachdem, was später eintritt.
Ich vermute mal, das die FAA in ihrer AD noch entsprechend (nach-)definieren wird.

 

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Und wieso tritt das Problem nur bei den CFMs in den 737 auf. CFMs gibt es bekanntlich auch auf A320, A340, B707-Tanker.

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Hat Boeing bei ihren Triebwerken auch keine Obergrenze bei den Zyklen? Bei den Rümpfen bzw. beim restlichen Triebwerk gibt es ja keine Limite (im Gegensatz zu Airbus).

Triebwerke haben Live Time Limits für viele verbauten Teile. Da diese Limits vom Triebwerkshersteller kommen, ist es kein Airbus / Boeing Ding. Die Fan Disk von der sich das Fan Blade an der N772SW verabschiedet hat, lebt z.B. in dieser Motorkonfiguration (24K) maximal 30.000 FC.

Für die Fan Blades habe ich kein Limit gefunden.

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Und wieso tritt das Problem nur bei den CFMs in den 737 auf. CFMs gibt es bekanntlich auch auf A320, A340, B707-Tanker.

Das ist die 10-Millionen-Frage...

 

Prinzipiell sind die Triebwerke alle etwas anders beansprucht, wie viel Schub mit welcher Fandrehzahl bei welcher Fahrt und Höhe jeweils produziert wird, ist individuell. Oft sind es Vibrationen, die zu Zusatzlasten und Ermüdung führen, für die ist auch noch die Steifigkeit der Motoraufhängung und das Gewicht der Cowling wichtig.

Kapitel 2.2 des British Midland 92 Unfallberichts behandet die spezifischen CFM Probleme an der (damals neuen) 737-400. Damals wurden Vibrationen übersehen, die sich im Steigflug mit maximaler Steigleistung oberhalb etwa 10.000 ft bei dem Muster CFM 56-3C bei bestimmten Fluggeschwindigkeiten entwickeln können. Getestet wird nun mal hauptsächlich auf dem Prüfstand, wo solche Zustände nur simuliert werden, und schon kleine Veränderungen der Parameter können für Probleme sorgen.

 

Ich denke, das NTSB wird sich die alten Untersuchungen des AAIB aus den 80ern auch nochmal ganz genau ansehen...

 

Mal sehen, wie viele weitere angerissene Schaufeln jetzt entdeckt werden.

 

Gruß

Ralf

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Ich nehme an, die FMGS-gesteuerten Fadecs im Autothrust-Mode auf einem Airbus sind weniger belastend als die "mechanische" Bedienung eines Fadecs desgleichen Triebwerks auf einem Boeing.

 

Dani

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Und wieso tritt das Problem nur bei den CFMs in den 737 auf. CFMs gibt es bekanntlich auch auf A320, A340, B707-Tanker.

 

 

Ich nehme an, die FMGS-gesteuerten Fadecs im Autothrust-Mode auf einem Airbus sind weniger belastend als die "mechanische" Bedienung eines Fadecs desgleichen Triebwerks auf einem Boeing.

 

Dani

Warum bei den B-737 und nicht beim Boeing-707-Tanker? frage ich mich.

Vielleicht "engine-cycle-fatigue" bedingt? Ein Tanker isch schliesslich kein LoCo-Operator, würde ich meinen ;) .

Gruss

Richard

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Tanker haben natürlich viel weniger Zyklen (Anzahl Flüge). Ein Jettriebwerk wird weniger durch gleichbleibenden Betrieb belastet als vielmehr durch ewiges Beschleunigen, Bremsen, Abkühlen und Aufheizen.

 

Dani

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Ein Jettriebwerk wird weniger durch gleichbleibenden Betrieb belastet als vielmehr durch ewiges Beschleunigen, Bremsen, Abkühlen und Aufheizen

​Der Heißteil ja, der Fan nicht.

 

Für den Fan ist Steigflug bei größerer Geschwindigkeit / in größerer Höhe am kritischsten, dann werden (in der Regel) die höchsten Drehzahlen erreicht.

 

 

Ich nehme an, die FMGS-gesteuerten Fadecs im Autothrust-Mode auf einem Airbus sind weniger belastend als die "mechanische" Bedienung

Schwer zu sagen. Bei Lagern in der Flugsteuerung ist es umgekehrt, die mögen lieber wenige größere Ausschläge als die ständigen Mikrokorrekturen des Autopiloten/FBW bei denen sich kein ordentlicher Schmierfilm ausbildet.

 

Bei einem so komplexen Gebilde wie einem hochdrehenden Kreisel an einer relativ elastischen Struktur den du von Null auf Maximaldrehzahl durch den vollen Bereich betreibst hast du immer unvermeidlich irgendwelche Resonanzfälle, irgendwelche Eigenformen in denen etwas schwingen kann. Das gibt dir die Ermüdungszyklen die wirklich weh tun.

 

Analog zur PA-28 sollte das aber inzwischen bei dieser Flugzeug-Triebwerks-Kombination vollständig bekannt sein. Die Triebwerksflotte altert ja auch nicht, sie wird kontinuierlich verjüngt. Wir sollten also alles bereits gesehen haben. Was jetzt anders war, wird zu klären sein. Materialqualität? Fertigungstoleranzen? Nachlässigkeiten in der Wartung? Ungünstige Betriebszustände?

Diese 737-Familie mit diesem Triebwerk ist in den 80ern ja nicht unbedingt für die Inneramerikanischen Mittelstrecken gebaut worden, die sind damals mit DC-10 oder L1011 bedient worden, die 737 hat nur die Kurzstrecke geflogen, die heute mit Embraer/CRJ bedient werden. Vielleicht betreibt man sie heute mit höheren Gewichten / mehr Schub gegen Ende des Steigflugs als ursprünglich, steigt vielleicht auch höher (hier: FL320), kommt in früher nicht bemerkte Resonanzbereiche.

Ausserdem halten Triebwerke heute dank Flex länger, aber nur der Heißteil. Der Fan wird jetzt länger betrieben als früher, aber nicht so viel weniger belastet.

 

Da wir hier vom ersten Toten im U.S. Jetflugbetrieb seit 2009 reden, wird das NTSB wohl keinen Stein auf dem anderen lassen...

Zumal derzeit im Triebwerksbereich ohnehin viel Unsicherheit herrscht, weil ständig neue Probleme auftreten.

 

Gruß

Ralf

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wobei wir schon bemerken dürfen, dass diese Triebwerke (egal welcher Klasse und welcher Marke) sensationell zuverlässig sind. Auch wenn da hie und da einer hopps geht (du hast wahrscheinlich auch auf die RR Trent 1000 vom 787 angespielt), darf man doch sagen, dass es noch nie so zuverlässige Maschinen gegeben hat, die 10 000fach jeden Tag unermüdlich ihre Arbeit tun, auf längsten Strecken und manchmal fast den ganzen Tag, und dies auf viele Jahre oder sogar Jahrzehnte hinaus.

 

Es gibt wahrscheinlich kein zuverlässigeres Ding das die Menschheit je hervorgebracht hat, zumindest nicht wenn man die Kompexität betrachtet. Jeder Ottomotor ist im Vergleich eine Eintagsfliege. Auch wenn es ein paar Mercedes Diesel gibt, die paar Mio Km gemacht haben: Ein Jettriebwerk macht einen halben Erdumfang pro Tag!

 

Dani

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dass es noch nie so zuverlässige Maschinen gegeben hat

Hoffen wir, dass das CFM nicht der Peak in dieser Kurve war... Nach dem JT8D hat auch keiner mehr gelaubt, dass es noch zuverlässiger geht.

Wer Verbrauchsmäßig das letzte rauskitzelt (und seit dem CFM ist noch richtig was passiert!) geht halt auch an ein paar Grenzen.

Für die Energiedichte, Drehzahlen, Temperaturen und Drücke die in Turbomaschinen herrschen, sind sie phänomenal zuverlässig. Und dann schütteln wir sie auch noch, beregnen sie, beschiessen sie mit Hagel und Vögeln (und Drohnen)...

 

Und es sind nicht nur die RR Trents, auch dass GTF, das GEnX, die drei uncontained failure auf der Runway (ich glaube jeder Hersteller hatte eins davon, GE, P&W und RR...). In letzter Zeit haben sich die Probleme ein bisschen gehäuft. Kann eine statistische Anormalie sein. Hoffen wirs.

 

In einer Flight Global bewirbt RR in den späten 50ern das Avon als das erste Triebwerk, das 1000 Stunden hält. Wir sind weeeeeeiiiiit gekommen seit damals.

 

Gruß

Ralf

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  • 2 Wochen später...

Ich glaube auch, daß Triebwerke in der GA unheimlich standhaft und auch sehr solide sind!

Selbst bei den mittlerweile uralten JT8D-Triebwerken finde ich es erstaunlich, wie zuverlässig sie auch heute noch ihren Dienst verrichten :)

 

Dass Triebwerke allerdings so ziemlich das Zuverlässigste sind, mag durch Unwissenheit ein Trugschluß sein.

Ein moderner 4-Takt-Schiffsdiesel (3000KW+) von Wärtsilia hat bis auf ein Bauteil (12000 Stunden Intervall) Wartungsintervalle von >30000 Stunden, Wechsel sind vorgesehen bei der dreifachen Stundenzahl der Wartungsintervalle...auch wenn Reedereien deutlich öfter nach dem Rechten sehen.

Bei den großen Zweitaktern gibt es zwei Bauteile, die Wartungsintervalle um 10000h benötigen, alle anderen Teile liegen bei heutigen Maschinen bei 40000+ Stunden.

 

Ihr habt allerdings vermutlich mehr Glück bei der Treibstoffversorgung...gerade bei den Filtern müssen wir aufgrund des benutzten Schweröls je nach Qualität desselben bis zu täglich checken. Einspritzdüsen müssen schon nach wenigen 100 Stunden ausgetauscht und gereinigt werden...Schweröl ist halt grundsätzlich sehr unrein :(

 

Bezogen auf die Drehzahl seid Ihr natürlich absolute Spitze!

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Dass Triebwerke allerdings so ziemlich das Zuverlässigste sind, mag durch Unwissenheit ein Trugschluß sein.

 

Hallo Markus, 

 

Vielen dank für die Einsicht in die langsam drehenden und grosshubigen Ungetüme.

 

Aber so vergleichen wir Äpfel mit Birnen. Bei Schiffsmotoren kann die Wartung auch bei laufender Maschine stattfinden, man schaltet dann halt mal einen Zylinder ab und die Betriebsstunden zählen weiter.

Wenn bei uns ein Triebwerk läuft, dann läuft es und Wartung bei laufenden Triebwerk ist nicht möglich. Zudem sind die Betriebzyklen wesentlich höher. Wie viele Zyklen werden bei 12'000hrs erreicht? Ein Zyklus sollte dann vom Maschinen Start bis zu vollständingen Stillstand der Maschine zu verstehen sein.

 

Ich kann dir mal einen groben Überblick über die Laufzeiten beim CFM56-7B geben:

Basis sind hier eine durchschnittliche Flugzeit einer 737NG von etwa 9 hrs und in etwa 5 Cycles am Tag.

 

Basierend auf diesen Zahlen hat das 7B Triebwerk etwa folgende Laufzeiten (Das ist natürlich immer vom Operator abhängig, aber -7B weit gesehen sind es recht genaue Werte):

~7'000hrs bis ein Triebwerk einen Ungeplanten Wechsel benötigt.

Das entspricht ungefähr einem Triebwerkswechsel alle 2 Jahre.

Ungeplant bedeutet entweder eine Beschädigung welche einen Triebwerkswechsel nach sich zieht (Vogelschlag, Ölverbrauch, FOD, Vibrationen...) aber auch wirtschaftliche Gründe (Performance restoration bzw. sogenannte convenience removals).

 

Einen IFSD kann mann in etwa alle ~70'000hrs erwarten, das entspricht etwa alle 20 Jahre (bei etwa ~15'000    -7B Triebwerken in Betrieb).

Einen Startabbruch verursacht durch ein Triebwerk kann man in etwa all 50'000hrs erwarten, also alle 14 Jahre ungefähr.

Bearbeitet von Tigerstift
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Danke für die Einsicht in Eure Wartungen, Sebastian :)

 

Es gibt hüben wie drüben stark wechselnde Zyklen per Anno.

Bei Euch sind es mit hohen Zyklen die Kurzstreckenflieger, bei uns sind es vor Allem die Feeder oder Fähren...da kann es innerhalb von 24 Stunden auch zu vier bis acht Zyklen (seltener auch mehr) pro Tag kommen.

Dann gibt es bei Euch die Langstrecken mit geschätzten 1-2 Zyklen täglich, hier haben wir natürlich uU weitaus niedrigere Zyklenzahlen mit 1/5-1/10 pro 24h. Dies ist bei uns aber eigentlich die Domäne der großen Zweitakter.

 

Das Abschalten einzelner Zylinder ist kurzzeitig zulässig, sollte aber nur so selten und kurz wie irgend möglich passieren, da die Maschine dann ins Ungleichgewicht kommt und Vibrationen sowie ungleichmäßiger Lauf (die Maschine entwickelt dann sozusagen Rhytmusstörungen) eine Reduktion der Drehzahl benötigt und die Leistung auf möglichst nicht über 50% (abhängig von Hersteller, Typ und Dienstzeit der Maschine) gedrosselt werden muss.

Das Aushängen eines Zylinders wird nur in absoluten Ausnahmefällen praktiziert, da es einen Stopp der Maschine während der Fahrt mit mehrstündigen Arbeiten bedingt - alle Schiffe mit nur einer Maschine sind dann während dieser Zeit manövrierunfähig.

Das Anlaufen mit einem ausgehängten Zylinder ist recht kritisch, die Maschine darf dann eine begrenzte Zeit mit stark reduzierter Drehzahl und Leistung betrieben werden.

Die durch das Ungleichgewicht stark erhöhte Belastung sorgt für stark erhöhten Verschleiß und nicht selten müssen bei einer entgültigen Reparatur im Hafen die Maschinen soweit zerlegt werden um die Kurbelwellenlager zu reparieren oder auszutauschen.

Heute wird mit ausgehängtem Zylinder nur solange gefahren, bis ein Schlepper verfügbar ist, manchmal riskiert man auch den defekten Zylinder bis zur Verfügbarkeit eines Schleppers weiterzubetreiben, auch wenn dadurch im Hafen die ursprünglich kleine Reparatur deutlich aufwendiger, teurer und langwieriger wird (Bspl.: aus einem Kolbenringdefekt wird der Austausch ganzer Kolben und Laufbuchsen).

Hat man mehr als eine Maschine, so kann sehr Vieles natürlich während des laufenden Betriebs gemacht werden ;)

Bearbeitet von TSC Yoda
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Und wer macht jetzt noch den Vergleich mit der Dampfmaschine der Blümlisalp auf dem Thunersee, die seit 1906 (mit nur 21-jährigem Unterbruch) läuft, mit je einem Ölpintchen auf den Pleuellagern ...?

 

Gruss Stefan

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Und wer macht jetzt noch den Vergleich mit der Dampfmaschine der Blümlisalp auf dem Thunersee, die seit 1906 (mit nur 21-jährigem Unterbruch) läuft, mit je einem Ölpintchen auf den Pleuellagern ...?

 

Gruss Stefan

Aber interessant ist es eben auch, einmal zwischendurch in unserem FF die Probleme eines Technikers der Hochseeschiffahrt kennenzulernen! 

Wobei, die "Blüemlisalp" ist auch interessant. Einfach ein Ruderboot zu den Schiffen die TSC Yoda fährt.

 

Wenn man in einem technischen Beruf tätig ist, sollte man sich eigentlich auch für andere technische Berufe interessieren.

Und diese vor allem nicht ins Lächerliche ziehen!

 

Erich

Bearbeitet von Ted
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Wenn man in einem technischen Beruf tätig ist, sollte man sich eigentlich auch für andere technische Berufe interessieren.

Und diese vor allem nicht ins Lächerliche ziehen!

 

 

Die Dampfmaschine der Blümlisalp erachte ich als einen Höhepunkt der Ingenieurskunst und kann ihr im Betrieb viel länger zusehen als einer Gasturbine, wo man von aussen fast nichts mehr sieht. Diese Dampfmaschine wurde noch ohne Computer entwickelt und die Blümlisalp sei heute noch das schnellste Passagierschiff auf dem Thunersee. Der Hauptgrund, weshalb sich diese phantastische Technologie nicht auf Luftfahrzeuge übertragen liess, dürfte das Gewicht sein (wie eben auch bei den Jenbacher Gas- oder Wärtsilä *-Dieselmotoren). Ich glaube die Diskussion schweifte zu der Zuverlässigkeit von Maschinen ab!

 

Stefan

 

*) ehemals Sulzer-Diesel

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Basis sind hier eine durchschnittliche Flugzeit einer 737NG von etwa 9 hrs und in etwa 5 Cycles am Tag.

In den USA reden wir allerdings auch von vielem Flügen, bei denen die Reichweite voll ausgenutzt wird. Die 737 ist in den USA keinesfalls ein reines Kurzstreckenflugzeug, im Gegenteil, die Kurzstrecken werden noch viel mit den Hecktriebwerks-Embrarers und dem CRJ geflogen.

Bei uns in Mitteleuropa ist das Maximum wohl in die Türkei, nach Ägypten oder zu den Canaren, während ein Großteil der Flüge eher 1.5 Stunden oder sogar kürzer ist. Die Lufthansa hat ihre 737 zum Schluss in der Regel mit mehr als 5 Cycles am Tag betrieben. In den USA sind es oft deutlich weniger.

 

Von welcher Größenordnung kg/kW reden wir eigentlich bei Schiffsdieseln, im Vergleich zu unseren Leichtbautriebwerken? Wer massiv bauen darf, kann leicht langlebig bauen...

 

Gruß

Ralf

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Nur kurz, damit ich keinen auf den Deckel bekomme:

 

Ralf,

-bei 4-Taktern sprechen wir von um 9-10kg/kW

-bei den großen Zweitaktern liegen wir bei um 25-30kg/kW

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oder mit anderen Worten: Die Schiffsdiesel sind bei gleicher Leistung 180 mal schwerer, und drehen 150 mal langsamer...

Da kann man leicht 10 mal langlebiger sein.

 

Was nicht heisst, dass das nicht auch technische Meisterwerke sind, nur halt Birnen, keine Äpfel.

 

Gruß

Ralf

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Nicht ganz so trivial: wenn man schwerer bauen kann, kann man das Spannungsniveau herabsetzen und die Ermüdungssicherheit erhöhen. Hingegen dürften die tribologischen Herausforderungen ähnlich bleiben. Denn auch eine schwere Maschine sollte ihren Wirkungsgrad nicht vorzeitig verlieren. Ob sich bessere Materialpaarungen finden lassen, wenn Gewicht keine Rolle spielt, weiss ich auf Anhieb nicht. Die Anforderungen an die Schmierstoffe dürften m.E. ähnlich sein. Ich weiss, dass es nunmehr auch high-tech Dampfmaschinen (Rekuperation aus überschüssigem Prozessdampf) gibt, deren Fortschritt zwischen Kolben und Zylinderwand stattgefunden hat...

 

Gruss Stefan

Bearbeitet von teetwoten
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.................

-bei 4-Taktern sprechen wir von um 9-10kg/kW

-bei den großen Zweitaktern liegen wir bei um 25-30kg/kW

Das überrascht mich jetzt aber, daß 2-Takter schwerer als 4-Takter ausfallen. Bei Motorrädern war es immer umgekehrt. :unsure:

 

Gruß

Manfred

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Das überrascht mich jetzt aber, daß 2-Takter schwerer als 4-Takter ausfallen. Bei Motorrädern war es immer umgekehrt. :unsure:

 

 

Im Allgemeinen braucht ein 4-Takter mehr Teile und ein 2-Takter lediglich Zusatzkanäle. Ein weiterer Unterschied, der sich möglicherweise stärker auf das Gewicht auswirken dürfte, könnte die Frage nach der Kühlung sein, nämlich luft- oder wassergekühlt! Ob ein wassergekühlter 2-Takter-Zylinder wegen zusätzlicher Kühlkanäle dickwandiger sein muss?

 

Bei den früheren Gyrokoptern gab es doch die eleganten 2-Takt-McCulloch-Motoren welche beneidenswert leichter waren als unsere zweckentfremdeten VW-4-Takt-Motoren...

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  • 1 Jahr später...

Laut NTSB hat es enen Ermüdungsrriss in einer der großen Fanschaufen im Schwalbenschwanz gegeben.

Dieser war bei der Triebwerksinspektion davor noch nicht zu sehen gewesen, vermutlich zu klein im UV Licht.

Als die Schaufel brach und nach außen flog, durchdrang  diese zwar nicht die Cowling, zerspritterte diese aber.

Ein Trümmerstück der Cowling flog gegen den Rumpf in Fensternähe. 

Beim Aufprall wurde das Fester beschädigt, durch die austretende Luft (Überdruck) nach außen weg gedrückt.

Der PAX war zwar angeschnallt, ist aber trotzdem in das Fensterloch beblasen worden und blieb dort mit dem Kopf+ Oberkörper stecken, dichtete teilwiese das Loch wieder ab, wodurch ein wieder zurück ziehen nicht gelang.

 

Weder bei der Warung, noch der Besatzung kann hier ein Vorwurf gemacht oder Fehlverhalten nachgewiesen werden, alle haben sich vorschriftsmäßig verhalten.

 

Quelle  und NTSB und

https://avherald.com/h?article=4b7725fb&opt=0

Grüße Frank

 

Bearbeitet von Frank Holly Lake
Aufgrund des Wunsches von ich repariere Flugzeuge auf Cowling geändert
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NTSB recommends Boeing redesign and retrofit engine casing on thousands of 737s

 

After investigating an engine blowout that killed a Southwest Airlines passenger last year, federal safety officials on Tuesday said Boeing should be required to redesign the engine casing on its 737 NG airplanes, and airlines should retrofit more than 6,800 planes currently in service worldwide.

The cause was a fan blade in the left engine that broke off and sent metal shrapnel ripping through the engine casing, piercing the fuselage and causing the cabin to decompress. 

The tragedy raised questions about safety oversight because of a similar engine explosion on a different Southwest flight 19 months earlier. After that earlier incident the Federal Aviation Administration (FAA) mandated inspections of engine fan blades — but the inspections failed to detect the cracked fan blade that caused the fatal accident.

The NTSB issued a series of recommendations, including that the FAA require Boeing to redesign the casing around the engine to prevent penetration by hot metal shrapnel in the event of an engine explosion.

On Flight 1380, it was the disintegration of the fan cowl that did most damage. That’s the middle part of the pod that wraps around the engine; a part that opens up on hinges to allow access for maintenance.

Boeing said it “is working on a design enhancement that would fully address the safety recommendation from the NTSB.”
“Once approved by the FAA, that design change will be implemented in the existing 737 NG fleet,” Boeing added.

The NTSB said the accident investigation revealed that when the fan blade broke off, it hit the casing at a particularly vulnerable spot. It recommended that the FAA assess whether other airplane/engine combinations have similar critical locations where the casing may need to be strengthened.

Boeing likewise said that “all 737 NGs are safe to continue operating normally as the issue is completely mitigated by the fan blade inspections” in the FAA directives that followed the fatal accident.

https://www.seattletimes.com/business/boeing-aerospace/ntsb-recommends-boeing-redesign-and-retrofit-engine-casing-on-thousands-of-737s/?utm_source=twitter&utm_medium=social&utm_campaign=article_inset_1.1

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