Casualties unknown

2023-01-17: UAV/AVIX AXH-E230 (B-AAA01397) — DongHe Township, Taitung County, TW

DongHe Township, Taitung County, TW

On January 17, 2023, an UAV/AVIX AXH-E230 (registration B-AAA01397) was involved in an aviation accident near DongHe Township, Taitung County, TW. Investigators recorded the probable cause as: 本事故系因该机尾旋翼变距连杆于飞行中断裂而无法控制飞行姿态,与飞航控制电脑及操作人之操作无关。. This summary draws on records from the Taiwan Transportation Safety Board (TTSB).

Sourcesthe Taiwan Transportation Safety Board (TTSB)Primary reportUpdated 1784469385Data APIEditorial standards

海洋委员会海巡署东部分署一架田屋科技AXH-E230RS型无人直升机(注册号B-AAA01397)在执行飞行测试返航时于台东都兰观海平台岸际沙滩坠毁,无人伤亡。调查确认尾旋翼变距连杆断裂导致失控。

事故经过

2023年1月17日0939时,海洋委员会海巡署东部分署第四无人机区队一架田屋科技AXH-E230RS型遥控无人直升机(注册号B-AAA01397)执行飞行测试返航时,于台东县东河乡都兰观海平台岸际沙滩坠毁。事故未造成人员伤亡。该机由海巡署无人机维护商神通资讯科技股份有限公司的下包商仲硕科技股份有限公司于月保养后进行飞行测试。规划航向086度、航高60米(197英尺)、距离约10公里直线往返。0913时起飞,确认状态正常后切换自动模式飞行。返航途中距起飞点约280米、高度60米处,航向左、右偏摆后向左失控自旋。操作人将飞行模式由自动切换为手控模式,但仍无法控制。该机自旋8圈后主旋翼撞击尾桁,最后记录高度57米,坐标N22°52'15.64"、E121°14'8.32",于0939时坠毁。

基本资料

操作人

仲硕保养测试人员年龄32岁,事故机型总飞行时数8小时0分。本次飞行测试使用遥控器手动控制起飞及降落。

无人直升机

事故机为田屋科技设计、制造之无人直升机,型号AXH-E230RS,机身序号B1-1005-19011,最大起飞重量30公斤,最高巡航速度85公里/时。搭载双光(可见光/红外线)三轴稳定云台。飞行模式包括纯手控、手控姿态、手控GPS、自动导航及自动返航等5类。该机于2022年11月前总飞行时数为201小时48分,后因受损送仲硕维修,2023年1月7日修毕送返东部分署,事故前曾于1月13日飞行16分35秒。

活动区域

海巡署东部分署依民用航空法及遥控无人机管理规则取得民航局同意排除操作限制,于公告所列航空站自地面或水面起算200英尺以上高度禁止活动之一定距离范围内,不逾距地面或水面400英尺,执行日夜间目视范围外无人机飞航作业。本事故无人机起降作业范围为上述区域200英尺以下空域。

调查相关信息

残骸检查

事故现场残骸显示,尾桁右侧受外力撞击凹折两处,撞击点残留白漆,B点后约20厘米尾桁连同尾旋翼组件遭切断飞脱。主旋翼为顺时针旋转,主旋翼片前缘两受损处与尾桁两受损处吻合。

坠地前影像

事故机双光云台影像显示,返航途中接近岸际时,航向左、右偏摆后自动修正,随后再次偏左进入失控自旋。自旋第8圈时主旋翼撞击尾桁后坠落。影像中0937:18时地面人员操作双光云台旋转一周测试,当摄影机朝向后方时,尾旋翼轴及变距连杆清晰可辨;但0939:44时进入自旋后,仅可辨识尾旋翼轴,未再见变距连杆。

飞航资料

事故机飞航控制电脑(FCC)及地面导控站(GCS)软件均具备飞航资料记录功能。记录参数包括GPS时间、位置、姿态、三轴加速度、角速度、高度、速度、控制模式等逾100项。0913:19时马达启动,0914:14时起飞爬升,进入自动模式。0937:18时影像显示云台转动至可检视尾旋翼角度,外观正常。0939:36时至0939:40时机姿左右偏航,偏航率最大右偏至270度/秒,左偏至180度/秒。0939:41时姿态稳定但机鼻与前方向有20-30度偏航角。0939:44时云台影像显示尾旋翼处变距连杆消失。0939:45时起向左偏航旋转并滚转摆荡,高度无法维持。0939:51时由自动模式切换为GPS模式再转为姿态模式。0939:56.2时机腹朝上,主旋翼转速最大达2785 RPM。0939:56.4时FCC停止记录前最大瞬间三轴加速度分别为-2.91G(前后)、10.93G(左右)及-1.46G(垂直)。

尾旋翼组件损坏情形

该型无人机尾旋翼控制机构包括滑座组、变距连杆、Y型座等。事故机尾旋翼组件已完全脱离,滑座组无法转动,两支ABS强化塑胶材质之变距连杆断裂,其中一支连杆头飞脱遗失。断裂变距连杆经显微观察,断面呈现约45度角破坏。拆解滑座组发现滑座与轴套卡住无法运转。检测发现:滑座内径设计为8.7毫米,但事故件量测为8.5毫米;滑座、轴环、轴套及轴承内侧有严重磨损破坏,并有大量铝、铁粉屑残留。滚珠轴承运转正常,但内环内圈有金属摩擦痕迹。Y型座两侧连接臂呈弯折变形。制造商田屋科技证实,旧型滑座内径原为8.5毫米,与轴环外径相同,制造公差0.1毫米,组裝时需挑选合适尺寸搭配,可能造成旋转不顺畅。田屋于2022年4月将滑座内径设计变更为8.7毫米以排除此问题,但未对库存及使用中旧型组件进行更换评估。

制造厂技术通报

田屋于2023年3月6日发布技术通报ATB-2303001,预防性更换海巡署其余19架同型无人机之滑座组。检测换下旧件,14架使用旧型滑座,其中2架变距连杆有明显裂纹,累计飞时分别为160.7及187.8小时。该型机系统维保作业手册规定尾旋翼控制连杆组应于每50飞行小时检查维修、300小时更换零件。

分析

事故机于自动模式飞行时变距连杆断裂,FCC依据姿態输出正确指令信号进行修正,但该机未依指令动作。操作人切换为手控模式后亦无法控制,显示FCC功能及操作人操控正常。尾舵控制伺服器全输出且来回变换,而影像显示变距连杆消失,导致尾旋翼无法产生推力平衡主旋翼旋转造成的反作用力,致该机偏转失控。残骸检查除尾旋翼故障外,其余结构损坏均为失控后碰撞解体及坠地造成。

旧型滑座内径与轴环外径同尺寸,零件加工及组装精度不良时,组合件运转中易发生振动偏移,导致零件相互干涉而运转不顺,造成运转阻力过大而磨损。当滑座组转动件无法顺利转动时,变距连杆一端承受尾旋翼旋转拉力,另一端承受来自滑座组内部阻滞力量因而断裂。事故机尾旋翼组件更换后仅飞行42分35秒即发生故障,远低于300小时更换周期。田屋于设计变更后未进行更换评估,有造成运作中无人机组件失效之风险。

结论

1. 本事故系因该机尾旋翼变距连杆于飞行中断裂而无法控制飞行姿态,与飞航控制电脑及操作人之操作无关。 2. 该机滑座组可能因旧型滑座及其他零件制造与组装品质不良,转动中产生摩擦阻滞,使联动之Y型座变形及变距连杆断裂,造成该机失控坠毁。 3. 事故前田屋因生产线组装问题修改设计变更滑座尺寸,但对于库存与使用中旧型零件未进行更换评估,有飞航安全之风险。

Probable cause

本事故系因该机尾旋翼变距连杆于飞行中断裂而无法控制飞行姿态,与飞航控制电脑及操作人之操作无关。