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Incident: Lufthansa A321 near Bilbao on Nov 5th 2014, loss of 4000 feet of altitude

By Simon Hradecky, created Tuesday, Nov 18th 2014 17:11Z, last updated Sunday, Dec 28th 2014 22:22Z
A Lufthansa Airbus A321-200, registration D-AIDP performing flight LH-1829 from Bilbao,SP (Spain) to Munich (Germany) with 109 people on board, was climbing through FL310 out of Bilbao about 15 minutes into the flight at 07:03Z, when the aircraft on autopilot unexpectedly lowered the nose and entered a descent reaching 4000 fpm rate of descent. The flight crew was able to stop the descent at FL270 and continued the flight at FL270, later climbing to FL280, and landed safely in Munich about 110 minutes after the occurrence.

The French BEA reported in their weekly bulletin that the occurrence was rated a serious incident and is being investigated by Germany's BFU.

The occurrence aircraft remained on the ground in Munich for 75 hours before resuming service on Nov 8th.

The Aviation Herald learned that the loss of altitude had been caused by two angle of attack sensors having frozen in their positions during climb at an angle, that caused the fly by wire protection to assume, the aircraft entered a stall while it climbed through FL310. The Alpha Protection activated forcing the aircraft to pitch down, which could not be corrected even by full back stick input. The crew eventually disconnected the related Air Data Units and was able to recover the aircraft.

Following the occurrence EASA released emergency airworthiness directive 2014-0266-E_1 stating:

An occurrence was reported where an Airbus A321 aeroplane encountered a blockage of two Angle Of Attack (AOA) probes during climb, leading to activation of the Alpha Protection (Alpha Prot) while the Mach number increased. The flight crew managed to regain full control and the flight landed uneventfully.

When Alpha Prot is activated due to blocked AOA probes, the flight control laws order a continuous nose down pitch rate that, in a worst case scenario, cannot be stopped with backward sidestick inputs, even in the full backward position. If the Mach number increases during a nose down order, the AOA value of the Alpha Prot will continue to decrease. As a result, the flight control laws will continue to order a nose down pitch rate, even if the speed is above minimum selectable speed, known as VLS.

This condition, if not corrected, could result in loss of control of the aeroplane.

The EASA requires as immediate emergency action that the flight crew operating manuals must be amended with a procedure to keep only one Air Data Reference Unit operative and turning the other two off in following cases:

- the aircraft goes into a continuous nose down pitch movement that can not be stopped by full backward stick deflection
- the Alpha Max (red) strip completely hides the Alpha Prot strip (black/amber) without increase in load factor
- the Alpha Prot strip rapidly changes by more than 30 knots during flight maneouvers with increase in load factor while autopilot is on and speedbrakes are retracted


On Mar 24th 2015 Germany's Büro für Flugunfall Untersuchungen (BFU) reported in their November 2014 bulletin, that the first officer observed an irregularity in the properties of the speed indication just prior to reaching FL310 and disengaged the autopilot, the aircraft in response began a descent that lasted for about one minute before the crew was able to stop the descent at FL270.

The BFU reported Spain's CIAIAC delegated the investigation to the BFU on Nov 11th 2014.

The BFU reported that according to flight data and cockpit voice recorder the first officer (35, ATPL, 6,473 hours total, 5,179 hours on type) was pilot flying, the captain (52, ATPL, 16,384 hours total, 12,414 hours on type) pilot monitoring. After the aircraft climbed clear of top of clouds at about FL200 the flight data recorder recorded a fixed value of +4.2 degrees for the left hand AoA sensor, less than a minute later the FDR began to record a fixed value of +4.6 degrees for the right hand AoA sensor. The aircraft subsequently turned to fly direct to LATEK waypoint, during this turn the captain noticed the Alpha Protection Band had unusually and significantly increased. The first officer therefore reduced the climb rate from 800 to 500 feet per minute to enable the aircraft to accelerate. A short time later the first officer disengaged the autopilot and gave a brief nose down input.

The aircraft however continued to pitch down, inputs to counter the pitch down remained without effect. About 45 seconds after the nose down began the first officer alerted the captain who took control of the aircraft, that at this time had reached a rate of descent of 4000 feet per minute and a pitch of -3.5 degrees. The captain provided a maximum nose up input which caused the aircraft to pitch up again and the rate of descent decreased and the aircraft entered level flight.

The captain was able to maintain altitude by providing a continuous nose up input deflecting the side stick about 50% of its travel. The autopilot could not be engaged again, and a manual nose up trim was not possible.

The crew checked for related checklists but did not find any. The crew reset the Flight Augmentation Computers 1 and 2 in sequence with no effect.

8 minutes after the aircraft began its descent the Aircraft Communications Addressing and Reporting System (ACARS) issued an automated information to dispatch showing the three AoA sensor values amongst other data.

21 minutes after the aircraft began its descent the crew sent a message to maintenance checking whether a simultaneous reset of all FACs would be possible. Maintenance replied in the positive stating that the aircraft would revert to alternate law as result. Another 7 minutes later the crew reported they needed to constantly pull on the sidestick, trim was inoperative and autopilot could not be engaged and the Alpha Prot Band came up extremely quick. In addition the crew received a message "PH6 AOA3" on the centralized fault display system (CFDS). Upon suggestion by maintenance the crew switched off the air data reference unit (ADR3), however, without effect. ADR3 was reengaged. Another 12 minutes later maintenance wrote a message to the cockpit along the lines "after review of the data we found the values for AoA 1 and AoA2 appear to be frozen and report too high an angle of attack. If the problem persists, disengage ADR1 and ADR2 which will cause the aircraft to revert to Alternate Law however." then followed up "perhaps it is sufficient to just disengage ADR2".

The crew disengaged ADR2 which immediately prompted the aircraft to revert to Alternate Law and it was no longer necessary to pull the nose up.

The crew decided to use the remaining hour of flight time to verify the system status and to prepare for landing and landed safely at the destination.

The BFU reported that the aircraft features three Angle of Attack sensors consisting of a heated movable vane, the movement of the vanes is converted into electrical signals and the actual angle of attack computed by the related air data reference unit.

If the measured/computer Angle of Attack exceeds the value of Alpha Prot by one degrees, the autopilot is automatically being disengaged. In manual flight if the Alpha Prot Angles is exceeded, the Alpha Protection activates, the position of trim is stored and used as maximum nose up trim, the function of the side stick changes to command a specific pitch angle with the most nose up angle being Alpha Max which can be reached by full nose up deflection of the side stick.

The BFU reported that all three AoA sensors were examined by the manufacturer, no damage, malfunction or anomaly was identified with either of the sensors.

Airbus analysed the data and stated: "all three sensors worked normally until about 8 minutes into the flight, when the aircraft climbed through FL195. At that point, at an ambient temperature of -35 degrees C, AoA sensors 1 and 2 froze up at a position of approximately 4.5 degrees nose up and remained in this position until the aircraft descended towards the destination airport. At the time, when the autopilot disengaged the aircraft was flying at 0.675 mach, the Alpha Prot angle was 4.2 degrees, the Alpha Max 5.8 degrees. Within 15 seconds the first officer made increasing nose up input until reaching 75% of the maximum travel of the side stick, the attitude however changed from 4.5 degrees to -3.5 degrees against this input. The system disregarded/turned off the AoA 3 sensor because it disagreed more than the permitted value with the other 2 sensors.

When later ADR2 was disengaged, the system immediately reverted to Alternate Law because ADR3 had already been disengaged by the system and now two ADRs were offline.

The BFU reported that they are working to establish how reliable AoA sensors are but annotated: "The algorithms and boundary conditions differ from each other and are not entirely known to the BFU. The investigation is aiming to establish the probability of a repeat of this occurrence."



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Incidente: Lufthansa A321 cerca de Bilbao el 5 de noviembre de 2014, pérdida de 4000 pies de altitud

Por Simon Hradecky, creado el martes, 18 de noviembre de 2014 17: 11Z, actualizado por última vez el domingo, 28 de diciembre de 2014 22: 22Z
Un Airbus A321-200 de Lufthansa, registro D-AIDP realizando el vuelo LH-1829 desde Bilbao, SP (España) a Munich (Alemania) con 109 personas a bordo, estaba escalando por FL310 fuera de Bilbao unos 15 minutos en el vuelo a las 07: 03Z, cuando el avión en piloto automático bajó inesperadamente la nariz y entró en un descenso que alcanzaba una velocidad de descenso de 4000 fpm. La tripulación de vuelo pudo detener el descenso en FL270 y continuó el vuelo en FL270, luego ascendió a FL280 y aterrizó de manera segura en Munich unos 110 minutos después de la ocurrencia.

El BEA francés informó en su boletín semanal que el incidente fue calificado como un incidente grave y está siendo investigado por la BFU de Alemania.

El avión de la ocurrencia permaneció en el suelo en Munich durante 75 horas antes de reanudar el servicio el 8 de noviembre.

El Aviation Herald se enteró de que la pérdida de altitud había sido causada por dos sensores de ángulo de ataque que se habían congelado en sus posiciones durante la subida en un ángulo, lo que provocó la protección de la mosca por cable, el avión entró en un establo mientras ascendía por FL310. La protección Alpha se activó forzando a la aeronave a lanzar hacia abajo, lo que no pudo ser corregido ni siquiera con la entrada de retroceso completo. La tripulación finalmente desconectó las unidades de datos de aire relacionadas y pudo recuperar el avión. (todo quedó en un susto)

Tras la aparición, EASA publicó la directiva de aeronavegabilidad de emergencia 2014-0266-E_1 que establece:

Se informó un incidente en el que un avión Airbus A321 encontró un bloqueo de dos sondas de ángulo de ataque (AOA) durante la escalada, lo que llevó a la activación de la protección Alpha (Alpha Prot) mientras que el número de Mach aumentó. La tripulación de vuelo logró recuperar el control total y el vuelo aterrizó sin incidentes.

Cuando Alpha Prot se activa debido a sondas AOA bloqueadas, las leyes de control de vuelo ordenan una frecuencia de paso descendente continua que, en el peor de los casos, no se puede detener con entradas de barra lateral hacia atrás, incluso en la posición totalmente hacia atrás. Si el número de Mach aumenta durante una orden de descenso, el valor de AOA del Alpha Prot continuará disminuyendo. Como resultado, las leyes de control de vuelo continuarán ordenando una velocidad de paso descendente, incluso si la velocidad es superior a la velocidad mínima seleccionable, conocida como VLS.

Esta condición, si no se corrige, podría ocasionar la pérdida de control del avión.

La EASA requiere como medida de emergencia inmediata que los manuales de operación de la tripulación de vuelo se modifiquen con un procedimiento para mantener operativa solo una Unidad de Referencia de Datos Aéreos y desactivando las otras dos en los siguientes casos:

- la aeronave entra en un movimiento continuo de inclinación hacia abajo que no se puede detener con deflexión hacia atrás completa
: la tira Alpha Max (roja) oculta completamente la tira Alpha Prot (negra / ámbar) sin aumentar el factor de carga
; la tira Alpha Prot cambia rápidamente en más de 30 nudos durante las maniobras de vuelo con aumento en factor de carga cuando el piloto automático está encendido y los frenos de velocidad están retraídos

Imagen satelital infrarroja SEVIRI 5 de noviembre 06:00 (Gráficos: Meteosat):
Imagen de satélite infrarrojo SEVIRI 5 de noviembre 06: 00Z (Gráficos: Meteosat)



Por Simon Hradecky, creado el martes, 24 de marzo de 2015 20: 43Z, actualizado el martes, 24 de marzo de 2015 20: 43Z
El 24 de marzo de 2015, el Büro für Flugunfall Untersuchungen (BFU) de Alemania informó en su boletín de noviembre de 2014 que el primer oficial observó una irregularidad en las propiedades de la indicación de velocidad justo antes de llegar a FL310 y desconectó el piloto automático, el avión en respuesta comenzó un descenso que duró aproximadamente un minuto antes de que la tripulación pudiera detener el descenso en FL270.

La BFU informó que la CIAIAC de España delegó la investigación a la BFU el 11 de noviembre de 2014.

La BFU informó que, de acuerdo con los datos de vuelo y la grabadora de voz de la cabina, el primer oficial (35, ATPL, 6,473 horas en total, 5,179 horas en el tipo) fue piloto volando, el capitán (52, ATPL, 16,384 horas en total, 12,414 horas en el tipo) piloto supervisión. Después de que la aeronave escapó de la parte superior de las nubes a aproximadamente FL200, el registrador de datos de vuelo registró un valor fijo de +4.2 grados para el sensor AoA de la izquierda, menos de un minuto después el FDR comenzó a registrar un valor fijo de +4.6 grados para el Sensor de AoA derecho. Posteriormente, el avión giró para dirigirse directamente al punto de ruta LATEK, durante este turno, el capitán notó que la Banda de Protección Alpha había aumentado inusualmente y significativamente. Por lo tanto, el primer oficial redujo la velocidad de ascenso de 800 a 500 pies por minuto para permitir que la aeronave acelere.

Sin embargo, la aeronave continuó descendiendo, las entradas para contrarrestar el cabeceo permanecieron sin efecto. Aproximadamente 45 segundos después de que comenzara la nariz abajo, el primer oficial alertó al capitán que tomó el control del avión, que en ese momento había alcanzado un índice de descenso de 4000 pies por minuto y un paso de -3.5 grados. El capitán proporcionó una entrada de morro máxima que hizo que la aeronave volcara de nuevo y la velocidad de descenso disminuyó y la aeronave entró en vuelo nivelado.

El capitán fue capaz de mantener la altitud al proporcionar una entrada de morro continuo que desvía la barra lateral aproximadamente el 50% de su recorrido. El piloto automático no se pudo enganchar de nuevo y no fue posible recortar el morro manual.

La tripulación verificó las listas de verificación relacionadas, pero no encontró ninguna. La tripulación reinició las computadoras de aumento de vuelo 1 y 2 en secuencia sin ningún efecto.

8 minutos después de que la aeronave comenzó su descenso, el Sistema de Informes y Abordaje de Comunicaciones de Aeronaves (ACARS) emitió una información automatizada para enviar mostrando los tres valores del sensor de AoA entre otros datos.

21 minutos después de que el avión comenzara su descenso, la tripulación envió un mensaje al departamento de mantenimiento para verificar si sería posible un reinicio simultáneo de todos los FAC. Mantenimiento respondió en positivo que el avión volvería a la ley alternativa como resultado. Otros 7 minutos más tarde, el equipo informó que necesitaban constantemente tirar de la palanca lateral, que la compensación no funcionaba y que no se podía activar el piloto automático, y que la Banda Alpha Prot salió muy rápido. Además, la tripulación recibió un mensaje "PH6 AOA3" en el sistema centralizado de visualización de fallas (CFDS). Por sugerencia de mantenimiento, la tripulación desconectó la unidad de referencia de datos de aire (ADR3), sin embargo, sin efecto. ADR3 fue reintegrado. Otro mantenimiento de 12 minutos más tarde escribió un mensaje a la cabina a lo largo de las líneas " después de la revisión de los datos, encontramos que los valores para AoA 1 y AoA2 parecen estar congelados e informan un ángulo de ataque demasiado alto. Si el problema persiste, desenganche ADR1 y ADR2, lo que hará que la aeronave revierte a la Ley Alternativa, sin embargo, "luego siguió" quizás sea suficiente para desconectar ADR2 ".

La tripulación se desconectó de ADR2, lo que inmediatamente provocó que la aeronave volviera a la Ley alternativa y ya no era necesario levantar la nariz.

La tripulación decidió usar la hora de vuelo restante para verificar el estado del sistema y prepararse para aterrizar y aterrizar de manera segura en el destino.

La BFU informó que la aeronave presenta tres sensores de ángulo de ataque que consisten en una paleta móvil calentada, el movimiento de las paletas se convierte en señales eléctricas y el ángulo de ataque real calculado por la unidad de referencia de datos de aire relacionada.

Si el Ángulo de ataque medido / computadora excede el valor de Alpha Prot en un grado, el piloto automático se desconecta automáticamente. En vuelo manual si se sobrepasan los ángulos Alpha Prot, se activa Alpha Protection, la posición de trim se almacena y se usa como máximo up trim de nose, la función del stick lateral cambia para controlar un ángulo pitch específico con el ángulo más alto de nose up Alpha Max, que se puede alcanzar mediante la deflexión completa hacia arriba de la palanca lateral.

La BFU informó que los tres sensores AoA fueron examinados por el fabricante, sin daños, mal funcionamiento o anomalía con ninguno de los sensores.

Airbus analizó los datos y declaró: "los tres sensores funcionaron normalmente hasta aproximadamente 8 minutos de vuelo, cuando el avión pasó por FL195. En ese punto, a una temperatura ambiente de -35 ° C, los sensores AoA 1 y 2 se congelaron en una posición de aproximadamente 4.5 grados hacia arriba y se mantuvo en esta posición hasta que el avión descendió hacia el aeropuerto de destino. En ese momento, cuando el piloto automático se desconectó el avión volaba a 0.675 mach, el ángulo Alpha Prot era de 4.2 grados, el Alpha Max 5.8 grados. En 15 segundos, el primer oficial aumentó la entrada ascendente hasta llegar al 75% del recorrido máximo de la palanca lateral, sin embargo, la actitud cambió de 4.5 grados a -3.5 grados con respecto a esta entrada.El sistema ignoró / apagó el sensor AoA 3 porque discrepó más que el valor permitido con los otros 2 sensores.

Cuando se desconectó ADR2 más tarde, el sistema volvió inmediatamente a la Ley alternativa porque el sistema ya había desactivado ADR3 y ahora dos ADR estaban desconectados.

La BFU informó que están trabajando para establecer cuán confiables son los sensores AoA pero anotados: "Los algoritmos y las condiciones de contorno difieren entre sí y la BFU no los conoce del todo. La investigación apunta a establecer la probabilidad de que se repita esta ocurrencia. "





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