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Landeunfall: Absturz zeigt Schwächen der F-35

Unfallanalyse Absturz zeigt Schwächen der F-35

Die Unfalluntersuchung der US Air Force zum F-35A-Absturz im Mai auf der Eglin AFB listet Pilotenfehler und Schwachpunkte der Lightning II auf.

Nach einer Luftkampfübung mit vier Lockheed Martin F-35A der 58th Fighter Squadron "Mighty Gorillas" kehrte die Maschine mit der Kennung 12-005053 am 19. Mai gegen 21:30 Uhr zur Eglin Air Force Base in Florida zurück. Der Pilot setzte die Geschwindigkeitsautomatik für den ILS-Anflug auf 202 KCAS (375 km/h) und veränderte sie nicht wie nötig, sodass der Kampfjet etwa 50 KCAS (90 km/h) zu schnell und mit einem Anstellwinkel von 5,2 Grad (statt ca. 13 Grad) aufsetzte.

Volle Nachbrennerleistung

Die Flugzeugnase senkte sich mit hoher Geschwindigkeit, und das Bugfahrwerk berührte die Landebahn unmittelbar nach dem Hauptfahrwerk. Dies führte dazu, dass die F-35A wieder in die Luft sprang. Mit schnellen Steuereingaben versuchte der Pilot, die Situation in den Griff zu bekommen, entschied sich dann aber zum Durchstarten, zog den Stick nach hinten und schob den Gashebel auf volle Nachbrennerleistung.

Ausstieg mit dem Schleudersitz

Das Flugzeug reagierte aber nicht wie gedacht, der Pilot fühlte sich "verwirrt, hilflos und (vom Flugzeug) ignoriert". Nach drei heftiger werdenden Hüpfern entschloss er sich fünf Sekunden nach dem Touchdown zum Ausstieg mit dem Schleudersitz. Er landete leicht verletzt am südlichen Rand der Landebahn, wo er schnell von Hilfskräften geborgen wurde. Die F-35A begann eine Rollbewegung, fing beim Aufprall auf der Bahn Feuer und verteilte Trümmer hauptsächlich nördlich der Bahn. Der Totalverlust wird von der US Air Force mit 175,98 Millionen Dollar angegeben.

Zwei Hauptursachen

Was war schiefgegangen? Der Unfalluntersuchungsbericht der US Air Force listet zwei Hauptursachen und einige weitere Faktoren auf, die mit Pilotenfehlern, aber auch mit bekannten und bis dahin unbekannten Schwachpunkten der Lightning II zu tun haben.

Geschwindigkeitsregelung

Die Landung war zu schnell, da der Pilot die auf anfänglich korrekte 375 km/h gesetzte automatische Geschwindigkeitsregelung nicht wie vorgeschrieben zwischen Endanflug-Fix und 5,5 Kilometer vor der Bahn ausgeschaltet hatte. Er überprüfte nie, ob er die korrekte Geschwindigkeit oder den korrekten Anstellwinkel hatte.

Widersprüchliche Flugsteuerungseingaben

Nach dem harten Aufsetzen versuchte der Pilot zunächst, den schnellen Anstieg der Nase, der durch den ersten Aufprall hervorgerufen wurde, zu dämpfen und einen korrekten Anstellwinkel einzunehmen. Die Steuerknüppel-Eingaben fielen jedoch schnell aus dem Takt mit den Schwingungen des Flugzeugs um die Querachse und den einprogrammierten Steuergesetzen, die im computergesteuerten Flugkontrollsystem durch das Gewicht auf den Rädern aktiviert wurden. Dies führte zu mehreren widersprüchlichen Flugsteuerungseingaben. Bei den großen und aggressiven Sidestickeingaben wurde die Steuerlogik verwirrt, der Computer überlastet, so dass er letztlich nicht mehr reagierte. Die Höhenruder drückten schließlich trotz gegenteiliger Anforderung des Piloten die Nase nach unten.

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Weil der Helm nicht richtig eingestellt war, sah der Pilot auf seinem Visier leicht verschobene Anzeigen.

Fehlausrichtung des Helmdisplays

Eine Fehlausrichtung des Helmdisplays und der daraus resultierende Widerspruch der Flugdaten lenkte den Piloten in der kritischen Flugphase wohl entscheidend ab, so dass er die Geschwindigkeitsänderung verpasste. Die niedrige Ausrichtung führte dazu, dass das Flugzeug für die Landung zu hoch einflog, was im Widerspruch zu den ILS-Daten und visuellen Eindrücken stand. Der Pilot musste gegen seine Instinkte ankämpfen, um den Zielpunkt in einen sehr dunklen Bereich kurz vor der Bahn zu korrigieren.

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Er musste den Zielmarker für die Landung entgegen seinen Instinkten in einen schwarzen Bereich vor der Bahn legen (rechts).

"Green Glow"

Auch die Projektionshelligkeit des Helmdisplays, der sogenannte "Green Glow", wurde im Verlauf des Anflugs zunehmend störend. Der Pilot versuchte, die Helligkeit zu dimmen, aber das bekannte grüne Glühen verstärkte sich subjektiv, als er sich der Landebahn näherte, und erreichte bei etwa 100 Metern über Grund seinen Höhepunkt. Der Pilot berichtete, dass er durch das grüne Glühen hindurch blinzeln musste, um Details in der Umgebung der Landebahn auszumachen.

Verschiedene Flugsteuerlogiken

Während des Endanflugs und der Landung benutzt die F-35 verschiedene Flugsteuerlogiken, deren Funktionsweisen dem Piloten nicht bewusst waren. "Es gibt zu viele Untermodi der Steuerlogik, um sie während der Ausbildung zu beschreiben", heißt es in dem Bericht. Zu den Modi gehören Power Approach (PA) für Start und Landung und Up-and-Away (UA), wenn das Fahrwerk eingefahren ist. Das Control Law für den Anflug mit laufendem Triebwerk ermöglicht eine präzise Steuerung von Gleitweg, Geschwindigkeit und Anstellwinkel (AOA).

AOA-Modus

Unterhalb eines bestimmten Anstellwinkels handelt es sich um ein reines Pitch-Kommandosystem, das gut für die Kurvenflugleistung des Flugzeugs und die Änderung der Flugbahn unter Verzicht auf stabile Fluglagen ist. Wenn, wie in diesem Fall, ein Pilot bei geringem Anstellwinkel landet und versucht, mit dem Steuerknüppel die Fluglage zu kontrollieren, sind die Pitch-Raten erheblich schwankend und schwer zu kontrollieren. Oberhalb eines bestimmten Winkels arbeitet die Steuerung in einem AOA-Modus, der optimal für feinere Flugbahnveränderungen ist, bei denen die Rechner einer stabilen Fluglage den Vorrang geben.

Weitere Betriebsart

Sobald Gewicht auf das Fahrwerk kommt, wird in eine weitere Betriebsart geschaltet, was durch das Hüpfen mehrfach geschah. Die widersprüchlichen Eingaben führten dazu, dass das Flugsteuerungssystem die Nase weiter nach unten drückte. Selbst drei Sekunden, in denen der Pilot den Sidestick hinten hielt, reichten nicht aus, dies zu korrigieren.

F-35A-Simulatormodelle

Zu den Fehleinschätzungen der Steuerlogik, der Pitch-Raten und der Wiedererlangung einer korrekten Landeposition trug auch bei, dass die F-35A-Simulatormodelle die Dynamik des Flugzeugs in diesem Szenario nicht genau wiedergeben. Der Simulator ermöglicht Landungen mit hoher Geschwindigkeit, und das Flugzeug kann nach dem Aufsetzen im Simulator ohne große Probleme kontrolliert werden. Der Unfallpilot berichtete, dass er das Flugzeug mit den gleichen Parametern wie beim Crash landen konnte.

422nd TES and BOLT AMU support AFOTEC
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Das Sauerstoffsystem der F-35 macht aus Sicht vieler Piloten das Atmen ermüdend.

Mental stark ermüdet

Der Pilot war am Ende der Mission mental stark ermüdet – auf einer Skala bis zehn subjektiv bei sechs statt normalerweise vier. Die Verschlechterung ergab sich durch eine Kumulation von Ablenkungen (Coronavirus-Test), Stress (kurzfristige Umplanung der Mission), Schlafmangel und "Atemarbeit". Letzterer Punkt wird durch neue Forschungen unterstützt. Es scheint eine physiologische Belastung der kognitiven Fähigkeiten der Piloten zu geben, die sich aus der Atmung durch das On-Demand-Sauerstoffsystem der F-35 ergibt, das sich von bisherigen Systemen unterscheidet.