Aconteceu em 12 de fevereiro de 1963: Voo Northwest Orient Airlines 705 - O outro lado da tempestade

No dia 12 de fevereiro de 1963, um Boeing 720 da Northwest Airlines estava saindo de Miami, Flórida, quando encontrou forte turbulência nos Everglades. Minutos depois, em meio a fortes chuvas e relâmpagos, testemunhas ouviram uma explosão e viram uma bola de fogo descendo das nuvens, caindo em grande velocidade no deserto aquoso. Quando as equipes de busca chegaram ao local, encontraram os destroços do jato quadrimotor espalhados por uma vasta extensão de pântano, junto com os corpos de 43 passageiros e tripulantes. Nenhum dos que estavam a bordo sobreviveu.

Quando os investigadores do Conselho de Aeronáutica Civil chegaram ao local, enfrentaram várias questões candentes. O jato de última geração tinha apenas um ano e meio e este foi o primeiro acidente fatal do tipo no serviço de passageiros. O que poderia ter derrubado isso tão de repente? Usando pouco mais do que um gravador de dados de voo primitivo de quatro parâmetros, os investigadores começaram a juntar as peças de uma história perturbadora de um encontro com condições meteorológicas severas, uma grande perturbação durante o voo, um mergulho vertical e, finalmente, uma separação violenta enquanto os pilotos tentavam desesperadamente recuperar. Pior ainda, não foi a primeira vez que isso aconteceu, nem seria a última. 

Em todo o mundo, os pilotos perdiam o controlo de grandes aviões a jacto de asa aberta, em condições em que um voo seguro deveria ser possível. A queda do voo 705 provaria ser uma das chaves que desvendaram o mistério: não foram os aviões, nem o tempo – foi a forma como os pilotos reagiram. Esta descoberta levaria não só a grandes mudanças na forma como os pilotos eram treinados, mas também à virtual eliminação de acidentes relacionados com turbulência como categoria, sem dúvida salvando a vida de inúmeros futuros viajantes aéreos.

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O primeiro Boeing 720 durante seu voo inaugural (SDASM Archives)

Entre 1958 e 1959, o mundo da aviação comercial mudou para sempre com a introdução dos primeiros grandes jatos de passageiros de sucesso, o Boeing 707 e o Douglas DC-8. Esta nova geração de aviões representou um enorme salto tecnológico, permitindo que os voos comerciais operassem mais alto e mais rápido do que nunca. O tempo de viagem foi reduzido pela metade, aparentemente da noite para o dia, e a demanda das companhias aéreas por jatos logo se tornou insaciável.

Capitalizando esse mercado crescente, no verão de 1960, a Boeing lançou um terceiro, ou talvez segundo e meio, membro da nova família de aviões comerciais, agora amplamente esquecido: o 720. Conhecido hoje principalmente por ser o único avião a jato da Boeing que não se seguiu Seguindo o esquema de nomenclatura 7x7 da empresa, o 720 era, na verdade, um 707 fortemente modificado, projetado para transportar menos passageiros em rotas mais curtas para aeroportos menores. 

As diferenças em relação ao 707 incluíam uma fuselagem 2,5 metros mais curta, uma asa redesenhada, um peso base mais leve e, após os primeiros meses de produção, um novo conjunto de motores turbofan Pratt & Whitney JT3D que produziam significativamente mais empuxo. A versão com os novos motores foi chamada de 720B.

Dos 154 Boeing 720 construídos entre 1958 e 1967, vários foram entregues à Northwest Airlines, com sede em Minneapolis, então uma das maiores transportadoras aéreas da América. Naquela época, a empresa fazia negócios como Northwest Orient Airlines como parte de um esforço contínuo da marca centrado em suas rotas para o Leste Asiático e, embora ainda fosse legalmente conhecida como Northwest Airlines, tudo voltado para os passageiros, desde os portões de check-in aos ingressos para a pintura de sua aeronave, teria dito Northwest Orient.

O avião envolvido no acidente (Logan Coombs/James Borden Photography Collection)

No início da tarde de 12 de fevereiro de 1963, o Boeing 720-051B, prefixo N724US, da Northwest Airlines (foto acima), chegou a Miami, Flórida, após um vôo vindo de Chicago. Ao final do dia de serviço, a tripulação desembarcou; mas, ao sair, o capitão cessante parou para conversar com Roy Almquist, o piloto que assumiria o comando do N724US em sua viagem de volta a Chicago. 

Ele tinha pouco a relatar, exceto o fato de que uma forte linha de tempestade estava posicionada a uma curta distância a noroeste do Aeroporto Internacional de Miami, e que no caminho ele sobrevoou as tempestades em altitude de cruzeiro, ultrapassou o aeroporto e depois aproximou-se do leste para evitar o pior do tempo. Sua sugestão foi que Almquist revertesse esse padrão ao sair. Almquist agradeceu e os dois homens se separaram.

Um mapa das rotas do voo 705 e sua chegada anterior, incluindo a partida proposta (FAA)

O capitão Roy Almquist, de 47 anos, era uma espécie de homem renascentista – foi presidente de um banco, coproprietário de uma concessionária Ford, presidente de uma empresa de ônibus escolares, diretor de uma empresa de pesquisa e desenvolvimento de máquinas-ferramenta e presidente de sua empresa. Lions Clube local em Minnesota. 

Ele também encontrou tempo para voar para a Northwest, onde trabalhava desde 1942, acumulando mais de 17.000 horas de voo e uma grande variedade de qualificações de tipo. Poucos meses antes, ele havia feito upgrade para um jato pela primeira vez, recebendo treinamento para se tornar capitão do Boeing 720, onde desde então acumulou apenas 150 horas. Muito provavelmente, se alguém o colocasse sob pressão, descobriria que ele ainda era um piloto de turboélice por natureza.

Juntando-se a ele estavam mais dois tripulantes de voo, consistindo do primeiro oficial Robert Feller, de 38 anos, cujas 11.800 horas incluíram cerca de 1.100 no 720, e um engenheiro de voo de 29 anos, Allen Friesen. Também estavam a bordo cinco comissários de bordo e uma carga bastante leve de apenas 35 passageiros. Seriam 36, mas uma passageira deu uma olhada na previsão do tempo, decidiu que preferia não voar naquele dia, deu meia-volta e foi para casa.

Enquanto os pilotos se preparavam para operar o voo 705 da Northwest Orient para Chicago, Spokane, Seattle e Portland, eles começaram revisando as informações meteorológicas mais recentes no escritório de operações da empresa. Os dados corroboraram o relatório do capitão cessante, indicando a presença de fortes tempestades em uma faixa que vai de sudoeste a nordeste e centrada a alguns quilômetros a noroeste do Aeroporto Internacional de Miami. 

Um SIGMET, abreviação de “informações meteorológicas significativas”, foi emitido pelo US Weather Bureau alertando sobre turbulência moderada a severa dentro da linha de instabilidade, mas expirou alguns minutos antes. Coube a Almquist decidir se as condições eram adequadas para a partida e, no final, concluiu que sim. Nuvens negras e relâmpagos eram visíveis a curta distância, mas havia lacunas ao sul e, embora pelo menos um capitão tenha decidido adiar, outros aviões pareciam estar partindo bem.

Um mapa CAB mais detalhado mostra a rota do voo em relação às tempestades próximas. (CAB)

Às 13h23, enquanto o voo 705 se preparava para sair do portão, o capitão Almquist contatou o controle de solo e perguntou: “Como eles estão se saindo? Estamos indo IFR [Regras de Voo por Instrumentos] para Chicago... alguma chance de um vetor de radar em torno disso?”

“Sim, senhor, eles estão fazendo o melhor que podem”, respondeu o controlador. “É uma linha bastante espessa a noroeste de nós. A maior parte do… uh… através de uma subida sudoeste ou sudeste, e depois voltar ao topo [é] o que a maioria das pessoas está fazendo.

Minutos depois, enquanto taxiavam, os pilotos receberam a autorização de rota da Clearance Delivery. “Noroeste sete zero cinco autorizados para Chicago via J quarenta e um radiais, São Petersburgo, rota do plano de vôo, mantenha três mil. Espere mais autorização no nível de vôo dois cinco zero, dez minutos após a interseção Cypress. Após a decolagem, vire à direita rumo três seis zero para o vetor J quarenta e um radiais.”

Para decolar contra o vento, os aviões partiam para oeste pela pista 27L antes de virar à esquerda, para sudoeste ou sudeste, para evitar o mau tempo. Mas, por alguma razão, o controlador queria que o voo 705 virasse à direita e seguisse para o norte, diretamente para a tempestade. Depois de mudar as frequências para entrar em contato com a torre, responsável pelos vetores do radar, Almquist expressou seu descontentamento: “Eles nos deram uma curva à direita para três seis zero”, disse ele. “Gostaríamos de pegar aquele vetor sudeste, se eles nos derem.”

O controlador da torre disse ao voo 705 para ficar de prontidão enquanto coordenava com outros setores próximos, garantindo que não haveria conflitos de tráfego. Depois de um momento, ele voltou e ofereceu uma curva à esquerda após a decolagem para a direção 180, ou para sul. “Tudo bem”, respondeu Almquist.

Às 13h35, o voo 705 decolou da pista 27L, virou para sul e começou a subir em direção a 3.000 e depois 5.000 pés. Enquanto isso, os controladores forneceram ao voo novos rumos para mantê-lo longe das tempestades em seu radar: primeiro à direita para 240, depois à esquerda de volta para 180, à direita para 240, à direita novamente para 270, depois à direita para 300. Ao longo desses faz com que o voo serpenteie geralmente na direção sudoeste, paralelamente à linha de instabilidade. Os controladores pareciam incapazes de direcioná-lo para o leste sobre o oceano devido ao tráfego conflitante.

Agora com nível de 5.000, os pilotos puderam ver em seu radar que estavam voando diretamente em direção a uma tempestade. “Ah, Partida”, disse o primeiro oficial Feller, que agora operava o rádio, “parece que vamos voltar para isso nesta altitude. Ah, há uma chance de voltar para sudoeste ou sudeste, ou escalar?”

“Noroeste sete zero cinco, entendido”, disse a torre. “Você entrará em uma área de precipitação em cerca de seis quilômetros e deverá ficar livre por cerca de cinco quilômetros e depois voltar para lá. No entanto, ao norte do localizador e ao noroeste da interseção de Jersey, você deve sair limpo e tudo ficará bem a partir daí.

“Ah, estamos seguros agora”, disse Feller. “Podemos ver isso à frente… parece muito ruim.” Os pilotos claramente não queriam voar no meio da tempestade – eles preferiram passar por cima dela.

“Ok, Noroeste sete zero cinco, estamos trabalhando em uma altitude maior agora”, respondeu o controlador. Momentos depois, a torre concedeu permissão para subir até 25.000 pés.

Uma impressão artística do avião subindo em meio à tempestade, de Matthew Tesch
em “Air Disaster: Volume 1” de Macarthur Job

À medida que o voo 705 subia em meio à tempestade, uma forte turbulência atingiu o avião, sacudindo a cabine e sacudindo os instrumentos dos pilotos. A velocidade deles flutuava descontroladamente e o nariz oscilava nauseantemente para cima e para baixo. Para a torre, o primeiro oficial Feller relatou: “Ah, turbulência moderada a forte, bem por onde você nos transportou”.

"Você pode virar agora?" o controlador perguntou.

Mas o centro da linha de tempestade ainda estava à direita e eles não estavam suficientemente altos para passar por cima dela. “Ah, negativo”, disse Feller. “Você nos direcionou direto para aquela turbulência moderada a forte… estamos fora de dez [mil] agora, vamos virar à direita assim que pudermos.”

“Noroeste sete zero cinco, o vetor que dei a vocês foi para a área menos turbulenta que indiquei em meu osciloscópio… aguardem”, disse o controlador.

“Tudo bem, então é melhor você mandar o resto deles para o outro lado”, disse Feller, parecendo irritado.

O controlador não reconheceu as críticas. Em vez disso, ele simplesmente disse à tripulação para entrar em contato com o centro de controle da área de Miami no número 118.5. Mas por algum motivo, os pilotos não conseguiram entrar em contato com o centro de Miami, seja por interferência da tempestade ou porque a cabine tremia demais para entrar na frequência. “Não conseguimos, um dezoito vírgula nove”, disse Feller para a torre.

“Noroeste sete zero cinco, entendido”, disse o controlador. “Aguarde nesta frequência. Vire à direita na direção três seis zero para interceptar J nas radiais quarenta e um.

Desta vez, os pilotos conseguiram atender ao pedido de virar à direita, rumo ao norte através da linha de instabilidade. Subindo 15.000 pés, eles pareciam ter escapado do pior da turbulência e as coisas começaram a se acalmar. Agora capazes de entrar em contato com o Miami Center, os pilotos ligaram para o novo controlador e relataram que estavam a 17.500 pés, seguidos de algumas palavras ilegíveis. O controlador ligou novamente para pedir esclarecimentos, mas não houve resposta. Na verdade, ninguém jamais teria notícias do voo 705 novamente.

Uma impressão artística da explosão vista por testemunhas, por Matthew Tesch em
“Air Disaster: Volume 1” de Macarthur Job

Naquele momento, numa área remota do Parque Nacional Everglades, um grupo de casais que pescava no pântano ouviu um forte estrondo a alguma distância ao norte, onde pesadas nuvens de tempestade se acumulavam. Voltando os olhos para o céu, um membro do grupo avistou um flash de luz, como uma explosão, perto da base das nuvens, que então mergulhou rapidamente na terra. 

Vários segundos depois, outro estrondo surdo veio do horizonte norte. Calculando o atraso, estimaram que a explosão ocorreu cerca de 18 quilómetros a noroeste da sua posição. Abandonando a pescaria, dirigiram-se ao posto avançado da civilização mais próximo, a cerca de duas horas de barco, e relataram o que tinham visto.

Entretanto, com o voo 705 a desaparecer tanto do radar como do contato rádio, uma missão de busca e salvamento foi lançada perto da sua última posição conhecida, nas profundezas dos inóspitos Everglades. Foi só perto do anoitecer que um helicóptero da Guarda Costeira finalmente avistou os destroços, espalhados pelo pântano sem trilhas, cerca de 69 quilômetros a sudoeste do Aeroporto Internacional de Miami. “Aqui é a Guarda Costeira três e quatro”, relatou o piloto do helicóptero. “Temos os destroços à vista – estão todos destruídos, consumidos pelo fogo.” Era evidente que não havia sobreviventes.

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Um helicóptero da Guarda Costeira pousa no local do acidente (Bureau of Aircraft Accidents Archives)

Para os investigadores do Conselho de Aeronáutica Civil, o antecessor do atual NTSB, apenas chegar ao local do acidente seria um desafio, muito menos encontrar a causa. Os destroços foram localizados em uma área mista de pântanos e ciprestes, a cerca de 24 quilômetros da estrada mais próxima; a única maneira de chegar lá era de helicóptero ou veículo todo-o-terreno. 

E dizer que houve um único local de queda seria incorreto – os restos do Boeing estavam de facto espalhados por uma área de 24 quilómetros de comprimento e dois quilómetros de largura, indicando que o avião se tinha desintegrado catastroficamente durante o voo. O pedaço de destroço mais a oeste era a parte superior do leme; 150 metros mais a leste estava o primeiro dos quatro motores, que foram depositados sequencialmente ao longo de uma distância de 800 metros; e 150 metros a nordeste do último motor estava a cabine decepada, junto com os corpos da tripulação de voo. 

Enquanto isso, as pontas de ambas as asas foram encontradas juntas a cerca de 450 metros a leste do fragmento do leme. 365 metros além disso estava a seção central da fuselagem, com a maioria das asas ainda presas, invertidas na grama. Grande parte da fuselagem foi destruída pelo fogo. 

Finalmente, a cauda ainda estava 300 metros adiante e, além disso, detritos leves, como painéis, papéis e outros pequenos objetos, foram levados pelo vento ao longo de uma trajetória para leste que se estendia por mais de 20 quilômetros. Espalhados estavam os restos mortais dos 43 passageiros e tripulantes, muitos deles ainda amarrados em seus assentos em meio à grama encharcada de combustível de aviação. 

Embora nenhum tenha sobrevivido, algumas criaturas menores sobreviveram – um saco de peixes tropicais, transportado no porão de carga, foi encontrado intacto nos destroços, com os peixes ainda nadando dentro, aparentemente ilesos.

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Os investigadores começaram a organizar todas as peças recuperadas
(Fred McClement’s “Anvil of Gods”)

Diante desse cenário desafiador, o CAB começou a trabalhar, reunindo os destroços e colocando-os no campo antes de transferi-los para um hangar em Opa Locka, onde começaram a remontar o jato destruído a partir de suas partes constituintes. A rede de arrasto do CAB acabaria por recuperar 97% do peso da aeronave, permitindo uma reconstrução detalhada. 

O exame dos destroços remontados descartou quase todas as principais teorias rapidamente. Não houve evidência de fadiga metálica em nenhuma estrutura primária. Nenhum dos motores falhou antes da separação. Os danos causados ​​​​pelo incêndio e explosão durante o voo foram limitados e sugeriram um breve incêndio repentino depois que o avião já havia começado a se desintegrar. Não havia sinais de bomba, raio ou falha catastrófica em qualquer superfície de controle. Pelo que os investigadores sabiam, o avião estava em perfeita ordem mecânica antes de de repente cair do céu e se despedaçar.

O fato de o “mergulho” ter ocorrido antes do “desmembramento” foi uma das principais conclusões do exame dos destroços. A análise mostrou que o estabilizador horizontal na cauda falhou primeiro, devido à sobrecarga aerodinâmica no sentido descendente; as asas falharam em seguida da mesma maneira. Depois disso, a cabine se separou para cima e o resto do avião girou em espiral, em chamas, rumo à destruição.

Quando um avião mergulha em alta velocidade e o piloto tenta puxar o nariz para cima para efetuar uma recuperação, as forças G resultantes podem, se a velocidade for alta o suficiente, sobrecarregar a fuselagem o suficiente para quebrar as asas e a cauda. Os danos ao voo 705 foram consistentes com tal explicação, e um exame dos sistemas de controle forneceu uma pista potencial sobre o motivo: o parafuso de macaco que controla o estabilizador horizontal foi encontrado na posição máxima possível com o nariz para baixo.

Como um estabilizador horizontal desempenha um papel crítico para permitir um voo estável (FAA)

O estabilizador horizontal, ou cauda, ​​parece um par menor de asas, e na verdade é, embora de cabeça para baixo. O objetivo do estabilizador horizontal é gerar força descendente ou levantar em uma direção negativa. 

O centro de sustentação de uma aeronave é deliberadamente posicionado logo atrás de seu centro de gravidade, o que faria com que o nariz caísse; a força descendente do estabilizador horizontal contraria essa tendência, empurrando a cauda para baixo e levantando o nariz. O equilíbrio entre o centro de sustentação, o centro de gravidade e o estabilizador horizontal é o que torna possível o vôo estável (daí o termo “estabilizador”).

Na maioria das aeronaves menores movidas a hélice, o estabilizador horizontal é fixado em posição. Nesses tipos de aeronaves, caso o piloto precise ajustar a quantidade de força descendente, ele pode fazê-lo usando o compensador do profundor, que mantém os profundores na posição para aplicar um comando constante de nariz para cima ou nariz para baixo. Mas à medida que os aviões a jato foram sendo desenvolvidos, tornou-se evidente que essas aeronaves diferiam em vários aspectos importantes, que se juntaram para exigir a invenção de um estabilizador horizontal ajustável ou compensável .

Os restos do jato foram remontados em um hangar naquele que foi o projeto mais
ambicioso da época (Fred McClement’s “Anvil of Gods”)

Como os jatos são projetados para voar em alta velocidade e altitude, eles precisavam ser capazes de operar mais próximo da velocidade do som do que os tipos de aeronaves anteriores. Isso exigiu lidar com uma peculiaridade aerodinâmica: como o fluxo de ar acelera sobre o topo da asa (o que é parte do motivo pelo qual uma asa gera sustentação), ele pode exceder a velocidade do som mesmo quando o avião está em voo subsônico. gerando ondas de choque que reduzem a sustentação. 

Durante as décadas de 1940 e 1950, os fabricantes descobriram que o início dessas ondas de choque poderia ser retardado com a introdução da varredura das asas – a prática agora onipresente de construir asas que se movem para trás em direção às pontas. Sem essas asas abertas, voar próximo à velocidade do som seria impossível.

A velocidade do som não é constante – varia com a temperatura e, consequentemente, também com a altitude, de modo que, em condições normais de temperatura, o seu valor cairá de cerca de 661 nós ao nível do mar para cerca de 574 nós a 34.000 pés. Por esta razão, a velocidade exata de uma aeronave a alta velocidade e grande altitude não é tão importante como o seu número Mach – a sua velocidade como uma percentagem da velocidade do som. 

A maioria dos jatos voa a um número Mach de 0,8 a 0,85, muito mais alto do que os turboélices com asas retas. Mas as asas enflechadas desses jatos de alta velocidade, que os ajudaram a atingir essas velocidades em primeiro lugar, tiveram outro efeito colateral. À medida que o número Mach aumenta, o centro de sustentação da aeronave se move para trás, criando um movimento maior de nariz para baixo devido à maior distância entre o centro de sustentação e o centro de gravidade. 

Em aeronaves com asas varridas, esse efeito é amplificado, porque as asas que seguem para trás permitem que o centro de sustentação se mova mais para trás do que seria possível de outra forma. Em velocidades de cruzeiro, o momento resultante do nariz para baixo seria tão grande que seria necessária uma força excessiva nos elevadores para neutralizá-lo. A solução, portanto, foi permitir que todo o estabilizador horizontal se movesse para cima e para baixo, utilizando sua área de superfície muito maior para auxiliar o piloto na estabilização da inclinação do avião.

Como o estabilizador horizontal se move para cima e para baixo (FAA)

O conceito de tal estabilizador horizontal ajustável foi amplamente utilizado no Boeing 707 e no Douglas DC-8. O projeto básico não mudou muito desde então: um par de motores elétricos, ou um backup manual, aciona um parafuso através de uma porca, apertando o estabilizador para cima para inclinar o nariz para baixo ou para baixo para inclinar o nariz para cima. 

Sempre que uma mudança na configuração de uma aeronave afeta seu centro de gravidade ou centro de sustentação - por exemplo, se os flaps estiverem estendidos ou vários passageiros se moverem para trás - o piloto ou piloto automático pode ajustar ou compensar o estabilizador para compensar, mesmo em altas velocidades, onde a força necessária para realizar a mesma tarefa usando os elevadores seria muito grande. 

Portanto, o caso de uso pretendido das duas formas de controle de inclinação era o seguinte: elevadores para pequenos ajustes únicos; e ajuste do estabilizador para manter o avião equilibrado por períodos mais longos.

Voltando agora aos destroços do voo 705, o fato de o estabilizador extremamente poderoso ter sido encontrado na posição totalmente voltada para baixo foi altamente incomum e apontou para uma grande entrada do estabilizador como a causa do mergulho fatal do avião. No entanto, nenhum mau funcionamento do sistema de controle do estabilizador foi encontrado, sugerindo que ele foi movido para o nariz totalmente abaixado por um piloto.

Esta descrição muito aproximada da trajetória de voo apareceu na edição de dezembro de 1964 da revista LIFE

Esta interpretação foi ainda apoiada pelo conteúdo do primitivo gravador de dados de voo do avião. Embora os gravadores de voz da cabine ainda não estivessem difundidos em 1963, o 720 tinha um FDR que gravava traços correspondentes à altitude, velocidade no ar, direção e aceleração vertical em um carretel giratório de papel alumínio. Estes dados revelaram que o voo teve um final chocante e dramático.

À medida que o voo 705 subia para 15.000 pés após a decolagem, a maioria dos parâmetros estavam normais, exceto a aceleração vertical, que indicava que o avião esteve em forte turbulência por cerca de três minutos. Essa turbulência parou até que o vôo atingiu 17.250 pés, quando então se estabilizou por 12 segundos e começou a subir abruptamente. 

Em poucos segundos estava subindo a uma velocidade surpreendente de 9.000 pés por minuto, muito mais rápido do que poderia ser sustentado em condições normais. Sua velocidade começou a diminuir, caindo de 270 para 215 nós à medida que subia. A subida continuou até que o avião atingiu uma altitude de 19.285 pés, momento em que caiu violentamente em uma queda livre quase vertical, que continuou até que o avião se quebrou e o FDR parou de gravar. 

A questão era: essas enormes excursões de inclinação foram resultado de turbulência ou de contribuições do piloto?

Esta imagem de um vídeo de demonstração da FAA mostra como seriam o estabilizador e o profundor quando ambos estavam na posição totalmente voltada para baixo, bem como o ponto na trajetória de voo onde isso ocorreu

Assista abaixo a animação completa: 

Para saber mais sobre o clima no momento do acidente, o CAB recorreu ao Weather Bureau, que realizou um estudo das condições na região de Miami. O estudo constatou que as tempestades eram bastante típicas daquela parte do país e, embora fossem fortes, não eram incomuns. Estas tempestades teriam gerado turbulência atmosférica intensa ou mesmo severa, com uma pequena probabilidade de turbulência extrema localizada, mas as probabilidades de haver qualquer turbulência suficientemente forte para despedaçar o avião em voo eram extremamente pequenas.

Para compreender melhor a bizarra trajetória de voo do 720, os investigadores também simularam o voo usando um supercomputador IBM com base nas condições meteorológicas conhecidas e nos dados do FDR. O que o computador determinou foi que a subida de 9.000 pés por minuto poderia ter sido causada por uma corrente ascendente associada a uma tempestade em desenvolvimento, talvez aumentada por informações do piloto. 

Observou-se que, embora uma corrente ascendente faça com que a altitude do avião aumente, ela também reduz a quantidade de força descendente na cauda, ​​​​fazendo com que o avião caia à medida que é empurrado para cima; isso poderia fazer com que o piloto reagisse instintivamente, puxando para cima, aumentando a subida. 

Não se sabe se isso aconteceu, mas o que a simulação provou foi que a inversão subsequente da subida para a descida foi tão violenta que provavelmente teve pouco a ver com o clima. Uma corrente descendente suficientemente forte para desencadear tal mergulho teria de ser inconcebivelmente mais forte do que a turbulência mais forte prevista pela análise do Weather Bureau. 

Em vez disso, o CAB e a Boeing acreditavam que a única maneira pela qual uma descida tão rápida poderia ter se desenvolvido seria se o piloto aplicasse simultaneamente o profundor completo do nariz para baixo e o ajuste completo do estabilizador do nariz para baixo.

Outra vista da fuselagem remontada. (Fred McClement’s “Anvil of Gods”)

A questão, então, era por que um piloto faria isso. Na opinião do CAB, o Capitão Almquist não teria feito tal contribuição a menos que acreditasse que sua aeronave estava em perigo extraordinário. A única conclusão, então, foi que quando a corrente ascendente fez com que o avião subisse abruptamente, Almquist viu sua alta taxa de subida e queda na velocidade no ar e concluiu que o avião corria o risco de estolar. 

A única maneira de evitar isso, na sua opinião, teria sido avançar com os seus controlos o mais forte que pudesse. Ao fazer isso, ele usou os interruptores elétricos de compensação para mover o estabilizador na direção do nariz para baixo, alterando o ângulo de inclinação estável do avião a fim de reduzir a força necessária para mover os elevadores.

O problema aqui é que o estabilizador não deve ser usado desta maneira. Como mencionado anteriormente, o seu objetivo era compensar alterações de longo prazo nas características de estabilidade do avião ao longo do voo. Não deve ser usado para se recuperar de uma corrente ascendente, que pode durar apenas alguns segundos – é para isso que servem os elevadores. Empurrar os elevadores totalmente para baixo requer uma força considerável, mas quando a corrente ascendente desaparecer, o que inevitavelmente acontecerá, o piloto pode simplesmente soltar os controles e a estabilidade inerente do avião fará com que ele retome qualquer perfil de voo que mantinha antes.

Por outro lado, usar o estabilizador para empurrar o nariz para baixo facilitará a movimentação dos profundores, mas também alterará a estabilidade inerente do avião, de modo que quando a corrente ascendente desaparecer, seu desejo natural será mergulhar. No voo 705, foi exatamente isso que aconteceu: ajustar o estabilizador até o nariz totalmente para baixo neutralizou o efeito da corrente ascendente, mas então a corrente ascendente desapareceu e agora o avião estava configurado incorretamente para as condições. O termo técnico para isso é “fora de ajuste”.

Pouco restou da seção central, exceto destroços carbonizados (Fred McClement’s “Anvil of Gods”)

O CAB acreditava que a corrente ascendente de fato desapareceu quase simultaneamente com as entradas do elevador e do estabilizador do Capitão Almquist. Com ambas as superfícies de controle de inclinação totalmente voltadas para baixo e sem mais correntes ascendentes para neutralizá-las, o avião caiu tão repentinamente que os ocupantes experimentaram alucinantes 2,8 G negativos - o equivalente a serem puxados em direção ao teto com quase três vezes mais força. da gravidade. 

O avião estava embarcando em uma trajetória descendente, enquanto tudo dentro dele, devido à conservação do momento, tentava continuar subindo. Isso teria sido incrivelmente desorientador tanto para os pilotos quanto para os passageiros. Os pilotos teriam sido levantados de seus assentos, presos apenas pelos cintos de segurança, e provavelmente não conseguiriam alcançar adequadamente os controles. 

Objetos soltos — bagagens e livros, lápis e copos, lixo, sujeira e poeira — teriam sido atirados violentamente para cima. Quaisquer passageiros que tivessem ignorado os sinais de apertar os cintos de segurança teriam ficado gravemente feridos. A visão dos pilotos teria ficado turva e a cabine teria sido preenchida com uma cacofonia deslumbrante de sons enquanto as forças G ativavam momentaneamente todos os alarmes auditivos ao mesmo tempo.

Ao longo dessa manobra, que durou oito segundos, a simulação indicou que as colunas de controle dos pilotos deveriam ter permanecido com o nariz totalmente abaixado, continuando a conduzir o avião ao mergulho. De fato, estudos realizados pelo CAB descobriram que em altas cargas G negativas, as forças de controle de inclinação no 720 tendiam a diminuir consideravelmente ou até mesmo a reverter. 

Se a força de feedback nos controles diminuísse para zero, então as colunas de controle dos pilotos teriam permanecido totalmente voltadas para baixo, exatamente onde as deixaram, mesmo que as soltassem. Se ocorresse uma reversão, seria necessário mais força para puxar os controles de volta ao nível do nariz do que empurrá-los ainda mais para baixo. Qualquer um desses cenários teria sido totalmente contrário à operação normal, onde as forças aerodinâmicas deveriam empurrar os elevadores (e consequentemente as colunas de controle) de volta à posição neutra quando o piloto o soltasse. 

Este fenómeno explicou, portanto, porque é que os elevadores não regressaram à posição neutra, embora os pilotos não devessem ter conseguido alcançar os comandos sob uma aceleração vertical de -2,8 G.

Por que subir com os elevadores enquanto o estabilizador está com o nariz para baixo em alta velocidade cria uma carga que impede o deslocamento do estabilizador na direção do nariz para cima (FAA)

No momento em que os pilotos conseguiram agarrar os controles e tentar a recuperação, o avião estava em um mergulho quase vertical, descendo 16.000 pés com velocidade crescente. De acordo com a simulação, o piloto provavelmente puxou a coluna de controle de volta para a posição neutra, manteve-a lá por alguns segundos e depois puxou-a de volta para cima. 

No entanto, ele não estava apenas tentando se recuperar da atitude extrema da aeronave, ele também estava lutando contra o estabilizador, que ainda estava com o nariz totalmente para baixo, criando uma condição de descompensação. O capitão Almquist provavelmente teria tentado usar os interruptores elétricos para fazer o trim voltar ao nariz, mas se o fizesse, teria descoberto que isso seria impossível.

Conforme mencionado anteriormente, o estabilizador se move para cima para inclinar o nariz para baixo e para baixo para mover o nariz para cima. Porém, os elevadores, que ficam fixados na parte traseira do estabilizador, funcionam no sentido oposto, subindo para levantar o nariz e descendo para abaixá-lo. 

Portanto, mover os elevadores para cima cria um momento de articulação que tenta forçar o estabilizador para cima também. Como “estabilizador para cima” significa “nariz para baixo”, puxar para cima usando os elevadores aumentará, na verdade, as cargas aerodinâmicas do nariz para baixo no estabilizador. 

Em velocidades muito altas durante um mergulho, como a experimentada pelo voo 705, esta força aerodinâmica pode ser tão grande que excede a capacidade do motor elétrico de compensação de acionar o estabilizador na direção oposta, fazendo com que o motor escorregue e o faça deslizar. impossível colocar o avião “em equilíbrio”. A única maneira de se recuperar é aliviar a força no estabilizador inclinando-se para baixo, aparando o nariz para cima e só então subindo com os profundores.

A dinâmica de voo durante os últimos momentos do voo 705 tornou-se um pouco… esquisita. (Trabalho próprio, imagem de avião da NASA)

Porém, esta manobra prolonga o mergulho e a tripulação do voo 705 não teve tempo nem altitude suficientes para realizá-la. Em vez disso, os pilotos tentaram dominar o estabilizador pela força bruta. A princípio pareceu funcionar – o fator de carga inverteu de -2,8 G para +1,5 G, indicando que o avião estava começando a subir. Mas era tarde demais. Segundos depois, o fator de carga inverteu-se novamente, voltando a ser negativo. 

O avião inclinou-se 90 graus com o nariz para baixo e depois continuou indo, além da vertical. O avião foi sacudido por fortes golpes, como aquele que precede um estol aerodinâmico - só que este não foi um estol normal, foi um estol negativo. A maioria dos leitores regulares já estará familiarizada com o conceito básico de estol - se o ângulo das asas em relação à corrente de ar, ou ângulo de ataque, se tornar muito grande, então o fluxo de ar suave sobre as asas cessa, ocorre um golpe forte e então o avião para e cai do céu. 

Por outro lado, mesmo muitos pilotos podem não ter considerado que também é possível estolar um aerofólio em ângulos de ataque negativos elevados. Neste caso, com o avião inclinado mais de 90 graus com o nariz para baixo, mas ainda viajando em sua direção original devido à conservação do momento, a corrente de ar estava impactando as asas de cima e não de baixo, resultando em um ângulo de ataque negativo e, eventualmente, negativo. buffet de barraca. Quanto à importância deste facto para a sequência do acidente, não há nenhuma – nesta altura a situação era completamente irrecuperável. No entanto, o facto de tal ter ocorrido serve para ilustrar as forças extremas em ação durante os momentos finais do voo 705.

Quanto ao motivo pelo qual os esforços dos pilotos foram superados, fazendo com que o mergulho se tornasse mais acentuado, os investigadores identificaram duas razões principais. Uma delas era a velocidade – na verdade, eles estavam viajando tão rápido que a caneta de velocidade no gravador de dados de voo atingiu sua parada mecânica a 470 nós, fazendo com que registrasse uma linha plana. 

A velocidade real alcançada não é conhecida com certeza, mas pode ter atingido Mach 0,95. Em números Mach tão elevados, o fluxo de ar sobre o estabilizador horizontal pode tornar-se supersônico, resultando em ondas de choque que reduzem a eficácia do elevador, dificultando a capacidade dos pilotos de sair. 

O segundo fator possível foi o Mach tuck – a tendência de uma aeronave cair devido ao movimento de popa de seu centro de sustentação em números Mach elevados. Se o número Mach for suficientemente grande, este “Mach tuck” pode dominar os elevadores, impossibilitando a subida. Um ou ambos os fatores provavelmente explicaram por que o mergulho aumentou apesar dos esforços dos pilotos.

O desmembramento da aeronave, conforme ilustrado por Matthew Tesch em
“Air Disaster: Volume 1” de Macarthur Job

No entanto, um estudo realizado pela Boeing mostrou que, no final das contas, não importava de uma forma ou de outra. De acordo com a análise da Boeing, a recuperação só teria sido possível se o profundor completo do nariz para cima fosse aplicado antes que a velocidade no ar atingisse 320 nós e, mesmo assim, mais de 300 libras de força de controle teriam sido necessárias. Se isso fosse conseguido, o avião sairia a 5.000 pés. Mais tarde, porém, os efeitos de alta velocidade acima mencionados tornariam impossível a retirada, não importando quanta força de controle os pilotos aplicassem.

No caso, os pilotos não conseguiram atingir o profundor completo até que a velocidade já ultrapassasse 470 nós, quando já era tarde demais. O avião caiu novamente, o ângulo de mergulho atingiu 95 graus, a velocidade aproximou-se de Mach 1,0 e a aceleração vertical atingiu -3,5 G's, ultrapassando os limites últimos da estrutura do avião. 

O estabilizador horizontal arrancou-se para baixo, seguido quase imediatamente pelas partes externas de ambas as asas. Os tanques de combustível explodiram, provocando a explosão vista e ouvida por testemunhas, e então a fuselagem se partiu em duas seções, que caiu no chão poucos segundos depois, matando todos a bordo. Toda a manobra, desde o início da subida até o momento da ruptura, durou apenas 45 segundos.

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Uma comparação do que parece ser Northwest 705 e United 746 (Paul Soderlind)

Embora esta fosse uma explicação satisfatória para o que aconteceu, as causas profundas ainda não tinham sido elucidadas. Afinal, por que o capitão Almquist pensaria que era razoável usar o estabilizador para lidar com uma corrente ascendente transitória? Alguém lhe ensinou essa técnica? A resposta mudaria a forma como a indústria viu a queda do voo 705.

À medida que a investigação do CAB prosseguia, os investigadores não puderam deixar de notar que eventos semelhantes pareciam estar ocorrendo regularmente em todo o mundo, em diferentes companhias aéreas e em diferentes países, envolvendo não apenas o Boeing 720, mas também o Boeing 707 e o Douglas DC- 8 – todos os grandes jatos de asas abertas então em serviço. 

Alguns desses eventos resultaram em acidentes; a maioria não o fez, mas todos envolveram mergulhos íngremes enquanto voavam em turbulência. Por exemplo, seis meses após a queda do voo 705, um Boeing 720 da United tentava passar pela turbulência a 37.500 pés sobre o Nebraska quando mergulhou e mergulhou quase oito quilómetros antes de os pilotos conseguirem recuperar o controlo. Um incidente semelhante ocorreu em um Pan Am 707 em 1959; aquele avião mergulhou de 35.000 pés para 6.000 pés antes de se recuperar. 

Ao todo, foram identificados mais de duas dezenas de acidentes e incidentes que podem estar relacionados. Descobriu-se que alguns deles, incluindo o incidente da United Airlines, tinham perfis de voo quase idênticos aos do Northwest 705, conforme mostrado acima.

Os investigadores descobriram que, embora cada um destes incidentes tivesse muitos aspectos únicos, eles estavam relacionados no sentido de que cada um deles foi causado não pela turbulência em si, mas sim pelas respostas dos pilotos que estavam desfasadas da turbulência. Ou seja, a turbulência faria com que o avião se movesse para um lado, o piloto tentaria contra-atacar e, no momento em que as informações entrassem em vigor, a turbulência já estava se movendo para o outro lado. 

Essas entradas fora de fase podem se tornar divergentes, alimentando-se umas às outras e aumentando em amplitude até ocorrer uma perda de controle. Os pesquisadores apelidaram esses eventos de “perturbações de jatos”, porque pareciam acontecer apenas em jatos. Ao contrário dos aviões mais antigos, o design simplificado e as altas velocidades de cruzeiro dos novos aviões a jato permitiram que os eventos de perda de controle aumentassem mais rapidamente, pegando os pilotos de surpresa. 

Além disso, a posição da cabine tão à frente do centro de gravidade tendia a criar sensações desconfortáveis ​​que enganavam os pilotos sobre a gravidade dos encontros de turbulência e dificultavam a leitura dos instrumentos. E quando ocorria uma perturbação, a recuperação era muitas vezes dificultada pela concepção de indicadores iniciais de atitude, que apresentavam apenas uma linha de horizonte branca sobre um fundo preto sólido. 

Se o avião se inclinasse o suficiente para cima ou para baixo, todas as marcações de referência voltariam para a estrutura do instrumento e seria impossível dizer quais entradas de controle seriam necessárias para retornar ao voo nivelado.

Uma comparação entre o antigo e o novo indicador de atitude é exibida (FAA)

Para agravar esses problemas estavam os controles mais poderosos dos novos jatos, especialmente o estabilizador horizontal, que era capaz de colocar a aeronave em uma condição perigosa de perturbação muito mais rápido do que qualquer superfície de controle em um avião turboélice ou hélice de pistão. 

No final das contas, os pilotos de jato geralmente não apreciavam esta realidade e desenvolveram hábitos que eram abaixo do ideal ou mesmo perigosos. Uma delas era a prática de mover o estabilizador toda vez que se movia os elevadores. 

A técnica não foi ensinada pela Boeing ou pelas companhias aéreas, mas os pilotos a ensinaram a si mesmos e uns aos outros como forma de reduzir as forças de controle, às vezes cansativas, necessárias para mover os elevadores manuais do 707, 720 e DC-8. Como resultado, muitos pilotos simplesmente acessavam os interruptores de compensação para compensar suas entradas toda vez que queriam ajustar a inclinação do avião, mesmo que fosse desnecessário. 

Ao voar em turbulência pesada, onde mudanças grandes, mas transitórias, na velocidade e na inclinação são possíveis, os pilotos às vezes reagiam com uma grande entrada de compensação do estabilizador, então a rajada diminuiria enquanto a configuração de compensação permanecesse, e eles se encontrariam em ainda outro “ jato chateado.

Alguns dos destroços da seção central do voo 705 (UPI via HistoricImages.com)

Parte do problema era a forma como os pilotos eram ensinados a voar em turbulência. A ênfase tradicionalmente tinha sido na manutenção de uma faixa estreita de velocidade que proporcionasse uma margem adequada acima da velocidade de estol e abaixo da velocidade máxima, de modo que uma rajada poderosa não impulsionasse o avião para fora de seu envelope operacional. 

A principal maneira pela qual os pilotos ajustam sua velocidade no ar é aumentando a inclinação para desacelerar ou diminuindo a inclinação para acelerar. No entanto, estudos realizados após a queda do voo 705 descobriram que quando um piloto de jato voando em forte turbulência é instruído a manter uma velocidade estrita, ele fará grandes movimentos de inclinação que quase invariavelmente acabam ficando fora de fase com o movimento real da aeronave. , na melhor das hipóteses, piorando a turbulência e, na pior das hipóteses, causando uma “perturbação do jato”. 

Tentar manter uma atitude perfeita ao nível do nariz levou a resultados semelhantes. Pelo contrário, para surpresa de muitos pilotos, a técnica mais eficaz parecia ser não fazer nada! Na verdade, inúmeras simulações mostraram que se os pilotos mal tocassem nos controles enquanto voavam em turbulência, a estabilidade inerente de um jato seria quase sempre suficiente para mantê-lo dentro do envelope operacional, independentemente da intensidade com que a turbulência o soprasse. 

Tudo o que os pilotos precisavam fazer era fazer pequenas entradas de arfagem para conter desvios excessivos, e tudo ficaria bem. Em nenhuma circunstância eles deveriam tocar no compensador do estabilizador, nem deveriam deixar o piloto automático fazê-lo — na verdade, a conclusão foi que se o piloto automático tentar mover o estabilizador em turbulência, ele deverá ser desligado.

Em uma série de artigos técnicos amplamente lidos, escritos em 1963 e 1964, Paul Soderlind, gerente de pesquisa e desenvolvimento de operações de voo da Northwest Airlines, expôs essas descobertas e muito mais. Sua tese principal era que ao voar manualmente em turbulência, o instrumento de referência deveria ser o indicador de atitude. O controle da altitude e da velocidade no ar são secundários. 

Se o capitão Almquist do voo 705 da Northwest Orient tivesse aprendido essa técnica, ele provavelmente teria respondido à corrente ascendente com apenas uma inclinação moderada, a velocidade no ar teria caído, mas permaneceria dentro dos limites, e o vôo teria continuado alegremente em seu caminho assim que possível. à medida que a corrente ascendente se dissipou.

Uma vista aérea do maior local de destroços. (Fred McClement’s “Anvil of Gods”)

Como resultado do enorme esforço empreendido para pesquisar o problema do “jato perturbado”, uma série de mudanças significativas foram feitas tanto no design dos jatos de passageiros como na forma como os pilotos eram ensinados a pilotá-los. 

Várias reformas foram feitas nos requisitos de certificação para jatos, incluindo demonstrações de capacidade de recuperação de perturbações em voo; gradientes de força do stick baseados na velocidade do ar, para evitar iluminação ou reversão; demonstrações do comportamento seguro da aeronave em situações fora de equilíbrio; alterações no conceito de velocidade máxima de operação; e, pela primeira vez, a instalação obrigatória de um aviso de excesso de velocidade. Os indicadores de atitude foram redesenhados com marcações de inclinação em toda a sua amplitude de movimento e com um céu de cor clara para contrastar com o solo de cor escura. 

O CAB também apontou que nos primeiros jatos era possível aplicar muito mais compensação do estabilizador de nariz para baixo do que era concebivelmente necessário, de modo que a FAA introduziu medidas limitando a amplitude de movimento do nariz para baixo dos estabilizadores em modelos existentes e futuros.

No campo do treinamento de pilotos, os pilotos de jato aprenderam novas técnicas de penetração de turbulência, baseadas nos seguintes princípios:

1. O indicador de atitude é o principal instrumento de referência.

2. Use a velocidade de penetração de turbulência recomendada, mas não a persiga - se o seu estabilizador estiver ajustado no ângulo de inclinação correto para manter a velocidade de penetração, o avião sempre retornará a essa velocidade sozinho.

3. Não penetre na turbulência em altitudes muito altas ou muito baixas, onde não há espaço para manobra.

4. Não use o piloto automático no modo de manutenção de altitude, pois ele tentará fazer muitas alterações de inclinação.

5. Use movimentos de controle moderados e evite grandes movimentos de pitch, mesmo que ocorram grandes mudanças de atitude.

6. Não tente perseguir a altitude designada – o avião retornará a ela com o mínimo de ajuda – e definitivamente não use o ajuste do estabilizador.

A velocidade de penetração de turbulência recomendada foi aumentada em 25 a 30 nós, a fim de fornecer uma melhor margem acima da velocidade de estol, e um melhor treinamento sobre quando e como usar o ajuste do estabilizador foi introduzido para reprimir hábitos perigosos. E, por último, foram acelerados os esforços para fornecer ao ATC informações meteorológicas mais precisas, eventualmente dando aos controladores as ferramentas necessárias para manter os aviões mais longe das tempestades ao atribuir vetores de radar.

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O relatório final do CAB foi considerado um marco na área na época; os investigadores
que trabalharam nisso receberam medalhas por seu esforço (CAB)

Como resultado de todas estas mudanças, tanto humanas como mecânicas, o fenómeno dos pilotos a jacto perderem o controlo em fortes turbulências desapareceu essencialmente na segunda metade da década de 1960. 

Na verdade, nenhum avião de passageiros caiu devido a turbulência desde 1966. O problema das perturbações relacionadas com a turbulência provou não ter nada a ver com turbulência, mas sim com a inexperiência da indústria da aviação como um todo com operações de jactos, como pilotos desenvolveu novas técnicas de voo e encontrou condições novas e imprevistas no decorrer das operações diárias. 

Em 1963, a maioria dos pilotos tinha uma experiência muito limitada com o conceito de jatos, muito menos muito tempo gasto voando com eles - por exemplo, o capitão Roy Almquist, um piloto veterano, segundo todos os relatos, passou apenas uma pequena fração de sua longa carreira na cabine. de um Boeing 720. Naquela época, mesmo os pilotos responsáveis ​​pelo desenvolvimento de técnicas e procedimentos de voo muitas vezes tinham menos experiência em jatos do que o capitão médio de uma grande companhia aérea hoje.

Abaixo, uma animação da trajetória de voo do avião:

Com a nossa melhor compreensão do que devemos e não devemos fazer ao voar em turbulência, o risco de um acidente grave é agora praticamente zero. Embora exista turbulência forte o suficiente para despedaçar um avião, é muito fácil evitá-la, especialmente com a tecnologia moderna de previsão do tempo. 

E as técnicas revisadas de penetração de turbulência ajudaram inúmeros pilotos a guiar seus aviões com segurança através de turbulências fortes o suficiente para fazer com que os viajantes aéreos veteranos agarrassem seus apoios de braços e orassem às suas divindades preferidas. 

Para muitas pessoas, a turbulência é a parte mais assustadora da experiência de voo, mas embora possa ser enervante, o medo da turbulência do ponto de vista da segurança é equivocado. O melhor conselho é simplesmente colocar a bandeja, apertar o cinto de segurança e aproveitar o passeio - o avião passará perfeitamente.

Edição de texto e imagens por Jorge Tadeu (Site Desastres Aéreos) com Admiral Cloudberg