background image

4

Factual Information

 

Events prior to 29 December 2006

On 1 November 2006, the aerodrome authority began a programme of runway 

resurfacing and re-profiling as part of a major project to resurface the manoeuvring 

area pavements.  As a result, temporary ungrooved asphalt surfaces existed over 

some parts of the runway during the period when the incidents took place.  A 

full width section, 295 metres long, around the mid-point of the runway, had a 
surface of ungrooved Marshall Asphalt base course

1

, colloquially known as â€˜the 

patch’ by airport staff, and referred to as such throughout this report.  Figure 5 
(page 34) shows the runway surface condition on 29 December 2006.

On 14 November 2006, the crew of a landing Embraer 145 reported to ATC 
that the runway surface condition was conducive to aquaplaning and, shortly 

after, the flight crew of a landing Airbus A319 reported aquaplaning

 

on the left 

side of Runway 27, just west of the mid-point.  The runway surface at the time 
of both landings was assessed for each third of its length as 

‘damp, wet, wet’

.  

The ATC watch log noted that 

‘water is proving slow to drain from the parts 

of the runway that have been worked on’.  

ATC staff discussed this with the 

airport management, who advised that pilots should be told that due to runway 
resurfacing, temporary areas may be wet.

Using the guidance contained in CAP 683, â€˜

The Assessment of Runway Surface 

Friction for Maintenance Purposes’

 the airport authority issued a NOTAM on 

15 November 2006, which stated:

‘Due  runway  maintenance,  sections  of  the  runway  between  the 
intersections of taxiway foxtrot and delta may be slippery when wet.  

Braking action co-efficient readings will be available if required’.

Throughout the days that followed, until 5 January 2007, the Aerodrome Safety 
Unit (ASU) routinely carried out Mu-meter runs on the runway. Mu-meter is 
one  type  of  Continuous  Friction  Measuring  Equipment  (CFME);  the  airport 
had two Mu-meters for friction testing.  Following each run, ASU staff passed 
friction  values  to ATC  staff  by  radio.   ATC  staff  converted  those  values  to 

braking action descriptors, using the â€˜snow and ice table’

2

 available to them in 

the Visual Control Room (VCR).  These braking action descriptors, and/or the 
friction values, were subsequently passed to flight crews.

 Marshall Asphalt base course is normally ungrooved; it is usually only the surface course laid on top that is 

grooved. 

 A table which enables friction values, assessed by Mu-meter, to be converted to descriptions of braking action, but 

is only relevant to operations on surfaces covered with snow and ice.  The table is reproduced at Appendix F.

background image

5

On the afternoon of 17 November 2006, when the runway surface was 

‘wet, 

wet, wet’

, the crew of a landing Embraer 145 reported that braking action in 

the  middle  section  of  the  runway  was 

‘poor’

.   The  Mandatory  Occurrence 

Report (MOR) submitted by the crew described a 

‘total loss of braking action’

 

for about 3 seconds.  That evening, a Mu-meter run was recorded in the ATC 
watch  log  as  showing 

‘good  braking  action’

,  and  the  runway  surface  was 

assessed as 

‘damp, wet, wet’

.  The flight crew of a Fokker 100 aircraft which 

landed soon after the assessment reported that 

‘some of the middle bits of the 

runway have definitely not got good braking action’.

Between 24 November 2006 and 27 November 2006 there were eight incidents 
reported verbally to ATC, of aircraft experiencing deceleration problems during 

the landing roll with aquaplaning being reported by flight crew in two of these 

events.

The Airport Authority did not receive any related MOR’s prior to the incidents 
that occurred on 29 December 2006.

1.1 

 History of the flights

1.1.1 

G-XLAC (Boeing 737-800) 29 December 2006 at 1150 hrs

The crew operated a return non-scheduled public transport (passenger) flight 

from BIA to Chambery Aix-les-Bains.  They were aware of the NOTAM stating 
that the runway at BIA 

‘may be slippery when wet’

 and also that rain was forecast 

for their return.  The flight to Chambery was uneventful and the aircraft returned 
to BIA with the commander as the pilot flying.

Approaching BIA, the flight crew received the 1120 hrs ATIS which stated that 
the conditions were: surface wind of 190

°

/28 kt gusting to 39 kt, visibility of 

8 km, one or two octas of cloud at 800 ft, aal and five to seven octas at 1,100 ft.  

The runway state was described by ATC as â€œ

DAMP, WET, DAMP

” and the braking 

action as â€œ

GOOD

”.  The flight crew briefed for an ILS approach and a landing 

with flap 30 selected, autobrake set to three and the use of full reverse thrust.

The commander carried out the approach to Runway 27 and disconnected the 
autopilot when he was visual with the runway. The aircraft, however, drifted 
off the extended runway centreline in the strong crosswind and the commander 
executed a go-around.  Although he did not expect the weather conditions to 
change for a second approach, he stated that he felt the crew would be better 
prepared for a second attempt at landing.

background image

6

The commander flew another ILS approach and became visual with the runway 

at about 400 ft agl.  The wind readout on the Flight Management Computer 

(FMC)  was  190°/57-60  kt

3

.    Conditions  were  described  by  the  commander 

as â€œvery turbulent with very heavy rain”.  He disconnected the autopilot and 
continued  the  approach,  positioning  the  aircraft  slightly  towards  the  upwind 
side of the runway.

The commander reported that he made the flare â€œas short as possible”, as close 

as possible to the upwind edge of the runway.  Although he achieved a short 

flare, the aircraft drifted slightly to the right, as he expected.  Once all three 

landing gears were on the ground, the commander selected full reverse thrust 

and confirmed that the autobrake system was operating correctly.  He assessed 
that the aircraft was decelerating normally and began using the toe brakes; this 
caused the autobrake to disconnect.

As  the  aircraft  rolled  onto  the  ungrooved  centre  section  of  the  runway,  the 

commander sensed that the wheels had â€˜locked up’ and believed the antiskid 

system was not functioning properly due to the slipperiness of the surface.  The 
aircraft veered towards the downwind (right) side of the runway, but remained 
on the paved surface.  When the aircraft reached the grooved surface, the wheel 

brakes seemed to operate correctly again.

The commander reported that he brought the aircraft to taxi speed approximately 
200 m from the end of the runway and considered that had the touchdown not 
been  carried  out  towards  the  upwind  edge  of  the  runway,  the  aircraft  would 
have departed the downwind side of the runway and run onto the grass.  He 

thought the information received from ATC that the braking action was â€˜good’ 

was misleading.

1.1.2 

G-BWDA (ATR-72) 29 December 2006 at 1215 hrs

The flight crew were flying their third sector of the day, from Guernsey to BIA, 
having obtained the necessary pre-flight information, including NOTAMs and 

meteorological forecasts and reports.  The NOTAMs, however, did not include 
any  information  about  the  condition  of  the  runway  at  BIA,  as  the  NOTAM 

filtering system in use by the company excluded NOTAMs more than 15 days 
old.  The briefing pack provided to the flight crew included a list of the reference 

numbers of 138 NOTAMs which had been excluded by the search criteria.

This is not an accurate ‘instant wind’ value, but is a weighted average of very recent wind values computed from 

the inertial reference systems on board the aircraft.  It gives an indication of the wind the aircraft has experienced 

in the last few moments.

background image

7

The aircraft had been loaded in accordance with the company’s standard loading 

instructions for the flight to BIA, with the centre of gravity position at landing 

calculated to be 24.2% of mean aerodynamic chord.  This meant the aircraft 
was trimmed with the centre of gravity very slightly forward of the centre of its 
range at that mass.

The flight proceeded uneventfully and the flight crew received the 1150 hrs ATIS 

which stated that the wind was 180

°

/24-35 kt, visibility 3,500 m in slight rain 

and drizzle, one or two octas of cloud at 700 ft and overcast cloud at 1,000 ft.  
The temperature was 10

°

C and the runway condition was described as â€œ

DAMP, 

WET, DAMP

”.  In accordance with company procedures, the co-pilot flew the ILS 

approach to Runway 27 with 30

°

 of flap and the propellers at 100% rpm.

Whilst  the  aircraft  was  carrying  out  the  approach,  the ASU  team  conducted 
friction assessments of â€˜the patch’ using a Mu-meter.  They reported a friction of 
0.44 in the westbound direction and 0.49 in the eastbound direction.  They also 
measured the average friction over the entire runway length on the southern side 
of the runway; this gave an average value of 0.72.

During the last few miles of the approach, the tower controller broadcast the 
following wind information;

180

°

/23 kt 

(landing clearance given at this point)

(83 seconds later) 

190

°

/24 kt

(21 seconds later) 

200

°

/26 kt

(18 seconds later) 

170

°

/25 kt

(9 seconds later) 

190

°

/34 kt

This final wind report was transmitted when G-BWDA was at a radio altitude of 

70 ft and 15 seconds prior to touchdown.

The  aircraft  touched  down  normally  at  1218  hrs,  and  the  co-pilot  gradually 
applied reverse thrust.  The landing roll was without incident until, at a speed 

of approximately 75 kt, the aircraft yawed right slightly and the co-pilot applied 

left rudder.  Subsequently the aircraft began to drift left of the runway centreline 
and both pilots recalled applying right rudder to correct this.

background image

8

The  co-pilot  handed  control  to  the  commander

4

  but  retained  control  of  the 

ailerons which he continued to apply into the wind.  The commander recognised 
that the aircraft was still yawing and drifting to the left and, as the aircraft 
slowed,  he  applied  a  nosewheel  steering  input  on  the  tiller  in  an  attempt 
to correct this.  However, the yaw and drift continued and the commander 
perceived that the aircraft was hydroplaning.  It departed the paved surface 
onto the grass to the south and came to rest on a heading of approximately 
227°M.  The commander stated that the control inputs he had made in the 
latter part of the landing roll had no effect on the aircraft.

With the aircraft at rest, the commander spoke to the cabin crew and passengers, 

and  ascertained  that  no  injuries  or  damage  had  occurred  in  the  cabin.   At 

the  suggestion  of ATC,  he  attempted  to  make  contact  with  the  Rescue  and 

Fire Fighting Service (RFFS) on 121.6 MHz

5

 but experienced considerable 

difficulty in achieving adequate communication.

1.1.3 

G-EMBT (Embraer 145) 29 December 2006 at 2001 hrs

This aircraft suffered an event during landing at 2001 hrs, which has been 
investigated  separately  and  reported  by  the  AAIB.    The  full  report  was 

published in Bulletin 3/2008 on 13 March 2008.  The flight crew experienced 
difficulties  keeping  the  aircraft  straight  as  it  rolled  over  â€˜the  patch’  during 
landing in strong crosswind conditions.  The synopsis of the report stated:

‘During  the  landing  roll,  in  a  strong  crosswind,  the  aircraft’s 
rudder hardover protection system (RHPS) tripped, which resulted 
in the loss of both rudder hydraulic systems and reversion to the 
rudder’s mechanical mode.  Despite the loss of hydraulic power 
to  the  rudder,  the  commander  was  able  to  maintain  directional 
control using a combination of asymmetric braking and rudder.   
There was no fault found in the aircraft and no evidence of a rudder 
‘runaway’;  high rudder pedal or brake pedal force application by 
the commander, or incorrectly adjusted pedal force microswitches, 
may have triggered the RHPS.

The ATR aircraft type is fitted with one steering tiller for use on the ground, thus the pilot in the left seat must have 

control after landing.

121.6 MHz is a VHF communication frequency promulgated for use on the ground between flight crews and 

aerodrome fire and rescue services in the UK.

background image

9

1.1.4 

G-EMBO (Embraer 145) on 29 December 2006 at 2133 hrs

The  flight  crew  reported  for  duty  to  fly  return  scheduled  public  transport 
(passenger) flights from BIA to Paris Charles de Gaulle.  They were aware of the 

NOTAM stating that the runway 

‘may be slippery when wet’

, and that rain was 

likely.  Although the commander was aware of the runway resurfacing work at 
BIA and had read NOTAMs describing it, he was not aware of difficulties other 

aircraft had experienced.  However, on aircraft handover from the previous crew, 
he was told that an ATR-72 (G-BWDA) had been involved in a runway excursion 
earlier that day. 

The  commander  operated  the  flight  back  to  BIA  as  pilot  flying;  company 
standard  operating  procedures  required  flight  crew  to  carry  out  monitored 

approaches, so control would pass from the commander to the co-pilot for the 

descent and initial approach, and the commander would re-take control for 
landing.  The flight crew briefed for an ILS approach to Runway 27 and added 
5 kt to the normal approach speed because of the anticipated turbulence.

The commander made contact with the approach radar controller at 2043 hrs 
and discussed the wind conditions.  The controller stated that the wind had 

‘MAINLY BEEN AROUND TWENTY-FIVE KNOTS AND ABOVE CONSTANTLY’

.  At 

2053 hrs, the aircraft entered the hold at BIA and the commander reported that 

he wished to monitor the wind for a few minutes before making the decision 

whether to land or divert.  At 2059 hrs, the approach controller transmitted that 

the instant wind was 180°/20 kt and the two minute average was 180°/19-26 kt. 
The commander replied that he wished to make an approach.  The approach 

controller  vectored  the  aircraft  for  an  ILS  approach  to  Runway  27.    At 

2101 hrs the approach controller advised the flight crew that the runway was 
now flooded throughout its length and the commander stated that he wished 
to return to the hold pending a report on the braking action.  The approach 
controller advised that it would not be possible to provide braking action until 
the runway ceased to be flooded.  The commander then enquired as to whether 
a shower was affecting the runway, and the approach controller confirmed that 

it was.

At  2106  hrs,  the  approach  controller  advised  that  the  runway  surface  was 

‘WATER PATCHES ON ALL THIRDS OVER 65% OF THE RUNWAY SURFACE, MEAN 
DEPTH IS 3 MM’, 

and that braking action would shortly be provided.  At 2116 hrs, 

the approach controller informed the commander that the instant wind was 

now 190°/20 kt, and the commander replied that he could make an approach 
but needed braking action information.  The approach controller confirmed 

background image

10

that the braking action check was in progress, and the commander began the 
approach in anticipation of receiving the braking action prior to touchdown.

At 2122 hrs, the approach controller passed an update of the runway surface 
condition, stating that all thirds were wet, and that 

‘BRAKING ACTION OVER 

THE WHOLE OF THE RUNWAY IS zERO DECIMAL SEVEN TWO [PAUSE] WHICH 
IS  GOOD  [PAUSE]  THE  MID  THIRD  OF  THE  RUNWAY  WHICH  IS  UNGROOVED 
BRAKING  ACTION  IS  DECIMAL  FIVE  zERO  WHICH  IS  ALSO  GOOD’

.    The 

commander replied that he wished to continue the approach. 

At 2131 hrs, the tower controller cleared the aircraft to land and stated that the 

wind was 190°/19 kt.  At this point the ASU passed Mu-meter readings of 0.52 
and 0.53 for the un-grooved section of the runway.  The co-pilot acknowledged 

the clearance to land, and the tower controller passed information based on the 

figures from the Mu-meter, stating that the braking action was 

‘GOOD’

.

ATC  broadcast  the  wind  as  from  190°/17  kt  shortly  before  the  aircraft 
landed.   The  aircraft  broke  out  of  cloud  at  500  ft  aal,  and  the  commander 

disconnected the autopilot at 300 ft.  The touchdown occurred with the left 
wing down and, in the commander’s recollection, was â€œa little long”.  The 

commander began braking soon after touchdown concentrating on applying 
“even and symmetrical” braking whilst applying full left wing down aileron 
and full aircraft nose-down elevator.  He very quickly experienced difficulties 

maintaining  the  runway  centreline.   The  left  main  landing  gear  ran  off  the 
runway  pavement  and  onto  the  grass  area  south  of  the  runway  before  the 

commander  gradually  regained  control  of  the  aircraft  and  steered  it  back 

towards the runway centreline.  The left main landing gear had run on the grass 
for 85 m; the nose and right main landing gear had remained on the runway.  

The aircraft came to a halt with all the landing gear back on the runway.

The  tower  controller  transmitted  to  the  aircraft 

‘[CALLSIGN]  JUST  CONFIRM 

YOU’RE  OK’ 

and  the  co-pilot  replied

  â€˜YEAH  WE’RE  FINE  NOW  BUT  WE  DID 

GO THROUGH THE GRASS [PAUSE] WE SKIDDED AWAY COMPLETELY ON THE 
MIDDLE SECTION’.  

The crew stated their intention to taxi to their stand but the controller suggested 
they remain stationary awaiting aircraft inspection.  This was conducted by 
the RFFS and although they assessed the aircraft as being undamaged, they 

identified that there was considerable grass and mud on the runway and that 

a runway edge light had been damaged.  The aircraft was also inspected by 
a ground engineer, pins were inserted in the aircraft’s landing gear and the 

background image

11

aircraft taxied to a parking stand under its own power where the passengers 
disembarked normally.

The commander commented that the combination of moderate rain and the wet 

runway  had  made  it  difficult  to  see  precisely  where  the  edge  of  the  runway 

surface was during the landing roll.

The aircraft operator carried out an investigation and the interim report stated: 

‘prior to [this incident], company air safety reports detailing three 
occasions of transient loss of braking action during the landing roll 
on Runway 27 had been received.  No reports involving any loss 
of directional control had been received.  Whilst the most recent of 
these three reports were still the subject of correspondence between 
[the company safety department] and Bristol Airport ATC/airport 
on  the  day  of  the  incident,  Company  Flight  Operations  had  not 

indicated any significant safety concern.’ 

The investigation made three initial safety recommendations regarding takeoff 
and landing distance at BIA, use of crosswind limits applicable to a â€˜slippery’ 
runway for operations at BIA whilst any part of the runway was â€˜wet’, and both 
a one-off and ongoing review of NOTAMs throughout the company’s network 
of destinations, to ensure that the company took action to introduce temporary 
operating restrictions where appropriate.

1.1.5 

Events between 29 December 2006 and 3 January 2007

At 1346 hrs on 30 December 2006, an RJ-100 aircraft landed on Runway 27, 
which was reported to be â€œ

wET, wET, wET

” at the time.  A Mu-meter run completed 

20 minutes earlier gave an average friction value of 0.42 in the middle portion of 

the runway.  The flight crew reported the middle section of the runway as 

‘very 

slippery’

, and asked for it to be inspected.

Twenty minutes later, the flight crew of a departing Airbus A319 reported that 

the runway was 

‘very slippery’

 in the middle section.  A Mu-meter run carried 

out immediately after this report found the friction values to be 0.38 and 0.42 in 
the middle portion.

At  1530  hrs  on  30  December  2006,  the  airport  authority  issued  a  NOTAM 
concerning the runway condition:

background image

12

‘due to rwy maint the rwy sfc btn the int of twys delta and foxtrot 

will be slippery when wet. variable friction co-efficient readings will 
be experienced throughout  the rwy length and are avbl on request. 
acft  handling  difficulties  may  be  experienced  during  crosswind 

conditions.’

This NOTAM stated that the runway â€˜will be’ slippery when wet; the previous 
stated that it ‘may be’.

1.1.6 

G-XLAC (Boeing 737-800) 3 January 2007

The aircraft had flown from BIA to Fuerteventura on a non-scheduled public 
transport (passenger) flight and was returning to BIA with the commander as 
the pilot flying.  The flight crew were aware of the NOTAM stating that the 

runway 

‘will be slippery when wet’

; forecasts indicated that rain was likely.

As the aircraft approached BIA at 1805 hrs, a Mu-meter friction assessment 
was  carried  out  on  â€˜the  patch’.   This  gave  a  friction  value  of  0.52,  and  this 
information and the verbal description 

‘GOOD’

 were passed to the flight crew by 

the approach radar controller.

The METAR issued at 1820 hrs stated that the wind was 210°/15-25 kt, visibility 
was 10 km or more in moderate showers of rain, there were one or two octas of 
cloud at 500 ft, three or four octas at 800 ft, and five to seven octas at 1,000 ft.  

The  temperature  was  10°C  and  the  dewpoint  9°C,  and  the  runway  was  wet 
throughout its length.

The commander briefed and flew an ILS approach to Runway 27 using flap 

40 and 

MAXIMUM

 autobrake to ensure the minimum stopping distance.  He 

described the approach as 

‘demanding’

 and stated that touchdown, at 1832 hrs, 

occurred in the landing zone and the automatic speedbrake system operated 

correctly.

The commander applied 

‘full’

 reverse thrust and stated that he felt no response 

from the brakes and that the aircraft began to skid.  He maintained directional 
control and, at about 110 KIAS, applied maximum pedal braking, which caused 
the autobrake to disconnect.  However, he did not perceive a speed reduction 

as expected.  He was concerned that the aircraft may overrun the runway end 
but recognised that as the thrust reversers had been deployed, it would not be 
possible to go around.  As the aircraft ran from â€˜the patch’ onto the grooved 
section of runway, the deceleration became more rapid and the aircraft was 
brought safely to a stop prior to exiting the runway at the runway end.

background image

13

The commander stated that he had, in the past, made landings on contaminated 

runways with braking actions described as both â€˜medium’ and â€˜poor’, but that 
he had never experienced the lack of braking effectiveness which occurred on 

this occasion.  After the landing, another Mu-meter run was carried out, and this 
also gave friction values between 0.45 and 0.52 in the ungrooved section.

1.2 

Injuries to persons 

1.2.1 

Injuries to persons â€“ G-XLAC 29 December 2006

Injuries 

Crew 

Passengers 

Others

Fatal 

– 

– 

–

Serious 

– 

– 

–

Minor / None 

186 

–

1.2.2 

Injuries to persons – G-BWDA 29 December 2006

Injuries 

Crew 

Passengers 

Others

Fatal 

– 

– 

–

Serious 

– 

– 

–

Minor / None 

52 

–

 

1.2.3 

Injuries to persons – G-EMBO 29 December 2007

Injuries 

Crew 

Passengers 

Others

Fatal 

– 

– 

–

Serious 

– 

– 

–

Minor / None 

13 

–

1.2.4 

Injuries to persons – G-XLAC 3 January 2007

Injuries 

Crew 

Passengers 

Others

Fatal 

– 

– 

–

Serious 

– 

– 

–

Minor / None 

187 

–

1.3 

Damage to the aircraft

The only damage was to G-BWDA which suffered damage to a blade on its left 
propeller, which was replaced.

background image

14

1.4 

Other damage

During the G-EMBO runway excursion a runway edge light was damaged.

1.5 

Personnel information

Personnel information for each flight is included in Appendix E.

1.6 

Aircraft information

1.6.1 

G-XLAC aircraft information

Manufacturer: 

The Boeing Commercial Airplane Group

Type: 

Boeing 737-81Q

Aircraft Serial Number: 

29051

Year of manufacture: 

2000

Number and type of engines: 

2 CFM56-7B26 turbofan engines

Total airframe hours: 

22,339 hrs

Certificate of Registration: 

Issued on 15 March 2006 and valid

Certificate of Airworthiness: 

Valid until 14 March 2008

1.6.1.1 

Boeing 737-800 general description

The Boeing 737-800 is a short to medium range twin engine jet airliner (see 
Figure 1).  It seats up to 188 passengers and is powered by two CFM56 turbofan 
engines.

Figure 1

Boeing 737-800, G-XLAC (photo courtesy of Ian Meadows)

background image

15

1.6.1.2 

Boeing 737-800 control system description

The Boeing 737-800 has a conventional flight control system with mechanically 

commanded  Power  Control  Units  (PCUs)  using  hydraulic  pressure  to  move 
control surfaces.  The rudder is a single conventional rudder without tabs.  A 
main and a standby rudder PCU control the rudder with mechanical inputs via 
cables and control rods from the rudder pedals.

The aircraft is equipped with a nosewheel steering system which is normally 
powered by hydraulic system A, but can be powered by hydraulic system B in 
the event of a failure.  The primary means of controlling the nosewheel at low 

speed is via the nosewheel steering wheel (also known as the tiller), with limited 

steering control available using the rudder pedals.

1.6.1.3 

Boeing 737-800 brake system description

Each of the four main gear wheels has a multi-disc hydraulic powered brake.  
The left and right brake pedals (part of the rudder pedals) provide independent 
control of the left and right main gear wheel brakes.  The normal brake system 

is powered by hydraulic system B and can be powered by system A (alternate 

brake system) in the event of a failure.  The brake system also comprises antiskid 
protection,  locked  wheel  protection,  touchdown/hydroplane  protection,  and 
an autobrake system.  The maximum brake pressure is 3,000 psi.  

1.6.1.3.1  Boeing 737-800 antiskid system - normal brakes

The antiskid system protects the aircraft from a skid condition by releasing 
brake pressure to a wheel which is about to skid.  The wheel speed is measured 
by a speed transducer in each wheel and there are four antiskid valves which 
control the brake pressure to each wheel brake.  If the antiskid system detects 
that one wheel is slowing down too quickly, it will command the antiskid valve 
to release some of the brake pressure to that wheel, until the wheel’s speed 
starts  to  increase  again.    It  will  then  allow  brake  pressure  to  be  reapplied.  
Antiskid does not operate at an aircraft groundspeed below 8 kt.

Locked wheel protection is another part of the brake system which compares 

the wheel speeds of the two outboard or the two inboard pair of wheels.  If 
the  slower  wheel’s  speed  decreases  to  less  than  30%  of  the  faster  wheel’s 

speed, the locked wheel protection releases brake pressure from the slower 
wheel.  Locked wheel protection does not operate at a groundspeed of less 
than 25 kt.

background image

16

Touchdown/hydroplane protection is a system that compares wheel speed to 

ground speed.  If a wheel’s speed reduces to 50 kt less than the ground speed, 
this system releases pressure to that wheel’s brake.  Only the left outboard and 

right inboard wheels are protected by this system.

1.6.1.3.2  Boeing 737-800 autobrake system

The autobrake system provides automatic braking at pre-selected deceleration 
rates immediately after touchdown and for a rejected takeoff.  Antiskid protection 
will reduce autobrake commanded brake pressure if a skid is detected.  The 
autobrake select switch has six positions: 

RTO, OFF

, 1, 2, 3, and 

MAX

.  The target 

deceleration  rates  and  brake  pressures  for  each  of  the  autobrake  settings  are 
shown as follows:

The autobrake system will apply brake pressure up to the pressure limit listed in 
the table in order to achieve the target deceleration rate.  If the autobrake is set 

to 

MAX

 for touchdown, the system will not apply the maximum 3,000 psi if a 

deceleration rate of 0.435 g can be achieved using less than 3,000 psi.  The pilot 

can override the autobrake system at any time by depressing the brake pedals 
sufficiently to command at least 750 psi.  If the autobrake pressure is above 
750 psi when the pilot commands a pressure of 750 psi, then the brake pressure 

will reduce to the pilot commanded level.  However, if a pilot were to rapidly 

apply a pressure that is the same or higher than the autobrake pressure, then a 

pressure drop would not occur.

1.6.1.4 

Boeing 737-800 tyre pressures

The  main  gear  tyre  pressures  for  the  Boeing  737-800  are  205  Âą  5  psig,  but 
there is a variable chart in the aircraft maintenance manual which permits this 
pressure to be reduced when operating below maximum gross weight.

Autobrake 

setting

Deceleration 

rate (ft/s

2

)

Deceleration rate 

(g)

Brake pressure 

(psi)

1

4

0.124

1285

2

5

0.155

1500

3

7.2

0.224

2000

MAX/RTO

12 if below 80 kt 

14 if above 80 kt

0.373 if below 80 kt 

0.435 if above 80 kt

3000

background image

17

1.6.1.5 

Boeing 737-800 performance

Performance information relating to flight planning for the aircraft (ie, that used 

prior to departure to assure the safety of a proposed operation) was contained 
in the manufacturer’s Flight Planning and Performance Manual.  Performance 

information for use in flight was contained in the Quick Reference Handbook, 
available  on  the  flight  deck.    The  two  sets  of  information  differed  in  that 
information to be used in flight was presented largely in an un-factorised form, 
whereas that used prior to flight incorporates safety factors.  Data was presented 
for operations on dry, damp, wet, and contaminated runways, and for braking 

action  good,  medium,  and  poor,  but  no  data  was  presented  for  wet  runways 

which had been notified ‘slippery when wet’.

The manufacturer shows  a maximum demonstrated crosswind component of 

33 kt for G-XLAC for landing.

1.6.2 

G-BWDA aircraft information

Manufacturer: 

Avions De Transport Regional (ATR)

Type: 

ATR 72-202

Aircraft Serial Number: 

444

Year of manufacture: 

1995

Number and type of engines: 

2  Pratt  &  Whitney  Canada  PW124B 

turboprop engines

Total airframe hours: 

19,488 hours

Certificate of Registration: 

Issued on 29 August 2003 and valid

Certificate of Airworthiness: 

Valid until 28 August 2008

1.6.2.1 

ATR 72 general description

The ATR 72 is a twin-turboprop short-haul regional airliner (see Figure 2).  It 

seats up to 72 passengers and is powered by two Pratt & Whitney PW124B 

turboprop engines.

background image

18

1.6.2.2 

ATR 72 control system description

The  ailerons,  elevators  and  rudder  on  the  ATR  72  are  all  mechanically 
actuated  without  hydraulics.    Two  spoilers  augment  roll  control  and  these 
are hydraulically actuated.  The rudder has a spring tab which moves in the 
direction opposite of rudder movement to help reduce rudder pedal forces.  The 
tab’s travel increases with airspeed so that pedal force is reduced more when 

aerodynamic forces are high.  The rudder is linked to the aircraft structure by a 

damper which regulates rudder travel speed and also reduces rudder movement 
on  the  ground  as  a  result  of  wind  gusts.   A  rudder  Travel  Limitation  Unit 

reduces maximum rudder deflection at airspeeds above 180 kt.  The maximum 
rudder deflection below this speed is ¹27°.

The nosewheel steering system is mechanically controlled and hydraulically 
operated.  The nosewheel steering position is controlled by a steering control 

hand wheel mounted on the commander’s left console.  During takeoff, landing 

and taxiing operations the nosewheel steering angle is limited to Âą60°.  During 
towing operations, with no hydraulic pressure in the system, the nosewheel 

can be deflected up to Âą91°.  There is no connection between the rudder pedals 

and  the  nosewheel  steering  system.   There  is  no  maximum  speed  limit  for 
nosewheel steering operation, and the Flight Crew Operating Manual (FCOM) 

advises that the commander take control of the nosewheel steering at a speed 
no lower than 40 kt.

Figure 2

ATR 72 aircraft, G-BWDA (photo courtesy of Stuart Lawson)

background image

19

1.6.2.3 

ATR 72 brake system description

The four main gear wheels are equipped with multidisc carbon brakes which 
are each operated by a set of hydraulically powered pistons.  Normal braking 
is controlled by brake pedals which are part of the rudder pedals and permit the 
use of differential braking to assist with steering.  The aircraft is fitted with an 
antiskid system which operates on all four main wheels at speeds above 10 kt.  

The system measures each wheel speed and moderates the pilot commanded 

brake pressure to obtain maximum stopping performance without skidding.  
The ATR 72 is not equipped with an autobrake system but, maximum braking 

is possible without restriction down to a stop, regardless of runway condition, 

provided that antiskid is operative.

1.6.2.4 

ATR 72 reverse thrust description

The four-bladed propellers on the ATR 72 are variable pitch and can be set 
to negative blade pitch angles for reverse thrust operations.  Reverse thrust is 
commanded by moving the power levers aft of Ground Idle into the reverse 
thrust range.  Maximum reverse thrust can be used down to a stop if required, 

although to minimise flight control shaking, it is advised that reverse thrust is 
reduced to Ground Idle below 40 kt.

1.6.2.5 

ATR 72 performance 

Performance information relating to flight planning for the aircraft (ie, that 

used prior to departure to assure the safety of a proposed operation) and to 

enable calculations in flight was contained in the FCOM and other documents.  
Information  to  be  used  in  flight,  was  presented  in  an  un-factorised  form, 
whereas that used prior to flight incorporated safety factors.  Both factorised 

and un-factorised data was presented for operations on dry, damp, wet, and 
contaminated runways, but no data was presented for wet runways which had 

been notified ‘slippery when wet’.

The operator’s operations manual Part B included the following information in 

the ‘Limitations’ section:

‘Maximum Crosswind Component for Take-Off and Landing
The following maximum crosswind components apply:
Dry Runways 

 

30 kt

Wet Runways 

 

25 kt

Contaminated Runways  15 kt with Braking Action Medium
Contaminated Runways  5 kt with Braking Action Medium/Poor’

background image

20

1.6.2.6 

ATR 72 operations in strong crosswinds

The operator’s operations manual part B included the following instruction:

‘To increase nose-wheel steering effectiveness in strong cross-wind 
conditions, load the aircraft to obtain a forward CG.’

The  operator  had  not  established  a  procedure  by  which  this  could  be 
accomplished  and  some  members  of  the  operator’s  staff,  when  interviewed, 
were not aware of this instruction.  The commander of G-BWDA was not aware 
of this instruction.

The ‘crosswind landing’ section of the operations manual part B also stated:

‘Any reluctance to use sufficient into wind aileron will lead to the 

airframe listing away from the wind direction due to the close tracked 
main undercarriage. This must be avoided to ensure no additional 

directional control difficulty.

If  reverse  is  required,  apply  reverse  slowly  and  symmetrically.  If 

problems  with  directional  control  occur  reduce  reverse  or  select 
ground idle.’

With regard to normal landing technique, the manual stated:

‘F/O holds control column fully forward and aileron into wind as 

required to keep wings level.’

1.6.3 

G-EMBO aircraft information

Manufacturer: 

Empresa  Brasileira  De  Aeronautica  SA 

(Embraer)

Type: 

EMB-145EU

Aircraft Serial Number: 

145219

Year of manufacture: 

2000

Number and type of engines: 

2 Allison AE3007 turbofan engines

Total airframe hours: 

14,156 hrs

Certificate of Registration: 

Issued on 18 February 2003 and valid

Certificate of Airworthiness: 

Valid until 13 March 2008

background image

21

1.6.3.1 

Embraer 145 general description

The  Embraer  145  is  a  50-seat  regional  jet  powered  by  two Allison AE3007 
turbofan engines (see Figure 3).  

1.6.3.2 

Embraer 145 control system description

The rudder on the Embraer 145 is split into two sections in tandem: forward 

and  aft.   The  forward  rudder  is  driven  by  the  control  system  while  the  aft 

rudder is mechanically linked to the forward rudder and is thus deflected as 
a  function  of  forward  rudder  deflection.    The  forward  rudder  is  driven  by 

two rudder actuators connected to a PCU in the rear fuselage.  The PCU is 
commanded by the rudder pedals via control cables that run from the pedals 

in the flight deck to the PCU.  The maximum rudder deflection on the ground 
is Âą15° and in the air is Âą10°.  The corresponding rudder pedal deflection on 

the ground is ¹9° and in the air is ¹6°.

The nosewheel steering system is electronically controlled and hydraulically 
operated.  The nosewheel steering position can be controlled by the rudder 

pedals or by the steering handle (also known as the tiller) on the commander’s 

left console.  There is no steering handle on the co-pilot’s side.  The pedals can 
command up to Âą5° of nosewheel steering angle, and the steering handle can 
command up to Âą71°.  If the pedals and steering handle are used in combination, 
then a maximum of Âą76° of nosewheel steering angle can be obtained.  The 

steering handle is normally only used below a speed of 40 kt.

Figure 3

Embraer 145 aircraft, G-EMBO (photo courtesy of Michael Brazier)

background image

22

1.6.3.3 

Embraer 145 brake system description

The Embraer 145 has two main landing gears, with two wheels on each gear.  

Each wheel has a disc brake and an associated hydraulic brake control valve.  
Normal braking is controlled by toe brakes on the rudder pedals.  The aircraft 
is fitted with an anti-skid system which is designed to provide the maximum 
allowable  braking  effort  for  the  runway  surface  in  use,  while  preventing 
skidding.  This is accomplished by measuring each wheel speed.  If one wheel 
speed drops significantly below the aircraft’s average wheel speed, a skid is 
probably occurring, so the brake pressure is relieved to the appropriate wheel 
brake  until  its  speed  recovers.    The  wheels  and  corresponding  brakes  are 

numbered sequentially from one to four (left outboard is number one and right 
outboard is number four).

The anti-skid system does not apply pressure on the brakes, but only relieves 
the pilot-commanded pressure to avoid a skid.  Therefore, in order to steer the 
aircraft using asymmetric braking, during a heavily braked landing, the pilot 
needs to reduce brake pressure on the side opposite to the direction of turn, 

instead of applying pressure to the desired side.  

The Embraer 145 does not have an autobrake system and G-EMBO was not 
fitted with the optional thrust reverser system.

1.6.3.4 

Embraer 145 performance

The  operator  of  G-EMBO  had  published  performance  information  in  the 
operations manual, and also operated a computerised performance calculation 

system at its head office; flight crew could request calculations to be made to 

meet operational needs.  The operations manual gave advice and information 

about operation on slippery runways, but did not define how flight crews should 
make performance decisions on wet runways notified as 

‘may be slippery when 

wet’

.  The slippery runway table in the operations manual required knowledge 

of braking action before slippery runway calculations could be made.

1.7 

Meteorological information 

1.7.1       Meteorological information relating to 29 December 2006

Analysis  of  the  relevant  meteorological  data  showed  that  at  0600  hrs  on 
29 December 2006, a complicated, multi-frontal situation existed over the UK.  
A cold front over Bristol separated a moist, south-westerly warm sector and a 
returning polar maritime air mass. A second frontal system moved rapidly into 

background image

23

the area, bringing further moist, warm sector conditions to the Bristol area 
from 1200 hrs.  By 1800 hrs, the south-west was still under moist, warm sector 
conditions,  with  a  second  enclosed  warm  sector  over  St  George’s  Channel 
at 1800 hrs.  In summary, from the early hours of the morning the area was 
mostly  affected  by  a  strong  and  gusty,  south-south-west  to  south-westerly 
surface wind.

Two of the Terminal Aerodrome Forecasts (TAFs) that cover the period of the 

aircraft incidents are as follows:

290413 16015G25KT 9999 SCT010 BKN020 TEMPO 0407 7000 
BKN014 TEMPO 0713 6000 RA BKN008 BECMG 0811 18022G 
35KT PROB30 TEMPO 1013 4000 +RA BKN004=

291601 17018KT 5000 -RA BKN008 TEMPO 1619 18020G32KT 
9999 NSW BKN012 TEMPO 1901 20023G35KT 3000 +RA RADz 
BKN004=

The relevant Meteorological Actual Reports (METARs) for the incidents are as 

follows:

291120z 19028G39KT 8000 FEW008 BKN011 10/09 Q1007
291150z 18024G35KT 3500 -RADz FEW007 OVC010 10/09 Q1008
291220z 18023KT 3500 -RA SCT006 BKN008 10/09 Q1008
291820z 18021G31KT 7000 -RA BKN004 11/10 Q1004
292120z 18023G35KT 8000 RA SCT005 BKN007 11/11 Q1001

1.7.2 

Meteorological information relating to 3 January 2007

Analysis of the relevant meteorological data showed that at 0600 hrs, a broad 

warm  sector  covered  the  UK  with  a  moist,  tropical  maritime  airflow.  An 

additional warm front was over Pembrey, south-west Wales, at 0600 hrs, and 
crossed Bristol a little less than three hours later.  At about 1800 hrs, a cold front 
was over Cardiff and crossed Bristol about an hour later.

The TAF that covers the period of the aircraft incident was: 

031601  22020G35KT  9999  -RA  BKN012  TEMPO  1619  4000 
-RADz  BKN005  PROB30  TEMPO  1719  23025G45KT  +RA 
BECMG 1820 25022G37KT SCT015 PROB30 TEMPO 1901 7000 
SHRA BKN012=

background image

24

and the actual report was 

 
031820z  21015G25KT  9999  SHRA  FEW005  SCT008  BKN010 
10/09 Q1010

1.7.3 

Reported runway conditions for 29 December 2006 and 3 January 2007

Date

29/12/2006

Time Incident

Reported Runway Condition

11:12

Damp-Wet-Damp

11:50 G-XLAC

12:30 G-BWDA

13:56

Wet-Wet-Wet

14:03

Wet-Wet-Wet

14:51

Wet-Wet-Wet

19:23

Damp-Wet-Damp

20:01 G-EMBT

21:06

Flooded-Flooded-Flooded

21:12

Water Patches-Water Patches-Water Patches

21:15

Water Patches-Wet-Wet

21:25

Wet-Wet-Wet

21:35 G-EMBO

Date

03/01/2007

18:05

Wet-Wet-Wet

18:32 G-XLAC

18:43

Wet-Wet-Wet

1.8 

Aids to navigation

Not applicable.

1.9 

Communications

1.9.1 

Runway state reporting means and methods

The  runway  state  is  typically  assessed  by  airport  authority  staff  often  in 
vehicles moving around the airport or by ATC staff from the visual control 
room.    Instructions  regarding  assessment  of  runway  state  were  included  in 
both the UK Aeronautical Information Publication (AIP) and the Manual of Air 

Traffic Services Part 1 (MATS Part 1)(CAP 493).  At BIA, the responsibility 

for the runway surface state assessment rests with the aerodrome authority.

background image

25

MATS  Part  1  included  the  following  definitions  regarding  reporting  runway 
conditions:

‘Dry

The surface is not affected by water, slush, snow, or ice.

NOTE: Reports that the runway is dry are not normally to be passed 
to pilots.  If no runway surface report is passed, pilots will assume 
the surface to be dry.

Damp

The surface shows a change of colour due to moisture.  NOTE: If 

there is sufficient moisture to produce a surface film or the surface 
appears reflective, the runway will be reported as WET.

Wet

The surface is soaked but no significant patches of standing water 

are visible.  

NOTE:  Standing  water  is  considered  to  exist  when  water  on  the 
runway  surface  is  deeper  than  3mm.  Patches  of  standing  water 
covering more than 25% of the assessed area will be reported as 
WATER PATCHES.

Water patches

Significant patches of standing water are visible.

NOTE: Water patches will be reported when more than 25% of the 
assessed area is covered by water more than 3mm deep.

Flooded

Extensive patches of standing water are visible.

NOTE: Flooded will be reported when more than 50% of the assessed 
area is covered by water more than 3mm deep.

Water  depth  on  runways  is  typically  measured  using  washers 
of  known  thickness,  placed  on  the  runway  surface  by  a  human 
observer.

The AIP noted that â€˜for JAR-OPS performance purposes, runways 
reported  as  DRY,  DAMP  or  WET  should  be  considered  as  NOT 

background image

26

CONTAMINATED’ and that â€˜for JAR-OPS performance purposes, 
runways reported as WATER PATCHES or FLOODED should be 
considered as CONTAMINATED.’

1.9.2 

Braking Action

The process by which braking action should be assessed and communicated to 
pilots is described in MATS Part 1.  It stated that when reports of braking action 

are passed to pilots by radio, they should be in plain language and an assessment 

should be given sequentially for each third of the runway to be used.  It stated: 

‘in  conditions  of  slush  or  thin  deposits  of  wet  snow,  friction 
measuring  devices  can  produce  inaccurate  readings.    Therefore, 
in  conditions  of  slush,  or  uncompacted  snow,  no  plain  language 
estimates  of  braking  action  derived  from  those  readings  shall  be 
passed to pilots.’

No  reference  was  made  to  braking  action  reports  on  dry,  damp,  or  wet, 

runways.

In explaining the terms used, it stated: 

‘the  word  â€˜good’  is  used  in  a  comparative  sense  and  is  intended 

to  mean  that  aircraft  generally,  but  not  specifically,  should  not 
experience  undue  directional  control  or  braking  difficulties,  but 

clearly a surface affected by ice and/or snow is not as good as a 
clean dry runway.’

The MATS Part 2 in use at the airport included the following instruction:

‘Contamination by water

The measurement of the runway friction value will not normally be 

required but if requested by a pilot this value will be measured by 

mu-meter (MATS Part 1 Section 9 Chapter 3 pages 2-3 refer).’

The reference to MATS Part 1 referred to above was erroneous, as that section 
was  removed  some  years  before  the  events  described  in  this  report;  the 
investigation was not able to identify in exactly which revision it was removed.  
Following the incidents investigated in this report, this MATS Part 2 instruction 
was removed.

background image

27

Prior to 16 November 2006, this practice was not in place at BIA but after 

this  date  it  became  common  for  controllers  to  pass  either  braking  action 
descriptions in words, or the figures output by the Mu-meter, or both.  It also 

became common for controllers to pass such information both for the runway 

as a whole, and specifically for the ‘patch’.

On 5 January 2007, conversations took place between the airport authority, 
Bristol ATC and the CAA regarding the passing of braking action reports.  The 
CAA subsequently directed ATC staff at the airport that:

 

‘the passing of braking action on a wet runway is to cease.  If an 

aircraft requests any braking action information [controllers] are 

to advise that “braking action is unavailable”.’

MATS Part 1 instructions regarding braking actions reports. 

MATS Part 1 includes instructions to controllers regarding: 

‘Essential aerodrome information’, which is defined as â€˜concerning 

the state of the manoeuvring area… which may constitute a hazard 
to a particular aircraft.’

Such information must

 

be issued to pilots in sufficient time to ensure the safe 

operation of aircraft.

Essential aerodrome information includes: 

‘reports  on  the  estimated  braking  action  determined  either  by 
CFME

6

 or by reports from pilots of aircraft which have already 

landed.’ 

The  information  must  include  a  description  of  the  prevailing  conditions,  the 
time of measurement or report, and the type of aircraft if an aircraft report.  

1.9.3 

UK AIP

The UK AIP stated:

‘when a runway is contaminated by water (i.e. more than 3 mm), wet 
snow or slush, a braking action report will not be available due to 

the limitations of existing friction measuring equipment…, however, 

 Continuous Friction Measuring Equipment.

background image

28

a runway surface condition report will normally be available stating 
the type of contaminant and its respective depth.’

Although  the AIP  stipulated  that  braking  action  reports  would  not  be  made 
available on a runway â€˜contaminated’ by water, it did not specifically state that 

CFME was not to be used on a runway which was simply â€˜wet’.  The CAA’s 
position was that there was no intention that such friction assessments in the wet 

be used to determine braking action.

No table existed in the UK to enable the interpretation of CFME readings on wet 

surfaces into braking action reports relevant to aircraft operations.

1.9.4 

‘Slippery when wet’

The definition of the term 

‘slippery when wet’

 is described in the MATS Part 1.  

It stated: 

‘wet  surface  friction  characteristics  of  the  runways  at  certain 
aerodromes  have  been  calibrated  to  ensure  that  they  are  of  an 

acceptable quality. If the quality deteriorates below an acceptable 
level the particular runway will be notified as liable to be slippery 

when wet.’

This  information  is  repeated  in AIC  15/2006  which  also  states  that  when  a 

runway is notified 

‘may be slippery when wet’

, aircraft operators may request 

additional information relating to that notification from the aerodrome operator, 
and that: 

‘any performance calculations or adjustment made as a result of 
this information is the responsibility of the aircraft operator.’

‘slippery when wet’

 NOTAM needs to be issued if a friction survey determines 

that the friction level has dropped below the Minimum Friction Level (MFL) (in 
accordance with CAP 683).

1.9.5 

Notice to Aerodrome Licence Holders (NOTAL) 9/2006

NOTAL  9/2006,  â€˜Winter  operations’  laid  out  the  requirements  placed  upon 
aerodrome authorities regarding safe operations in adverse weather conditions.  

It stated:

background image

29

‘To  provide  for  safe  operations  in  adverse  winter  conditions, 
appropriate  information  must  be  made  available  to  pilots 
and  aircraft  operators.  However,  this  information  has  to  be 
reliable  and  relevant  to  the  aircraft  operation  or  movement. 
The  Aerodrome  Licensee  is  responsible  for  the  determination, 
measurement and dissemination of information on the condition 
of the movement area for use by aircraft, particularly if there is 
any  contamination  by  water,  snow,  slush  or  ice.  Similarly,  the 
Licensee is responsible for the treatment of any contamination 

or the withdrawal of any part of the movement area that is unfit 

for use. 

As part of an aerodrome’s safety management system, plans and 
procedures for winter operations should be reviewed as necessary 
and in a timely manner.’

The NOTAL also stated:

 

‘In  practical  terms..,  using  CFME  in  conditions  beyond  the 

technical  capabilities  of  the  equipment  and  then  making  those 

potentially  inaccurate  readings  available  to  aircraft  operators 

or flight crew (via air traffic services) is not permitted.’

For  ASU  staff  at  BIA,  the  relevant  operating  instructions  were  contained 
within the ASU Departmental Instruction 04/07, titled 

‘The assessment and 

reporting of runway surface conditions’

.  This document was written to reflect 

the requirements set out in NOTAL 9/2006.

1.9.6 

Operational advice and information to flight crews

The  CAA  publishes  FODCOMs  (Flight  Operations  Department 
Communications) on a variety of topics.  In addition to being published on 
the  CAA  website,  they  are  sent  to  senior  managers  at  companies  holding 

Air Operators Certificates.  They are not sent to private operators or foreign 
operators  flying  into  the  UK.    Pilots  are  required  to  operate  their  aircraft 

according  to  the  instructions  and  advice  contained  in  their  operations 
manuals.  However, the inclusion of FODCOM advice into these manuals is 
at the discretion of the aircraft operator and not mandatory.

background image

30

FODCOM 19/2006, entitled â€˜Winter operations’ was published on 30 October 

2006.  Its purpose was: 

‘to review and refresh some of the procedures and best practice that 
operators should adopt during winter operations.’ 

and it included information and advice about operations on â€˜slippery when wet’ 
runways.

The FODCOM stated: 

‘Braking action is assumed to be poor on a wet runway that is 

notified as one that may be slippery when wet.  Operators should 

ascertain from aerodrome operators the location and dimension of 
the part of the runway that has fallen below the minimum friction, 
‘slippery  when  wet’  trigger  level,  in  order  that  they  can  assess 
whether aeroplane performance is affected.

There is no reliable correlation available between the readings of 

Continuous Friction Measuring Equipment (CFME) on a runway 

contaminated  with  water,  slush  and  snow,  and  aircraft  braking 
performance.  Performance calculations must not be based on such 
readings. They will not be made available at licensed aerodromes 
in the UK.’

The operators of the aircraft involved in these events had not incorporated 

the advice in this FODCOM regarding runways notified as 

‘may be slippery 

when wet’

 into their operations manuals or made their flight crews aware of 

its contents.  The CAA did not audit operators to establish that these processes 

had taken place.

1.9.7 

RFFS Communication

The flight crews of G-BWDA and G-EMBO experienced some difficulties in 

communicating with the Aerodrome Fire and Rescue Service on 121.6 MHz.  

RFFS staff also reported difficulties in receiving the first notification of aircraft 
emergencies from ATC.  The RFFS report stated: 

‘portable radio comms were abysmal because of constant equipment 

failure due to defective batteries and radios,’

background image

31

and included two recommendations:

  

‘connection of Fire Station public address system to direct link to 
ATC VCR (Visual Control Room) to allow controller to pass turnout 
information  direct  to  the  station  [public  address  system]’  and 

‘replacement of all radios and batteries with new equipment.’

The RFFS reported that these recommendations had widespread implications.  

Plans were already in place for a new fire station to be commissioned before 

the end of 2010 and this station was to have facilities for direct ATC access to 
the public address system within the station.  A decision had been made not to 
replace the RFFS radio equipment in isolation but to equip the entire airport 
with new communications systems.

1.10 

Aerodrome information 

1.10.1 

General 

Bristol International Airport (ICAO code EGGD) has one runway designated 

09-27.  It was specified by the UK AIP

7

 as having a length of 2,011 m and a 

width of 46 m.  Due to a displaced threshold, the Landing Distance Available 
(LDA)  on  Runway  27  was  1,876  m.    The  Runway  27  displaced  threshold 
elevation was 601 feet amsl.

1.10.2 

Runway resurfacing 

1.10.2.1  Requirements for runway surfaces

Guidance  on  the  desirable  physical  characteristics  of  runways  is  set  out  in 
CAP  168 

Licensing  of  Aerodromes

8

  and  this  is  based  on  the  international 

requirements in ICAO Annex 14.  The guidance differs depending upon the 

runway’s code number.  Runways with a takeoff distance available of more 

than 1,800 m, such as Runway 09-27 at BIA, are code 4.  Among the guidance 
relating to a code 4 runway is that the transverse runway gradient should not 

exceed 1.5%, but the transverse profile may be cambered or sloping.  Among 
the guidance relating to the longitudinal profile of a code 4 runway is that the 

radius of curvature of any curved surfaces should be no less than 30,000 m.

 UK Aeronautical Information Publication, reference AD 2-EGGD-1-4 (23 Dec 04).

 CAP 168 Licensing of Aerodromes, Seventh Edition 8 May 2006.

background image

32

The guidance concerning new or resurfaced runways include providing a hard 
durable surface that will not generate loose materials or contaminants, provide 
good surface water drainage and provide a surface friction level at or above 

the Design Objective Level (DOL) defined in CAP 683

9

.  The runway surface 

friction guidance in CAP 683 applies to all paved runways used for public 

transport  operations  and  all  paved  runways  exceeding  1,200  m.   The  DOL 

friction value is 0.72 or greater when measured with a Mu-meter and 0.80 

or greater when measured with a GripTester.  The Minimum Friction Level 
(MFL) is 0.50 with a Mu-meter and 0.55 with a GripTester.

1.10.2.2  Runway resurfacing work at BIA 

The  runway  at  BIA  had  previously  been  re-surfaced  in  1990  and  at  that 
time the runway’s profile was not completely compliant with CAP 168.  The 
CAA  had  conceded  at  the  time  that  achieving  full  CAP  168  compliance 

within one re-surfacing operation was not practicable on economic grounds.  

Therefore, in 2006, a resurfacing project was begun that would make the 
runway fully CAP 168 compliant in cross-section and improve compliance 
of its longitudinal profile by about 10%.  The resurfacing work began on 
1 November 2006 and was completed by 22 March 2007.  Each night the 
runway was closed at 2300 hrs for work to begin, and it re-opened at 0615 hrs 

for normal operations.  The work was carried out at night and during the 

winter time to minimise disruption to night-time charter flights.

The  technical  specification  used  for  the  asphalt  materials  was  the  UK 
Defence Estates Specification 013 â€˜Marshall Asphalt for Airfields’ (published 
August 2005).  In addition to these requirements the bitumen binder had to 
be 70/100 pen grade where the Marshall Stability requirement was 10 kN; 
and the coarse aggregate had to have a minimum Polished Stone Value (PSV) 
of 60.  Furthermore, temporary ramps between asphalt layers had to have a 
maximum longitudinal gradient of Âą1% and a maximum transverse gradient 
of Âą 2%, with spacing between successive ramps of not less than 150 m.  
An  onsite  laboratory  was  used  to  monitor  compliance  with  the  materials 
specifications.

The  runway  surface  at  BIA  is  made  of  Marshall  Asphalt  which  consists 

mainly of stone material bonded together with bitumen.  The top layer is 
called surface course (also known as wearing course) and the layer beneath 
this is called base course (also known as binder course).  Both layers are 

made of Marshall Asphalt, but the base course has a more indented texture 

 CAP 683 The Assessment of Runway Surface Friction for Maintenance Purposes, Third Edition 14 May 2004. 

background image

33

and  larger  aggregate  size  compared  to  the  surface  course.    A  regulating 

course can also be used when reshaping of the runway’s profile is required.  

A  regulating  course  is  usually  made  up  of  a  â€˜base  course’  mixture  which 

can be laid and compacted in thicker layers than a â€˜surface course’ material 

because it contains a larger aggregate size.  A surface course is then laid on 
top of the base course.

Water does not drain through the surface of Marshall Asphalt, so in order 
to  meet  friction  requirements  in  the  wet,  transverse  grooves  are  made  in 
the surface (see Figure 4).  The grooves are typically 3 to 4 mm wide and 
4 mm  deep  with  25  mm  spacing,  and  combined  with  a  transverse  slope, 
these grooves allow water to drain towards the sides of the runway.

Figure 4

Section of original weathered grooved Marshal Asphalt runway surface. 

Grooves are 3 mm wide, 4 mm deep with 25 mm spacing

(photo courtesy J. Barling)

The approach to the resurfacing works was to start with the reshaping and 

base course layers before beginning to lay the surface course starting from 
the 09 end of the runway.  Due to bad weather, laying of the surface course 
was delayed and by 16 November 2006 most of the base course had been 
laid without any surface course.  Approximately 60 m of surface course was 

then laid during a typical night’s work, starting at the 09 threshold end and 

background image

34

progressing eastwards.  The new surface course was then left for 72 hours 
before grooving to allow time for evaporation of volatile components and 

for  cooling  so  that  a  degree  of  surface  hardening  could  take  place.   This 

minimised  any  damage  to  the  new  surface  course  during  the  saw-cutting 
process.  Typically no more than 100 m of un-grooved surface course was 
exposed at any one time.

The state of the runway resurfacing works between 29 December 2006 and 

3 January  2007  is  shown  in  Figure  5.    The  white  sections  in  this  diagram 
represent  the  original  weathered  runway  surface  consisting  of  grooved 
Marshall Asphalt (see sample in Figure 4).  The green sections consist of new 
base course and regulating course.  The purple sections consist of new surface 
course that has not yet been grooved.  The blue section consists of new surface 

course that has been grooved.  The green and purple sections, taken together, 

represent the surface area of the runway that was un-grooved.  

Figure 5 

State of runway surface between 29 December 2006 and 3 January 2007

The difference in water drainage capability of the grooved surface compared to 

the un-grooved surface is visible in Figure 6, which is a snapshot taken from the 

RFFS video of the incident scene shortly after G-BWDA departed the runway 
on 29 December 2006.  

background image

35

1.10.2.3  Runway  rectification  work  following  incidents  on  29  December  2006  and 

3 January 2007

Following the incidents on 29 December 2006 and 3 January 2007, the airport 

operator  decided  to  improve  the  braking  characteristics  of  the  un-grooved 

base course under wet conditions.  Closing the runway until the base course 
had  been  covered  with  surface  course  and  then  grooved  was  considered 
uneconomical.  It was considered that grooving the base course might provide 
a temporary solution.  It is not normal practice in the UK to groove base course 

because its more indented texture and larger aggregate size makes damage 
to the groove shoulders more likely following multiple landings.  Therefore, 

on  7  January 2007  a  trial  area  of  base  course  10  m  long  was  grooved  and 
subjected to a day of landings.  An inspection the following day revealed that 
the grooved base course was holding up well and probably would not present 

a FOD (Foreign Object Damage) risk in the short term.  Figure 7 shows the 

difference between the temporary grooved base course in the foreground and 
the un-grooved base course behind it.

Figure 6

Image taken shortly after G-BWDA departed the runway, looking eastwards 

towards the 27 threshold

background image

36

The  runway  was  subsequently  closed  between  1400  hrs  on  7  January  and 
1000 hrs  on  8  January  2007  to  permit  grooving  of  the  exposed  base  course.  
Normal  resurfacing  operations  resumed  on  11  January  2007  which  included 
laying surface course on top of the grooved base course, after machining away 
the grooves. 

The airport operator carried out frequent monitoring of the temporary grooved 
base course and by 10 January 2007 the grooves had remained generally intact 
with little sweeping necessary.  However, over the 12-day period that the grooved 
base course was exposed, a small quantity of aggregate was lost from the groove 
ridges.  

Figure 7

Temporary grooved base course in foreground and un-grooved base course 

behind it.  Grooves in the base course are 4 mm wide,

4 mm deep with 25 mm spacing

(photo courtesy J. Barling)

background image

37

1.10.2.4  Independent runway surface inspection on 7 January 2007

The AAIB employed an experienced runway surface consultant to provide an 
independent  evaluation  of  the  runway  surface  condition.    He  examined  the 
runway on 7 January 2007 before the temporary grooving was started.  In his 
opinion, the newly laid base course was well laid, â€˜

fairly tight knit’

, with only 

small areas of segregation of the mix and no evidence of irregularities in the 

profile.  The surface at the time of inspection was damp to wet and no â€˜

ponding

’ 

was present.  He also reported that the original weathered grooved Marshall 

Asphalt: 

‘surface had good macrotexture, having lost most of the fine material 

at  the  surface  through  wear  and  weathering,  exposing  coarse 
aggregate fractions of the mixed material.’  

Only  a  cursory  visual  examination  of  the  new  ungrooved  Marshall Asphalt 
surface course was made as this had not played a part in the G-BWDA and 
G-EMBO runway excursion incidents.  He reported that this surface appeared 
typical of a well laid new Marshall Asphalt surface course, with a tight surface 
with little macrotexture.

1.11 

Flight Recorders

Recorded data was successfully recovered from each aircraft by the operators, 

and sent to the AAIB for analysis.  Despite a 2-hour Cockpit Voice Recorder 
(CVR) being fitted to G-EMBO, the voice data was overwritten before the CVR 

was impounded.  

The condition of the runway surface affected the three aircraft in different ways.  

The G-XLAC flight crews reported concerns of runway overruns whereas the 

G-BWDA and G-EMBO crews reported lateral control issues.

1.11.1 

Longitudinal Effects on G-XLAC

A number of recorded parameters were available to characterise the longitudinal 
landing performance of G-XLAC.  One which gives the broadest view of the 
rate at which the aircraft was slowing down is the longitudinal acceleration.  It 

takes into account all forms of aircraft drag force: aerodynamics, reverse thrust 
and braking.  The total longitudinal retardation force is a product of the aircraft 

mass and longitudinal acceleration.

background image

38

1.11.1.1  Deceleration vs. Runway Position

The touchdown positions for both G-XLAC landings have been estimated using 
the recorded localiser and glideslope deviations.  Knowing the groundspeed at 
the touchdown point and integrating the longitudinal acceleration twice, allowed 
an estimate of aircraft position on the runway to be calculated.  Figure 8 shows 
the estimated positions of G-XLAC’s landings, with the corresponding recorded 
longitudinal acceleration

10

Landings were performed on Runway 27 so, for ease of plotting, the data is 
presented  showing  the  landings  from  left  to  right.   The  areas  highlighted  in 
green are the areas of ungrooved base course.

The two predominant areas of ungrooved base course start at approximately 
550 m and 800 m from the Runway 27 threshold.  The larger of the two green 
areas marked â€˜the patch’ in Figure 8, shows a notable drop in deceleration for 
each landing.

Analysis of the G-XLAC event of 29 December 2006 has provided the most 
useful  results  of  the  two  incidents,  as  maximum  braking  was  commanded 
throughout the transition over ‘the patch’.

1.11.1.2  Deceleration Components

Data from the G-XLAC events of both 29 December 2006 and 3 January 2007 
was  forwarded  to  the  manufacturer  who  analysed  the  landing  performance.  
This, along with use of aircraft models of thrust and aerodynamics, allowed the 
contributions to the aircraft deceleration from the aerodynamic, reverse thrust 
and landing gear effects, to be separated.

Figure 9 shows a combined plot of the decelerations for the G-XLAC landing on 
the 29 December 2006. The â€˜

GEAR CONTRIBUTION

’ in this graph constitutes the net 

deceleration component from the landing gear which includes rolling resistances 

and braking forces.  In this aircraft configuration, the main contributor to the 

‘

GEAR CONTRIBUTION

’ was from the braking.  The aerodynamic contribution in 

Figure 9 decreased as expected, as the airspeed decreased.

10

  The position relative to the runway is an estimated position and is subject to a number of inaccuracies.  

These inaccuracies can arise from sources including accelerometer drift, estimated touchdown position, 

wind speed and direction.  Some small adjustments were made to align the drop in deceleration of each 

aircraft by adjusting the touchdown point.

background image

39

Figure 8

G-XLAC longitudinal acceleration vs. runway position

for incidents on 29 December 2006 and 3 January 2007

‘the patch’

background image

40

Just after touchdown, the largest single contributor to the aircraft deceleration 

was from the landing gear.  At this point, the aircraft deceleration peaked at 

-0.44g.   After  around  2  seconds,  a  notable  reduction  in  deceleration  occurs 
down to around -0.3g due to a decrease in the landing gear contribution.  The 
deceleration drop was largely restored by the increase in reverse thrust at around 

the same time (dashed blue line).  With full brake pressure commanded, the 
antiskid  system  operated  and  reduced  the  brake  pressure,  thus  reducing  the 

overall deceleration.

The deceleration components for the G-XLAC landing on 3 January 2007 are 
shown  in Appendix  C,  Figure  C1.    Both  G-XLAC  landings  show  a  similar 
characteristic in that, just after touchdown, the deceleration contribution from 

the landing gear was significant.

Figure 9

G-XLAC component deceleration contributions

29 December 2007

(Reproduced courtesy of Boeing)

background image

41

1.11.1.3  Braking Coefficient

The  braking  coefficient  is  defined  as  the  ratio  of  the  decelerating  force 

from the braking system, relative to the normal load applied to the tyres.  

This coefficient is a term which includes effects due to the runway surface, 

contaminants  and  the  aircraft  braking  system  (antiskid  efficiency

11

,  brake 

wear,  tyre  wear  etc).    It  is  a  better  measure  of  the  effectiveness  of  an 

aircraft’s braking system, in given runway conditions, than the longitudinal 

deceleration.  This is not the same as the tyre-runway friction coefficient 

because it includes contributions from the aircraft’s braking system.

A  braking  system  operates  either  under  torque-limited  or  friction-limited 

conditions.  A torque-limited situation is one where the amount of braking 

force  which  can  be  applied  through  the  tyre  is  limited  by  the  amount  of 

applied  brake  torque.    In  this  case  the  tyre-runway  friction  can  react  the 

applied brake torque, so antiskid is inactive.  The braking coefficient in a 

torque-limited case is a function of the level of brake pressure applied.

A friction-limited situation exists where the amount of braking force which 

can be applied is limited by the friction between the tyre and the runway.  In 

this case, the antiskid is regulating the brake pressure to ensure the wheel 

continues to rotate at an optimum speed, to provide the best available grip.  

As long as the system is friction-limited, the braking coefficient represents 

the maximum braking coefficient for the runway surface.

For  the  G-XLAC  landing  on  29  December  2006,  runway  conditions  were 

reported as 

‘damp, wet, damp’

.  This runway surface was friction-limited on 

the  ungrooved  area  as  confirmed  by  Figure  9  which  shows  the  landing  gear 

deceleration component decreasing, despite full brake pressure being applied.  

In this case, the maximum braking coefficient can be calculated using the landing 

gear deceleration contribution and the normal load applied to each landing gear 

(essentially the aircraft weight minus lift).

The manufacturer of G-XLAC provided the braking coefficient data for this 

landing which is shown in Figure 10.  The lower the braking coefficient, the 

more slippery the surface (minimum 0, maximum 1).

Figure 10 shows the braking coefficient increasing after touchdown, up to a 

peak of 0.33.  After transitioning on to the ungrooved surface, the braking 

coefficient dropped to a minimum of 0.11.  Transition back on to the grooved 

surface lead to an increase up to a maximum of 0.36.

11

   Antiskid efficiency is defined as the effectiveness of the antiskid system to modulate the brake pressure 

and subsequently braked wheel speed, to give optimum grip.

background image

42

‘the patch’

Figure 10

G-XLAC Braking coefficient from 29 December 2006

background image

43

1.11.2 

Lateral Effects

G-BWDA  and  G-EMBO  both  departed  the  left  side  of  Runway  27  on 
29 December 2006.  With a crosswind from the left, aircraft have a tendency 

to yaw to the left when on the ground due to the â€˜weather cocking’ effect of 

the vertical stabiliser.  At higher speeds on the ground, this is counteracted 
using the aerodynamic effects of the rudder.  As speed reduces and the rudder 
becomes less effective, there is a higher reliance on the nosewheel steering 

and differential braking for directional control.  Relying on the landing gear 

for directional control therefore relies on the available grip between the tyres 
and the runway surface.

1.11.2.1  G-BWDA

Data  for  G-BWDA  was  provided  by  the  operator’s  Flight  Data  Monitoring 
(FDM) programme.  This data was recorded from the same data concentrator as 
the Flight Data Recorder (FDR).

The approach to BIA was made with the autopilot disengaged, 28° of flap and 

heading slightly into wind.  Data shown in Appendix C, Figure C2, begins with 
the aircraft just prior to touchdown.  In the 10 seconds prior to touchdown, a 
number of rolling manoeuvres are noted from -9.5° left, to 4.6° right and then 

back to -11.9° left.

Touchdown  occurred  at  12:18:25  hrs  at  an  airspeed  of  around  100  kt.    The 

power levers were slowly moved into the reverse thrust range and torque on 
both engines increased over 10 seconds.  Reverse thrust was maintained until 
the aircraft came to a stop.  Ground spoilers deployed on touchdown and the 
aircraft decelerated to a steady state longitudinal acceleration of -0.26g within 

four and a half seconds.  No brake pressure or pedal angle parameters were 
recorded so it was not possible to ascertain the level of braking applied.

The recorded localiser deviation suggests that touchdown was achieved almost 
on the runway centreline.  At the point of touchdown, 3.4° of left rudder was 

applied with a roll angle of 1.8° to the right and the left aileron deflected 1.3° 
up (maximum deflection is Âą 14°).  During the next four seconds, progressively 

more  and  more  right  rudder  was  added  to  a  maximum  of  -26.7°  (maximum 
travel is Âą 27°).  Heading then began to increase (right yaw), after which 15.4° 
of left rudder was applied.

This led to a decrease in heading (left yaw) and with this left rudder maintained, 

at a groundspeed of 76 kt, the localiser deviation shows G-BWDA starting to 

background image

44

deviate to the left of the runway centreline.  Rudder position was then again 
reversed to provide -25.0° of right rudder in an attempt to arrest the rate of turn.  
However, with this rudder input maintained, localiser deviation continued to 
increase, signifying the aircraft moving to the left of the runway centreline.  
When the aircraft came to a rest, heading had decreased to 227°.

Nosewheel  steering  angle  and  tiller  position  were  not  recorded  and  with  no 
mechanical  linkage  between  the  rudder  pedals  and  nosewheel  steering,  pilot 
inputs cannot be ascertained.

Appendix D shows where G-BWDA stopped on the grass, just beyond the 
green area of ungrooved base course.  The photograph in Appendix D shows 
where  the  runway  surface  transitions  from  ungrooved  base  course,  to  the 

normal runway surface condition.  This confirms that G-BWDA was located 

on the ungrooved base course area as it left the runway.

Appendix C, Figure C2 also shows the longitudinal acceleration relative to time 

which did not show any significant loss in deceleration while the aircraft was on 

the runway.  Braking system data was also not available so it is unknown what 
the landing gear contribution to the deceleration was and whether the braking 
was symmetric.  However, if the runway condition was slippery, it would have 
had some impact on the tyre adherence to the runway.  The drop in deceleration 
towards the end of the landing shown in Appendix C, Figure C2 was most likely 
caused by the wheels contacting the grass.

1.11.2.2  G-EMBO

The aircraft landed at around 2133 hrs at a computed airspeed of around 136 kt 

with 45° of flap and on a heading of 263°.  The spoilers deployed immediately; 
no thrust reversers were fitted.

Recorded  data  indicated  that  3.5  seconds  after  touchdown,  brake  pressures 
on wheels one and three increased

12

, which led to an increase in longitudinal 

deceleration, peaking at -0.32g (see Appendix C, Figure C3).  The deceleration 
then decayed, coinciding with a decrease in brake pressures.  The pressures did 
not then rise above 360 psi (maximum is 3,000 psi) for the next six seconds.

During  this  six-second  period,  progressively  more  and  more  right  rudder 
pedal was applied to counteract a slow decrease in heading.  The heading 
continued to decrease, despite further rudder pedal inputs, and 14 seconds 

12   Brake pressure is only recorded on wheels one and three.

background image

45

after touchdown, at a groundspeed of 67 kt, full right rudder pedal deflection 

was recorded, with heading still decreasing.  Although left wing down roll 
had been commanded from touchdown, at this point this was reversed to right 

wing down roll with the control wheel deflected to 24 degrees (maximum 
deflection  is  41 degrees).    The  longitudinal  deceleration  then  began  to 
increase  in  line  with  brake  pressure  on  wheel  three,  just  as  the  localiser 

deviation shows the aircraft deviating to the left of the runway centreline.  As 
this deviation continued, the heading started to increase.  Right rudder pedal 
demand was reduced as the heading continued to increase and left rudder 

pedal was slowly applied to reduce the rate of turn.  Brake pressure on wheel 
three then increased significantly up to 1,236 psi as the localiser deviation 

decreased and the aircraft regained position on the runway centreline.

The low brake pressure coincided with a decrease in longitudinal deceleration 
and an increase in the heading.  The reason for the drop in brake pressure 
was  either  due  to  the  pilot  reducing  the  brake  pedal  input,  or  the  antiskid 
reducing the pressure after detection of a skid.  This cannot be confirmed as 
the brake pedal angle and wheel speeds were not recorded, so the command to 
the brakes cannot be ascertained.  Brake pressure was also only recorded on 
two brakes and only every second

13

.

1.12 

Aircraft examinations 

1.12.1 

G-BWDA examination

One blade from the left propeller had sustained some impact damage, most 

likely  from  clumps  of  dirt  that  had  been  thrown  up  during  the  runway 

excursion.  There was a lot of mud inside the gear bay and on the landing 
gear; this was washed off to allow examination.  Both nosewheel tyres were 
found worn close to limits.  Each tyre had four grooves and the remaining 
tread depth was an average of 1.3 mm for the two centre grooves and 2.6 mm 
for the outer grooves on both tyres.  The tyres are required to be replaced 
when the bottom of any groove is reached at any location; the wear on the 
tyres had not reached this limit.  No anomalies were noted on the four main 
wheel  tyres  and  they  had  tread  depths  remaining  of  between  3  mm  and 
6 mm.  The normal nosewheel tyre pressures on this aircraft type were 64 to 
66 psi and the normal main wheel tyre pressures were 114 to 119 psi.  The 

tyre  pressures  were  not  measured  after  the  incident:  however,  they  were 
routinely checked every three days.

13

   Antiskid systems regulate brake pressure at a rate much faster than 1 Hz.

background image

46

1.12.2 

G-EMBO examination

G-EMBO did not sustain any damage from its runway excursion, but the left 

main  gear  brake  units  were  subsequently  replaced  due  to  dirt  ingress.    The 

left main landing gear tyres were also removed for inspection.  They had not 

sustained any damage and were only about 30% worn with 7.2 mm of tread 

depth remaining.  The tyre pressures on G-EMBO had been checked daily; the 

last recorded values on 21 December 2006 were 80 to 86 psi for both nosewheel 

tyres and 147 to 150 psi for the four main wheel tyres.

1.12.3 

G-XLAC examination

G-XLAC  did  not  undergo  any  special  inspection  as  it  did  not  depart  the 

runway in either incident.  There were no reports from general daily checks 

that there were any anomalies with the tyres or any relevant anomalies with 

the aircraft.  The operator’s standard policy was to maintain the tyre pressures 

at 200 +5/-0 psig and to check tyre pressures each day.

1.13 

Medical and pathological information

Not applicable.

1.14 

Fire

There was no fire. 

1.15 

Survival aspects

Not applicable.

1.16 

Tests and research

None.

1.17 

Organisational and management information 

The  operator  of  G-EMBO  was  acquired  by  another  established  operator 

after the incident and the new operator does not plan to operate Embraer 145 

aircraft in the long term.  However, action was taken to introduce procedures 

for operations in wet conditions on runways which had been notified 

‘slippery 

when wet’

, introducing a crosswind limit of 10 kt.  At another UK airport, 

where similar runway works were carried out in 2007, the operator took action 

to  consider  any  lengths  of  runway  promulgated  as 

‘slippery  when  wet’

,  as 

being absent from runway distances, for performance calculation purposes.

background image

47

Following the events on 29 December 2006, one operator took action to impose 
a  temporary  maximum  crosswind  of  15  kt  on  its Airbus A319  fleet,  for  all 

departures from BIA.

Following  the  event  on  3  January  2007,  there  was  further  discussion,  both 
formal  and  informal,  between  the  airport  authority  and  operators.    On 

5 January 2007,  some  operators  took  action  to  cease  flying  at  the  airport 

altogether, and others imposed restrictions on their operations.  The additional 
restrictions typically included application of crosswind limits similar to those 

applicable on slippery runways and performance adjustments to take account 
of poor friction in the landing and rejected takeoff cases.

1.17.1 

ICAO and CAA action

AAIB investigators met with CAA staff to discuss the events described in this 
report.  CAA staff explained that CAA policy with regard to runway friction is 
derived from the provisions of Annex 14 to the ICAO Convention.

At the first meeting of the ICAO Aerodrome Operations and Services Working 

Group  (AOSWG),  in  2005,  it  was  agreed  that  the  provisions  in Annex  14 
Volume 1 relevant to runway surface friction should be reviewed.  The basis of 
such review was to be the safety factors inherent in the measurement of runway 
surface friction where the runway is contaminated.  At the third meeting of the 
group, in March 2006, the UK CAA proposed considerable amendment to the 
Annex.  The CAA’s view was that, except on runways covered by compacted 
snow or ice, friction values should not be used as a basis for aircraft operations.  
Their reasons for this viewpoint were an absence of a common method across 

the world, doubts about the accuracy of such measurements, the difficulty in 

reading friction measurements across to aircraft operations and concerns that 
such measurements are time-critical.

The Group recommended that a task force should be established to investigate 

runway surface friction issues and subsequently to develop an action plan for 
submission to the ICAO Aerodromes Panel.  Draft terms of reference for a 

proposed Friction Task Force, along with some of the friction related issues 

which the Group felt needed to be addressed at a global level, were outlined.  

The CAA has a seat on this task force.

background image

48

1.18 

Additional information

Runway friction measurement

The CAA published guidance to aerodrome licensees on runway friction in two 
principal documents, CAP 168, 

‘Licensing of Aerodromes’

 and CAP 683, 

‘The 

Assessment of Runway Surface Friction for Maintenance Purposes’

.

CAP 168, 

‘Licensing of Aerodromes’

CAP 168, 

‘Licensing of Aerodromes’

, gives advice and direction to aerodrome 

licensees regarding runway surfaces:

‘The aim should be to provide in the first instance a runway surface 
that is clean and has a uniform longitudinal profile and friction 

levels that will give satisfactory braking action in wet conditions. 
These  issues  should  be  addressed  at  the  time  of  the  design  of 

runways, pavements or subsequent resurfacing.’

Another relevant passage deals with surface friction characteristics:

‘The surface of a new runway or a newly resurfaced runway should 
be designed and constructed to enable good braking action to be 
achieved  by  aeroplanes  in  wet  runway  conditions.  When  a  new 
runway is built or an existing runway resurfaced, the wet surface 
friction characteristics shall be assessed in order to classify the 
friction level.’

In a section entitled 

‘New Asphalt Runways’

, the publication stated:

‘New  or  resurfaced  runways  with  an  asphalt  surface  normally 

do  not  provide  adequate  friction  levels  for  aircraft  operations 

immediately  after  the  new  surface  has  been  placed...  In  these 
circumstances  it  is  generally  necessary  to  treat  the  surface  by 
either the application of a coarse textured slurry seal, grooving or 
the addition of a porous friction course.’

The  publication  provided  advice  regarding  the  application  of  slurry  and  the 
grooving process.

background image

49

CAP  683, 

‘The Assessment  of  Runway  Surface  Friction  for  Maintenance 

Purposes’

CAP 683 reflected the CAA’s interpretation of the Standards and Recommended 

Practices  laid  down  in  Annex  14  to  the  Convention  on  International  Civil 
Aviation, in so far as they had been adopted by the UK in respect of runway 
surface friction testing.

The  purpose  of  the  document  was  to  outline  the  procedures  for  undertaking 
runway surface friction assessments and to define the criteria by which friction 
values were assessed on runways under specified conditions.

The  criteria  in  the  document  applied  to  all  paved  runways  exceeding 
1,200 metres  in  length  and  all  paved  runways  used  for  public  transport 
operations.  The document detailed methods for assessment of runway friction, 
using the Mu-meter and GripTester (the two types of CFME most commonly 
used in the UK).

The document stated that the friction characteristics of a runway can also 

‘alter 

significantly’

 following maintenance activities.  It stated that a runway surface 

friction assessment: 

‘should  be  conducted  following  any  significant  maintenance 

activity conducted on the runway and before the runway is returned 
to service.’

Further, it added: 

‘Runway  surface  friction  assessments  should  also  be  conducted 
following pilot reports of perceived poor braking action...’

Management of works in progress

CAP 168, â€˜

Licensing of Aerodromes

’, details the responsibilities of aerodrome 

licensees with regard to work on operational areas.  It stated:

‘Wherever  major  work  affecting  operational  areas  is  planned, 

aerodrome  licensees  must  be  satisfied  that  unacceptable  risks 
generated  by  Works  in  Progress  (WIP)  have  been  identified  and 

removed,  and  that  procedures  are  provided  and  followed  which 
ensure no adverse impact upon levels of safety.’

background image

50

1.18.1 

Friction Measuring Equipment

The friction measuring equipment commonly used today to measure runway 

friction are continuous friction measuring devices, known as CFME.  These 

devices  continuously  measure  friction  as  they  travel  along  the  length  of  a 
runway.  The two types of CFME accepted by the CAA for use in the UK 
are the GripTester and Mu-meter.  Other types of CFME can be used if their 
performance can be demonstrated, to the satisfaction of the CAA, to provide 
comparable  results  with  the  Mu-meter  and  GripTester.    The  Mu-meter, 
manufactured by Douglas Equipment, was in use at BIA.

1.18.1.1  Douglas Mu-meter Mk6 CFME 

The primary Mu-meter used by BIA was the Mk6 Mu-meter; a Mk5 unit was 
available as a backup.  The Mk6 Mu-meter is a three-wheeled trailer as shown 

in Figure 11.  The centre wheel is used to measure distance, and the two outer 
wheels are connected by a load cell to measure drag resistance.  These two 

outer wheels are toed-out at an angle of 7.5° so that they are partially skidding 

as they are pulled along.  Strain gauges in the load cell measure the force by 
which the wheels are being forced apart.  This force can be correlated to the 

coefficient of friction

14

 (mu) between the runway surface and the Mu-meter’s 

tyres, and is calculated by a laptop computer connected to the Mu-meter.  The 
laptop is also used by the driver of the towing vehicle to set up each measuring 

run and to monitor his driving speed.  The target speed for the Mk6 Mu-meter 
is 64 km/hr (40 mph).  The Mu-meter can be used in dry, wet, compacted snow, 

or icing conditions; it can also be operated in a self-wetting mode.  CAP 683 

states: 

‘A  runway  surface  friction  assessment  is  conducted  under 
controlled  conditions  using  self-wetting  CFME,  to  establish  the 
friction characteristics of a runway and to identify those areas of 

a runway surface that may require attention.’ 

In self-wetting mode a water tank trailer is used to spray a metered amount of 

water (nominally creating a surface covering 0.5 mm deep) under the wheels 
in order to measure runway friction in simulated wet conditions.  

14

   The coefficient of friction (known as ‘mu’ for the Greek symbol Âľ) is a dimensionless quantity used to calculate 

the force of friction (static or kinetic).  The coefficient of friction is defined as the ratio of the friction force (F), 

between the two surfaces in contact, to the normal force (N) between the object and surface (Âľ = F/N).  The 

coefficient of friction is not a ‘material property’ but rather a ‘system property’ as it is dependent upon the physical 

characteristics of two surfaces, and is also dependent upon variables such as speed and temperature.

background image

51

The Mu-meter is calibrated by pulling it over a plywood strip that is coated 
with grit bound in an epoxy resin.  The surface feels rough to the touch and 
is designed to generate a mu of 0.77 between the surface and the Mu-meter’s 
tyres.  Calibration of the Mk6 Mu-meter is generally only required if the tyres 
are changed or if the unit starts to generate unusual readings.

1.18.2 

Friction Measurement Data from BIA

The  airport  operator  carried  out  a  number  of  friction  measurement  runs 
throughout the resurfacing works using the Mu-meter.  No runs with self-wetting 
were carried out until 10 January 2007, after the runway excursion incidents.  
The operator reported that between the middle of November and the end of 
December the runway was never dry enough for a Mu-meter run with self-
wetting.  There was one dry period on 8 December but no staff were available 
to conduct the runs.

  

However, many Mu-meter runs were undertaken in damp 

and natural wet conditions.  These types of runs give good relative friction 
values across a length of runway, but the absolute values need to be treated 
with caution.

Figure 11

Douglas Mu-meter Mk6 CFME used by BIA 
shown here using the self-wetting equipment

(photo courtesy Douglas Equipment Limited)

background image

52

An example result of a Mu-meter run carried out in natural wet conditions is 

shown in Figure 12.  This run was undertaken over the whole runway length 

on 29 December 2006 at 2125 hrs, 10 minutes prior to G-EMBO departing the 
side of the runway.  The runway surface condition at the time was declared 
as 

‘wet, wet, wet’

.  The friction readings varied from a minimum of 0.4 to 

a  maximum  of  0.95.    The  runway  surface  condition  is  depicted  along  the 
distance axis.  There is a good correlation between low friction readings and 
the ungrooved surfaces (purple and green).  The grooved surfaces (blue and 
white) all have higher friction readings.  Marshall Asphalt runway surfaces 
with good friction characteristics typically have Mu-meter values of up to 0.8 
in dry conditions.  The high readings above 0.9 in Figure 10 in wet conditions 
are unusual.  The Mu-meter was calibrated on 29 December 2006 at 1600 hrs 

using the calibration board; however, Mu-meter runs undertaken both before 

and after this calibration show similarly high friction readings above 0.9.  One 
run at 2350 hrs on the same day revealed a number of friction readings equal 
to 1.0.  Neither the airport authority nor the Mu-meter manufacturer could 
explain this anomaly but it indicates that all the actual friction values were 
probably lower than measured.

Some short Mu-meter runs of 300 m were also carried out on 29 December 2006 
over the longest stretch of ungrooved base course (‘the patch’, shown in green 
in Figure 5).  These were referred to as â€˜patch runs’ by the operator.  A summary 
of average Mu-meter measurements for the â€˜patch runs’ and the full runway 
length runs on 29 December 2006 are shown in Table 1.

Table 1 lists the average mu for each run in both directions and then lists the 
dual average, which is the average of the two runs.  Several Mu-meter runs of 
the ungrooved â€˜patch’ revealed friction values less than the MFL of 0.50.  This 
data was compiled by the airport operator and it does not include minimum 
mu values or the lowest 100 m rolling average as recommended by CAP 683 
for  evaluating  runway  surfaces  against  the  MFL.    Furthermore,  given  that 
these runs were not carried out in controlled dry conditions with self-wetting, 
the overall averages need to be treated with caution.  The clearest information 
about the state of the runway surface was revealed in the relative differences 
of friction values in Figure 10.  The typical friction of the new ungrooved 
portions was approximately 0.4 mu less than the original grooved sections.

On  10  January  2007  the  airport  operator  carried  out  Mu-meter  runs  in  dry 
conditions  with  self-wetting  to  evaluate  the  temporary  runway  surfaces 
against CAP 683 requirements.  This was done after the temporary base course 
surfaces were grooved, so the friction of the ungrooved base course was never 

background image

53

measured in controlled self-wetting conditions.  An example friction run plot 
from 10 January 2007 is shown in Figure 13.  This run was carried out with the 
Mu-meter displaced 4 m left of the centreline.  Runs in other lateral positions 
showed similar results.  The lowest 100 m rolling average was not listed, but 

the small figures at the top of the graph are the averages for 100 m sections.  

The lowest 100 m average measured in this run was 0.67 which was above the 

MFL.  Of significant note is that the large peaks and troughs from the run on 

29 December 2006 (Figure 12) have disappeared.

To further illustrate the change in friction characteristics after the temporary 
grooves were made, the Mu-meter manufacturer provided the AAIB with some 
2D colour-coded plots of measured friction for 5 January 2007 and the survey 
runs on 10 January 2007.  These plots are included in Appendix B.

Full Runway Length Mu-meter Runs on 29/12/06

TIME

Average Mu 27-09

Average Mu 09-27

Dual Average

11:05

0.76

0.82

0.79

12:14

0.72

n/a

n/a

16:29

0.74

0.81

0.78

21:23

0.70

0.75

0.73

23:48

0.74

0.79

0.77

300 m Patch Mu-meter Runs on 29/12/06

TIME

Average Mu 27-09

Average Mu 09-27

Dual Average

6:59

0.63

0.60

0.61

8:21

0.42

0.43

0.43

11:02

0.66

0.70

0.68

12:12

0.44

0.49

0.46

14:01

0.60

0.49

0.54

14:50

0.56

0.52

0.54

16:41

0.69

0.74

0.72

21:30

0.50

0.53

0.51

23:54

0.49

0.57

0.53

Table 1

Summary of Mu-meter Runs carried out on 29 December 2006

background image

54

Figure 12

Friction measurement run of Runway 09-27 on 29 December 2006 when the 

runway state was 

‘wet, wet, wet’

.  The runway surface condition at the time is 

depicted at the bottom

background image

55

Figure 13

Friction measurement run of Runway 09-27 on 10 January 2007 using

self-wetting on a dry runway, displaced 4 m left of the centreline

background image

56

1.18.3 

Previous runway resurfacing works at Luton Airport

The same design and construction companies that carried out the BIA runway 

resurfacing works also carried out runway resurfacing at Luton Airport earlier 

in 2006.

At Luton, part of the runway resurfacing works included replacing the central 
15  m,  highly  trafficked,  portion  of  the  runway  with  new  base  course  along 

approximately 75 % of the runway length.  This was to be carried out before the 

surface course overlay was begun.  It was identified that during the resurfacing 
works  aircraft  would  be  operating  on  a  number  of  different  surface  types, 

including existing grooved Marshall Asphalt, new ungrooved Marshall Asphalt 
base course, new ungrooved Marshall Asphalt surface course and new grooved 
Marshall Asphalt surface course.

The  Luton  airport  operator  specified  in  the  works  contract  that  should 

the  minimum  friction  level,  measured  by  a  100  m  rolling  average,  of  any 
temporary  surface  course  drop  below  0.55  (as  measured  by  a  GripTester), 
then  the  contractor  would  be  required  to  retexture

15

  the  temporary  surface 

to improve its friction.  An exception was made during the period between 
laying the surface course and the grooving operation, when the operator would 
accept one continuous section not exceeding 200 m providing less than the 
minimum friction level.  There was no restriction on the maximum length of 

ungrooved base course; this was considered to have sufficiently better friction 

characteristics than ungrooved surface course.  

The  resurfacing  work  began  on  1  March  2006  and  was  completed  on 
15 June 2006.  Throughout this period, friction measurements were taken on 

a nightly basis under self-wetting conditions.  Despite the numerous different 
surface conditions, all the measured friction levels were above the MFL and 
the lowest recorded friction was 0.63 with the GripTester.  Therefore, at no 
time did the airport operator need to notify the surface as â€˜may be slippery 
when wet’.  Based on the high friction measurement readings the contractor 
received permission from the operator and the CAA to increase the maximum 
ungrooved surface course length to 300 m.  Therefore, between 27 April 2006 
and 5 June 2006 the ungrooved length of surface course varied between 210 m 
and 300 m.  When wet weather was forecast, new surface course was not laid 

on the main runway; instead, resurfacing was done with base course, or work 

was carried out on the runway shoulders.

15

  The type of retexturing was not specified but the contractor reported that they would have considered ultra high 

pressure water jetting, the Klaruw retexturing process (a controlled percussive process), or temporary grooving.

background image

57

The experience gained during the Luton resurfacing works gave the contractors 

confidence  that  the  friction  levels  of  the  long  sections  of  ungrooved  base 
course at BIA would not cause an operational problem.

1.18.4 

Previous runway resurfacing works at Belfast City Airport 

The same runway designer was involved with runway resurfacing work at Belfast 
City Airport which was carried out between November 2003 and February 2004.  
During this resurfacing programme the base course and regulating course were 
laid continuously along the full length of the runway before any surface course 
operations were begun.  Heavy Duty Macadam (HDM) was used for the base 
course, with the intention of laying a surface course of Marshall Asphalt.  During 
the  period  from  early  November  until  late  December,  friction  values  of  the 
ungrooved HDM base course were measured at about 0.65 with a GripTester.  
These high friction values were attributed to the coarse texture of HDM coupled 
with the good water shedding properties of the reshaped runway.

Considering  the  relatively  short  runway  length  (Runway  22  has  an  LDA  of 
1,767 m) concern was raised that the ungrooved Marshall Asphalt surface might 
provide an unacceptably low friction level.  A consultation with airlines was 
undertaken at an early stage and the main Airbus A321 operator agreed that 
they were happy to continue operations as long as no stretch of runway of more 
than 100 m was measured as having a friction less than the MFL.  Based on this 
requirement the contractor ensured that no more than 100 m of surface course 
was left ungrooved at any one time.  The surface course was laid during January 
and February 2004 with the friction tests on the ungrooved Marshall Asphalt 
surface measuring between 0.55 and 0.58 with the GripTester.

1.18.5 

Risk assessment carried out by BIA prior to runway resurfacing works

BIA produced a â€˜

Safety Case

’ report on 22 September 2006 to provide evidence 

and argument that the runway resurfacing project had been designed and would 
be  â€˜

constructed  and

 

brought  into  operational  service  in  a  safe  and  efficient 

manner

’.  It included a risk assessment outlining the potential hazards, their 

severity, their likelihood of occurrence and risk reduction measures.

The  hazards  associated  with  the  project  were  listed  under  four  categories: 

‘

Batching  Plant’,  â€˜Taxiway  Golf’,  â€˜Runway’ 

and

  â€˜Taxiway  Zulu’

.    Under  the 

‘Runway’ category the following three hazards were identified:

background image

58

Aircraft movements will conflict with contractors

 

●

Vehicles,  not  associated  with  the  work  will  conflict  with 

 

●

contractors

Debris  left  on  the  works  area  may  present  a  hazard  to  aircraft 

 

●

operations

The severity of the first two hazards was categorised as â€˜accident from collision 

with plant or personnel’, and the severity of the debris hazard was categorised as 

‘significant incident from damage to aircraft’.  The risk reduction measures for 

these hazards were listed as follows: 

‘The runway will be closed during construction periods.  At the end 
of each shift the runway will be cleaned, inspected and returned to 
operational service.’

The  â€˜

Safety  Case

’  report  did  not  mention  friction  and  did  not  include  any 

hazards relating to aircraft having braking or directional control difficulties on 

the temporary runway surfaces.  According to the BIA Operations Director, the 

friction  requirements  were  implied  in  the  report  by  references  in  the  â€˜

Safety 

Case

’  to  CAP  168  and  CAP  683.    He  said  that  all  temporary  surfaces  were 

required to meet the MFL of 0.5 (based on mu-meter measurements).

In addition to the â€˜

Safety Case

’ report, BIA had produced a â€˜

Project Risk Register

’.  

This included one risk/hazard relating to friction which was listed as â€˜

Unacceptable 

post construction friction readings

’.  The mitigation measure for this risk was 

‘

Selection of Materials

’ and the risk owner was the contractor.

1.18.6 

Hydroplaning

16

There  are  three  types  of  hydroplaning:  viscous  hydroplaning,  dynamic 

hydroplaning, and reverted rubber hydroplaning.  All three can degrade both the 

braking and directional controllability of an aircraft.

Viscous hydroplaning:  

This can occur on wet runways and is a technical term 

used to describe the normal slipperiness or lubricating action of the water.  Viscous 

hydroplaning occurs when a tyre is unable to puncture the thin residual film of 

water left on a paved surface.  This water lubricates the surface and reduces its 

friction.  This type of lubrication can be reduced by making the runway surface 

rough.  Viscous hydroplaning can occur at water depths of less than 0.025 mm.

16   The information on hydroplaning has been obtained from: 

Aircraft Accident Investigation

 by Richard H. Wood and 

Robert W. Sweginnis, and from an article in 

Flight Safety Australia

, September-October 2000, by Graham Bailey.

background image

59

Dynamic hydroplaning:

  This is the phenomenon that is normally referred to as 

aquaplaning.  It can occur when an aircraft lands fast enough on a sufficiently 
wet runway.  When the aircraft’s speed and water depth are sufficient, inertial 
effects prevent the water from escaping from the tyre footprint area, and the tyre 
is held off the pavement by the hydrodynamic force.  Dynamic hydroplaning 
requires a minimum water depth of 0.25 mm for worn tyres and 0.76 mm for 
new tyres.  Dynamic hydroplaning is also a function of tyre pressure.  Studies 
indicate that the minimum speed (in knots) for dynamic hydroplaning to occur 
is approximately 9√p, where p is the tyre pressure in psi

17

.

Reverted rubber hydroplaning: 

 This situation can follow dynamic or viscous 

hydroplaning and results when the aircraft wheels become locked.  The locked 
wheels create enough heat to vaporise the underlying water film forming a cushion 
of steam that eliminates tyre to surface contact.  Indications of an aircraft having 
experienced reverted rubber hydroplaning, are distinctive â€˜steam-cleaned’ marks 
on the runway surface and a patch of reverted rubber

18

 on the tyre.  

Hydroplaning affects both the stopping distance and directional control of an 
aircraft.  According to Wood and Sweginnis:

‘the loss of cornering or side-force capability when braked wheels 
are operated at slip ratios greater than 25% can account for the 
tendency of an aircraft to weathervane into the wind when braking 
on wet runways during crosswind landings.’

1.18.6.1  Estimated dynamic hydroplaning speeds for the incident aircraft

Using  the  equation  9√p  and  the  estimated  tyre  pressures  for  the  incident 
aircraft, the following estimated minimum dynamic hydroplaning speeds can 
be calculated:

17  The equation 9√p applies to a rolling wheel.  If the wheel becomes locked, then the dynamic hydroplaning speed is 

reduced to 7.7√p. 

18   Reverted rubber refers to rubber that has reverted to its un-cured state and become sticky and tacky.

Main gear

Nose gear

Aircraft

Pressure (psig) Speed (kt) Pressure (psig)

Speed (kt)

G-BWDA

114 - 119

96 - 98

64 - 66

72 - 73

G-EMBO

147 - 150

109 - 110

80 - 86

80 - 83

G-XLAC

200 - 205

127 - 128

n/a

n/a

Table 2

Dynamic Hydroplaning Speeds

background image

60

1.18.7 

National  Transportation  Safety  Board  (NTSB)  (USA)  N471WN  Chicago 
Midway International Airport investigation

On 8 December 2005, a Boeing 737-700 aircraft, registered N471WN, overran 
the end of runway 31C at Chicago Midway International Airport.  The NTSB 
investigated the accident and issued a report in October 2007 (report reference 
NTSB/AAR-07/06).  The report included discussion of a number of safety issues, 
including 

‘runway surface condition assessments and braking action reports.’

The  report  also  included  an  analysis  of  the  assessment  of  runway  surface 
conditions,  and  this  discussion  of  the  use  of  aircraft-generated  friction 

measurements:

‘The  circumstances  of  this  accident  demonstrate  the  need  for 

a  method  of  quantifying  the  runway  surface  condition  in  a 

more  meaningful  way  to  support  airplane  landing  performance 
calculations.  The Safety Board and industry practice of analyzing 
an  airplane’s  actual  landing  performance  in  the  aftermath  of 
an  accident  based  on  airplane-recorded  data  demonstrates  that 
runway surface condition and braking effectiveness information 
can be extracted from recorded data.’

Two of the recommendations were:

1.  Establish  a  minimum  standard  for  14  Code  of  Federal 
Regulations Part 121 and 135 operators to use in correlating 
an  airplane’s  braking  ability  to  braking  action  reports  and 
runway contaminant type and depth reports for runway surface 
conditions worse than bare and dry. (A-07-63)

2.  Demonstrate  the  technical  and  operational  feasibility  of 

outfitting  transport-category  airplanes  with  equipment  and 
procedures required to routinely calculate, record, and convey 
the airplane braking ability required and/or available to slow 
or stop the airplane during the landing roll. If feasible, require 

operators of transport-category airplanes to incorporate use of 

such  equipment  and  related  procedures  into  their  operations. 

(A-07-64)

background image

61

1.18.8 

Previous incidents and AAIB Safety Recommendations

In  2003  the AAIB  issued  a  report  on  an  incident  to  an  Embraer  135  which 
overran a slush covered runway while landing at Norwich Airport.  A number of 
Safety Recommendations were made including:

‘It is recommended that the CAA encourage research that could 
lead to the production of equipment that can accurately measure 
the  braking  action  of  runways  under  all  conditions  of  surface 
contamination. (Safety Recommendation 2003-96)’

The CAA response was:

‘The  CAA  accepts  this  recommendation.    In  response  to  the 
concerns of airlines when operating on runways of inferior friction 
characteristics, the CAA has convened a working group, involving 
airlines, aerodrome operators, research and development bodies 
and manufacturers of runway friction measurement devices, to 
address  operational  runway  friction  issues,  including  winter 
operations.    The  working  group  recognises  that  research 
worldwide has so far failed to provide an accurate measurement 
of friction or braking action on a runway contaminated by slush 
and wet snow, and that there are wider operational issues such 
as the reliability of the reported measurement, that also need to 
be addressed.’

In addition to the challenges and costs of developing a friction measurement 
device  suitable  for  runways  contaminated  by  slush  and  wet  snow, 

manufacturers  also  have  to  consider  whether  there  is  sufficient  market 

for such a device.  However, the CAA is content to continue to encourage 
research that could lead to the production of equipment that can measure 

accurately the braking action under all conditions of surface contaminant.

During  the  consultation  period  for  issuing  this  report,  the  CAA  provided 

further  update  which  confirmed  that  research  had  been  carried  out  on  a 
modified  friction  measuring  device  which  could  measure  runway  friction 

under  contaminated  runway  conditions.    The  detail  of  this  research  was 
presented to the European Aviation Safety Agency (EASA) in June 2008.