Au cours des années 1990, une série de problèmes liés à la gouverne de direction sur des donne lieu à de multiples incidents. Lors de deux accidents distincts, les pilotes perdent le contrôle de leur en raison d'un mouvement soudain et inattendu de la gouverne de direction en plein vol, faisant s'écraser l'appareil contre le sol et tuant toutes les personnes présentes à bord. À bord des deux avions, sont tuées.. Des problèmes similaires entraînent une perte de contrôle temporaire sur au moins un autre vol du avant que le problème ne soit finalement identifié. Le Conseil national de la sécurité des transports américain (NTSB) détermine finalement que les accidents et incidents résultent d'un défaut de conception pouvant entraîner un mouvement intempestif de la gouverne de direction. Les problèmes sont résolus après que le NTSB identifie la cause du dysfonctionnement de la gouverne et que la (FAA) ordonne la réparation de tous les en service...

Fonctionnement de la gouverne Contrairement aux autres gros avions de transport bimoteurs en service à l'époque, le était conçu avec une seule unité de contrôle et un seul actionneur pour activer les gouvernes.. La gouverne de direction était contrôlé par une seule unité hydraulique, le Power Control Unit (PCU).. À l’intérieur du PCU se trouve une double servovalve qui, en se basant sur les pédales situées dans le poste de pilotage ou sur le système d’amortissement en lacet de l’avion (Yaw damper), dirige le flux de fluide hydraulique afin de déplacer la gouverne. Le PCU des affectés a été conçue par Boeing et fabriquée par Parker-Hannifin.

Premier accident et enquête

vignette|250x250px|L'avion d'United Airlines impliqué dans l'accident, en 1989. Le , le vol United Airlines 585, un , s'écrase alors qu'il effectue une approche à Colorado Springs, dans le Colorado, aux États-Unis. Lors de son approche sur l'aéroport, l'avion a subitement basculé à droite et a piqué du nez en plongeant droit vers le sol. L'accident a détruit l'avion et tué les à bord.. Bien que le NTSB ait enquêté sur l'accident, il n'a pas été en mesure d'identifier de manière concluante la cause de l'accident. Le PCU de la gouverne du a été gravement endommagé, ce qui a empêché les tests opérationnels sur ce dernier.

Un examen des antécédents de l'équipage a permis de déterminer que le commandant de bord du respectait strictement les procédures d'exploitation. Un officier pilote de ligne qui avait déjà piloté avec le commandant de bord du a déclaré que, lors d'un atterrissage turbulent, ce dernier n'avait aucun problème à entamer une remise des gaz si l'atterrissage semblait dangereux. La copilote était considérée comme « très compétente » par le commandant de bord lors de voyages précédents qu'ils avaient effectués ensemble. Les données météorologiques dont disposait le NTSB indiquaient que le aurait peut-être rencontré une rafale de vent horizontal qui aurait pu causer le renversement de l'appareil, mais cela n'a pas pu être démontré de manière concluante.

Le , le NTSB a publié un rapport qui identifiait ce qu'il croyait alors être les deux causes les plus probables de l'accident. La première possibilité était que le système de contrôle de direction de l'avion avait mal fonctionné et que la gouverne ait bougé de manière à causer l'accident. La deuxième possibilité était une perturbation météorologique qui aurait provoqué un mouvement soudain de la gouverne ou une perte de contrôle. Les enquêteurs ont déterminé qu’ils n’avaient pas suffisamment de preuves pour conclure que l’une ou l’autre des théories était la cause de l’accident. Pour la quatrième fois seulement de son histoire, le NTSB clôturait une enquête et publiait un rapport final d'accident aérien où la cause probable restait indéterminée.

Deuxième accident et incident d'Eastwind

vignette|250x250px|N513AU, le Boeing 737-300 d'USAir impliqué dans l'accident en 1994 Le , le vol USAir 427, assuré par un , s'écrase près de Pittsburgh, Pennsylvanie, aux États-Unis.. En approchant de l'aéroport international de Pittsburgh, le a soudainement basculé à gauche. Bien que les pilotes aient pu brièvement récupérer à droite et remettre l'avion en palier, l'appareil a basculé à gauche une seconde fois et les pilotes ont été incapables de le reprendre. L’accident a causé la mort des présentes à bord..

Au début de son enquête, le NTSB s'est rendu compte que l'accident du pouvait avoir été provoqué par un mouvement non intentionnel ou non commandé de la gouverne de direction., similaire à la cause présumée (mais pas encore établie) de l'accident du ... En conséquence, le NTSB a effectué des tests supplémentaires avec les débris et notamment sur la servovalve, bien que très endommagée, du lors de son enquête sur le ...

vignette|Photographie du site de l'accident du vol USAir 427, prise par le NTSB durant l'enquête.

L’un des problèmes auxquels se heurtaient les enquêteurs était le manque relatif de précision des données produites par l’enregistreur de données de vol (FDR), qui enregistrait uniquement les actions sur les commandes à des intervalles périodiques avec des intervalles de temps importants entre les données, intervalles pendant lesquels aucune donnée n’était enregistrée, peu importe ce que les pilotes faisaient avec les commandes. Ce manque de précision a permis à Boeing d'interpréter les données différemment de celles du NTSB, ce qui a amené le constructeur à suspecter et à insister sur le fait que le pilote avait mal réagi à un incident de turbulence de sillage.....

À la demande du NTSB, les données de l'enregistreur à accès rapide (QAR) d'un vol d'un Londres-Bangkok de , dans lequel l'avion avait subi un mouvement incontrôlé de la gouverne et une inversion momentanée de celle-ci au décollage, l'avion poursuivant son vol et atterrissant en toute sécurité, ont été fournies au NTSB par la compagnie. Contrairement à un FDR standard, le QAR échantillonne les données des commandes à des intervalles beaucoup plus courts, ainsi que l'échantillonnage et l'enregistrement de nombreux autres paramètres de l'avion. Ces données ont fait renaître les soupçons sur la conception des valves similaires à celle utilisée sur la gouverne du 737. À la suite de cet incident, Boeing a modifié la conception du système de servo-commande sur la gouverne du 747 et le système modifié a été installé sur tous les 747-400 en service.

Le , alors que l'enquête du NTSB sur le est toujours en cours, les pilotes du vol Eastwind Airlines 517 perdent brièvement le contrôle de leur avion, un 737-200, alors qu'ils volent de Trenton, New Jersey vers Richmond en Virginie. L’appareil a subi deux épisodes d’inversion de la gouverne de direction alors qu’il était en approche pour atterrir à Richmond. Contrairement aux deux accidents précédents, les problèmes de gouverne sur le ont été résolus spontanément, les pilotes ont pu atterrir en toute sécurité et aucune des à bord n'a été blessée. Le NTSB a enquêté sur l'incident d'Eastwind et a incorporé des informations provenant des vols et 517 dans son enquête en cours sur l'accident du vol ...

Relance de l'enquête et conclusions vignette|250x250px|L'appareil impliqué dans l'incident du vol 517 (N221US), deux ans après l'évènement. Le d'Eastwind ayant atterri normalement, le NTSB a également pu effectuer des tests sur un avion ayant rencontré des problèmes similaires à ceux des appareils accidentés., et les pilotes du ont apporté des informations cruciales pour l'enquête. Dans une interview, le commandant de bord a déclaré au NTSB qu'il n'avait rencontré aucune turbulence pendant le vol, et qu'il avait senti la gouverne « taper » ou « heurter » bien qu'aucun des deux pilotes ne l'ait bougé à l'aide des palonniers. Lorsque l'avion a soudainement basculé sur la droite, le commandant de bord a contré en gauchissement vers la gauche en agissant sur les ailerons, et a sollicité la gouverne de direction. Les commandes de la gouverne de direction semblaient plus raides que la normale, et ne semblaient pas répondre aux mouvements du palonnier. Comme les commandes de vol ne compensaient pas le roulis, il augmenta également la puissance du moteur droit pour finir de contrer le mouvement de lacet parasite..

Les ingénieurs du NTSB et de Boeing ont effectué une série de tests sur les PCU des et 427, ainsi que sur des PCU utilisées dans d'autres appareils, et également sur une toute nouvelle PCU qui n'avait pas encore été utilisée en vol (la PCU du , qui avait aussi été récupérée, était trop endommagée pour être testée de cette manière). Les tests ont révélé que, dans certaines circonstances, la double servovalve de la PCU pouvait bloquer et dévier la gouverne de direction dans le sens opposé à celui demandé par le pilote, ou même encore lorsque l'équipage n'applique aucune force sur cette dernière..

Les essais de choc thermique ont révélé que le mouvement non maîtrisé de la gouverne pouvait être reproduit en alimentant une PCU froide avec du liquide hydraulique chaud. Un choc thermique a provoqué le blocage de la coulisse secondaire de la servovalve ; lorsque cette dernière a été bloquée, la coulisse principale pouvait se déplacer dans une position entraînant un mouvement de la gouverne contraire aux demandes du pilote. Le NTSB a conclu que les trois accidents et incidents (vol United 585, USAir 427 et Eastwind 517) étaient très probablement dus au blocage de la glissière secondaire du PCU et au déplacement excessif de la glissière principale, entraînant l'inversion de la gouverne..

Le , après une enquête de quatre ans, le NTSB a rendu la cause probable pour le . . Les enquêteurs ont alors conclu que la cause probable de l'accident du était l'inversion de la gouverne de direction due au mauvais fonctionnement de la servovalve de la PCU. Deux ans plus tard, le NTSB a publié un rapport d'accident modifié pour le qui indiquait également la même cause probable pour l'accident...

À la suite des conclusions du NTSB, la FAA a ordonné le remplacement des servovalves des au plus tard le .... La FAA a également ordonné de nouveaux protocoles de formation à l’intention des pilotes afin de faire face à un mouvement inattendu des commandes de vol.

Autres incidents présumés concernant la gouverne du 737 Les accidents et incidents suivants survenus sur des ont également été soupçonnés d'être causés par un dysfonctionnement de l'unité de commande (PCU) de la gouverne de direction :

Le , le vol Copa Airlines 201, un 737-200, s’écrase dans la jungle dans la région du Darién, au Panama, faisant . Les enquêteurs ont d'abord pensé que l'avion avait subi un dysfonctionnement de la gouverne de direction, mais après une enquête approfondie, ils ont conclu que l'accident avait été causé par un dysfonctionnement d'instruments de bord ce qui a amené une lecture erronée de l'instrument indicateur d'assiette par les pilotes. Le , un avion de la compagnie Sahara Airlines, avec trois stagiaires et un pilote superviseur à bord, s’écrase après avoir effectué un « atterrissage Touch and Go » à l’aéroport de New Delhi en Inde. Les quatre pilotes ont été tués, ainsi que cinq travailleurs au sol. Bien que les réparations effectuées sur la PCU n'aient pas été réalisées avec des pièces autorisées, certains pensent toujours que l'accident est en partie dû à l'inversion de la gouverne de l'avion à droite puis à gauche.. Le , un pilote de , Ray Miller, a signalé que son avion a violemment basculé à droite en vol et que ce phénomène s'était reproduit inopinément pendant supplémentaires, mais heureusement, le a atterri en toute sécurité. Continental a retiré l'enregistreur de données de vol et la PCU de la gouverne de direction de l'avion et les a fournis à Boeing pour enquête. Boeing a conclu que la gouverne avait bougé par inadvertance en raison d'un dysfonctionnement électrique, mais de seulement et pendant moins de deux minutes au total, une conclusion contestée par Ray Miller.