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A medida que el avión aceleró durante su recorrido de despegue, el motor izquierdo (motor N° 1) se desprendió de su soporte debajo del ala. El motor estaba a pleno rendimiento en ese momento. Esto empujó el motor hacia adelante del ala donde la velocidad del viento atrapó el motor y lo volteó hacia arriba y sobre el ala izquierda, donde aterrizó en la pista. Los pilotos sabían que el motor N° 1 ya no estaba disponible, pero no que ya no estaba conectado al avión. Como habían alcanzado la velocidad de despegue, ya no podían abortar de forma segura. El procedimiento les pedía que continuaran despegando, y luego regresaban al aeropuerto para aterrizar. El avión giró hacia atrás y luego tomó vuelo.
Sin embargo, cuando el motor se desprendió del ala, dañó dos de los tres sistemas hidráulicos y el bus eléctrico N° 1. Estos sistemas hidráulicos controlaban los listones del borde de ataque en el ala izquierda. Las lamas del borde de avanzada extienden el borde anterior (frontal) del ala hacia adelante durante los momentos en que el avión está volando más despacio, como durante el despegue y el aterrizaje. Al extenderse hacia adelante, ellos (junto con las aletas posteriores) aumentan efectivamente el tamaño del ala. Esto reduce lo que se conoce como la "velocidad de pérdida": la velocidad a la que ya no se proporciona la elevación.
Durante el despegue, los listones del borde delantero de ambas alas se extendieron por completo para proporcionar una elevación máxima. Sin embargo, con la pérdida de presión hidráulica, no había nada que sujetara los listones izquierdos en su lugar. El viento generado por el movimiento hacia delante empujó las lamas hacia arriba en el ala. Esto incrementó la velocidad de pérdida del ala izquierda. Sin embargo, el ala derecha funcionaba normalmente con listones completamente extendidos. Esto causó un desequilibrio en la elevación entre las alas, lo que provocó que el lado izquierdo se sumergiera.
Los pilotos desconocían la posición de la aleta o que la aeronave estaba viajando por debajo de la velocidad de pérdida. Esto se debió en parte a que el indicador de pérdida de sacudida del piloto y los indicadores de posición de la aleta no estaban disponibles. Estos componentes fueron alimentados por el bus # 1, que se apagó con la pérdida del motor # 1. El copiloto tenía el control de la aeronave, pero sus controles no incluían la advertencia de pérdida de barra estabilizadora, una característica complementaria a la que American Airlines decidió renunciar.
El desequilibrio en la elevación en última instancia hizo que el avión alcanzara un ángulo de 112 grados. Esto era simplemente insostenible, y el avión se estrelló 50 segundos después del despegue.
El motor se rompió cuando falló el hardware de montaje. Este hardware se dañó 8 semanas antes durante el mantenimiento del motor y las fuerzas posteriores de despegues y aterrizajes múltiples lo degradaron hasta el punto de falla. El daño ocurrió cuando el motor estaba siendo removido para mantenimiento. El motor está unido a un pilón, que está unido a la estructura del ala. Los manuales de servicio de McDonnell Douglas indican que el motor y el pilón deben retirarse en pasos separados. Sin embargo, las líneas aéreas que operan DC10 habían descubierto que podrían eliminarse juntas. Esto ahorró muchos pasos y horas de trabajo. Sin embargo, hacerlo significaba que tanto el motor como el pilón requerían estabilización durante el proceso.
American Airlines eligió usar una carretilla elevadora grande para estabilizar el motor y la torre durante la remoción. Sin embargo, este método fue impreciso. El conductor de la carretilla elevadora no podía ver el área de montaje y tenía que confiar en las señales manuales de un observador. Durante esta operación de mantenimiento en particular, el pilón se había atascado lo que llevó a la cuadrilla de mantenimiento a mover el motor hacia adelante y hacia atrás. Esto causó daños al hardware de montaje trasero. Sin embargo, este daño no se notó en ese momento. El trabajo fue completado, el motor y el pilón fueron reinstalados, y el avión fue devuelto al servicio. Las fuerzas posteriores de despegues, vuelos y aterrizajes múltiples finalmente condujeron a la falla catastrófica del hardware de montaje.
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