[image]

Вопрос о Challenger-е

Теги:космос
 
1 2 3
+
-
edit
 

varban

администратор
★★★☆
Да, там детонаци смеси не было, да и не могло ее быть в тех условиях из-за скорости.
Было очень бурное горение, близкое к послойному.

Если б сдетонировало даже не все топливо, а 10%, то от конструкции ничего бы не осталось.

Обсуждали мы это, но уже забыл в ру.спейсе или здесь.
Вроде все же в эхе - не могу зацепить тему искалкой :)

Зацепил прошлогодный разговор зато: Горение твердого топлива в ракете

А вот и фотка с последнего старта Чаланджера:

http://airbase.ru/users/varban/files/chllngr.jpg [image link error]
Кружком отметил дымок.
   
+
-
edit
 

=KRoN=
Guest

гость
Интересно, а какая минимальная эволютивная скорость у Шаттла на высоте, безопасной для покидания, и сможет ли экипаж чисто физически на ней выбраться из кабины без катапульты?
   
RU Старый #15.11.2002 10:26
+
-
edit
 

Старый

из курилки
★☆

Старый>> Да. Но почему он стремился к провороту?
Alek>Думаю, потому что струя газа бившая из дырки создовала какой то боковой момент. Точно?

Нет. Прохудившийся ускоритель терял тягу, второй работал нормально. Это создавало разворачивающий момент в сторону неисправного ускорителя. Противодействуя этому моменту, система управления отклоняла сопла ускорителей. В результате сопло неисправного ТТУ оказаплось отклонено "внутрь", по направлению к оси корабля, и создалась составляющая вектора тяги, направленная на отрыв задней части ускорителя от бака. Это усилие и провернуло ускоритель, но сначала помогло заднему узлу побыстрее оторваться.

Старый>> Правильно! Но почему он не полетел как положено, носом вперёд, а вышел на режим с запредельными перегрузками?
Alek>Наверно потому что уже никак не управлялся?

Нет. Неуправляемое тело продолжало бы полёт прямо. А тут сложились два фактора.
1. Взрыв начался под носовой частью корабля и какбы подбросил нос вверх, хотя и не разрушил его.
2. Главное. Основные двигатели ССМЕ не успели выключиться, а их вектор тяги был направлен на общий центр масс системы. Когда бак развалился, то вектор тяги оказался направлен существенно ниже центра масс корабля, в результате возник огромный кабрирующий момент, который и развернул корабль брюхом к потоку. Одним словом его развернули собственные двигатели ССМЕ. Если б они успели выключиться, то теоретически он мог бы и уцелеть.
Что интересно, система защиты двигателей успела среагировать. Она обнаружила признак "падение давления на входе в насосы" и выдала команду на выключение двигателей. В тот момент, когда прекратилась телеметрия с борта, эта команда какраз выполнялась. Двигатели уже начали выключаться, но не успели.
   
RU Старый #15.11.2002 10:59
+
-
edit
 

Старый

из курилки
★☆

ЦИКЛ> И это прекрасно объясняет почему ТТРД повсеместно не вытесняют ЖРД.

Да ни фига. РДТТ существенно надёжнее, чем ЖРД.

ЦИКЛ>Все-таки в советской космонавтике приоритетом была безопасность. И подобные челноки принципиально не могли появится. Только в виде робота.

Хм... А Буран?

ЦИКЛ> Слышал одного нашего космонавта, так он честно признался (на вопрос чьи парни круче) что астронавты более смелые. Видимо поэтому.

Да, многие операции американских астронавтов на орбите выглядят куда как рискованее, чем наших. Но у наших в принципе и не было таких возможностей, как у американ, проявить свою смелость. У нас же нет шаттла...

ЦИКЛ>Нет, ну должна-же быть хоть какая то (ну пока теоретическая) возможность прекратить реакцию. Хотя-бы пиропатроном отсечь часть, или закладывать блоки с последовательным принудительным поджигом (правда синхронизировать устанешь). Или гасить каким либо направленным взрывом, с дозированным воздействием.

Реально погасить уже загоревшееся твёрдое топливо никак нельзя. Окислитель и горючее там уже смешаны друг с другом и им больше ничего не нужно чтоб спокойно гореть до конца. Можно отсечь тягу (и так делается) открыв заглушки расположенные с противоположного конца, но это не прекражает горения, просто противоположно направленная тяга компенсирует основную. На шаттле так сделать нельзя, там спереди рядом бак с криогенными компонентами.
Скорость горения твёрдого топлива сильно зависит о давления, и в принципе добиться этого можно резко сбросив давление. Но для этого нужно както проделать в ТТУ отверстие существенно превышающее по размерам сопло. Ну, реально только перерубить ТТУ напополам шнуровым зарядом. Но в случае шаттла это будет означать моментальную катастрофу.
И даже сброс давления до нуля не прекращает горения полностью. Все хорошо видели, что при взрыве ракет с твёрдым топливом, куски разлетающегося топлива продолжают очень красиво гореть.
   
RU CaRRibeaN #15.11.2002 11:04
+
-
edit
 

CaRRibeaN

координатор

Да, кстати еще не понятно, что быстрее выключать - ЖРД с их гидроударами или РДТТ методом dp/dt т.е. оторвав ему сопло.

Другое дело, что такое гашение не факт что применимо к пилотируемым пепелацам.
   
RU Старый #15.11.2002 11:04
+
-
edit
 

Старый

из курилки
★☆

U235>А возможен ли технически сброс работающих ТТУ? Или это в принципе нереализаемо без повреждения челнока?

Возможен и предусмотрен. Но это можно делать только на завершающем этапе работы ТТУ, когда система уже набрала достаточную высоту и скорость. На начальном участке полёта, когда тяга двигателей ССМЕ меньше, чем вес корабля с баком, и нет запаса высоты и скорости, отказ ТТУ означает катастрофу без малейших шансов на спасение.
   
RU Старый #15.11.2002 11:10
+
-
edit
 

Старый

из курилки
★☆

CaRRibeaN>Да, кстати еще не понятно, что быстрее выключать - ЖРД с их гидроударами или РДТТ методом dp/dt т.е. оторвав ему сопло.

В принципе действительно. В Шаттле же можно перерубать не сам корпус двигателя, а только оторвать днище, в которое вставлено сопло. Тогда двигатель будет продолжать гореть, но тяги уже не будет.
   
RU CaRRibeaN #15.11.2002 11:38
+
-
edit
 

CaRRibeaN

координатор

>Тогда двигатель будет продолжать гореть, но тяги уже не будет.

Не будет он гореть. Потухнет.
   

hcube

старожил
★★
Старый> Возможен и предусмотрен. Но это можно делать только на завершающем этапе работы ТТУ, когда система уже набрала достаточную высоту и скорость. На начальном участке полёта, когда тяга двигателей ССМЕ меньше, чем вес корабля с баком, и нет запаса высоты и скорости, отказ ТТУ означает катастрофу без малейших шансов на спасение.

А почему, собственно? Сколько там 'глушатся' SSME? Секунд 5? И куда оно за это время упадет? Так что спасение Челенджера выглядело бы так :
1. Обнаружили прогар.
2. Дали команду на дроселлирование и выключение SSME.
3. Сбросили ТТРД - то есть просто физически отрубили их связи с баком.
4. Дождались выключения SSME и сбросили бак. Бустеры при этом с их тягой будут уже далеко вверху ;-).
5. Совершили аэродинамический маневр или, по необходимости, суборбитальный 'прыжок' и сели. В принципе, может даже можно при посадке использовать тягу ЖРД орбитального маневрирования. Как-никак, а все-таки цельные 5.5 тонн...
   
+
-
edit
 

varban

администратор
★★★☆
У него довольно низкое давление. И медленно остывает.
Может погаснуть, а может и быть вторичное воспламенение.

Для гарантии надо еще жидкость закачать в канал, вот тогда наверняка погаснет.

Но перегрузка от отстрела крышки будет такая, что пепелац не выдержит.
Вот причина, по которой нельзя гасить двигатели шаттла на тяге маршевого режима.
   
+
-
edit
 

Вуду

старожил

Насчёт "суборбитального манёвра" - проблематично: взрыв произошл на 74-й секунде полёта, на Н=13800 метров и скорости примерно М=2.

Старый, откуда взято, что был заброс по углу атаке и выход на огромадные перегрузки из-за кабрирующего момента от двигателей "Шатла"? Это - официальная версия комиссии?
   
+
-
edit
 

varban

администратор
★★★☆
О выходе на запредельные углы атаки говорили еще в 1986 году в Авиейшн Уик (кафедра выписывала).
Причины вроде не назывались, да и нас (на кафедре порохов и ракетных топлив ЛТИ) они не очень интересовали.
Мы гораздо больше копали по РДТТ.
Скажу сразу, оценка надеждности РДТТ была (и есть) обратной той, что Старый дал.

Старый, только не спорь по этому поводу здесь, в этом топике.
Если не сможешь стерпеть, найди старый топик на эту тему ;)
   
RU CaRRibeaN #17.11.2002 14:50
+
-
edit
 

CaRRibeaN

координатор

>В принципе, может даже можно при посадке использовать тягу ЖРД орбитального маневрирования. Как-никак, а все-таки цельные 5.5 тонн...

Вот это врядли, у них вакуумные сопла.

>Насчёт "суборбитального манёвра" - проблематично: взрыв произошл на 74-й секунде полёта, на Н=13800 метров и скорости примерно М=2.

Hcube и говорит "или, по необходимости, суборбитальный прыжок"
   
+
-
edit
 

Вуду

старожил

Ну вот и интересно: какой "суборбитальный", если полёт прекратился на высоте 13,8 км? Где обычные истребители летают, с обычными ТРД? И скорость была такая же, "истребительная"...

Вот если бы - 138 км... Тады - да. %-)
   
+
-
edit
 

varban

администратор
★★★☆
CaRRibeaN>Вот это врядли, у них вакуумные сопла.

А все равно будут давать тягу, куда денутся.
Что тебя беспокоит? Отрыв потока и некоторый эксцентрицитет тяги?
   
RU Старый #17.11.2002 16:26
+
-
edit
 

Старый

из курилки
★☆

Вуду>Старый, откуда взято, что был заброс по углу атаке и выход на огромадные перегрузки из-за кабрирующего момента от двигателей "Шатла"? Это - официальная версия комиссии?

Читал в те времена в бумажных носителях информации.
   
RU Старый #17.11.2002 16:33
+
-
edit
 

Старый

из курилки
★☆

varban>У него довольно низкое давление. И медленно остывает.
varban>Может погаснуть, а может и быть вторичное воспламенение.

Когда испытвали нынешний ТТУ для Титана-4, то он рванул на стенде. Разлетевшиеся куски топлива горели на земле, пока не сгорели. Их заливали водой, но они продолжали гореть под водой.
Опять же когда ракеты с РДТТ взрываются, куски горящего топлива продолжают гореть в воздухе, несмотря на то, что давление скачком падает до атмосферного. Красивое зрелище смотрел гдето, как Дельта с Навстаром рванула на малой высоте гдето в конце 90-х. Съёмки были крупным планом как куски горящего топлива падают на припаркованные автомобили, а потом сверху на них же брякается переходник 1/2 ступени.
   

hcube

старожил
★★
А там оно уже на SSME могло бы на орбиту выйти ;-).
ТТРД у Шаттла отделяются на высоте всего в 45 км, через 126 секунд после старта. И скорость там всего 4.5 М (1.5 км/c). Этого вполне хватит на суборбитальный прыжок. На 74 же секунде шаттл должен был идти примерно на 1.5..2 М. То есть только гасил эту скорость он бы более 40 секунд! Вполне достаточно для остановки SSME...
   
RU Старый #17.11.2002 16:44
+
-
edit
 

Старый

из курилки
★☆

Старый>> На начальном участке полёта, когда тяга двигателей ССМЕ меньше, чем вес корабля с баком, и нет запаса высоты и скорости, отказ ТТУ означает катастрофу без малейших шансов на спасение.

hcube>А почему, собственно?

Я ж акцентировал: дело не в ТТУ, а в малом запасе высоты и скорости. Если гдето на начальном этапе полёта, допустим на участке вертикального подъёма отделить или погасить ТТУ, то корабль с баком просто рухнут вертикально вниз на стартовую площадку. Вот и всё.
На более поздних этапах легче, но не очень. Когда система ложится на курс, то вектор её скорости направлен от стартового комплекса, и в случае чего развернуть корабль обратно для возвращения на полосу не так то просто. Поэтому вобщем то и вудвинули идею выпрыгивать на парашютах над морем.
Ну и на конечном этапе, когда уже есть и высота и скорость, ССМЕ уже работают на вакуумной тяге, часть топлива из бака выработана, и т.д. и т.п., то в случае отстрела ТТУ уже целесообразней тянуть через океан до запасного аэродрома.
   
RU Старый #17.11.2002 17:00
+
-
edit
 

Старый

из курилки
★☆

CaRRibeaN>>Вот это врядли, у них вакуумные сопла.
varban>А все равно будут давать тягу, куда денутся.
varban>Что тебя беспокоит? Отрыв потока и некоторый эксцентрицитет тяги?

Там очень уж вакуумные сопла. В атмосфере они должны работать в режиме слишком уж большого перерасширения. В таких условиях может произойти срыв потока и так называемое "запирание сопла", когда продукты горения будут валить из сопла клубами, как из паровозной трубы, не создавая тяги.
Впрочем это наверно непринципиальная проблема. Можно наверно поставить какой-нибудь шнуровой заряд, который в случае чего будет отрубать "лишнюю" часть сопла. Опять же если эквилибристикой заниматься на большой высоте, где давление меньше, чем у земли, то запирание может и не наступить.
Хуже наверно то, что тяга 10 тонн, а масса корабля - 100 тонн. Хотя, на безрыбье и сам раком станешь... (с) рыбаки ;)
   

hcube

старожил
★★
5 секунд падения до выключения SSME - это примерно 10 секунд полета шаттла. Даже 5, поскольку пока SSME не выключены - оно летит. До этого момента, дйствительно, конструкция неспасаемая. Хотя... интересно, если отрубить подачу топлива в SSME неким отбойником, перенаправляющим поток топлива в атмосферу, чтобы избежать гидроудара, за сколько времени SSME 'заглохнет'? Если меньше, чем за 5 секунд - то можно просто 'отрубить' подачу топлива, подождать 1-2 секунды и сбросить бак вместе с ТТУ. Поскольку тяга у них больше веса - то они полетят дальше чисто на тяге ТТУ - характерное время 'опрокидывания' будет секунд 15-20, не меньше... А уж дальше - как повезет ;-). Если 1-2 километров хватит, чтобы сманеврировать и выровняться - то все нормально ;-).
   
RU CaRRibeaN #17.11.2002 17:22
+
-
edit
 

CaRRibeaN

координатор

>Отрыв потока и некоторый эксцентрицитет тяги?

Плюс сопла может сплющить... И оторвать вообще нафиг после этого :)
   
+
-
edit
 

varban

администратор
★★★☆
CaRRibeaN>Плюс сопла может сплющить...

А почему это его сплющит?

Неужели ты думаешь, что сопло как вакуум-насос сработает?



Старый> В таких условиях может произойти срыв потока

Со сверхзвуковой части - обязательно произойдет.
Перерасширение бывает где-то до 0.7 атмосфер. Если расширение больше, поток отрывается от стенки.

> и так называемое "запирание сопла", когда продукты горения будут валить из сопла клубами, как из паровозной трубы, не создавая тяги.

Такое может быть только если окружающее давление больше или равно критическому :)
   
Проходя мимо...

Хотелось бы предложить вниманию высокочтимой публики следующую версию развития событий, несколько отличающуяся от официальных...

У Челенжера, в связи с прогаром прокладки на правом ускорителе возник разворачиваюший (вправо) момент, который, естественно, стал компенсироваться изменением вектора тяги основных двигателей. Но поскольку тяга ускорителей приложена к баку, а основные двигатели находятся на орбитере, то на узлы крепления орбитера к баку приложился значительный скручивающий момент. На 73 сек. полета, в соответствии с программой, происходит перевод основных двигателей на полную тягу (на начальном этапе тяга снижена для снижения аэродинамического сопротивления), при этом скручивающий момент резко увеличивается, крепления (в первую очередь верхнее) не выдерживают и связка начинает рассыпаться. После чего сробатывает система аварийной самоликвидации (одна из тем, которых в НАСА отказываются обсуждать) и происходит подрыв бака (ТТУ подрываются по команде с Земли через 20сек.). Орбитер разрушился от ударной волны (никаких аэродинамических перегрузок возникнуть просто не успело), при этом отсек экипажа, являющийся более жесткой частью конструкции по отношению к остальному корпусу, вырвало целиком и его траектория падения, в дальнейшем, была полностью восстановлена и отслежена на кадрах, снятых во время катастрофы. Т.е. можно говорить о непродуманости алгоритма выхода из подобных ситуаций... Хотя шансов спасти экипаж даже при идеальном алгоритме действий в подобной ситуации, все равно практически не было. Очевидно поэтому этот вопрос и замяли...

Сброс ТТУ во время их работы или отстыковка орбитера от бака при работающих двигателях невозможны из-за слишком больших сил, действующих на элементы конструкции - связка разрушилась-бы только от динамических нагрузок, возникающих в момент снятия усилий по 700т., не говоря о том, что это вообще невозможно сделать...
 
AD Реклама Google — средство выживания форумов :)
RU Старый #18.11.2002 06:20
+
-
edit
 

Старый

из курилки
★☆

Заряд самоликвидатора топливого бака достали со дна океана, и он был цел. Разрушенный узел крепления тоже нашли, и он был разрушен от перегрева.
   
1 2 3

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru