Pytanie:
Co powoduje zniszczenie rakiety podczas startu, inne niż wyciekające paliwo?
JustAGuy
2018-09-13 17:52:17 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Było kilka słynnych wypadków, w których rakiety wystartowały i po prostu stanęły w płomieniach. Wielu miało coś wspólnego z jakimś wyciekiem paliwa.

Chcę się jednak skupić na naprężeniach aerodynamicznych, na przykład gdy rakieta zbacza ze swojej ścieżki lub ma zły kąt natarcia, co powoduje jej zniszczenie ? Czysta siła oporu?

Jako przykład: Jakie mechanizmy działały, gdy Ariane 5 został zniszczony 4 czerwca 1996 roku z powodu przepełnienia liczb całkowitych? Po prostu stanął w płomieniach!

Edycja: Cóż, wygląda na to, że mogłem być trochę niedokładnym. Jak wielu z Was zauważyło, wycieki paliwa są jedynie konsekwencją katastrofalnej awarii. Ponadto większość rakiet eksploduje tylko dlatego, że kazano im to zrobić, aby zapobiec uszkodzeniom okolic.

Właściwie nie chodziło mi o to, co powoduje eksplozję, ale dlaczego rakieta rozpada się, gdy nie podąża po zaplanowanej trajektorii.

Myślałem, że to dlatego, że ogromnej siły oporu podczas lotu prostopadłego do wektora prędkości z dużą prędkością W każdym razie dziękuję za odpowiedzi i komentarze, dały mi znacznie głębszy wgląd w wypadki rakietowe.

Że Ariane próbowała latać bokiem, ponieważ jej system naprowadzania wyłączył się z powodu błędu matematycznego. Rakiety to zwykle długie, cienkie kolumny wypełnione paliwem; wcale nie latają na boki. Myślę, że błędnie opisujesz większość awarii jako spowodowane wyciekiem paliwa; to tak, jakby jako przyczynę śmierci wymienić „niewydolność serca”. Kiedy struktura rakiety jest rozerwana, paliwo ma tendencję do wyciekania.
Mam dobrą wiedzę na temat awarii CRS-3 / OrB-3 Antares. Nie miało to nic wspólnego z wyciekiem paliwa, ale nie miało też nic wspólnego z aerodynamiką. Czy byłaby to użyteczna odpowiedź na twoje pytanie, czy też koncentrujesz się wyłącznie na aerodynamice?
Tak, większość awarii * kończy się * wyciekiem paliwa + utleniaczem i wielką eksplozją. Zwykle zaczynają się od czegoś innego, co do nich prowadzi.
W wielu przypadkach przyczyną wybuchu jest oficer ochrony strzelnicy wykonujący odpowiednik naciśnięcia BRB (duży czerwony przycisk). BRB to fikcja; w rzeczywistości są to dwa przełączniki, oba z plastikowymi osłonami, które należy otworzyć, aby zabezpieczyć się przed nieumyślnym przełączeniem przełącznika. Każda rakieta nośna jest wyposażona w system zakończenia lotu, radioaktywne urządzenie wybuchowe. Jeden przełącznik umożliwia wysłanie sygnału do FTS. Drugi przełącznik wysyła sygnał, ale tylko wtedy, gdy włącznik został już włączony. Po włączeniu i aktywacji, żegnajcie pojazd startowy.
Oficer ochrony strzelnicy we wspomnianej wcześniej awarii CRS-3 / OrB-3 Antares był nieco powolny w losowaniu. Sygnał został wysłany (i pojazd startowy wybuchł), ale sygnał został wysłany zbyt późno, aby chronić platformę startową.
Nie pamiętam żadnej katastrofy rakiety spowodowanej wyciekiem paliwa ...
@Heopps - Jeśli weźmie się pod uwagę, że ** całe ** paliwo wyciekające w ułamku sekundy to „wyciek paliwa”, to miało miejsce wiele wypadków rakietowych spowodowanych wyciekami paliwa. Celem systemu zakończenia lotu jest poddanie pojazdu natychmiastowemu szybkiemu nieplanowanemu demontażu na polecenie.
Nie zgadzam się, że oficer ochrony strzelnicy zbyt wolno dokonywał remisu. Oglądając wideo, wcześniejsze wystrzelenie rakiety nie byłoby bezpieczniejsze. Gdyby nie radykalność tego upadku, dającego dużą szansę na celowanie w ziemię, powiedziałbym, że bezpieczniej jest pozwolić mu polecieć do AP, nawet bez prowadzenia.
@David Hammen - tak, zwykle „wyciek paliwa” to skutek RUD, a nie przyczyna :)
Obowiązkowe [XKCD] (https://xkcd.com/1133/) (najbardziej odpowiednia część znajduje się na dole obrazu)
Kiedy twoja rakieta upiera się, by lecieć gdzieś poza orbitę, na którą oboje się zgodziliście, możecie być na tyle wkurzeni, by wysadzić łotra, zanim zdecyduje się rozbić w miejscu pełnym ludzi, na przykład w miejscu, w którym jesteście.
@DavidHammen podczas premiery Antaresa, w jaki sposób wcześniejsza eksplozja chroniłaby platformę startową? Zwykle wcześniej = bliżej.
@Hobbes W tym przypadku [wydaje się, że] (https://spaceflightnow.com/2014/10/31/orbital-begins-piecing-together-what-destroyed-antares-rocket/) trajektoria rakiety była nadal wystarczająco pionowa na czas awarii, kiedy napęd zawiódł, spadł z powrotem w okolice podkładki, a następnie został zdetonowany przy ziemi. Wysadzenie go w szczytowym momencie mogło spowodować mniejsze szkody; Nie wiem wystarczająco, aby powiedzieć ostatecznie.
@Hobbes (a także Joshua): Awaria CRS-3 / OrB-3 Antares była wynikiem utraty mocy napędowej przez pojazd startowy. Po wystąpieniu tej awarii spadł z powrotem w kierunku wyrzutni. Automatyczny system kończenia walki spowodowałby samozniszczenie pojazdu wkrótce po wykryciu tej awarii. Oczekiwanie na wyraźne potwierdzenie spowodowało, że samozniszczenie pojazdu nastąpiło na krótko przed uderzeniem w platformę startową. Eksplozja na górze prawie na pewno spowodowałaby znacznie mniejsze uszkodzenia wyrzutni.
Bardzo blisko powiązane: [W jaki sposób samozniszczenie rakiety może zapewnić bezpieczniejszą sytuację niż brak kontroli?] (Https://space.stackexchange.com/questions/14059), [W jaki sposób autodestrukcje są wdrażane w rakieta?] (https://space.stackexchange.com/questions/5775) i [Czy wszystkie premiery zawierają mechanizmy samozniszczenia?] (https://space.stackexchange.com/questions/923)
Nie sądzę, aby którykolwiek z nich był duplikatem. Wydaje się, że OP uważa, że ​​pojazdy wybuchają z powodu wycieków paliwa lub problemów aerodynamicznych. Współczesne rakiety nośne zazwyczaj eksplodują z jednego z dwóch powodów: (1) pojazd wykrył problem i sam eksplodował lub (2) kluczowy personel obserwujący start wykrył problem i nakazał pojazdowi wybuch.
Nie przychodzi mi do głowy żadna rakieta zniszczona przez wyciek paliwa. Zwykle jest to albo silnik, który nie wykonuje swojej pracy (cofa się), system naprowadzania nie wykonuje swojej pracy (idzie w miejsce, w którym nie powinien, niszcząc go lub powodując, że RSO wcisnął przycisk), albo coś się zepsuło i rakieta nadeszła osobno (SpaceX CRS-7, Challenger.)
@DavidHammen: Mimo to uszkodzenie, które faktycznie wystąpiło, było znacznie mniej poważne, niż gdyby spadło z powrotem na podkładkę w stanie nienaruszonym.
Cztery odpowiedzi:
#1
+22
David Hammen
2018-09-13 19:48:39 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Chcę się jednak skupić na naprężeniu aerodynamicznym, na przykład gdy rakieta zbacza ze swojej ścieżki lub ma zły kąt natarcia, co powoduje jej zniszczenie?

W w wielu przypadkach nie jest to naprężenie aerodynamiczne. Wiele eksplozji rakiet nośnych wynika z rozkazu.

Każdy rakieta startowa wystrzelona z USA, w tym solidne dopalacze rakietowe promu kosmicznego, jest wyposażony w system zakończenia lotu (FTS). Obejmuje to celowo umieszczone urządzenie wybuchowe, które w przypadku aktywacji spowoduje niemal natychmiastowe zniszczenie pojazdu. Na przykład tuż za zbiornikiem utleniacza działa całkiem nieźle w pojazdach napędzanych cieczą.

FTS zawiera również mechanizm, który uruchamia to urządzenie wybuchowe. Do niedawna mechanizmem wyzwalającym był odbiornik radiowy, który odbierał zaszyfrowany sygnał wysyłany przez Range Safety Officer. Departament Obrony Stanów Zjednoczonych i NASA pracowały nad automatycznym systemem kończenia lotów, z mechanizmem wyzwalającym wysyłanym zamiast tego przez dedykowany komputer na statku startowym.

Celem jest zniszczenie krnąbrnego pojazdu, zanim spowoduje uszkodzenie wyrzutni lub dalszy spadek zasięgu. To nie zawsze działa. Oficer bezpieczeństwa na strzelnicy RS-3 / OrB-3 Antares był nieco powolny w losowaniu. Sygnał został wysłany, gdy rakieta najwyraźniej się nie udała, a rakieta wybuchła, ale sygnał został wysłany zbyt późno, aby rakieta nie uszkodziła wyrzutni.

W przypadku pierwszego wystrzelenia rakiety Ariane 5, ta eksplozja była wynikiem wewnętrznie generowanego polecenia samozniszczenia, a wkrótce po nim komendy oficera ochrony strzelnicy. Ariane 5 był i nadal jest zaprojektowany do wybuchania, gdy coś pójdzie nie tak.

W celach informacyjnych obejrzyj również filmy wideo przedstawiające awarie rosyjskiego uruchamiania. Nie wierzą w autodestrukcję.
@xyious jakieś filmy, w szczególności, które możesz połączyć? Brzmi spektakularnie.
@MagicOctopusUrn xyious wydaje się [cytując EverydayAstronaut] (https://youtu.be/WlQH3MHhm0Y?t=20m23s).
Powiedziałeś, że „pracują” nad zautomatyzowanym systemem, ale Ariane 5 został zniszczony przez polecenie „wygenerowane wewnętrznie”… czy mógłbyś to rozwinąć?
@fooot Ariane 5 to europejska rakieta wystrzeliwana z Gujany Francuskiej, więc nie ma na nią wpływu amerykańskie rozkłady lotów.
Być może jeszcze lepszą lekcją poglądową na temat tego, jak złe rzeczy mogą się stać, jeśli wymykająca się spod kontroli rakieta * nie * eksploduje wystarczająco szybko, będzie [Intelsat 708] (https://en.wikipedia.org/wiki/Intelsat_708) start w 1996 roku, który rozbił się w chińskiej wiosce i zabił tam kilka (co najmniej sześć, a może i wiele więcej) osób. Nie ma go w filmie, do którego @leftaroundabout umieścił link, ponieważ zawiera on tylko incydenty bez ofiar śmiertelnych; Miałem zamiar napisać, że nie ma również tego filmu, ale [najwyraźniej jest.] (Https://www.youtube.com/results?search_query=intelsat+708)
Może to być mniej konieczne, jeśli wokół kompleksu startowego jest dużo niezamieszkanej przestrzeni.
Wiesz, co mówią, [RUD i FTS zrujnują każdego dnia] (https://www.youtube.com/watch?v=Ayu0GsrvKQA) ...
@IlmariKaronen - Innym przykładem było wystrzelenie V-2 w 1947 z White Sands w Nowym Meksyku. Zamiast skierować się na północ, skręcił na południe i wkrótce potem rozbił się półtorej mili na południe od Jaurez w Meksyku i bardzo blisko składowiska amunicji, na którym meksykańskie firmy wydobywcze składowały proch i dynamit. To, że nie jest dobrym pomysłem wywoływanie międzynarodowych incydentów za pomocą krnąbrnych rakiet, to coś, czego Stany Zjednoczone nauczyły się na bardzo wczesnym etapie rozwoju technologii eksploracji kosmosu.
@xyious - to roszczenie wymaga źródeł. Sojuz ma system autodestrukcji. N-1 też. A to tylko pierwsze 2 programy uruchamiające, którym przyjrzałem się.
Orb-3 stracił ciąg, gdy znajdował się jeszcze bezpośrednio nad platformą startową i unosił się pionowo. Platforma startowa zostałaby uszkodzona bez względu na _ kiedy_ została wysadzona w powietrze.
@Hobbes: Mają system wyłączania silników, ale _nie_ niszczenia rakiety (po prostu spada i wyrywa dziurę w stepie).
#2
+4
Slarty
2018-09-14 04:03:34 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ta premiera Proton M w 2013 roku była spowodowana poważnym problemem z systemem naprowadzania (niektóre części były najwyraźniej połączone tyłem do przodu). Jeśli obejrzysz wideo, zobaczysz, że pojazd osiąga „niemożliwy” kąt (jak na rakietę), a następnie górna część jest odrywana z powodu oporu powietrza, zanim zbiorniki zaczną pękać, powodując pożar (paliwo hipergoliczne) tuż przed uderzeniem w ziemia. Nie wiem, czy Rosjanie mają FTS, czy nie, ale jeśli tak, to w tym przypadku nie zadziałało. Być może rakieta „myślała”, że wszystko jest w porządku, ponieważ system naprowadzania był całkowicie zdezorientowany.

Trochę jak wieloryb z przewodnika autostopowiczów po galaktyce „co to za rzecz zbliża się do mnie bardzo szybko? Tak duża, płaska i okrągła, że ​​potrzebuje szerokiej, brzmiącej nazwy, jak„ Ow ”,„ Ownge ”, „Okrągły”, „Ziemia”! To wszystko! Ziemia! Ha! Zastanawiam się, czy zaprzyjaźni się ze mną? Cześć, Ziemio! ”

Rosjanie nie wierzą w FTS, zamiast tego próbują umieścić swoje rakiety w środku ziemi niczyjej, gdzie nie mogą nikogo skrzywdzić. Podobnie jak w wielu autorytarnych społeczeństwach, wartość życia ludzkiego niekoniecznie jest taka sama, jak na przykład w Europie Środkowej. Ale to robi niesamowite zdjęcia!
Niektóre z czujników prędkości kątowej zostały zamontowane do góry nogami. Naturalnie odwróciło to informacje przesyłane do systemu sterowania, powodując, że rakieta raczej wzmacnia odchylenia od swojej trajektorii, niż je koryguje.
@JörgWMittag - to roszczenie potrzebuje źródeł. Sojuz ma system autodestrukcji. N-1 też. A to tylko pierwsze 2 programy uruchamiające, którym przyjrzałem się.
IIRC Proton ma FTS, ale po prostu wyłącza silniki. Spaceflight 101 potwierdza obecność, ale nie działa. http://www.spaceflight101.net/proton-m-briz-m.html
#3
+3
Adam
2018-09-14 00:22:05 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Podczas wypadku promu kosmicznego Challenger rzeczywisty orbiter został zniszczony z powodu obciążeń aerodynamicznych. Często opisywana jest jako „eksplozja”, ale większość tego, co było widoczne, to w rzeczywistości tylko uwolnienie wodoru i tlenu. Raport Komisji Rogersa mówi:

19 Rozdział III: Awaryjny lot wahadłowca Challenger w misji 51L rozpoczął się o godzinie 11:38 standardowego czasu wschodniego 28 stycznia , 1986. Zakończył się 73 sekundy później w wybuchowym spaleniu wodoru i propelentów tlenu, które zniszczyło zbiornik zewnętrzny i wystawiło Orbitera na poważne obciążenia aerodynamiczne, które spowodowały całkowity rozpad konstrukcji.

I

Wszystkie pęknięcia i uszkodzenia materiału badane na Orbiterze, z wyjątkiem głównych silników, były wynikiem sił przeciążenia i wykazywały brak dowodów na wewnętrzne oparzenia lub narażenie na siły wybuchowe. Wskazuje to, że zniszczenie Orbitera nastąpiło głównie z powodu sił aerodynamicznych i bezwładności, które przekraczały ograniczenia projektowe.

#4
+1
Anthony X
2018-09-16 02:47:14 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Rakiety nie wybuchają w wyniku awarii. Jak omówiono w innych odpowiedziach, widoczne eksplozje są zazwyczaj deflagracją uwolnionych paliw napędowych po nakazanym samozniszczeniu lub rozpadzie strukturalnym. W pierwszym przypadku samozniszczenie ma na celu otwarcie zbiorników na paliwo w celu rozproszenia ich zawartości, tak aby całość nie spadła razem na ziemię; wydaje się prawie nieuniknione, że rozproszone paliwo i utleniacz spotkają się w gorącym miejscu, a może w mieszance są hipergoliki; tak czy inaczej, jest spalanie, duży dym i płomień. W drugim przypadku, jeśli jakaś część konstrukcyjna ulegnie awarii, konsekwencją jest zwykle przeciążenie i uszkodzenie innej struktury, co prowadzi do postępów awarii nieuchronnie obejmujących zbiorniki z paliwem, a rezultatem jest duża deflagracja.

Ciekawe zmiany w tej kwestii znajdziesz w tym YouTube. Był to lot testowy wieży ratunkowej Apollo przy użyciu rakiety Little Joe. Celem było przetestowanie systemu na dużej wysokości, odtworzenie warunków prędkości / wysokości prawdziwego startu Apollo. W rzeczywistości dzieje się tak, że około godziny 17:13 na filmie, wzmacniacz Little Joe zaczął działać nieprawidłowo i zaczął wymykać się spod kontroli. Kołysanie staje się tak silne, że około godziny 17:35 zaczął ulegać postępującej awarii strukturalnej. Co ciekawe, awaria przedwcześnie uruchamia system ucieczki (mimo awarii uznano to za udany test); tak naprawdę nie widzisz eksplozji nieudanego etapu, tylko odlatujące kawałki i kilka dużych kłębień czegoś, co wydaje się być dymem lub być może aerozolem.

Zdecydowanie palę; Little Joe II był rakietą na paliwo stałe. Ponadto to łącze wideo jest uszkodzone.


To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 4.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...