Был ли Max-Q исторически обычной точкой отказа при запуске ракет?

Думаю, общеизвестно, что Max-Q — это точка, в которой ракета испытывает максимальное динамическое напряжение во время старта и набора высоты. Но как часто ракеты на самом деле разрушались или выходили из строя в этот момент (или близко к нему) во время запуска из-за нагрузок Max-Q ? Я видел видеоролики о многих запусках, которые до этого момента терпели неудачу из-за быстрой разборки, но не могу вспомнить, что Max-Q является статистически важным фактором неудачных запусков ракет. Я ошибаюсь, или конструкции ракет развились таким образом, что Max-Q является известным фактором, который был успешно использован при проектировании и производстве ракет?

Настройки траекторий/дросселя разработаны таким образом, чтобы не превысить лимит Q. Другими словами, это известное ограничение, которым можно управлять. Когда они взрываются, это обычно происходит из-за неуправляемого фактора.
Значение Max Q не столько в том, что все могут вздохнуть с облегчением, когда все закончится, сколько в том, что это важное событие, вокруг которого спроектированы траектория и последовательность.
MaxQ может означать гибель, если двигатели не смогут сбросить газ, когда это необходимо. Это маловероятный сценарий, и я сомневаюсь, что это когда-либо происходило, но я не думаю, что это невозможно.
Я считаю, что первый полет Ariane V был разрушен из-за чрезмерных аэродинамических нагрузок.
Сбой Ariane V был вызван программной ошибкой.

Ответы (4)

Оба полета шаттла, которые потерпели аварию со смертельным исходом, столкнулись со значительным сдвигом ветра, который произошел очень близко к максимальному q. Я не знаю, было ли это напрямую связано с авариями, но были люди, участвовавшие в расследовании аварии STS-107, которые очень подозревали, что это совпадение.

СТС-51Л:

Max q был равен 59 секундам. Максимальная реакция автомобиля на сдвиг ветра составила 61,724 секунды.

В отчете об авариях 51-L примечания о корреляции max-Q / сдвига ветра / утечки из бустера:

Дополнительные структурные нагрузки возникли в результате турбулентности. Рейс 51-L испытал самую сильную турбулентность из всех полетов шаттла, и, хотя нагрузки находились в допустимых расчетных пределах, эти расчетные ограничения не учитывали уже вышедший из строя шарнир. Неизвестно, насколько совместное воздействие нагрузок от порывов ветра, маневренных нагрузок и увеличения тяги способствовало аварии. Но комбинированное воздействие этих сил могло привести к смещению сожженного материала в ранее нарушенном участке сустава.

  1. Вскоре после того, как транспортное средство было нагружено этими турбулентными силами, через Т+58 секунд из той же общей области, где были замечены клубы дыма, появилось пламя. Но на этот раз соединение постоянно разрывалось горящими пороховыми газами. Чуть более чем за две секунды пламя разрослось и действовало как паяльная лампа, прожигая резервуар с водородом. Появление пламени в это время также свидетельствует о повреждении первичного уплотнительного кольца и неспособности вторичного уплотнительного кольца герметизировать...

ИЗ РАССЛЕДОВАНИЯ ПРОИСШЕСТВИЯ НА КАНАЛЕ «ЧЕЛЛЕНДЖЕР »

СТС-107:

Максимальное q было ~ 58 секунд (я читаю по графику ). Сдвиг ветра начался на 57-й секунде. Выброс обломков пены составил ~82 секунды.

STS-107 испытал сдвиг ветра в период максимального динамического давления, начиная с 57 секунд MET (1,27 Маха). Сдвиг ветра был вызван быстрым изменением скорости ветра вне плоскости на -37,7 фута в секунду в диапазоне высот 1200 футов, начиная примерно с 32 000 футов (как показано на рис. 3-21). Сразу после пролета аппарата через этот диапазон высот его угол бокового скольжения начал увеличиваться в отрицательном направлении, достигнув значения примерно –1,75 градуса за 60 секунд. Это значение угла бокового скольжения является новым значением летного опыта для MET 60 секунд (как показано на рис. 3-22). Анализ данных после полета показывает, что новый опыт полета с боковым скольжением не является результатом самого сдвига ветра. Наоборот, это был прямой результат разницы в измерении баллона L - 4:35 минут, после чего команды наведения орбитального аппарата были обновлены в день запуска, а также фактические ветры, которые пролетал орбитальный аппарат во время запуска и подъема. На рис. 3-21 показана разница в этих двух ветрах в этом высотном районе (увеличение внеплоскостной магнитуды перед запуском на 25 футов в секунду по сравнению с уменьшением магнитуды на 12 футов в секунду при испытании летательного аппарата).

Цитата из «Рабочего сценария», ссылка на который приведена выше.

Я только что прочитал о другом инциденте, запуске Протона в феврале 1969 года, когда "ново спроектированный" обтекатель полезной нагрузки разрушился при максимальном q. (Советские роботы в Солнечной системе, Huntress & Marov, стр. 195).

Корреляция не подразумевает причинно-следственной связи. Давайте, пожалуйста, не кормить заговоров. Тот факт, что два события наблюдались вместе дважды, не означает, что одно является причиной другого. Оставим анализ следователям, имевшим доступ ко всем фактам. Вот так в век информации мы знаем меньше, чем раньше.
@ Алекс Я открыт для исправлений, если какие-либо из приведенных мною фактов неверны.
дело не в фактах, а в том, как ты их используешь. Мы знаем, что две ракеты вышли из строя при максимальном Q. Мы не знаем, что макс Q вызвало отказы. Давайте будем разумными и примем пределы того, что мы знаем, пожалуйста. Я откровенно устал от диких спекуляций и заговоров, которые люди так небрежно принимают в наши дни. У всех нас есть мозги, чтобы думать.
Вы должны прочитать CAIB и официальные отчеты об авариях 51-L. Эти корреляции внутри.
Корреляции никто не отрицает. Мы знаем, что две ракеты вышли из строя при максимальном значении Q. Но было ли максимальное значение Q причиной отказов? Если каждый день красный кардинал поет, когда восходит солнце, значит ли это, что кардинал вызвал восход солнца? Можем ли мы вообще сказать, что солнце разбудило кардинала, у которого, как и у нас, есть собственные внутренние часы, которые заставят его вставать даже в самый темный день? Дело в том, что корреляция не подразумевает причинно-следственной связи. Мы знаем корреляцию — две ракеты вышли из строя вблизи максимального Q. Этой корреляции самой по себе недостаточно, чтобы предположить наличие причинно-следственной связи — что максимальное Q привело к отказам.
Вы хоть посмотрели, в чем тут вопрос? Был ли Max-Q исторически обычной точкой отказа при запуске ракет? В этих отчетах об авариях вы не найдете красных кардиналов — только то, что имело или подозревалось, что имело отношение к авариям.
Мы прекрасно знаем, что «Челленджер» был обречен в тот момент, когда зажглись SRB, и Max-Q не имел к этому абсолютно никакого отношения.
@LorenPechtel Круто, что вы это знаете, комиссия по расследованию не была так уверена. «Неизвестно, насколько совместное воздействие нагрузок от порывов ветра, маневренных нагрузок и увеличения тяги способствовало аварии».
Ух ты. ХОРОШО. Итак, вы указали, что две ракеты вышли из строя вблизи максимального Q. Вы указали на корреляцию, причем слабую, учитывая, что ваша выборка включает только две точки данных. И мало того, что ваша корреляция сомнительна, она не устанавливает причинно-следственной связи. Тот факт, что Q ракет был близок к максимальному, вполне мог быть совпадением. Потребовалось бы больше исследований, чтобы убедительно показать, мог ли max Q быть причиной сбоев. Чистое предположение — это не расследование. Итак, все, что вы сделали, это породили подозрение, что, возможно , max Q вызвал сбои ракет. Как это отвечает на вопрос?
Я имею в виду, я понял. Люди любят строить догадки. Что если. Это весело. Даже приятно, если вам удается убедить других, что вы знаете что-то, чего не знают они. Но, в конце концов, пустые спекуляции — это просто так. А нам нужны твердые факты, что-то, что хоть немного приблизит нас к тому, что произошло на самом деле. И единственный способ убедиться в этом — быть строгим в своем мышлении. И если вы не можете отличить корреляцию от причинно-следственной связи, тогда у нас большие проблемы. Потому что именно отсюда берутся безосновательные и глубоко контрпродуктивные теории заговора. Помогает, если люди просто думают .
Кстати, это замечание комиссии по расследованию просто предполагает, что другие факторы могли усугубить сбой, а не вызвать его. Огромная разница между усугублением неудачи и ее причиной. Если вы сожжете стул дотла, огонь уничтожит его. Если вы пнете стул, когда он горит, удар может усугубить ущерб, но все же это огонь обрек его на гибель.
В пропаганде какого именно заговора вы меня обвиняете?
@OrganicMarble Конечно, ветер, вероятно, сыграл свою роль в том, когда он взорвался. Это не меняет того факта, что ускоритель горел против топливного бака.
@LorenPechtel, если вы читали отчет Комиссии Роджерса, один из их выводов заключался в том, что правильное прочтение данных состоит в том, что брешь была «зачищена» шлаком, пока динамика реагирования на сдвиг ветра снова не сломала ее, а затем пламя прогорел танк LH2.
«В качестве альтернативы зазор уплотнительного кольца мог быть повторно герметизирован за счет отложения хрупких отложений оксида алюминия и других продуктов сгорания. Эта повторно герметизированная часть соединения могла быть нарушена вектором тяги, движением космического корабля "Шаттл" и полетными нагрузками, вызванными изменением ветра. наверху». Комиссия Роджерса, том 1, стр. 72.

Ракеты обычно выходят из строя в начале полета, в течение минуты после старта или на вакуумной ступени, поскольку это трудно смоделировать на Земле. Список отказов ракет можно посмотреть здесь . Конструкция является одной из самых надежных частей ракеты, отказы в основном связаны с прокачкой топлива и неудачными конструктивными решениями.

Хороший ответ! Я могу понять, почему вопрос интересен; в каждой прямой трансляции, которую я смотрел, почти всегда есть важные комментарии, сделанные на этапе Max-Q. Интересно, является ли это таким «большим делом» потому, что тогда больше не о чем говорить, или потому, что замедлять или сдерживать тягу на этом этапе дорого (с точки зрения массы ракетного топлива/полезной нагрузки), а не потому, что это особенно опасная фаза, которой кажется, что это не так?
Это не отвечает на вопрос об отказах из-за нагрузок Max-Q.
@uhoh Max-Q известен заранее. Это опасная фаза, если вы просто лезете в нее неподготовленным. Но так как это так хорошо известно заранее, ракета сбрасывает обороты и остается в конструктивных пределах. После этого вы можете снова притормозить. Это важное событие в полете, но не о чем беспокоиться. НАСА провело несколько тестов, чтобы убедиться, что LES для Mercuy/Gemini/Apollo будет работать при максимальном Q, поскольку это точка, в которой LES подвергается наибольшей нагрузке, а прерывание наиболее опасно. Но опять же, LES может справиться с этим, он разработан для этого. Я думаю, что это более историческое значение
@Polygnome да, я это понимаю. Взгляните еще раз на мой комментарий. Я обсуждаю, почему вообще можно задать этот вопрос , и предполагаю, что это может быть связано с тем фактом, что радиопередачи поднимают его при каждом запуске, как если бы это было особо примечательное событие, а затем предполагаю, что, хотя это и не так особенно примечателен с точки зрения безопасности, возможно, стоит выяснить, почему он каждый раз всегда доводится до сведения публики таким заметным образом. Если бы вы могли решить эту проблему каким-то образом, это было бы здорово!
@uhoh Я думаю, что это поднялось, потому что это самое заметное событие на этом этапе полета, и потому что это несколько важно для пилотируемых запусков, потому что любому LES будет труднее всего на этом этапе. Вопрос в том, почему бы вам не поднять его? Спортивные комментаторы постоянно поднимают много второстепенной информации. Вполне естественно, что комментатор запуска сделает то же самое. На самом деле, они также поднимают множество других тангенциальных вещей.
@Polygnome хорошо, ты заставил меня задуматься! Итак, я задал дополнительный вопрос . Каковы аэродинамические, структурные, контрольные и другие проблемы, связанные с max-Q для беспилотной ракеты? .
@uhoh Я думаю, репортеры любят упоминать об этом, потому что у них есть склонность к сенсациям, и звучит «максимальное динамическое давление», по крайней мере, для непрофессионала / неосведомленного человека, что это момент, когда что-то может пойти не так. Таким образом, они создают некоторую напряженность и держат глазные яблоки приклеенными к экрану. Возможно, это немного глупо/бессмысленно, если подумать, особенно если, как уже было сказано, конструкция является одной из самых надежных частей, а Max-Q хорошо учитывался в конструкции корабля и его пусковом профиле.
@AnthonyX Несколько космических агентств, а также стартовые компании проводят свои собственные веб-трансляции с участием технических специалистов и инженеров, и они тоже это делают, поэтому я не думаю, что мы можем сказать, что это из-за «репортеров» или «сенсационности». Я предполагаю, что значение заключается в необходимости дросселирования (потеря драгоценного дельта-v из-за гравитации) и других осложнений, которые придают значение Max-Q людям, хорошо разбирающимся в запуске. Таким образом, я задал этот вопрос , чтобы попытаться выяснить, почему Max-Q на самом деле является «вещью», на которую следует обратить внимание даже экспертам по запуску.
@JanDoggen да, это так. Вопрос: является ли max-Q общей точкой отказа? О: нет, см. этот список отказов, в котором в основном перечислены причины, отличные от динамического давления.

В полете Mercury-Atlas 1 без экипажа произошел катастрофический сбой из-за аэродинамических нагрузок на максимальном Q или около него, и конструкция пусковой установки была усилена для будущих полетов:

[Оуэн Мейнард из НАСА] заявил в устном историческом интервью, что его расчеты после полета показали, что обшивка ракеты-носителя чуть ниже космического корабля могла бы прогнуться из-за комбинированного сопротивления, ускорения и изгибающих нагрузок, которые превышали сопротивляющееся растягивающее напряжение в кожа обеспечивается внутренним давлением. Мейнард вспоминал, что «во времена МА-1 проблема сопряжения капсулы «Меркурий» с «Атласом» была далеко не решена должным образом». Основываясь на этом выводе, НАСА указало, что будущие ракеты-носители Mercury-Atlas добавят двойники к структуре обшивки в этой области и что будущие траектории запуска будут более мелкими, чтобы уменьшить скорость угла тангажа и уменьшить нагрузку на ракету-носитель изгиба.

Дело не столько в том, что точка max-Q сама по себе опасна, ускорение автомобиля поддерживается для поддержания аэродинамических сил на уровне, который не должен быть проблемой. Тем не менее, это наиболее аэродинамически напряженная точка в полете, и если у транспортного средства есть какой-либо конструктивный дефект, который может привести к его отказу из-за этих сил, он, вероятно, произойдет до достижения этой точки. К тому времени, как вы его достигли, вы оставили большую часть риска таких неудач позади.

Был ли Max-Q исторически обычной точкой отказа при запуске ракет?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 10v