Почему тест прерывания SpaceX не был инициирован реальным отказом ракеты-носителя?

Сегодня (19 января 2020 г.) SpaceX успешно провела испытание на прерывание полета. Насколько я понимаю, на определенной высоте Crew Dragon запустил свои двигатели и ушел от ракеты.

Этот тест выглядит как очень безопасный тест на прерывание, Драгон приказал Соколу отключиться, и только после этого запустили двигатели Супер Драко; если бы ускорительные двигатели все еще работали, столкнулся бы он с Драконом? (т.е. ускорение бустера без дракона было бы больше, чем ускорение дракона его двигателями Super Draco?)

Мой вопрос: почему в этом тесте не использовались фактические сбои для прерывания? Как будто ступень ракеты-носителя взрывается, и Crew Dragon обнаруживает это и запускает систему побега. Это также сможет подтвердить фактическое обнаружение отказа.

Потому что это будет другое испытание. На этот раз они хотят только знать, будет ли система эвакуации работать в относительно идеальных условиях. На практике я не думаю, что спасательная система успешно спасется от взрыва. Если это так, то это должно быть проверено таким образом. Но с нынешней конструкцией, если они не убежали за несколько секунд до взрыва, им пиздец, по замыслу. Так что, несмотря на то, что у этого теста есть некоторые предпосылки, на самом деле он не так уж далек от реальности.
@user3528438, Насколько я понимаю, другого теста нет, следующим будет реальный полет. Также, насколько я могу видеть, отключение бустера непосредственно перед выстрелом супер Драко.
Существует общепризнанный момент в тестировании, когда тестирование становится финансово или физически невыполнимым — как только вы начинаете идти по пути «что, если…», появляются тысячи сценариев, для которых потребуются отдельные тесты. Что, если ракета-носитель взорвется? Что, если ракета-носитель внезапно отклонится от курса на значительную величину, вызвав боковое ускорение? А если что-то в багажнике взорвется? Что, если оба корабля внезапно потеряют всю электроэнергию? И т. д. и т. д. Вы должны признать, что иногда идеальное тестирование — это единственное тестирование, которое вы реально получите.
Я все еще хотел бы знать, почему они отключили питание бустера. Это может быть более сложным испытанием, чем с питанием от бустера, а может и нет. Но я не думаю, что об этом нужно спрашивать отдельно; это может быть частью ответа на этот вопрос.
@Moo, да, сценариев много, но это не значит, что лучший вариант - протестировать самый простой сценарий.
@JithinJose взгляните на то, как они проводят тесты на эвакуацию в гражданской авиации - в ангаре, с максимальной вместимостью, с людьми, которые прошли проверку на физическую форму, и, таким образом, все проходят предварительный отбор (часто путем прохождения простой полосы препятствий). Часто горки предварительно надувают, чтобы не было проблем. Когда более десяти лет назад начались испытания А380, люди долго и упорно кричали, что это слишком просто, что условия должны были быть намного хуже (а некоторые люди даже говорили, что его нужно было сбросить в море для «реалистичных испытаний»). " тест...).
@uhoh, возможно, потому, что ситуация с немедленным отключением питания RUD может считаться наиболее распространенным сценарием, от которого экипажу нужно убежать? Часто RUD возникает позже (см. Прерывание полета «Союза» - проблема, за которой следует побег, а затем проблема перерастает в RUD). Это может охватывать все, что угодно, от отказа насоса, отказа подвеса двигателя, незапланированного выключения двигателя, невозможности включения и т. д. и т. д. и т. д.
Отказ двигателя часто распространяется на конструкцию ракеты. Но для этого может потребоваться время. Если вы смотрите много видео с отказами ракеты, то часто бывает, что между сбоем и взрывом проходит несколько секунд. Капсула не может убежать от ударной волны, но может выбраться наружу во время каскада. Этот тест имитирует очень распространенные сценарии и некоторые из них, в которых они могут избежать взрыва тела. Кроме того, ракета двигалась со скоростью больше, чем Mac 2, что вряд ли было легкой задачей на такой скорости.
Заданный вопрос вводит в заблуждение: «Дракон командует… выключить…» У ракеты-носителя «Сокол» есть собственный мозг, и он был запрограммирован на раннее отключение. Дракон должен был обнаружить , что запуск не удался, и принять решение о его прекращении.
@aml: ведущие в веб-трансляции упомянули, что Dragon инициирует всю последовательность, включая команду F9 для выключения. Было немного неясно, продолжит ли Дракон обнаружение потери тяги и инициирует побег, или это просто следующий шаг, который происходит после отключения ускорителя.
« Как взрыв ступени ускорителя, и это обнаруживается Crew Dragon и запускает систему спасения » .
@ TylerH CRS7 - они сказали, что капсулу можно было бы восстановить, если бы она была запрограммирована на использование парашютов после взрыва бустера.
@LorenPechtel Я скептически отношусь к этому утверждению (и «восстановлено» немного расплывчато) без каких-либо доказательств (не то чтобы я когда-либо хотел увидеть событие, в котором мы получим какое-то доказательство).
@TylerH Я полагаю, что SpaceX знает, о чем они говорили. Помните, FTS на самом деле просто разрывает боковую сторону ракеты, взрывчатка не повредит капсулу. Если капсула отделится в этот момент, сзади нее будет большой огненный шар, но у нее теплозащитный экран направлен туда, и ее это не должно волновать.
@LorenPechtel SpaceX может знать, что они рассчитали, но они не проверяли эту конфигурацию, поэтому они не могут сказать наверняка, отсюда и мой скептицизм. Если они захотят проверить это, чтобы показать результат, я буду рад пересмотреть свою позицию.
@TylerH Ускоритель взорвался, но вторая ступень не пострадала. CrewDragon еще дальше. Я действительно не понимаю, как Crew Dragon « точно не выживет», когда выжила вторая ступень, а это намного ближе, чем Dragon ...
@Bakuriu, пожалуйста, дайте ссылку на фото/видео, на которых вторая ступень «невредима» после того, как первая ступень превратилась в массивный огненный шар. Да, это ракеты, предназначенные для того, чтобы выдерживать огромные перегрузки и много тепла. Нет, это не значит, что вы можете взорвать ракету, и капсула все еще будет в порядке.
@Moo: Хотя действительно могут быть «тысячи потенциальных режимов отказа», мне кажется, что главный вопрос заключается в том, насколько устойчива капсула? Если он достаточно вынослив, то вы, по сути, охватываете «тысячи» сценариев прямо здесь, поскольку, в конце концов, возникает вопрос «какая наихудшая возможная сила будет воздействовать на капсулу?» Чем больше это может занять, тем больше сценариев вы сможете охватить. Я думаю, что если вы можете построить капсульную систему, способную выдержать взрыв ракеты, то вы вполне способны противостоять чему угодно, не так ли?
Что касается полезной нагрузки, пережившей взрыв ракеты-носителя, оставаясь прикрепленной: когда космический шаттл «Челленджер» взорвался во время запуска, по крайней мере, некоторые члены экипажа, скорее всего, были еще живы, пока кабина экипажа не упала в воду.

Ответы (4)

Это был настоящий сбой (хотя и вызванный извне, а не случайно), просто не единственный сбой, который может произойти. и это наихудший случай из ряда наиболее вероятных сценариев отказа: множественный отказ двигателя.

Если вы хотите протестировать все возможные варианты отказа ракеты, вы рассматриваете тысячи, если не сотни тысяч возможных сценариев отказа и никогда не выйдете на орбиту, поэтому они выбрали тот, который они и заказчик могли согласовать, был типичным. .

Спасибо за ваш ответ, да, это делается во время Max Q, но спокойствие и полное закрытие двигателя - это наихудший сценарий? Это обеспечивает очень легкое разделение (почти как разделение 2-й ступени). Но это понятно, если идея состояла в том, чтобы протестировать типичный сенсио, а не самый сложный, на который рассчитана система эвакуации.
Внезапное отключение всей тяги @JithinJose - это худший случай. И условия полета были далеки от идеальных, с ветрами, близкими к предельным для Falcon 9. Единственной худшей вещью был бы внезапный скачок тяги после срабатывания последовательности выхода, вызывающий внезапное быстрое ускорение, толкающее ракету-носитель прямо на траекторию. вылетающей капсулы. И тяга системы эвакуации предназначена для защиты от такого сценария, компьютерное моделирование, несомненно, было проведено для проверки этого.
Blue Origin удалось протестировать прерывание Max Q с запуском двигателя ускорителя... youtube.com/watch?v=_zWkvm7HpH8
Большинство людей могут думать о ракетных взрывах как о наихудшем случае. Это может быть правдой, но они почти всегда происходят в течение нескольких секунд после взлета, когда ракета все еще движется относительно медленно. Если вы хотите протестировать свою систему эвакуации на Max Q, вы выбираете наихудший сценарий, который может произойти на Max Q.
Я думаю, что они спрашивают: почему бы просто не нажать кнопку самоуничтожения в середине полета и посмотреть, сможет ли капсула выжить при взрыве ракеты, все еще прикрепленная к ней (поскольку вы не можете предвидеть спонтанная детонация по определению) и уйти от огненного шара, не будучи разбитым силой, и без того, чтобы внутренняя температура взлетела до уровня готовки?
Насколько плохо давление при таком взрыве именно в этом месте ракеты по сравнению с этим сценарием? Как будто это худший случай, будут ли на самом деле менее экстремальные условия (даже несмотря на предположительно гиперзвуковую ударную волну и [я думаю] огненный шар> 2000 K)?
@Turksarama: SpaceX имел избыточное давление второй ступени и взорвался сразу после Max Q.

Вы, кажется, думаете, что они тестировали в идеальных условиях. Это настолько далеко от истины, насколько это возможно. Прерывание произошло в момент полета с наихудшими аэродинамическими условиями (называемый maxQ), когда ракета-носитель летит еще достаточно низко в атмосфере, чтобы присутствовало значительное сопротивление, но уже достаточно быстро. Если Дракон может убежать в этот момент, он может убежать и в любой другой момент полета.

Я также не думаю, что Дракон приказал Соколу отключиться. Насколько я понимаю, команда выключения двигателя была отправлена ​​удаленно из центра управления. Дракон только тогда распознал аномальные условия и решил прерваться самостоятельно - это был важный аспект теста.

Я согласен, что они могли бы включить ускорительные двигатели во время прерывания, но здесь мы встречаемся с тем, что говорили другие в комментариях, существует бесконечное количество сценариев отказа, и они не могут проверить их все.

Дракон сделал команду выключения. Об этом стало известно на пресс-конференции.
@Tim: Есть два разных отключения двигателя, одно было частью теста, а другое - частью последовательности прерывания. Дракон выполнит команду выключения в качестве первого шага прерывания. Это конкретное прерывание было вызвано выключением двигателей, когда транспортное средство достигло определенной скорости / высоты, поэтому они уже были выключены, когда началась последовательность прерывания. Возможно, они использовали Дракона, чтобы отправить команды для этого.
@ChristopherJamesHuff Интересно, поэтому F9 выполнит обычное отключение, которое ощущается Драконом, затем он снова прикажет F9 выключить (я полагаю, может быть, для безопасного разделения), затем сработает Super Draco. Можно поделиться любым справочным документом/видео?
@ChristopherJamesHuff Я не уверен, что это правда - двигатели драконов, которые мы уже запускаем до того, как F9 погаснет. Просто между командой выключения и пламенем проходит несколько секунд?
@Tim: Двигатели SuperDraco, безусловно, могут реагировать быстрее, чем Merlins (они были разработаны как механизм прерывания), и последовательность прерывания, вероятно, начиналась, когда тяга падала ниже некоторого порога (вероятно, в зависимости от того, как далеко она находилась в полете) или начиналась достаточно быстрое снижение, чтобы указать на неустранимую проблему, а не когда оно достигло нуля.
@JithinJose: Маск и я полагаю, что Шотвелл описывали это в разных местах, хотя сейчас я не могу найти ничего конкретного. Вот Джон Гарди, просматривающий последовательность, по-видимому, с согласием Илона (треды в Твиттере довольно двусмысленны, и Маск мало что проясняет): mobile.twitter.com/John_Gardi/status/1219148259555532800
@ Тим да, команда выключения отключает подачу топлива / окислителя к двигателям, но в линиях все еще есть RP1 и LOX, которые будут поддерживать сгорание в течение короткого периода времени. Отсюда явная задержка.

На мероприятии для СМИ после запуска с Джимом Брайденстайном и Илоном Маском был задан аналогичный вопрос, и Илон сказал, что капсула сможет «пролететь сквозь огненный шар», и объяснил, как даже в случае критического отказа Falcon 9 не на самом деле не взрывается, а вызывает огромный огненный шар (без большой волны давления). Кроме того, было упомянуто, что капсула с тягой сверхдрако способна развивать ускорение до 6 g, чего более чем достаточно, чтобы отвести капсулу от все еще работающих двигателей первой ступени.

Я думаю, что вы работаете с ошибочным предположением здесь.

...если бы ускорительные двигатели продолжали работать, столкнулся бы он с Драконом?

Если ускорительные двигатели все еще работают, нет никаких причин для запуска побега, кроме серьезной неисправности системы управления (а-ля Ариан-5), которая здесь не проверялась. Любая неисправность ускорителя, не связанная с неисправностью управления, вплоть до полного возгорания (например, из-за разрыва баков), приведет к потере тяги.

Мой вопрос: почему в этом тесте не использовались фактические сбои для прерывания? Как будто ступень ракеты-носителя взрывается, и Crew Dragon обнаруживает это и запускает систему побега.

(Реалистичным) видом отказа здесь была «неожиданная потеря тяги». Другим видом отказа была бы «катастрофическая неисправность системы управления». Они выбрали один.

Предположим, была неуравновешенная тяга или двигатели попали в какой-то карданный замок. Как и с Ariane 5, я знаю, что подобное произошло с Союзом и GSLV. Большинство из них, по-видимому, не приводило к управляемым противовесам с потерей тяги, либо это приводило к взрыву, либо к высокому углу атаки. Может быть, я ошибаюсь, но мне не показались отказы ракеты, плавно отключавшей все ее разгонные двигатели одновременно. Пожалуйста, поделитесь со мной любой такой информацией, если таковая имеется. Я буду исправлен.
@JithinJose: несбалансированная тяга равна уменьшенной тяге. Неуравновешенная тяга и блокировка карданного подвеса равны высокому углу атаки и серьезной неисправности управления. Взрыв ускорителя приравнивается к внезапной потере тяги. Внезапная потеря тяги — это вполне допустимый вид отказа. Катастрофическая неисправность системы управления является другой. Они выбрали один. Когда все двигатели работают на полную мощность и следуют курсу, вы не запускаете побег. Если ракета-носитель начинает двигаться с высоким радиусом действия, вы запускаете побег, и ракета-носитель не следует по пути капсулы . В любом случае, вам не избежать стопроцентного ускорителя тяги на его пути .
@JithinJose: И даже тогда это была бы очень плохо спроектированная система побега, если бы она не могла этого сделать. Это, однако, зависит от тяги на вес и не требует отдельного тестирования. Обнаружение потери тяги и срабатывание выхода - это часть, которая была испытана, а не запасная тяга (которую можно проверить статически, не расходуя ускоритель).
Я не согласен с тем, что нельзя запускать побег, когда двигатели горят нормально. Вспомните катастрофу «Челленджера». Судя по тому, как SpaceX использует все инструменты, я подозреваю, что они бы обнаружили прогорание, и если бы камера могла увидеть это, я вижу, как наземный контроль вовремя осознает опасность и говорит им, чтобы они убирались оттуда. И я думал, что спасательные двигатели достаточно мощные, чтобы убежать от ракеты-носителя, пока она еще горит.
@LorenPechtel: Как я уже сказал, избыточная тяга для отрыва от функционального ускорителя может быть проверена статически. Я не согласен со сценарием Челленджера: вы не нажмете большую красную кнопку, как только какой-то датчик выйдет из строя, и вы, конечно же, не убежите автоматически. От падения давления во внешнем баке (первый признак того, что что-то действительно не так) до распада шаттла прошло 7 секунд. В любом случае... если бы у "Челленджера" была аварийная система, ее все равно было бы достаточно, чтобы тронуться с места при внезапном падении дроссельной заслонки Т+73...
@DevSolar Вы, конечно, не хотели бы автоматически убегать от «Челленджера», но я говорю, что то, как SpaceX оснащает свои ракеты, человек вполне мог бы вовремя увидеть прогорание, чтобы распознать опасность и сказать им отдельный.
@LorenPechtel: я понимаю, о чем вы говорите, но я не согласен. Датчики срабатывают "все время", но никто сразу не нажимает "отмена". Почему нет? Потому что это не фугасная бомба взорвется - в самом худшем случае вы получите распад ракеты-носителя и большой огненный шар (но не волну давления). Для тебя это внезапная потеря тяги. Запустите спасательные двигатели, и капсула вырвется из пламени. Экипаж спасен. (Еще одна историческая справка: «Аполлон-13» не прервался, хотя при запуске потерял 1/5 своей тяги…)
@DevSolar Датчики, нет, но камеры? Я говорю о том, что кто-то видел прогар бустера.
@LorenPechtel: Вы имеете в виду «видение», которое никто в управлении полетами даже не прокомментировал, и которое потребовало просмотра отснятого материала с разных точек зрения постфактум, чтобы выяснить это? Опять же, вы не нажмете эту кнопку прерывания по прихоти, выбрасывая миссию. Как и следовало ожидать, они пережили распад корабля . Спасательных двигателей, запускающих Т+73, было бы вполне достаточно.
Почему тест прерывания SpaceX не был инициирован реальным отказом ракеты-носителя?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v