Autoservice-mekona.ru

Автомобильный журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что будет с самолетом если отказали все двигатели

Что будет с самолетом если отказали все двигатели

Самолеты, особенно вблизи, впечатляют своими г абаритами и ма ссой. Остается при этом не понятным, как такой громоздкий и тяжелый объект поднимается в небесную высь. Притом, ответить на это могут даже не все взрослые, а вопросы детей частенько способны поставить в тупик. Возникновение подъёмной силы часто объясняют разностью статических давлений воздушных потоков на верхней и нижней поверхности крыла самолёта.

Конструкция крыла такова, что верхняя часть его профиля имеет выпуклую форму. Воздушный поток, обтекающий крыло, разделяется на два: верхний и нижний. Скорость нижнего потока остаётся практически неизменной. А вот скорость верхнего возрастает за счёт того, что он должен преодолеть больший путь за то же время. Следовательно, давление над крылом становится ниже. Из-за разницы этих давлений возникает подъёмная сила, которая толкает крыло вверх, а вместе с ним поднимается и самолёт. И чем больше эта разница, тем больше и подъёмная сила
Самолёт может взлететь только в том случае, если подъёмная сила больше его веса. Скорость он развивает с помощью двигате

лей. С увеличением скорости увеличивается и подъёмная сила. И самолёт поднимается вверх. Каждый из вас делал, наверное, бумажные самолетики и с силой запускал их. С овременный самолет, даже весом в десятки тонн, его крыло должно иметь достаточную площадь. На подъемную силу крыла влияет множество параметров, таких как профиль, площадь, форма крыла в плане, угол атаки, скорость и плотность воздушного потока. Каждый самолет имеет свою минимальную скорость, при которой он может взлетать и лететь, не падая. Так, минимальная скорость современных пассажирских самолетов находится в пределах от 180 до 250 км/ч. Для того чтобы подъемная сила смогла поднять в воздух Именно если такой самолетик с силой бросить вверх, он может далеко полететь, а если пустить слегка — упадет сразу же на землю. Значит, чтобы бумажный самолетик удерживался в воздухе, он должен постоянно двигаться вперед. Большие самолеты двигаются вперед за счет мощных двигателей, вращающих пропеллер. Быстро вращающийся пропеллер выбрасывает за себя огромные массы воздуха, обеспечивая поступательное движение самолета.

Если подъёмная сила и вес самолёта равны, то он летит горизонтально.

При создании самолета крылу уделяется огромное внимание, потому что именно от него будет зависеть безопасность выполнения полетов. Глядя в иллюминатор, пассажир замечает, что оно гнется и вот-вот сломается. Не бойтесь, оно выдерживает просто колоссальные нагрузки.
Если откажет двигатель самолета — ничего страшного, самолет долетит на втором. Если отказали оба двигателя

— история знает случаи, что и в таких обстоятельствах садились на посадку. Шасси? Ничего не мешает самолету сесть на брюхо, при соблюдении определенных мер пожарной безопасности он даже не загорится. Но самолет никогда не сможет лететь без крыла.

Почему самолеты летают так высоко?

Потому что именно оно создает подъемную силу. Высота полета современных реактивных самолетов находится в пределах от 5000 до 10000 метров над уровнем моря. Это объясняется очень просто: на такой высоте плотность воздуха намного меньше, а, следовательно, меньше и сопротивление воздуха. Самолеты летают на больших высотах, потому что при полете на высоте 10 километров самолет расходует на 80% меньше горючего, чем при полете на высоте в один километр. Однако почему же тогда они не летают еще выше, в верхних слоях атмосферы, где плотность воздуха еще меньше? Дело в том, что для создания необходимой тяги двигателем самолета необходим определенный минимальный запас воздуха. Поэтому у каждого самолета имеется наибольший безопасный предел высоты полета, называемый также «практический потолок». К примеру, практический потолок самолета Ту-154 составляет около 12100 метров.

Почему самолету нужно сжечь все топливо перед посадкой?

При проектировании самолета (как гражданского, так и военного, кстати) и в частности его шасси всегда есть такой параметр, как максимальная посадочная масса. Совершенно очевидно, что это максимальная масса, которую выдержит шасси при посадке. Когда самолет готовят к выполнению задания в него заливают столько топлива, что бы долететь до запланированного места посадки + навигационный запас топлива. Когда все штатно, топливо не сливают. Если экипаж принял решение сажать машину, а ее масса превышает максимальную посадочную, то от топлива избавляются. Особенно часто такие ситуации происходят в случае серьезного отказа сразу после взлета. Так же следует заметить, что не все самолеты просто «дожигают» топливо, чтобы «сбросить вес», некоторые оборудованы системой аварийного слива топлива.

Резюмируя, можно сказать, что самолет дожигает топливо для того, чтобы нагрузка на шасси при посадке не превосходила максимальную, в противном случае шасси просто не выдержит.
При проектировании самолета (как гражданского, так и военного, кстати) и в частности его шасси всегда есть такой параметр, как максимальная посадочная масса. Совершенно очевидно, что это максимальная масса, которую выдержит шасси при посадке. Когда самолет готовят к выполнению задания в него заливают столько топлива, что бы долететь до запланированного места посадки + навигационный запас топлива. Когда все штатно, топливо не сливают. Если экипаж принял решение сажать машину, а ее масса превышает максимальную посадочную, то от топлива избавляются. Особенно часто такие ситуации происходят в случае серьезного отказа сразу после взлета. Так же следует заметить, что не все самолеты просто «дожигают» топливо, чтобы «сбросить вес», некоторые оборудованы системой аварийного слива топлива.

Многие боятся упасть вниз с высоты 10 км. Это невозможно из-за сильного давления под крыльями самолета. Он держится на воздухе не хуже, чем машина на шоссе. Его можно поставить на хвост, повернуть вокруг своей оси на 100 градусов, направить вниз — и если отпустить штурвал, то самолет просто будет покачиваться в воздухе, как лодка на волнах.

Спасение «Руслана»

Самый большой грузовой самолет в мире — 400-тонный Ан-124 «Руслан» — 13 ноября вылетел из аэропорта Толмачево чартерным рейсом в Вену. На борту воздушного судна, принадлежащего авиакомпании «Волга-Днепр», было 14 человек — члены экипажа, техническая команда — и порядка 85 тонн автозапчастей. Состояние самолета при техосмотре в аэропорту не вызвало нареканий, борт был исправен. Однако у «Руслана» начались проблемы сразу при наборе высоты. Экипаж не успел даже убрать закрылки. «После взлета отказал второй из четырех двигателей. При этом его обломки серьезно повредили фюзеляж самолета, — сообщил «РГ» руководитель отдела по расследованию особо важных дел Западно-Сибирского СУ СКР на транспорте Роман Глуховеров. — Затем на борту отказали средства внешней и внутренней связи, а также все электронные системы, в том числе пилотирования».

Как рассказал следователям командир воздушного судна Евгений Соловьев, на высоте около 300 метров самолет оказался полностью обесточен. «Ситуация была критической. У нас был маленький запас по высоте и тяге, — объяснил Соловьев. — Тормозов не было, реверс не работал, так как проводка была перебита». Вместе со вторым пилотом Ильей Ляховым они пошли на посадку «вслепую», руководствуясь только визуальным наблюдением. В это время от одного из двигателей «Руслана» отвалилась деталь турбины. Она рухнула с высоты и насквозь пробила крышу склада неподалеку от аэропорта. Обломки самолета падали за несколько километров от Толмачево. К счастью, воздушная гавань Новосибирска расположена за городской чертой. Можно представить, каким был бы масштаб возможных разрушений, если бы многотонный самолет упал на жилые районы.

На земле готовились к худшему. У лайнера были полные баки горючего. Судно с разрушенным двигателем и поврежденным фюзеляжем совершило разворот в воздухе на 180 градусов. Благодаря профессионализму и крепким нервам пилотов посадка прошла успешно. Во время приземления «Руслан» получил повреждения. В Сети появилась аудиозапись переговоров диспетчеров вышки: «Аварийные, срочно на полосу. Не успели затормозить. Тяже-е-елый. Да лучше пусть колеса порвет. Выкатится. Выкатился!» — кричат диспетчеры. Лайнер действительно выкатился за пределы полосы на 300 метров, повредил обшивку и шасси, но все остались живы. Уцелел и груз. «После аварийной посадки все члены экипажа были направлены на медицинский осмотр, и самое главное, что никто не пострадал», — сообщил гендиректор авиакомпании «Волга-Днепр» Игорь Аксенов.

По факту авиаинцидента возбуждено уголовное дело о нарушении правил безопасности эксплуатации воздушного транспорта. Как сообщила «РГ» старший помощник руководителя Западно-Сибирского СУ СКР на транспорте Наталия Чернакова, изъяты образцы топлива самолета, видеозаписи с камер наружного наблюдения, бортовой журнал. Одна из версий — ошибка пилотирования. Однако пилотов «Руслана» можно назвать героями, ведь они смогли предотвратить трагедию. Руководство авиакомпании «Волга-Днепр» также считает, что экипаж действовал быстро и слаженно. Выполнить аварийную посадку с 85 тоннами груза, полной заправкой, отсутствием связи и отказом двигателя могут только настоящие профессионалы.

Читать еще:  Что будет если в двигатель добавить трансмиссионное масло

Самолет посадили кверху чудом

Пассажирский Ан-28 без двигателей перевернулся при посадке, но все остались живы

  • 22

Вынужденную посадку на лесной поляне в Томской области эксперты считают чудом: машина с неработающими двигателями приземлилась в болото, перевернулась вверх колесами, но при этом не развалилась на куски и даже не загорелась. Все 18 человек, находившихся на ее борту, остались живыми. Однако, что ждет экипаж Ан-28 — награды или уголовное преследование, пока не ясно. Решение будет принято после того, как техническая комиссия выяснит причину остановки обоих двигателей лайнера.

В пятницу днем Ан-28 авиакомпании ООО «Сибирская легкая авиация» (СиЛА) совершал внутренний перелет, перевозя в Томск 15 пассажиров из поселка Кедровый. Примерно через полчаса после вылета экипаж самолета перестал выходить на радиосвязь, зато поступил сигнал с его аварийного радиомаяка, свидетельствующий о том, что лайнер оказался на земле.

Несмотря на известные координаты места ЧП, поиски Ан-28 заняли около двух часов: авария случилась над огромной незаселенной территорией, и найти машину в заболоченной тайге при отсутствии каких-либо ориентиров спасателям оказалось непросто. Самолет обнаружили сначала с воздуха спасатели Сибирского авиационного поисково-спасательного центра, облетавшие район предполагаемой катастрофы на Ми-8. Они передали диспетчеру, что видят Ан-28, лежащий на поляне, расположенной примерно в 15 км к северу от поселка Центральный. «Вокруг машины ходят люди»,— сообщили поисковики. Еще через час на месте аварии были вездеходы.

За время ожидания приземлившиеся освоились в тайге: разбили лагерь, развели костер и даже вытащили наружу кресла из салона, в которых комфортно отдыхали. Эвакуация тоже прошла благополучно. 12 пассажиров, и так потративших весь день на пустяковый перелет из таежного поселка в областной центр, отправили в Томск на спасательном Ми-8. Остальных довезли на вездеходе до автотрассы и посадили там в микроавтобус, который доставит их до ближайшего районного центра Бакчар.

Еще в дороге пассажиры рассказали журналистам, что примерно через полчаса после вылета из Кедрового, когда машина еще находилась в облаках, набирая высоту, остановились оба ее двигателя. Пилоты четыре раза пытались запустить их, но попытки оказались тщетными, и самолет начал постепенно терять высоту.

По словам выживших, им удалось обойтись без паники, но все, конечно, были ужасно перепуганы. Особенно когда машина пошла совсем низко над землей, цепляя неубирающимися у Ан-28 шасси сначала верхушки деревьев, а затем — болотные кочки. После очередного наезда на препятствие небольшой по длине самолет перевернулся через нос и рухнул на траву уже вверх колесами. Пассажирам, по их словам, пришлось выбираться из салона через аварийные люки и тут же бежать в стороны под руководством членов экипажа. Летчики опасались, что машина загорится, но пожара, к счастью, так и не произошло.

Изложенную сначала пассажирами версию об отказавших двигателях подтвердил и второй пилот Фарух Хасанов. На вопрос о том, почему произошел столь нехарактерный в авиации отказ, летчик, правда, отвечать не стал, сообщив, что у экипажа не оставалось времени на выяснение причины, поскольку «нужно было работать». Стоит отметить, что ответ на этот вопрос сейчас ищут сразу два ведомства — Росавиация, которой предстоит провести техническое расследование инцидента, и Западно-Сибирское транспортное управление СКР, уже возбудившее уголовное дело по ст. 263 УК РФ (нарушение правил безопасности движения и эксплуатации воздушного транспорта).

Если комиссия и следственно-оперативная группа придут к выводу о том, что двигатели остановились по не зависящим от летчиков причинам — например, в результате отказа насосов, подающих топливо из расходного бака или образования ледяных пробок в топливопроводах, экипаж Ан-28 под руководством опытнейшего летчика Анатолия Прыткова вполне может рассчитывать на высокие награды за проявленные во время аварийной посадки мужество и профессионализм.

В пользу этой версии, по словам собеседника “Ъ”, свидетельствует как раз отсутствие пожара на месте вынужденной посадки. Самолет получил серьезные повреждения, и его топливо при ударе должно было обязательно выплеснуться на землю, однако этого не произошло. Как полагает эксперт, возможно, что «гореть там было просто нечему».

Последние новости о крушении самолета Ан-26 под Хабаровском на 23 сентября 2021 года: найдены обломки, что известно о погибших

23 сентября 2021 15:32

Вторые сутки по всей стране гремит новость о крушении самолета Ан-26 под Хабаровском. Напомним, что авиакатастрофа случилась 22 сентября в Большехехцирском заповеднике. Воздушное судно пропало с радаров, а экипаж замолчал. «Комсомолка» собрала последние новости о крушении самолета Ан-26 под Хабаровском на 23 сентября 2021 года.

С ЧЕГО ВСЕ НАЧИНАЛОСЬ

Летающая лаборатория Ан-26 прибыла в Хабаровск из Читы. Она отправилась в технический рейс по настройке наземного радиолокационного оборудования, которое помогает воздушным судам заходить на посадку в хабаровский аэропорт. Самолет вылетел в 14:59 (хбк), вернуться должен был в 19:10.

Спустя несколько часов после взлета Ан-26 был в небе над Хехциром. В районе полета стоял туман, порывы ветра достигали 18 метров в секунду, шел дождь, видимость была скверная. Прямо скажем: не самая лучшая погода для рейса. В 18:12 самолет Ан-26 исчез с радаров на высоте 600 метров.

Немногочисленные очевидцы рассказали «КП», что слышали громкий гул, непохожий на обычный звук самолета. По предварительной версии, Ан-26 на высокой скорости врезался в сопку в условиях плохой видимости. На борту находились шесть членов экипажа, информация о седьмом пассажире пока не подтвердилась.

НЕПРОЛАЗНАЯ ТАЙГА

Поиски самолета Ан-26 начались в тот же вечер, 22 сентября. В небо взмыли несколько вертолетов, но из-за плохой погоды воздушные суда возвращались ни с чем. Разведку с неба было решено отложить до утра. Но наземная группировка продолжила работу. Около 70 спасателей всю ночь прочесывали тайгу, безуспешно.

Удача улыбнулась авиаторам 23 сентября. После нескольких неудачных попыток вертолетчикам удалось найти обломки самолета Ан-26. Воздушное судно разбилось на мелкие кусочки в районе горы Хребтовая в семи-девяти километрах от поселка Корфовский. Вертолеты не смогли сесть в районе катастрофы из-за высоких деревьев и холмов.

Появились фото и видео с места крушения Ан-26 под Хабаровском

ГУ МЧС России по Хабаровскому краю

Спасатели и оперативники в сопровождении вооруженных егерей отправились до места ЧП пешком. Путь был неблизкий — около 13 километров по горам, сквозь тайгу и в окружении диких зверей. Спустя пять часов первая группа была на месте. Выживших обнаружить не удалось. Осмотр места крушения самолета Ан-26 под Хабаровском продолжится 24 сентября.

Появились фото и видео с места падения самолета Ан-26 под Хабаровском

ГУ МЧС России по Хабаровскому краю

— Почти 140 человек и 35 единиц техники задействовано в поисковых мероприятиях в течение двух дней. Для оборудования лагеря на месте крушения самолета вертолетом был доставлен дополнительный груз с необходимым имуществом, снаряжением и продуктами для обеспечения наземной группировки, — сообщил Алексей Яковлев, заместитель начальника Главного управления МЧС России по Хабаровскому краю — начальник управления надзорной деятельности и профилактической работы.

Спасатели разворачивают лагерь на месте крушения Ан-26 под Хабаровском

ГУ МЧС России по Хабаровскому краю

«ПО ТЕЛЕВИЗОРУ ПЕРЕДАЛИ, ЧТО ОНИ ВРЕЗАЛИСЬ»

Среди погибших — летчик Георгий Попов. В авиации 36-летний мужчина давно, в Хабаровск приехал из Краснодара. В технический роковой рейс Георгий вышел в качестве второго пилота. Дома его ждали жена Анжелика и двое детей.

— Мы всю ночь не спим. Всем сейчас очень плохо, — рассказал «КП» жена Георгия Анжелика Попова. — Нам не дают информацию. По телевизору передали, что они врезались в сопку. Как же при такой погоде им разрешили вылететь и выполнять полеты, зная, что они летают на низких высотах?

Вместе с Георгием погибли пять опытных авиаторов. Все они из других регионов — хабаровчан среди них нет. Предварительный список погибших опубликован здесь. Семьям разбившихся членов экипажа правительство Хабаровского края выделит по 1 миллиону рублей. Врачи готовы оказать необходимую помощь родственникам пострадавших.

Крушение самолета Ан-26 под Хабаровском: семьям погибших выплатят по 1 миллиону рублей

Источник: телеграм-канал «Пулемет Дегтярева». ! другой источник

ОФИЦИАЛЬНО

Специалисты рассматривают несколько версий катастрофы: ошибка пилотирования и плохие погодные условия. Транспортный СК возбудил уголовное дело по статье «Нарушение правил безопасности движения и эксплуатации железнодорожного, воздушного, морского и внутреннего водного транспорта и метрополитена». Следователи изъяли образцы топлива, переговоры членов экипажа с диспетчерами, летные документы, а также провели ряд допросов. Расследование держит на контроле прокуратура.

Уголовное дело возбуждено по факту пропажи Ан-26 под Хабаровском

Видео Восточного МСУТ СКР ! другой источник

Читать еще:  Установка предпускового подогревателя вебасто двигателя своими руками

Воздушное судно принадлежит ЗАО «Летные проверки и системы». Компания занимается летными проверками наземных средств радиотехнического обеспечения полетов, авиационной электросвязи и систем светосигнального оборудования.

О САМОЛЕТЕ

По информации портала russianplanes.net, потерпевший крушение самолет Ан-26 выпущен 30 июля 1979 года заводом «Авиант». В эксплуатации находится с 16 августа 1979 года. С 2004 по 2006 год воздушное судно не использовалось и числилось на хранении. В 2006 году самолет Ан-26 перешел в использование ЗАО «Летные проверки и системы».

До 22 сентября использовался данной компанией. До катастрофы последний рейс самолет выполнил 16 сентября 2021 года. Срок действия сертификата летной годности у самолета Ан-26 должен был закончиться 18 сентября 2022 года.

КОММЕНТАРИЙ ЭКСПЕРТА

Николай Фатьянов, экс-директор авиакомпании КрасАвиа:

— Для меня очень труднообъяснима цепочка последних трагических событий, при этом – очень похожих между собой. Недавнее падение в озеро вертолета с туристами на Камчатке, теперь – Хабаровск. Да, много говорится о проблемах малой авиации – безусловно, устаревшей технике, нехватке денег. Но я в данных случаях меньше всего склонен говорить об этом. И вертолет, и самолет, предварительно, упали не из-за каких-то технических неполадок. И даже не из-за внезапно ухудшившихся, непреодолимых погодных условий. Посмотрим правде в глаза – и там и там экипаж нарушил предельные нормы высоты. Не знали рельефа местности? Сбились в тумане? На все это существуют четкие инструкции. Вот, не далее как 19 сентября у Ми-26Т, летевшего по маршруту «Уренгой-Ванкор», отказал правый двигатель. И его благополучно посадили (в поселке Тагул Красноярского края, — прим. ред). А тут. Есть умное слово. подскажите – человеческий фактор. Вот здесь именно это, по-моему.

ТАКЖЕ ПО ТЕМЕ:

Все члены экипажа разбившегося в Хабаровском крае Ан-26 погибли

Обломки воздушного судна разметало по хребту, их нашли на высоте порядка 600 метров (подробнее)

Крушение самолета Ан-26 под Хабаровском: найдены обломки

Воздушное судно пропало с радаров во время полета над заповедником (подробнее)

«Всем сейчас очень плохо»: жена второго пилота пропавшего под Хабаровском Ан-26 рассказала о состоянии семьи

Обломки самолета нашли на сопке в тайге, есть ли выжившие — неизвестно (подробнее)

Появились фото и видео с места крушения Ан-26 под Хабаровском

Обломки самолета обнаружены в районе горы Хребтова (подробнее)

Что известно о пропавшем самолете Ан-26 в Хабаровском крае на 23 сентября 2021: поиски с воздуха осложняются облачностью

«КП» рассказывает, что известно о возможном крушении самолета Ан-26 под Хабаровском (подробнее)

Читайте также

Возрастная категория сайта 18 +

Сетевое издание (сайт) зарегистрировано Роскомнадзором, свидетельство Эл № ФС77-80505 от 15 марта 2021 г. Главный редактор — Сунгоркин Владимир Николаевич. Шеф-редактор сайта — Носова Олеся Вячеславовна.

Сообщения и комментарии читателей сайта размещаются без предварительного редактирования. Редакция оставляет за собой право удалить их с сайта или отредактировать, если указанные сообщения и комментарии являются злоупотреблением свободой массовой информации или нарушением иных требований закона.

Хабаровская редакция «Комсомольская правда», 680000 г.Хабаровск, Уссурийский бульвар, 9А, 4 этаж. Телефоны: 8 (4212) 782-603 (редакция), 8 (4212) 782-602 (служба рекламы), 8 (4212) 782-602 (служба продвижения и распространения), доб. 131

Особое мнение Ричарда Фейнмана по гибели шаттла «Челленджер»

От переводчика: В процессе чтения неплохого поста про американскую SLS (его тоже переведу, кстати) наткнулся на цитату из документа, на который часто ссылаются в постах про Space Shuttle, но целиком на русском я его найти не смог — особое мнение Ричарда Фейнмана в составе комиссии по расследованию катастрофы шаттла «Челленджер» в 1986 году.

Отчет ПРЕЗИДЕНТСКОЙ КОМИССИИ по катастрофе космического корабля “Челленджер”

Том 2: Приложение F — Личные наблюдения относительно надежности системы «Шаттл»
Р. П. Фейнман

Введение

Оценки вероятности катастрофического отказа системы с потерей корабля и человеческими жертвами странным образом варьируются от примерно 1/100 (оценки инженеров) до 1/100 000 (оценки менеджмента). Каковы причины и последствия такого рассогласования? Вероятность 1/100 000 означает, что каждый день в течение 300 лет можно запускать по шаттлу, и только один из них погибнет, так что правильнее было бы спросить: «В чем причина такой фантастической веры руководства в надежность системы?»

Мы также обнаружили, что критерии сертификации, используемые при проверках готовности к полету, постепенно становятся все менее строгими. Факт, что некоторая неисправность не привела к катастрофе в прошлом, часто принимается в качестве аргумента в пользу “безопасности” полетов с этой неисправностью, и очевидные проблемы проявляются снова и снова, часто вовсе без попыток их исправить или отложить полет.

Было использовано несколько источников информации:

Критерии для сертификации полетов, включая историю изменений в методике тестирования. Протоколы проверок готовности к полетам перед каждым запуском документируют все обсуждения и решения, связанные с безопасностью.

Из прямых показаний и отчетов ответственного за безопасность полигона Луиса Дж. Уллиана была получена информация об истории запусков твердотопливных ракет. В дальнейшем он (в качестве председателя комиссии по безопасности прерывания запуска, LASP) исследовал вероятность аварий, приводящих к радиоактивному заражению при запусках аппаратов с плутониевыми источниками питания (RTG, РИТЭГ) для будущих миссий, плюс аналогичное исследование НАСА.

Интервью с руководством и инженерами компании Marshall, а также неофициальные интервью с инженерами компании Rocketdyne для книги «История главных двигателей космических челноков».

Неофициальная беседа с независимым инженером из Калифорнийского технологического института, который консультировал НАСА по двигателям.

Беседа с инженерами NASA JPL о надежности авионики (компьютеры, датчики и исполнительные механизмы).

Отчет «Обзор практик сертификации, потенциально применимых к пилотируемым многоразовым ракетным двигателям», подготовленный в Лаборатории реактивного движения Н. Муром и др. в феврале 1986 года для штаб-квартиры НАСА. В нем рассматриваются методы, используемые FAA и военными для сертификации газотурбинных и ракетных двигателей. Также получены неофициальные комментарии от авторов данного отчета.

Твердотопливные ускорители (ТТУ, SRB)

Оценка надежности твердотопливных ускорителей была сделана офицером по безопасности на полигоне на основе опыта предыдущих запусков. Из примерно 2 900 запусков 121 закончился неудачей (вероятность отказа 1/25). Надо учесть, однако, так называемые «детские болезни» — первые запуски новых моделей ракет, в которых обнаруживаются и исправляются конструктивные ошибки, так что более разумной цифрой для «зрелых» аппаратов может быть 1/50. При особом внимании к приемке деталей и сборке можно было бы достичь показателя немного ниже 1/100, но уровень 1/1000, вероятно, недостижим с сегодняшними технологиями. (Поскольку на «Шаттле» два ускорителя, эти показатели отказов необходимо удвоить, чтобы получить вероятность катастроф «Шаттла» из-за отказа ТТУ.)

Представители же НАСА утверждают, что эта цифра гораздо ниже. Они указывают, что эти цифры относятся к беспилотным ракетам, но, поскольку «Шаттл» является пилотируемым кораблем, «вероятность успеха миссии обязательно очень близка к 1,0». Не очень понятно, что означает эта фраза. Означает ли это, что она фактически близка к 1 или должна быть близка к 1? Далее они объясняют: «Исторически чрезвычайно высокая степень успеха миссий привела к различию в философии между программами пилотируемых космических полетов и беспилотными программами; то есть использование теоретической инженерной оценки вместо статистики тестирования». (Эти цитаты взяты из «Данные космических челноков для анализа безопасности РИТЭГов планетарных миссий», страницы 3-1, 3-2, 15 февраля 1985 г., НАСА, АО). Это правда: если бы вероятность отказа была всего лишь 1/100000, потребовалось бы непомерное количество тестов, чтобы определить эту цифру — в итоге получится лишь цепочка удачных полетов, из которой можно лишь понять, что вероятность меньше, чем единица на количество совершенных полетов. Но если реальная вероятность не так мала, эти полеты показали бы проблемы, могущие привести к сбоям, и даже фактические сбои — при вполне разумном количестве испытаний, так что стандартные статистические методы дали бы вполне разумную оценку. На самом деле, НАСА часто сталкивалось с такими близкими к аварийным ситуациями, и должно было бы понять, что вероятность катастрофы не так уж мала. Плюс, НАСА с одной стороны опирается на решение не определять надежность через прошлую статистику, как это делал офицер по безопасности, но в то же время апеллирует к истории, начиная «Исторически эта высокая степень успеха миссии…». Наконец, если мы заменяем статистическую вероятность инженерной оценкой, откуда берется такое огромное несоответствие между оценкой руководства и оценкой инженеров? Похоже, что и внутри организации, и для внешних отчетов руководство НАСА преувеличивает надежность своей системы до уровня фантастики.

Несостоятельность идеи принятия к полетам уплотнительных колец, которые показали эрозию и прогары в предыдущих полетах, в принципе понятна, и полет «Челленджера» — грустный пример. Эта идея опирается на историю предыдущих полетов; сертификация и успешное выполнение этих полетов воспринимается как доказательство безопасности… Но ведь эрозия и прогары не предусматривались при проектировании! Это — предупреждение о том, что что-то идёт не по плану: оборудование работает не так, как ожидалось, и эти неожиданные и непонятные процессы могут привести к любым последствиям, вплоть до катастрофических. Тот факт, что какой-то «сюрприз» не привел к катастрофе раньше, не гарантирует безопасности при следующем полете, по крайней мере до полного изучения процесса и его причин. Если при игре в русскую рулетку первый выстрел оказался осечкой — это не означает, что можно смело продолжать играть. Причина и последствия эрозии и прогаров не были изучены, при этом они происходили неодинаково в разных полетах и в разных кольцах; иногда больше, иногда меньше.

Читать еще:  Что делать если кольца залегли не разбирая двигатель

Несмотря на эти колебания от случая к случаю, чиновники вели себя так, как будто точно понимали, что происходит, приводя друг другу внешне логичные аргументы, часто основанные на «успехе» предыдущих полетов. Например, при определении безопасности полета рейса 51-L («Челленджер») при наблюдаемой эрозии кольца в полете 51-C было замечено, что глубина эрозии составляла только одну треть его толщины, а эксперименты по оценке пределов прочности кольца показали, что необходимо было повредить его на всю толщину, чтобы кольцо разрушилось. Но вместо того, чтобы изучить процесс эрозии, или избавиться от неё вовсе, было решено, что существует «коэффициент безопасности, равный трем». Это странное использование инженерного термина «коэффициент безопасности». Если нужно построить мост, выдерживающий определенную нагрузку без деформации, трещин и изломов балок, можно спроектировать его на нагрузку в три раза больше. Этот «коэффициент безопасности» будет учитывать случайные превышения нагрузки при эксплуатации, неизвестные заранее дополнительные силы, слабые места в материале, неожиданные дефекты, и т.д. Если теперь на новый мост действует ожидаемая нагрузка, и в балке появляется трещина, это априори проблема. Никакого запаса прочности нет вовсе, хоть мост и не разрушился («трещина прошла через балку только на треть»). Уплотнительные кольца ТТУ не были рассчитаны на эрозию; она — признак неизвестных проблем. Эрозия не может свидетельствовать о безопасности.

То есть, невозможно было быть уверенным в том, что в следующий раз эрозия не окажется втрое глубже, но тем не менее, чиновники НАСА убеждали себя и окружающих, что они понимают ситуацию, и она полностью под контролем, хоть показатели и варьируются от случая к случаю. Для расчета эрозии была составлена математическая модель, основанная не на физическом понимании, а на эмпирическом подборе параметров кривой. Предполагалось, что поток горячего газа набегает на материал уплотнительного кольца, и теплота определяется в точке застоя (с помощью термодинамических законов). Но для определения степени эрозии резины предполагалось, что она зависит только от этого нагрева по формуле, предложенной на основе данных по аналогичному материалу. График с логарифмической шкалой был похож на прямую, поэтому было предположено, что эрозия изменяется как 0.58 степень от температуры, причем этот коэффициент получен исключительно из реальных данных. Во всяком случае, было определено, что модель согласуется с эрозией (на глубину одной трети радиуса кольца) — но это же абсолютно неверно! Скорость потока газов — непредсказуема и зависит от структуры уплотнения, а кольцо может разрушиться даже при частичной или полном отсутствии эрозии. Известно, что эмпирическая формула была построена по облаку точек, некоторые из которых были в два раза выше, а некоторые — в два раза ниже установленной кривой, поэтому было решено, что максимальная эрозия с учетом всех неопределенностей может вдвое превышать расчетную, но это же абсолютно несостоятельное объяснение! При использовании математической модели необходимо уделять пристальное внимание любым неопределенностям в модели.

Жидкостный ракетный двигатель (ЖРД, SSME)

Во время полета 51-L все три главных двигателя космического челнока работали отлично, и лишь после аварии начали отключаться из-за прекращения подачи топлива. Однако возникает вопрос: если бы ЖРД серьезно отказал, и мы бы исследовали его так же подробно, как и ТТУ, обнаружили бы мы такое же недостаточное внимание к неисправностям и надежности? Другими словами, были ли организационные недостатки, способствовавшие аварии, присущи только производителю ТТУ, или они были более общей характеристикой НАСА? Для этого были исследованы основные двигатели и авионика орбитального самолета (аналогичные исследования его фюзеляжа или внешнего бака не проводились).

Жидкостный двигатель представляет собой гораздо более сложную конструкцию, чем ТТУ, поэтому обычный способ проектирования таких двигателей (для военных или гражданских самолетов) можно назвать компонентной системой, или проектированием «снизу вверх». Сначала необходимо тщательно разобраться в свойствах и ограничениях материалов, которые будут использоваться (например, для лопаток турбин), и для их определения начинаются испытания на экспериментальных установках; с учетом полученных данных проектируются и испытываются более крупные составные части. При обнаружении недостатков и ошибок проектирования они исправляются и перепроверяются в ходе дальнейшего тестирования. Поскольку за один раз тестируются только небольшие части системы, эти тесты и модификации не требуют чрезмерных затрат, но лишь потом можно приступить к окончательному проектированию всего двигателя в соответствии с необходимыми техническими условиями. К этому времени весьма вероятно, что двигатель в целом будет работать успешно, но и в случае отказов их легко изолировать и проанализировать, поскольку режимы работы, ограничения материалов и т.д. уже хорошо изучены. Скорее всего, модификации двигателя для исправления ошибок будут не очень сложными, поскольку большинство серьезных проблем уже обнаружено и устранено на более ранних, менее дорогостоящих этапах процесса.

С главным двигателем «Шаттлов» работали по-другому — можно сказать, «сверху вниз». Двигатель был спроектирован и собран сразу, с относительно небольшими предварительными исследованиями материалов и компонентов. То есть, когда обнаруживаются неполадки в подшипниках, лопатках турбины, трубопроводах охлаждающей жидкости и т.д., выявить причины и внести изменения становится дороже и сложнее. Например, были обнаружены трещины в лопастях турбины кислородного турбонасосного агрегата (кТНА). Вызваны ли они дефектами материала, влиянием кислородной атмосферы на свойства материала, тепловыми напряжениями при запуске или остановке, вибрацией и напряжениями при устойчивой работе, или в основном каким-то резонансом при определенных скоростях и т.д.? Сколько времени может пройти от зарождения трещины до ее разрушения, и как это зависит от уровня мощности? Использование готового двигателя в качестве испытательного стенда для решения таких вопросов чрезвычайно дорого: не хочется терять двигатель целиком, чтобы узнать, где и как происходит отказ оборудования. Тем не менее, эта информация необходима для получения уверенности в надежности двигателя в эксплуатации. Без точного понимания невозможно достичь уверенности. Еще одним недостатком метода «сверху вниз» является то, что даже если неисправность грамотно изучена, то даже простое по идее исправление, например, новая форма корпуса турбины, может оказаться невозможным без перепроектирования всего двигателя.

SSME — замечательное инженерное сооружение. У него большее соотношение тяги к весу, чем у любого другого двигателя на сегодняшний день, он проектировался на переднем крае техники, а порой и за ним, поэтому, логичным образом, возникло много разного рода недоработок и проблем. Поскольку, к сожалению, он был построен по принципу «сверху вниз», эти ошибки оказывается трудно найти и исправить. Проектная цель — срок службы в 55 миссий (27 тыс секунд работы либо в миссиях продолжительностью по 500 секунд, либо на испытательном стенде) — так и не была достигнута. В настоящее время двигатель требует очень частого технического обслуживания и замены важных деталей, таких как турбонасосы, подшипники, корпуса и т.д. Топливный ТНА требовал замены каждые три или четыре полета (хотя, возможно, сейчас это уже исправлено), а кислородный — каждые пять или шесть; это менее десяти процентов от первоначальной спецификации. Но наша главная забота здесь — определение надежности.

В общей сложности за примерно 250 тыс секунд работы в сумме двигатели довольно серьезно отказывали 16 раз. Инженеры уделяют пристальное внимание проявляющимся недостаткам и стараются устранить их как можно быстрее, для этого проводятся тесты на специальных установках, специально разработанных для каждого дефекта, тщательный осмотр двигателя на предмет наличия «подсказок» (например, трещин), а также теоретические исследования и анализ. Таким образом, несмотря на трудности проектирования «сверху вниз», благодаря упорной работе многие проблемы все же были решены.

Ниже приводятся некоторые известные проблемы ЖРД. Те, за которыми следует звездочка, похоже, были исправлены:

Трещины лопаток турбины в топливных ТНА *

Трещины лопаток турбины в кислородных ТНА

Разрыв линии зажигания (ASI) *

Неисправность продувочного обратного клапана *

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector