AMOS 6 - Falcon 9-029 - Канаверал SLC-40 - 3-4 сентября 2016

[Штуцер]

Прочитал гугл перевод и ничего не понял...
Воспроизвели разрушение баллона или нет? Причина - холодный гелий или горячий гелий?

[LRV_75]

Штуцер пишет:
Прочитал гугл перевод и ничего не понял...    
Воспроизвели разрушение баллона или нет?

Не уточняется. Хотя, re-create a COPV failure entirely (воспроизвели Сбой/отказ COPV полностью) означает, что они воспроизвели дефект полностью.

Воспроизвести дефект полностью обычно означает - повторить последовательность шагов/действий и получить точно такой же результат, что и при обнаружении дефекта (т.е. при аварии).
И проявления дефекта были такими же, т.е. был и воспроизведен взрыв и по телеметрии видели тоже, что и при аварии.
Хотя, как обычно, их размытость формулировок, как будто специально сделанная, оставляет возможность для различных трактовок.

Хотя, и в IT, да и в нашей космонавтике про те случаи про которые знаю, фраза Воспроизвести дефект полностью означала бы именно то, что я описал выше.

 Причина - холодный гелий или горячий гелий?

Не уточняется.

ps: хотя, есть и другая аналогия, которая вспоминается )))  http://lurkmore.to/Ломай_меня_полностью

[Not]

LRV_75 пишет:
Т.е. не температура (например, дополнительно охладили ниже -207) и скорость загрузки ЖК, а именно гелий.

Охлажденный кислород, естественно, уже там, иначе взрываться просто нечему. Единственное что можно вывести из сообщения, что вероятно к этому моменту он или залит полностью, или режим его заливки не влияет на поведение гелиевого баллона. Далее в зависимости от давления/температуры гелий может либо нагреваться, либо охлаждаться после попадания в баллон, что влияет на состояние кислорода вокруг.

[LRV_75]

Not пишет:  Единственное что можно вывести из сообщения, что вероятно к этому моменту он или залит полностью, или режим его заливки не влияет на поведение гелиевого баллона. Далее в зависимости от давления/температуры гелий может либо нагреваться, либо охлаждаться после попадания в баллон, что влияет на состояние кислорода вокруг.

Еще можно предположить, что дефект то они воспроизвели, но что было причиной дефекта могут до сих пор не понимать   а только догадываться 
Это как воспроизвести дефект в "черном ящике" подавая на вход различную комбинацию входных данных 

[Interval]

LRV_75 пишет:

Not пишет: Единственное что можно вывести из сообщения, что вероятно к этому моменту он или залит полностью, или режим его заливки не влияет на поведение гелиевого баллона. Далее в зависимости от давления/температуры гелий может либо нагреваться, либо охлаждаться после попадания в баллон, что влияет на состояние кислорода вокруг.

Еще можно предположить, что дефект то они воспроизвели, но что было причиной дефекта могут до сих пор не понимать    а только догадываться
Это как воспроизвести дефект в "черном ящике" подавая на вход различную комбинацию входных данных

По крайней мере, теперь они знают, какую комбинацию входных данных подавать не надо

[LRV_75]

Interval пишет:
По крайней мере, теперь они знают, какую комбинацию входных данных подавать не надо

Ага, а еще, по крайней мере, могут внести изменения в ракету, чтобы в случае если какой то дурак из обслуживающего персонала повторит комбинацию входных данных, то ракета не взрывалась бы на старте, а продолжала бы заправляться   и при этом сигнализировала телеметрией стартовую команду и ЦУП в реальном времени об опасном режиме заправки 

[Сергей]

Мне больше всего не нравится, что не могут посчитать составную оболочку при переменном квазистатическом нагружении давлением с учетом термо-напряжений. Могли бы привлечь специалиста класса повыше и не гадали на кофейной гуще. А так будут чесать репу и ставить массу бестолковых экспериментов. При наличии нормального расчета уже давно бы определились, как и сколько поставить экспериментов.
Вкратце напомню физическую картинку. Композитный баллон в баке ЖК. Коэффициент линейного расширения углепластика практически ноль, у алюминия высокая теплопроводность и большой коэффициент линейного расширения. Исходное состояние - температура баллона ? В принципе это нужно учитывать. В простейшем случае температура баллона 20 +/- Х град.C. При заправка бака ЖК температура на наружной стенке углепластиковой оболочки(УО) равна температуре ЖК. С течением времени в оболочках имеет место температурный градиент, то есть температура на внутренней поверхности УО понижается с течением времени и охлаждается одновременно алюминиевый лейнер. Температурный градиент по толщине лейнера невелик ввиду высокой теплопроводности алюминия. Предельная температура в лейнере равна температуре ЖК, но может и не достигать ввиду зависимости от времени. От охлаждения лейнер стремится уменьшить диаметр и длину, на стыке оболочек возникают отрывные напряжения, в лейнере растягивающие напряжения. При недостаточной прочности адгезии лейнера к УО , лейнер может частично или полностью отслоиться, причем весьма возможно хлопком и получить повреждения. Наиболее вероятно, начало отслоений в нижней части баллона - большее время находится в среде ЖК. И в полость между УО и лейнером мог просочиться и ЖК, едва ли много, все таки и давление в баке невелико, и УО не решето. При заправке гелием с ростом давления лейнер занимает прежнее положение(главное, чтобы бы не было ударного нагружения и лейнер плавно выправился), выдавит часть ЖК между оболочками, и начнет работать в расчетном режиме. Влияние температуры гелия - если выше текущей температуры стенки лейнера, то суммарные напряжения в лейнере меньше, и наоборот, но в конечном итоге главное - герметичность лейнера. Предварительный наддув решает проблемы. Или замена алюминия лейнера на материал с существенно меньшим коэффициентом линейного расширения.

[Штуцер]

Interval пишет:

LRV_75 пишет:
Еще можно предположить, что дефект то они воспроизвели, но что было причиной дефекта могут до сих пор не понимать    а только догадываться
Это как воспроизвести дефект в "черном ящике" подавая на вход различную комбинацию входных данных

По крайней мере, теперь они знают, какую комбинацию входных данных подавать не надо  

В данном контексте - это лишь одна из нежелательных комбинаций.

[Salo]

http://spacenews.com/spacex-narrows-down-cause-of-falcon-9-pad-explosion/

SpaceX narrows down cause of Falcon 9 pad explosion
by Jeff Foust — October 28, 2016  

A SpaceX Falcon 9 rocket explodes Sept. 1 during fueling operation in preparation for a static-fire test. Credit: USLaunchReport.com video
 
NEW YORK — SpaceX said Oct. 28 that it is able to replicate the failure of a helium tank that is suspected, but yet to be confirmed, as the cause of Falcon 9 pad explosion nearly two months ago.
In a statement, the company said it is focusing its investigation on tanks made of fiber composite materials used to store helium within the liquid oxygen propellant tank of the Falcon 9's second stage. In its last public statement about the investigation, issued Sept. 23, the company said the cryogenic helium system in the propellant tank suffered a "large breach" immediately before the explosion.
"The root cause of the breach has not yet been confirmed, but attention has continued to narrow to one of the three composite overwrapped pressure vessels (COPVs) inside the [liquid oxygen] tank," SpaceX said in its new statement.
The company said it's able to replicate the failure of a helium tank based on the condition of the helium being loaded into it. "These conditions are mainly affected by the temperature and pressure of the helium being loaded," SpaceX said.
The new statement appears to confirm recent statements by company officials that suggested an issue with how the launch vehicle is prepared for launch, and not a flaw with the vehicle itself, caused the explosion during preparations for a static-fire test. SpaceX President Gwynne Shotwell, speaking at the annual meeting of the National Academy of Engineering Oct. 9, said the company was "homing in" on the cause of the accident, adding she felt it unlikely it was caused by "a vehicle issue or an engineering design issue but more of a business process issue."
In comments that leaked out after an Oct. 13 presentation at the National Reconnaissance Office, SpaceX Chief Executive Elon Musk suggested solid oxygen formed within one of the COPVs. "Under pressure it could have ignited with the carbon," he said, according to a leaked transcript of his speech. "This is the leading theory right now, but it is subject to confirmation."
SpaceX said it's continuing to seek the root cause of the pad explosion while also preparing for a return to flight. "SpaceX's efforts are now focused on two areas – finding the exact root cause, and developing improved helium loading conditions that allow SpaceX to reliably load Falcon 9," the company stated. It added it will soon resume tests Falcon 9 stages at its Texas test site as "an important milestone" towards resuming launches.
Those launches, the company said, will resume fr om the company's pad at Vandenberg Air Force Base in California and Launch Complex 39A at Florida's Kennedy Space Center, both of which the company said "remain on track to be operational" to support a return to flight before the end of the year. The company has not disclosed the damage that Space Launch Complex 40 at Cape Canaveral suffered in the pad explosion or when it would be able to resume hosting launches.
Josh Brost, director of government business development at SpaceX, said at the American Astronautical Society's Wernher von Braun Memorial Symposium Oct. 26 in Huntsville, Alabama, that the company was "less than a month" from formally activating Launch Complex 39A for Falcon 9 launches. "39A is wh ere we'll return to flight on the East Coast, hopefully later this year," he said.
SpaceX's customers, meanwhile, are also hoping that the company returns to flight this year. "We've been on hold since SpaceX's launch pad incident at Cape Canaveral eight weeks ago and have been following the investigation closely to determine when SpaceX will be able to return to flight," said Matt Desch, chief executive of Iridium, during an Oct. 27 conference call. Prior to the pad explosion that destroyed the Amos-6 satellite, Iridium was scheduled to fly next, launching the first ten of its Iridium Next satellites from Vandenberg.
Desch said on the call that Iridium is participating in SpaceX's accident investigation team and believes "SpaceX is conducting a very thorough process" in that investigation, but declined to speculate when SpaceX would be ready to start launching Iridium's satellites.
"I remain hopeful that they'll return to launching this year," he said. "Also, I don't know if Iridium Next will be SpaceX's first launch once they return to flight or whether they might schedule a launch from Florida ahead of us. Either way, we're comfortable with SpaceX's investigation and the progress they're making and I assure you that we won't proceed to launch if we aren't confident in SpaceX and their investigation outcome."

[Interval]

Сергей пишет:
...Вкратце напомню физическую картинку. Композитный баллон в баке ЖК. Коэффициент линейного расширения углепластика практически ноль, у алюминия высокая теплопроводность и большой коэффициент линейного расширения. Исходное состояние - температура баллона ? В принципе это нужно учитывать. В простейшем случае температура баллона 20 +/- Х град.C. При заправка бака ЖК температура на наружной стенке углепластиковой оболочки(УО) равна температуре ЖК. С течением времени в оболочках имеет место температурный градиент, то есть температура на внутренней поверхности УО понижается с течением времени и охлаждается одновременно алюминиевый лейнер. Температурный градиент по толщине лейнера невелик ввиду высокой теплопроводности алюминия. Предельная температура в лейнере равна температуре ЖК, но может и не достигать ввиду зависимости от времени. От охлаждения лейнер стремится уменьшить диаметр и длину, на стыке оболочек возникают отрывные напряжения, в лейнере растягивающие напряжения. При недостаточной прочности адгезии лейнера к УО , лейнер может частично или полностью отслоиться, причем весьма возможно хлопком и получить повреждения. Наиболее вероятно, начало отслоений в нижней части баллона - большее время находится в среде ЖК. И в полость между УО и лейнером мог просочиться и ЖК, едва ли много, все таки и давление в баке невелико, и УО не решето. При заправке гелием с ростом давления лейнер занимает прежнее положение(главное, чтобы бы не было ударного нагружения и лейнер плавно выправился), выдавит часть ЖК между оболочками, и начнет работать в расчетном режиме. Влияние температуры гелия - если выше текущей температуры стенки лейнера, то суммарные напряжения в лейнере меньше, и наоборот, но в конечном итоге главное - герметичность лейнера. Предварительный наддув решает проблемы. Или замена алюминия лейнера на материал с существенно меньшим коэффициентом линейного расширения.

Спасибо, очень доходчиво. Удивляет, что никого в SpaceX не смущало то, что гелиевые баллоны состоят из двух материалов с такими разными коэфф.температурного линейного расширения - это потенциальная бомба в условиях их эксплуатации, и если не взрыв, то весьма вероятное повреждение и потеря герметичности.

Видимо, выбора не было (вес,стоимость) и риски занизили.

[LRV_75]

Interval пишет:  ....и риски занизили.

Не занизили, а пренебрегли 
То, что это серьезные риски они знали. Не надо считать, что там неграмотные конструкторы.
Просто Главный конструктор изделий SpaceX - Эллон Маск.
Архитектуру ракеты утверждает главный конструктор и может выбирать из предлагаемых вариантов наиболее оптимальный с его точки зрения.

[Искандер]

Что за чушь - "знали, но пренебрегли"?
Знал бы - соломку постелил бы!
Но риск-менеджмент у SpaceX просто никакой!
По сути меняя технологический процесс не сделать оценку рисков, не провести экспериментальную проверку. Разве можно так работать с криогенным оборудованием?!
 И как такие баллоны будут чувствовать себя после N полётов? Благо что вторая ступень одноразовая...
Интересно почему не рванула первая? Ведь там скорость заправки тоже увеличили... Хотя размер имеет значение и там параметры могут быть другими.

[Валерий Жилинский]

Сергей пишет:
От охлаждения лейнер стремится уменьшить диаметр и длину, на стыке оболочек возникают отрывные напряжения, в лейнере растягивающие напряжения. При недостаточной прочности адгезии лейнера к УО , лейнер может частично или полностью отслоиться, причем весьма возможно хлопком и получить повреждения.

В случае предварительного частичного наддува баллона нет никакого стремления у лейнера уменьшить диаметр и длину.
   
Я бы добавил в телеметрию акустические датчики возле горловины каждого баллона, где металл - при отслоении обмотки от лейнера или обрыве нитей обмотки, даже очень незначительном, будет сигнал.
И второе - двухэтапное наполнение баллонов гелием с контролем температуры гелия.
   
Я не думаю, что у Маска дефицит предложений от спецов высочайшей квалификации. Если кто-то считает себя таковым можно послать ообщение в твиттер Маска или СпайсИкс.

[Валерий Жилинский]

Interval пишет:
Спасибо, очень доходчиво. Удивляет, что никого в SpaceX не смущало то, что гелиевые баллоны состоят из двух материалов с такими разными коэфф.температурного линейного расширения - это потенциальная бомба в условиях их эксплуатации, и если не взрыв, то весьма вероятное повреждение и потеря герметичности.

Видимо, выбора не было (вес,стоимость) и риски занизили.

Думаю, нет. Эти баллоны давно и долго использует не только Маск. Но Маск стал их использовать в переохлаждённом кислороде. О том, что, вероятно, причина в образовании твёрдого кислорода в толще намотки баллона было в одном из предыдущих сообщений.
   
Согласен с Сергеем - предварительный наддув баллона должен снять проблему.

[Валерий Жилинский]

Искандер пишет:
Что за чушь - "знали, но пренебрегли"?
Знал бы - соломку постелил бы!
Но риск-менеджмент у SpaceX просто никакой!
По сути меняя технологический процесс не сделать оценку рисков, не провести экспериментальную проверку. Разве можно так работать с криогенным оборудованием?!

Всё это имело бы смысл, если бы кому-то удалось предсказать аварию. а так - все крепки задним умом.

Искандер пишет:
Интересно почему не рванула первая? Ведь там скорость заправки тоже увеличили... Хотя размер имеет значение и там параметры могут быть другими.

ИМХО, сечение подводящей трубки одинаковое, а число баллонов больше - более медленное заполнение гелием баллонов. Вот и ответ, как можно предупредить ситуацию.

[Сергей]

Interval пишет:
Удивляет, что никого в SpaceX не смущало то, что гелиевые баллоны состоят из двух материалов с такими разными коэфф.температурного линейного расширения - это потенциальная бомба в условиях их эксплуатации, и если не взрыв, то весьма вероятное повреждение и потеря герметичности.

Видимо, выбора не было (вес,стоимость) и риски занизили.

LRV_75 пишет:
Не занизили, а пренебрегли
То, что это серьезные риски они знали. Не надо считать, что там неграмотные конструкторы.
Просто Главный конструктор изделий SpaceX - Эллон Маск.
Архитектуру ракеты утверждает главный конструктор и может выбирать из предлагаемых вариантов наиболее оптимальный с его точки зрения.

Я бы не стал пинать Элона Маска конкретно за эту ошибку. А вот за несбалансированную команду разработчиков пнул бы обязательно. Как уже упоминали, команда разработчиков разбита на кластеры большой самостоятельности по отдельным узлам и системам с горизонтальными связями между кластерами и слабыми вертикальными связями. Такая система хороша, когда во главе каждого кластера стоит опытный разработчик , имеющий практический опыт по профилю кластера. Если такого разработчика нет, возникают риски неправильного понимания как работает узел, неправильная расчетная модель, неправильные методы испытаний. И эти ошибки выползают и периодически возникают аварийные ситуации, после чего начинаются поиски причин и исправление ошибок, причем этим занимаются специалисты более высокого уровня, но не специалисты по конкретному узлу. Желание сьэкономить на зп бывает преподносит сюрпризы. Так что причина в упрощенном расчете и стандартных неадекватных методов испытаний (обычная опрессовка и выборочные испытания на разрушение от партии). И кстати , нагрузки прочнистам и условия работы  дает разработчик узла, 
чего дал на то и рассчитают. Применение композитного баллона вполне оправдано, нужно только правильно эксплуатировать.
И вопрос, а как и чем наддувают бак ЖК первой ступени?

[Штуцер]

Валерий Жилинский пишет:
Я бы добавил в телеметрию акустические датчики возле горловины каждого баллона, где металл - при отслоении обмотки от лейнера или обрыве нитей обмотки, даже очень незначительном, будет сигнал.

Бессмысленно. Когда начнет трещать - поздно будет. И как Ваш треск анализировать ответсвенному специалисту - выдавать ДУ не норма?
Ох, далеки Вы, Валерий, от реальной работы на СК.

[Валерий Жилинский]

Штуцер пишет:

Валерий Жилинский пишет:
Я бы добавил в телеметрию акустические датчики возле горловины каждого баллона, где металл - при отслоении обмотки от лейнера или обрыве нитей обмотки, даже очень незначительном, будет сигнал.

Бессмысленно. Когда начнет трещать - поздно будет. И как Ваш треск анализировать ответсвенному специалисту - выдавать ДУ не норма?
Ох, далеки Вы, Валерий, от реальной работы на СК.  

Далёк, не спорю. Но видел (в других местах, не на ракетах) индикаторы, и электронные, и электрические, и механические, срабатывание которого означает "Авария!"
   
Простейший такой датчик на наддутом лонжероне вертолётного винта, если он показал красный поясок - лететь нельзя...
   
"Щелчок" лопнувшей нити или отклеившегося лейнера - сигнал "Авария", в данном случае - отмена запуска и сброс давления гелия в баллонах.

[Штуцер]

Валерий Жилинский пишет:
Простейший такой датчик на наддутом лонжероне вертолётного винта, если он показал красный поясок - лететь нельзя...

Сколько это стоит у вертолета?

[LRV_75]

Валерий Жилинский пишет:
Всё это имело бы смысл, если бы кому-то удалось предсказать аварию. а так - все крепки задним умом.

Потому, что надо думать не задним умом, а головой. И не надо предсказывать аварии, надо тестирование проводить в полном объеме, а не надеяться на авось и бежать вперед сломя голову.
Если они воспроизвели полностью дефект в МакГрегор, то должны были  это протестировать ранее, а SpaceX решает проблемы по мере их поступления и пренебрегает анализом рисков.
Мое имхо, что об опасности Маску говорили, но он сказал - "луна твердая, поехали"