Почему Энергия+Буран тяжелее Шаттла?

[pk13]

Но почему тогда это не сработало на Зените? В том самом пуске, который разрушил ПУшку? Ситуация-то не придуманная мною

Не в курсе. Однако, ясен пень, что при АВДУ единственного ЖРД Зенита сразу после КП, независимо от причин, последствие м.б. только одно - падение на СК. Со взрывом.

Поэтому пилотирумемых полетов на Зените никогда и не будет.

[Feol]

Читал у Губанова, что среднестатистическая длительность развития аварии ТНА на керосиновом двигателе (а вполне возможно, что и на любом другом) до взрыва меньше длительности срабатывания пироклапана!!! То есть, что-то сделать тут совершенно невозможно.

Читаем Губанова дальше (про РД 170):
"Уже на начальной стадии отработки стало очевидным, что задача обеспечения высокой эффективности этой следящей системы является трудной. Имели место как ложные срабатывания, так и многочисленные случаи, когда срабатывание системы выключения двигателя на стенде не предотвращало разрушений двигателя и повреждений стенда. За первые два года испытаний при 72 пусках было 34 отказа: система сработала 32 раза, из которых 3 - ложных. Из 29 выключений двигатели были сохранены в 10 случаях. Более поздняя оценка (уже за период функционирования на стенде штатной системы аварийной защиты с 1984 по 1989 г.) показала, что из 28 случаев срабатывания системы только в 6 случаях двигатели были сохранены."

Думаю, что, как и Черток при создании КОРДа для Н1, так и тут разработчики понимали, что при создании этой аварийной автоматики, они занимаются, возможно, не бесполезным, но почти безнадёжным делом. Незавидная судьба для инженера.

На самом деле, даже на автоматических КА, где время на анализ аварийной ситуации огромно по сравнению с ракетой, десятки и сотни алгоритмов часто не срабатывают по одной простой причине - действительность превосходит ожидания разработчиков.

Думаю, за сотню пусков Энергии мы потеряли бы 3-4 корабля и экипажа, не меньше  

[Старый]

Но почему тогда это не сработало на Зените? В том самом пуске, который разрушил ПУшку? Ситуация-то не придуманная мною

Потому что аварийное выключение единственного двигателя сразу после отрыва от стола заблокировано. Нахрена его выключать то? Чтоб ракета уж точно рухнула на ПУ? Поэтому двигатель должен был работать до последней возможности чтобы хотя бы увести аварийную ракету от ПУ.
 Кстати, взрывобезопасность двигателя сыграла в этой ситуации злую шутку. Хотя двигатель и прогорел но не только не взорвался но и сохранил работоспособность. Он продолжал стабилизировать ракету несмотя на то что струя из прогоревшего сильфона била вбок. Поэтому ракета не завалилась набок а вертикально проскочила в газоотводный лоток и там только взрвалась подняв стартовый комплекс на воздух в буквальном смысле.

[Дмитрий В.]

Разумеется, доводка любой сложной техники требует длительного времени. Тем не менее, аварии аналогичные катастрофе Челленджера, с жидкостными ускорителями Энергии в принципе невозможны. После отказа любого из двигателей, 11к25 сохраняла устойчивость и управляемость. Кроме того, ОК был снабжен катапультируемыми креслами (ну, это уж совсем на крайний случай). Не имея реальной статистики пусков Энергии, невозможно рассуждать и о ее фатической надежности. Тем не менее, общепризнанным является факт более высокой степени безопасности Энергии, по сравнению с Шаттлом. Поэтому говорить о 3-4 потерях на 100 пусков - явное преувеличение.

[Старый]

А вот в аварии 20.5.97 система безопасности двигателя сработала нормально. И хотя двигатель развалился на две части но ни взрыва ни пожара не произошло. Ракета упала совершенно целенькой лишь слегка дымясь.

[Старый]

Тем не менее, общепризнанным является факт более высокой степени безопасности Энергии, по сравнению с Шаттлом.

Это врядли. Это не только не общепризнанный но и вообще не факт.

[mihalchuk]

Feol:

Читал у Губанова, что среднестатистическая длительность развития аварии ТНА на керосиновом двигателе (а вполне возможно, что и на любом другом) до взрыва меньше длительности срабатывания пироклапана!!! То есть, что-то сделать тут совершенно невозможно.

Читаем Губанова дальше (про РД 170):
"Уже на начальной стадии отработки стало очевидным, что задача обеспечения высокой эффективности этой следящей системы является трудной. Имели место как ложные срабатывания, так и многочисленные случаи, когда срабатывание системы выключения двигателя на стенде не предотвращало разрушений двигателя и повреждений стенда. За первые два года испытаний при 72 пусках было 34 отказа: система сработала 32 раза, из которых 3 - ложных. Из 29 выключений двигатели были сохранены в 10 случаях. Более поздняя оценка (уже за период функционирования на стенде штатной системы аварийной защиты с 1984 по 1989 г.) показала, что из 28 случаев срабатывания системы только в 6 случаях двигатели были сохранены."

Думаю, что, как и Черток при создании КОРДа для Н1, так и тут разработчики понимали, что при создании этой аварийной автоматики, они занимаются, возможно, не бесполезным, но почти безнадёжным делом. Незавидная судьба для инженера.

На самом деле, даже на автоматических КА, где времени на анализ аварийной ситуации огромно по сравнению с ракетой, десятки и сотни алгоритмов часто не срабатывают по одной простой причине - действительность превосходит ожидания!

Сохранять двигатель имеет смысл, если РН ещё не оторвалась от стартового стола. Для проверки двигателей блоков А была предусмотрена короткая (меньше секунды) "полка" тяги на 50-60% мощности. Дальше шёл подъём мощности и старт. РД-171 действительно мог "рвануть", но САЗ позволяла локализовать аварию пределами хвостового отсека. Если присмотритесь к ХО блока А, то увидите, что двигатель им укрыт "по самое горло", торчит наружу только часть сопел. Чтобы после прогара сильфона КС струя газа пробила оболочку своего и соседнего ХО, а затем повредила другой двигатель - нужна неимоверно большая последовательность совпадений. К тому же камеры были относительно надёжны, слабым местом была турбина.

[Feol]

Вообще то, что РД сохранил работоспособность при прорыве сильфона, - удивительный факт. Ведь полностью меняется газодинамический режим и можно ожидать чего угодно. Видимо, внутренние запасы устойчивости и живучести у него нехилые. Уникальная штука, безусловно.

Но, строго говоря:

1. Фактическая надёжность Энергии точно >0, но сколь нибудь достоверно не известна - мала наработка.

2. Энергия+Буран вцелом сложнее шаттла. Следовательно, потенциальная её надёжность ниже. Амы расчетную надёжность ТТУ полагали равной 1.0. Не угадали они, но у нас об 1.0 и не грезили.

А правильный подход такой - надежная САС, удовлетворяющая принципу понижения порядка сложности системы при парировании перерастания аварии в катастрофу. И существенно более простая, дешёвая, лёгкая ракета без сомнительных наворотов.

[Старый]

Вообще то, что РД сохранил работоспособность при прорыве сильфона, - удивительный факт. Ведь полностью меняется газодинамический режим и можно ожидать чего угодно. Видимо, внутренние запасы устойчивости и живучести у него нехилые.

Ничего удивительного. Зная о том что полностью устранить ваозгорания не удалось Глушко специально сделал двигатель прочнее чтобы он оказался взрывобезопасным. Даже в случае возгорания в кислородном тракте в двигателе только прогорает дырка, через неё давление стравливается (в виде факела пламени) но взрыва не происходит. И тут же срабатывает система аварийного выключения.

[Feol]

... слабым местом была турбина.

В принципе, сей факт кажется вполне закономерным... Я слышал, что на отработаном двигателе при нормальной работе других агрегатов вообще отказ камеры - редкое явление. Но ведь с турбиной ещё хуже! Если её разнесёт, то скорость осколков будет сотни м/с. Как обстрел бронебойными снарядами. Тут никакая разумная защита не спасёт, не танковую же броню вешать! То есть, если разорвет турбину, то всё, хвостовая часть иссечена осколками и впереди только пожар и лавинообразное разрушение остальных двигателей, баков, арматуры, приводов управления и т. п.

[Старый]

Но ведь с турбиной ещё хуже! Если её разнесёт, то скорость осколков будет сотни м/с. Как обстрел бронебойными снарядами. Тут никакая разумная защита не спасёт, не танковую же броню вешать! То есть, если разорвет турбину, то всё, хвостовая часть иссечена осколками и впереди только пожар и лавинообразное разрушение остальных двигателей, баков, арматуры, приводов управления и т. п.

Поэтому корпус турбины и всего ТНА сделали таким чтоб его не разносило. На одном из прошлых МАКСов показывали фильм про РД-170, там показывали кадры с двигателями которые загрелись но не взорвались. Оплавленые ТНА приобретали причудливые формы...
 Кстати, ТНА находится внутни двигателя, окружён со всех сторон камерами сгорания, газогенераторами, бустерными ТНА и пр. На двигателе его практически не видно. Так что осколкам пришлось бы пробелать сложный путь чтобы выбраться наружу.

[El Selenita]

Кроме того, ОК был снабжен катапультируемыми креслами (ну, это уж совсем на крайний случай).

Катапульты предполагалось ставить лишь в первых, испытательных полётах. Но не дальше. В первых полётах "Шаттла" тоже были катапульты. В последующих полётах они снимаются - негуманно как-то спасать лишь часть экипажа, причём меньшую часть...

[Дмитрий В.]

Но, строго говоря:

1. Фактическая надёжность Энергии точно >0, но сколь нибудь достоверно не известна - мала наработка.

Ну, формально, надежность 11к25 = 1,0 :wink:

[Дмитрий В.]

2. Энергия+Буран вцелом сложнее шаттла. Следовательно, потенциальная её надёжность ниже. Амы расчетную надёжность ТТУ полагали равной 1.0. Не угадали они, но у нас об 1.0 и не грезили.

А правильный подход такой - надежная САС, удовлетворяющая принципу понижения порядка сложности системы при парировании перерастания аварии в катастрофу. И существенно более простая, дешёвая, лёгкая ракета без сомнительных наворотов.

Строго говоря, безопасность, или, если угодно, живучесть, - это понятие не тождественное надежности. Живучесть (уж не помню, как там точно) - это способность изделия обеспечивать парирование нештатных ситуаций (ну, или вероятность безопасного функционирования после отказа одного или нескольких элементов). То есть, 11к25, наверное, менее надежная, но более живучая/безопасная система, чем Шаттл. Классический пример из "этой оперы" - продолжение полета Сатурн-5 после отказа 1-го из 5 ЖРД J-2 2-й ступени.

[X]

Я всем тут надоел со своим батькой, но вот что он говорил.

 Энергия делалась "ни шатко, ни валко" до первого полёта шаттла, а потом стали "гнать".

 Цель разработчиков была такова - представить ЦК "альтернативный шаттл" в кратчайшие сроки.
 Под неё не особенно морочились с удельными показателями.

[X]

Потому, что:
1)Шаттл получает дополнительную добавку к скорости около 200 м/с из-за меньшей широты старта
2)Спасать жидкостные блоки, приземляющиеся на сушу, сложнее, чем РДТТ, падающие в море. В результате, блоки А получились относительно тяжелее SRM Шаттла.
3)Энергия рассчитана на выход из 500 нештатных ситуаций, включая отказ одного блока А, в результате, из-за услиления  для этого расчетного случая, конструкция блока Ц оказалась тяжелее.
4) Двигатели 11д122 полулись более тяжелыми чем SSME, что объясняется отсутствием практического опыта в создании водородных ЖРД большой тяги
5) Конструкция Энергии была рассчитана на обеспечение устойчивости к ряду спецвоздействий.
6) Элементы блока Ц транспортировались по воздуху и в их расчете на прочность были учтены расчетные случаи жесткой посадки с поперечной перегрузкой не менее 2.
Ну, и ряд других факторов. Хотя, например топливный отсек блока Ц получился несколько легче ВТБ (по крайней мере, первых модификаций) .

 Если так, всё это "собрать в кучу" - Энергия сделана хуже шаттла.

[Дмитрий В.]

Потому, что:
1)Шаттл получает дополнительную добавку к скорости около 200 м/с из-за меньшей широты старта
2)Спасать жидкостные блоки, приземляющиеся на сушу, сложнее, чем РДТТ, падающие в море. В результате, блоки А получились относительно тяжелее SRM Шаттла.
3)Энергия рассчитана на выход из 500 нештатных ситуаций, включая отказ одного блока А, в результате, из-за услиления  для этого расчетного случая, конструкция блока Ц оказалась тяжелее.
4) Двигатели 11д122 полулись более тяжелыми чем SSME, что объясняется отсутствием практического опыта в создании водородных ЖРД большой тяги
5) Конструкция Энергии была рассчитана на обеспечение устойчивости к ряду спецвоздействий.
6) Элементы блока Ц транспортировались по воздуху и в их расчете на прочность были учтены расчетные случаи жесткой посадки с поперечной перегрузкой не менее 2.
Ну, и ряд других факторов. Хотя, например топливный отсек блока Ц получился несколько легче ВТБ (по крайней мере, первых модификаций) .

 Если так, всё это "собрать в кучу" - Энергия сделана хуже шаттла.

А если сравнить грузовые варианты (Энергия - при Мст 2400 т, ПН 98т, Шаттл - при Мст 2030т, ПН 67 т), то окажется, что Энергия сделана на четверть лучше Шаттла! :lol:

[mihalchuk]

Деятели одной уважаемой организации насчитали умопомрачительные ударные и пульсационные нагрузки на днище блока Ц. Для защиты от них днище укрыли бронеплитой. Полёт Бурана показал, что эти ожидания были чрезмерно оптимистичны (или пессимистичны?). Бронеплита оказалась не нужна, и в дальнейшем её бы убрали.
Думаю, таких примеров много. Энергия, в отличие от Шаттла, имела большой запас возможностей совершенствования.

[goran d]

момоему 2 ступень енергии недогружена - ведь пн 100т а сухая маса блока Ц гдето 80т
слишком большая часть ПНшной масы уходит на сухую массу блока Ц
Если 3 ступень + ПН скажем 200-250т наверно Енергия окажется намного "тяжелее" запланованого
тогда вейст пн от сухой масы Ц-шки будет меньше
(правда подгонять параметры для того чтоб "красиво" выглядили наверно не оптимально)
Развивать было бы куда

[Дмитрий В.]

Деятели одной уважаемой организации насчитали умопомрачительные ударные и пульсационные нагрузки на днище блока Ц. Для защиты от них днище укрыли бронеплитой. Полёт Бурана показал, что эти ожидания были чрезмерно оптимистичны (или пессимистичны?). Бронеплита оказалась не нужна, и в дальнейшем её бы убрали.
Думаю, таких примеров много. Энергия, в отличие от Шаттла, имела большой запас возможностей совершенствования.

Насколько помню ХО блока Ц (и по КД и живьем) - никакой бронеплиты там не было. Торцевой шпангоут, правда, имел толщину стенки миллиметров до 40 - это да, было. А пульсационные нагрузки на ХО определялись волнами разряжения-сжатия с перепадом давлений 0,15 атм на УКСС и 0,1 атм на СК, ЕМНИП.