SpaceX: причиной взрыва ракеты Falcon 9 может быть гелий

24

сентября 2016

SpaceX: причиной взрыва ракеты Falcon 9 может быть гелий

Теги: Конструкции , Космос , Обзоры мероприятий

Компания SpaceX опубликовала предварительные результаты расследования аварии ракеты Falcon 9, случившейся 1 сентября. Напомним, что в процессе тестирования, беспилотная ракета и спутник Amos-6 (являющийся грузом ракеты) сгорели на стартовом комплексе на мысе Канаверал в штате Флорида. Причину аварии пока называют "аномалией", и эта причина до сих пор точно не определена, но круг вероятных "подозреваемых" был сужен до проблем с системой с криогенным гелием, который используется для питания второй ступени двигателя.

Взрыв ракеты Фалькон 9 произошел не во время полета или запуска, а на стартовой площадке во время того, как инженеры заправляли ракеты для обычной рутинной проверки, когда двигатель первой ступени запускают, но ракета-носитель при этом удерживается на земле. Это тест, который позволяет проверить, что ракета готова к полету или указать на проблемы, которые следует рассмотреть до фактического запуска.

В течение трех недель группа по расследованию авиационных происшествий, собранная из представителей SpaceX, ФАУ США, ВВС США, экспертов отрасли и НАСА, изучали обломки ракеты. Илон Маск даже публично попросил всех, кто снимал запуск с какого-либо ракурса или расстояния, прислать свои материалы.

По словам SpaceX, на весь эпизод ушло всего 93 миллисекунды, с момента, когда аномалия была зарегистрирована и до момента, пока данные с ракеты перестали поступать. Хотя стартовая площадка была сильно повреждена пожаром (настолько сильным, что песок превратился в стекло), ничего кроме площадки, ракеты и ее груза не пострадало

Прослеживая причину взрыва, специалисты пришли к выводу, что неисправность была в системе с криогенным гелием. В SpaceX пока не говорят, что именно произошло с этой системой, но они почти на 100% уверены, что именно она послужила причиной взрыва.

Помимо сложной системы для подачи и использования ракетного топлива, очень большую роль в ракете играет система с криогенным гелием.

Охлажденный жидкий кислород и RP-1 хранятся не в отдельных цистернах внутри ракеты, а в одном большом резервуаре с переборкой (вверху жидкий кислород - окислитель, а внизу RP-1 - топливо).

Когда запускается вторая ступень ракеты, турбонасосы тянут жидкий кислород и RP-1 (сорт керосина) в камеру сгорания двигателя, но уже на этом этапе насосы не могут делать это самостоятельно, потому что вторая ступень запускается в условиях нулевой гравитации, в которой ракетное топливо не будет течь должным образом. И вот тут-то и помогает система с гелием.  Это система и изолированными газовыми баллонами, заполненными жидким гелием. Они погружены в жидкий кислород, что позволяет удерживать их в морозных условиях (-269 °C). Жидкий гелий на этапе запуска второй ступени пропускают через теплообменник, который использует тепло двигателя для преобразования гелия обратно в газ. Затем он подается в бак с жидким кислородом и RP-1, оказывая на них давление. Этот процесс поддерживает постоянный поток топлива, и двигатели работают плавно даже в условиях нулевой гравитации.

На основании предварительных данных, наиболее вероятный сценарий аварии Falcon 9 связан с тем, что один из резервуаров с гелием в резервуаре с жидким кислородом каким-то образом был поврежден, например, сломался клапан или что-то вроде этого. Гелий быстро трансформировался в газ в более теплом жидком кислороде, и появилось избыточное давление. Это давление вызвало повреждение переборки между секцией с жидким кислородом и секцией с RP-1. Переборка, возможно, разорвалась или сдвинулась в сторону. RP-1 смешался с жидким кислородом, что вызвало избыточное давление в этой секции.

Вполне вероятно, что бак лопнул от давления и смесь воспламенилась, или же возгорание произошло в резервуаре из-за искры, трения или другой причины. Остальное повреждение ракеты было делом горения.

Поделиться с друзьями